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人體運動科學(xué)經(jīng)典研究方法的發(fā)展與應(yīng)用 版權(quán)信息
- ISBN：9787500932932
- 條形碼：9787500932932 ; 978-7-5009-3293-2
- 裝幀：暫無
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
人體運動科學(xué)經(jīng)典研究方法的發(fā)展與應(yīng)用 節(jié)選
眾所周知，沒有準確的研究方法，很難獲得理想的研究結(jié)果。因此，作為運
動科學(xué)研究工作者不僅要掌握當(dāng)今一些高、新、精、尖的研究方法，還應(yīng)當(dāng)對經(jīng)典
的和傳統(tǒng)的基本研究方法操作熟練，對其原理和理論背景有熟識的認知，這是運
動科學(xué)研究者不可缺少的基本功。
本書特色在于，這不是一般的實驗方法指導(dǎo)書(這種書已經(jīng)很多)，而是作者
們在閱讀了大量中外文參考文獻的基礎(chǔ)上，總結(jié)了自己多年應(yīng)用的經(jīng)驗，對一些
在運動科學(xué)界常用的經(jīng)典研究方法，闡明其發(fā)展的歷史背景，以及該方法從醫(yī)學(xué)
等領(lǐng)域嫁接到運動科學(xué)實驗的過程，還對該方法的應(yīng)用進行了評價，并留有一定
的空間，使閱讀者回味。
在加強科學(xué)訓(xùn)練方面，為適應(yīng)2008年奧運會在北京的召開，本書可以使科研
教練對這些基本指標(biāo)從理論上有更多的認知，在實踐應(yīng)用時能指導(dǎo)訓(xùn)練。我們相
信本書對運動訓(xùn)練的教練員和運動員也會有所幫助。
限于我們的理論和寫作水平，在編寫過程中可能會有各種錯誤和不足，懇切
希望讀者給予批評和指正。
楊錫讓傅浩堅
2007年6月
序 一
21世紀被譽為生命科學(xué)的世紀，生命科學(xué)自上世紀下半葉至今有了迅猛發(fā)展。
20世紀50年代Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)、60年代遺傳密碼的破
譯、70年代Cohen和Boyer實現(xiàn)DNA的重組和轉(zhuǎn)化奠定了現(xiàn)代分子生物學(xué)的基
礎(chǔ)、80年代Mullis發(fā)明的聚合酶鏈式反應(yīng)技術(shù)(PCR)標(biāo)志著生命科學(xué)的飛躍性
發(fā)展，隨后各種先進的研究方法和技術(shù)手段的創(chuàng)造與應(yīng)用，大大推動著生命科學(xué)
研究技術(shù)的發(fā)展。
運動生理學(xué)屬于生命科學(xué)的研究范疇，因此，人體運動科學(xué)的研究離不開生
命科學(xué)的實驗方法。在運動生理學(xué)研究方法的發(fā)展進程中，美國早期哈佛疲勞實
驗室使用的經(jīng)典研究方法，有些在運動生理學(xué)研究領(lǐng)域仍沿用至今。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代運動生理學(xué)的實驗研究方法從整體、系統(tǒng)、器官
水平深入拓展到細胞、亞細胞、分子水平，探討運動對機體各部分的功能及其內(nèi)
