有氧工作能力的生理学意义，有氧工作能力生理学基础

所有运动的供能过程都是由有氧代谢和无氧代谢过程不同比例构成的。 因此，运动能力可分为有氧功能和无氧功能。 代谢过程与运动能力密切相关。

需氧量：机体维持某种生理活动所需的氧量。 可以由单位时间的需氧量和总需氧量两个变量决定。

摄氧量：通常单位时间内机体可摄取利用的氧量也称为耗氧量。 氧摄取量通常以每分钟为单位计算。

一.有氧工作能力

有氧工作是指在氧气充分供应的情况下，由生物体通过能量物质的氧化分解提供能量而进行的工作。 供氧充足是实现有氧工作的先决条件，也是制约有氧工作的重要因素。 因此，单位时间内机体最大摄氧水平及氧利用率是评价人体氧工作能力的重要指标。

(一)最大摄氧量

1 .概念

最大摄氧量是指人体在有大量肌肉群参与的长时间剧烈运动过程中，心肺功能和肌肉氧利用能力达到人体极限水平时，单位时间(通常以每分钟为计算单位)可摄取的氧量，又称最大耗氧量。

它反映了机体吸氧、输送氧气、利用氧气的能力，是评价人体氧功能力的重要指标之一。

2 .测量方法

最大摄氧量的测定方法有直接测定法和间接测定法。 间接测定法有Astrand-Ryhmin共线图法； 库珀实验； Fick公式法； 氧摄取量峰值。

3 .最大摄氧量在运动实践中的意义

(1)最大摄氧量是评价有氧工作能力的客观指标；

最大摄氧量是反映心肺功能的综合指标。 大量研究结果表明，最大摄氧量水平的高低是耐力项目取得优异成绩的基础和先决条件之一。

)最大摄氧量是评价心肺功能的指标；

)3)最大摄氧量是选材的生理指标；

最大摄氧量因具有较高的遗传度，可作为选材的生理指标之一。

(4)最大摄氧量是决定运动强度的依据。

(二)乳酸阈值

1 .概念

在递增负荷运动中，血乳酸浓度随运动负荷的增加而增加，运动强度达到一定负荷时急剧增加。 血中乳酸急剧增加的点(乳酸拐点)称为“乳酸阈值”，与之相对应的运动强度为乳酸阈值强度。 它反映了机体代谢方式由有氧代谢向无氧代谢为主的临界点或转折点转变。

人体从事递增负荷运动时，生物能量的供应是以有氧能量供应为主、无氧代谢能量供应为主的连续过程。 最大摄氧量反映人体运动时摄取的最大氧量，乳酸阈值反映人体在递增负荷运动中血乳酸开始积累时最大摄氧量的利用率，其阈值高低是反映人体有氧工作能力的另一重要生理指标。

2 .测量方法

通常在实验室条件下进行递增负荷运动(支架或动力摩托车)试验，通过连续测量血乳酸浓度变化来确定乳酸阈值，或通过测量运动过程中呼出气体参数变化来无损伤测量乳酸阈值。

)1)乳酸阈值测定

受试者在递增负荷运动试验中，连续采集各阶段运动负荷时的血样(一般为耳垂或指尖外周血)测定血乳酸值。

)2)通气阈值的测定

在递增负荷运动中，肺潮气量变化的拐点称为“通气阈”。 通气阈值是无损伤测量乳酸阈值的常用指标。 具体方法为：让受试者通过自行车功率计、台灯进行递增负荷运动，用气体分析仪记录运动中的肺潮气量、吸氧量、二氧化碳呼气量等生理参数。

3 .乳酸阈值在体育实践中的应用

)1)评估有氧工作能力

最大摄氧量和乳酸阈值是评价人体有氧活动能力的重要指标，两者反映了不同的生理机制。 前者主要反映心肺功能，后者主要反映骨骼肌代谢水平。

)2)确定有氧耐力训练的适当强度

理论和实践证明，个体乳酸阈强度是发展氧耐受力的最佳强度。

4 .提高有氧工作能力的训练

发展有氧能力的训练方法主要有持续训练法、乳酸阈训练法、间歇训练法和高原训练法。

二.无氧工作能力

无氧工作能力是指在运动中人体通过无氧代谢途径提供能量进行运动的能力。 由ATP-CP分解能和糖无氧酵分解能(乳酸能)两部分构成。 与有氧工作相比，无氧工作的强度有所提高，但持续时间减少。 ATP-CP是无氧功率的物质基础，冲刺、冲刺、投掷、跳跃、足球射门等所有短时高效的运动能力都取决于ATP-CP的供能能力； 乳酸能是速度耐力的物质基础。 在长时间剧烈运动的开始和运动中的加速过程中，无氧功也占主导地位。

(一)能源物质储备

1.ATP和CP含量

人体运动中ATP和CP的供应能力主要取决于ATP和CP的含量以及CP对ATP的再合成能力。 在极限强度运动中，肌肉中的ATP和CP在10秒内几乎耗尽。 因此，该时期的最大输出功率可用于评价ATP和CP的供应能力。

2 .糖原含量及其酵解酶活性

糖原含量及其酵解酶活性是糖无氧酵解能力的物质基础。 无氧酵解能是指肌糖原无氧分解为乳酸时释放能量的过程，其供能能力主要取决于肌组织中糖原的含量及其酵解酶活性的高低。

)二)代谢过程调节能力及运动后恢复过程代谢能力

代谢过程的调节能力包括参与代谢过程的酶活性、神经和激素调节代谢、环境变化时酸碱平衡调节、各器官活动协调等。 肌酸激酶、磷酸果糖酶等对于提高ATP合成速度，快速恢复ATP含量非常重要。

糖酵解生成的乳酸进入血液后，会影响血液的PH。 当体内酸度超过一定限度时，神经细胞兴奋性下降，工作能力下降。

(三)最大缺氧积聚

最剧烈的运动时，需氧量大大超过吸氧量，肌肉通过无氧代谢产生能量引起体内缺氧，称为缺氧。 最大缺氧积累是指人体从事极限强度运动时(通常持续运动2~3分钟)，完成该项目的理论需氧量与实际耗氧量之差。 大量研究表明，最大缺氧储备是衡量机体无氧能力的重要指标。 短跑运动员无氧能力和运动成绩与最大缺氧积累高度相关。