在聯(lián)系的影響，注重運用整體觀點從細胞和分子水平上探討運動對機體功能活動
影響的本質(zhì)問題，為傳統(tǒng)運動生理學(xué)繼續(xù)深入研究賦予新的活力。
當(dāng)今生命科學(xué)發(fā)展已進入后基因時代，人體運動科學(xué)的研究需要從分子和基
因水平深入探討機制的同時，我們還必須認識從運動實踐應(yīng)用的角度探討競技運
動和大眾健身，為此，運動生理學(xué)經(jīng)典的實驗技術(shù)方法，仍然具有廣闊的研究空
間，對人體運動科學(xué)的研究仍有重要價值。本書正是要將這些經(jīng)典的、具有很強
實踐指導(dǎo)價值的研究方法介紹給讀者，這無論對大家的學(xué)術(shù)研究還是實踐指導(dǎo)都
有重要意義。
這本書具有以下特點：
1．理論與實踐結(jié)合。在每種研究方法的討論中，都介紹這種方法的研究歷史、
原理機制、評價討論以及實際操作。
2．可操作性強。每種研究方法都有詳細的實驗操作步驟及具體方法。
3．應(yīng)用價值高。在這些經(jīng)典的實驗研究中不僅介紹方法，而且介紹對實驗結(jié)
果的分析評價，方便研究者應(yīng)用。
本書的主編是著名運動生理學(xué)專家北京體育大學(xué)楊錫讓教授和香港浸會大學(xué)
傅浩堅教授，其他作者也是對人體運動科學(xué)研究有很深學(xué)術(shù)造詣和實踐應(yīng)用的專
家和學(xué)者。他們在繁忙的教學(xué)及研究工作之余，完成這樣一本高質(zhì)量的著作，我
謹向楊錫讓教授和傅浩堅教授以及全體作者表示敬意。
鄧樹勛
2007年夏 于華南師范大學(xué)
第四章Ifil乳酸研究方法的發(fā)展-5應(yīng)用
血乳酸是體育科研界研究歷史*長、應(yīng)用*廣泛的指標(biāo)之一。自從20世紀五六十年代
血乳酸被應(yīng)用于體育界以來，血乳酸在闡明和了解訓(xùn)練的原理、制定和修改訓(xùn)練計劃、調(diào)節(jié)
和控制訓(xùn)I練強度、評定和預(yù)測訓(xùn)練水平方面作出巨大貢獻，故乳酸有“訓(xùn)練標(biāo)尺”之美稱。
目前，隨著血乳酸測試方法的不斷改進，特別是乳酸分析儀(尤其是便攜式乳酸分析儀)的
普及，血乳酸在運動中的運用越來越廣泛。隨著對血乳酸廣泛和深人的研究，有關(guān)運動與血
乳酸的一些經(jīng)典理論(如無氧閾理論)受到了廣泛質(zhì)疑，運動產(chǎn)生乳酸的原因、乳酸在運動
中的作用以及一些經(jīng)典的乳酸測試與評價方法也不斷得到修正和完善。本文旨在從血乳酸的
研究歷史背景、*新研究動態(tài)以及血乳酸的應(yīng)用與評價幾方面作以詳細的闡述，為能夠更好
的理解運動與血乳酸的理論以及在運動訓(xùn)練中更好的應(yīng)用血乳酸指標(biāo)提供幫助。
**節(jié)血乳酸的研究歷史與研究進展
一、血乳酸的研究歷史
1780年，瑞典化學(xué)家Carl Wilhelm Scheele首先發(fā)現(xiàn)了乳酸。Scheele是在酸奶中發(fā)現(xiàn)
并分離出乳酸的，因此命名為乳酸(1actic acid)。實際上，乳酸的真正化學(xué)名稱應(yīng)該為2一
羥基丙酸(2-hydroxypropanoic acid)。1808年，Berzelius發(fā)現(xiàn)動物疲勞的肌肉中產(chǎn)生乳酸，
并且其濃度與肌肉的活動程度成比例。1810年，化學(xué)家證實在新鮮的牛奶、肉和血液中乳
酸的存在。1833年，乳酸的化學(xué)式被證實。此后對于乳酸的來源等問題的研究一直處于爭
論階段。1907年，弗萊徹和霍普金(Fletcher&Hopkins)報道肌肉疲勞以及缺氧導(dǎo)致乳酸的
堆積，并且發(fā)現(xiàn)在有氧氣存在的情況下堆積的乳酸可以消失，其研究成果為希爾(A．V．Hill)
后來的“氧債學(xué)說”打下了基礎(chǔ)。1920年，邁爾霍夫(Meyerhof)證實了糖原是乳酸的前
體，這些成果標(biāo)志著乳酸的研究進入一個新時代。1922年，邁爾霍夫和希爾因為在骨骼肌
糖代謝能量轉(zhuǎn)換方面作出的貢獻雙雙獲得諾貝爾獎。邁爾霍夫闡明了大部分的糖酵解途徑
(20世紀40年代初期，糖酵解途徑完全被闡明)，并且證實乳酸是缺氧狀態(tài)下糖酵解副反應(yīng)
的產(chǎn)物。希爾定量計算了肌肉在缺氧狀態(tài)下收縮時糖轉(zhuǎn)化成乳酸時釋放出的能量，并認定肌
肉在缺氧狀態(tài)下或者肌肉收縮所需能量超過糖原氧化供能的能力時，糖原還可以通過轉(zhuǎn)化為
乳酸陜速大量的供能。其后，希爾又進行了一系列的實驗，并建立了“氧債”學(xué)說。 “氧
債”學(xué)說的基本框架是肌肉在缺氧狀態(tài)下仍然能夠收縮，而收縮后恢復(fù)期的額外氧耗是用來
償還無氧收縮時的氧虧。希爾的貢獻在于證明了肌肉在劇烈收縮時存在快速供能的途徑，而
邁爾霍夫揭示了這條途徑的生化過程并指出乳酸是這條途徑的終產(chǎn)物。希爾等人的實驗是在
缺氧條件下完成的，肌肉在缺氧條件下收縮產(chǎn)生乳酸并不表明乳酸的產(chǎn)生一定是缺氧造成
的。從19世紀30—70年代，乳酸一直被認為是肌肉在缺氧狀態(tài)下收縮時糖酵解的終產(chǎn)物，
是形成氧債的主要原因，是肌肉疲勞的主要原因。20世紀50年代和60年代早期，霍爾曼
(Hollmann)及其同事開始使用血乳酸來監(jiān)測心肺病人的運動強度。他們認為如果動脈血乳
酸穩(wěn)定在一個固定水平，那么這種運動則是“純正的有氧”。1964年，沃塞曼(Wasserman)
和邁克勞瑞(Mcllroy)提出“無氧閾(anaerobic threshold，AT)”的概念。和霍爾曼一樣，
沃塞曼和邁克勞瑞的初衷也是為心血管病人找到一個安全的、持久的、有足夠運動應(yīng)激的運
動強度。1973年正式使用“無氧閾”這一術(shù)語。無氧閾被定義為“在遞增負荷的運動中機
體由有氧代謝供能到大量動用無氧代謝供能的轉(zhuǎn)折點”。無氧閾理論的基礎(chǔ)是希爾的氧債理
論，即運動中肌肉缺氧。沃塞曼認為當(dāng)心血管病人進行漸增負荷的運動時，到了一定的運動
強度，其供氧的能力不足維持肌肉的需氧量，此時肌肉缺氧而從有氧代謝轉(zhuǎn)向無氧代謝，導(dǎo)
致乳酸生成增多和血乳酸的堆積，而此時的運動強度就是無氧閾強度。此后，無氧閾的概念
用于健康人和運動員并*終在體育界得到廣泛應(yīng)用。值得注意的是，無氧閾只是一個概念，
具體的強度判定要靠一些客觀存在的觀察指標(biāo)，因此派生出很多概念來反映無氧閾，包括：
乳酸閾(1actate threshold，IJT)、通氣閾(ventilatory threshold，VT)、個體乳酸閾(individu-
al lactate threshold，ILT)以及*大乳酸穩(wěn)定狀態(tài)(maximal lactate steady state，MLSS)等
等。沃塞曼提出的“無氧閾”概念的核心是運動中乳酸生成增多是由于肌細胞的缺氧造成
的。自20世紀80年代以后，很多的研究成果對無氧閾理論提小質(zhì)疑。這些研究成果共同特
點是顯示了缺氧并不是運動中乳酸生成增多和堆積的唯一原因，無氧閾的理論基礎(chǔ)被動搖。
另外，以布魯克司(Brooks)為代表的學(xué)者，通過大量的實驗證實運動結(jié)束后，由于體溫升
高、兒茶酚胺濃度保持高水平、CP(磷酸肌酸)的再合成、肌漿中鈣離子的作用以及甲狀
腺素和腎上腺皮質(zhì)激素的作用等，都使恢復(fù)期的耗氧量大于氧虧，運動后過多的氧耗并不是
僅僅用來氧化乳酸、償還氧債，因此對希爾的氧債學(xué)說提出質(zhì)疑，并建議廢除氧債學(xué)說建立
‘t運動后過量氧耗”的概念。近20年來，很多研究成果對一些經(jīng)典的乳酸理論提出質(zhì)疑，有
關(guān)運動與乳酸生成的關(guān)系也存在較大的爭論，但主流的觀點不再認為乳酸是一個代謝終產(chǎn)
物，相反，認為乳酸始終是一種活潑的能源物質(zhì)。根據(jù)布魯克司的“乳酸穿梭假說(1actate
shuttle hypothesis)”，乳酸作為一種“重要的中介”在組織問、細胞間甚至細胞內(nèi)部穿梭，
調(diào)節(jié)細胞、局部以及全身的代謝過程。乳酸的產(chǎn)生和消除是一個動態(tài)的過程，運動中乳酸的
產(chǎn)生并不是由于肌肉缺氧造成的，血乳酸的增多也不再認為是引起運動性疲勞以及延遲性肌
肉酸痛的罪魁禍首，甚至有觀點認為，血乳酸的生成有利于緩解運動引起的代謝性酸中毒，
離體實驗甚至表明，乳酸的增多可以通過抑制肌細胞外鉀離子濃度的升高而對抗疲勞的產(chǎn)
生。總之，*近的研究成果與傳統(tǒng)的乳酸理論產(chǎn)生了巨大的沖突，可以預(yù)見有關(guān)運動與血乳
酸這一古老話題的爭論還將進一步進行下去。
二、乳酸的生化代謝途徑
乳酸的分子式為：CH3-CHOH-COOH；分子量(molecular weight)為89．0g／mol；溶于
水、酒精和乙醚；解離常數(shù)(pKa，37。C)為3．87；燃燒熱(heat 0f combustion)為
321kcal／mol。
乳酸代謝包括乳酸的生成及消除。一般來說，乳酸是糖酵解的終產(chǎn)物，而乳酸的消除卻
有多條途徑。
在人體處平安靜狀態(tài)時，肌細胞內(nèi)糖原或葡萄糖酵解過程生成丙酮酸和還原型輔酶I
(NADH+H+)。其中大部分丙酮酸和NADH能進入線粒體氧化脫羧生成乙酰輔酶A，再進入
三羧酸循環(huán)生成二氧化碳和水，只有少量丙酮酸和NADH在細胞質(zhì)內(nèi)的乳酸脫氫酶(肌型
LDH5)催化下，生成乳酸再生的NAD+重新參加糖酵解過程(如圖4-1所示)。所以，安靜
時，正常人體內(nèi)肌乳酸含量約為1mmol／kg濕肌。
在安靜條件下，還有一些組織和細胞，仍能進行糖無氧代謝以獲得部分或大部分能量，
如皮膚上皮細胞、視網(wǎng)膜、睪丸、腎上腺髓質(zhì)、成熟紅細胞，白細胞等均進行強烈的糖酵
解，其中尤以皮膚中的糖酵解速度*快。而成熟紅細胞幾乎全靠糖酵解獲得能量。這些組
織、細胞以及上面所提到的骨骼肌內(nèi)的乳酸，均可迅速進入血液，成為血乳酸，所以，在安
靜狀態(tài)下，血乳酸總是保持一定的水平。據(jù)文獻報告：正常人在空腹、休息時動脈血乳酸值
為0．4～0．8mmol／L；空腹、休息時靜脈血乳酸為0．45-1．30mmol／L，全血和血漿中乳酸的濃
度也不同，紅細胞液中的乳酸濃度為血漿濃度的73％。紅細胞占細胞容積的2／3，即血細
胞比容值正常時，全血乳酸濃度比血漿乳酸濃度約低33％。
運動員在安靜時血乳酸水平和正常人并無差別。運動員在比賽期、賽前或大運動量訓(xùn)練
期，血乳酸的安靜值可比平常訓(xùn)練時高，如摔跤運動員在比賽期開始時晨安靜血乳酸值為
1．00mmol／L。在賽期中的賽前安靜時可升至2．96mmol／L，這是由于賽前緊張，兒茶酚胺類
物質(zhì)分泌增多，使糖酵解加強的結(jié)果。大運動量訓(xùn)l練后或比賽后，運動員的機能下降時血乳
酸的安靜值也明顯高于平時安靜值，且與疲勞的程度有關(guān)，所以，乳酸的安靜值也可反映運
動員的機能水平及賽前競技狀態(tài)等。
人體運動科學(xué)經(jīng)典研究方法的發(fā)展與應(yīng)用 作者簡介
p>作者簡介
楊錫讓教授
北京體育大學(xué)資深教授，博士生導(dǎo)
師(2002年退休)，現(xiàn)任職中國運動醫(yī)學(xué)
會顧問， 《澳門健康》 《香港運動醫(yī)學(xué)》
等雜志編委，香港體育學(xué)院客座教授，
香港體適能總會顧問，上海大學(xué)、福建
師范大學(xué)、華南師范大學(xué)、蘇州大學(xué)、
山西大學(xué)等20所高等院校的客座教授，
任華人運動生理與體適能學(xué)者學(xué)會顧問
和中國老教授運動醫(yī)學(xué)委員會副會長。
曾任中華全國體育總會委員，中國
體育科學(xué)學(xué)會理事，中國運動醫(yī)學(xué)專業(yè)
委員會副主任委員、教研室主任、系主
任。北京生理學(xué)會理事，中國應(yīng)用生理
學(xué)雜志編委以及亞洲運動醫(yī)學(xué)學(xué)會科學(xué)
委員會委員等職。
曾發(fā)表文章及論文80多篇；編著
《實用運動生理學(xué)》等專業(yè)書8本；譯著
3本。1992年獲得國務(wù)院有特殊貢獻科
學(xué)工作者的津貼，2002年獲國際運動醫(yī)
學(xué)會有貢獻獎和2004年獲中國體育科學(xué)
學(xué)會貢獻獎。
傅浩堅教授
現(xiàn)任香港浸會大學(xué)協(xié)理副校長，
社會科學(xué)院院長及講座教授，許士芬
體康研究中心主任，華人運動生理與
體適能學(xué)者學(xué)會會長，香港賽馬會體
藝中學(xué)校監(jiān)，香港體院董事局成員，
香港教練培訓(xùn)委員會主席，香港精英
體育事務(wù)委員會副主席和香港太平紳
士。
曾任國際體育協(xié)會亞洲區(qū)秘書
長，春田大學(xué)國際活動中心主任，香
港大專體育協(xié)會董事局及執(zhí)委會主
席，香港世界大學(xué)生運動會籌委會主
席等職。
發(fā)表論文100余篇，著有《實用
體育健康醫(yī)學(xué)》《運動健身的科學(xué)原
理》 《中國基督教青年會對中國近代
體育的影響》 《馬約翰與中國近代體
育的
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