内容简介
《人体运动科学经典研究方法的发展与应用》的作者出自于一批对人体运动科学有很深学术研究和丰富实践经验的博士。编写者以经典运动生理学实验指导为主线,通过查阅大量中外参考文献,介绍了这些经典实验的历史背景,阐明了这些经典实验的理论基础,重点分析了这些经典实验在指导运动员科学训练中的作用,特别是加入了编写者自身对这些经典实验的客观评价和教授经验,可读性强,适用面宽,实用性特点突出。相信《人体运动科学经典研究方法的发展与应用》的出版将会为普及、推广全民健身运动,提高竞技运动水平提供科技指导和科技支撑。
作者简介
杨锡让教授,北京体育大学资深教授,博士生导师(2002年退休),现任职中国运动医学会顾问, 《澳门健康》《香港运动医学》等杂志编委,香港体育学院客座教授,香港体适能总会顾问,上海大学、福建师范大学、华南师范大学、苏州大学、山西大学等20所高等院校的客座教授,任华人运动生理与体适能学者学会顾问和中国老教授运动医学委员会副会长。
曾任中华全国体育总会委员,中国体育科学学会理事,中国运动医学专业委员会副主任委员、教研室主任、系主任。北京生理学会理事,中国应用生理学杂志编委以及亚洲运动医学学会科学委员会委员等职。
曾发表文章及论文80多篇;编著《实用运动生理学》等专业书8本;译著3本。1992年获得国务院有特殊贡献科学工作者的津贴,2002年获国际运动医学会有贡献奖和2004年获中国体育科学学会贡献奖。
傅浩坚教授,现任香港浸会大学协理副校长,社会科学院院长及讲座教授,许士芬体康研究中心主任,华人运动生理与体适能学者学会会长,香港赛马会体艺中学校监,香港体院董事局成员,香港教练培训委员会主席,香港精英体育事务委员会副主席和香港太平绅士。
曾任国际体育协会亚洲区秘书长,春田大学国际活动中心主任,香港大专体育协会董事局及执委会主席,香港世界大学生运动会筹委会主席等职。
发表论文100余篇,著有《实用体育健康医学》《运动健身的科学原理》 《中国基督教青年会对中国近代体育的影响》 《马约翰与中国近代体育的发展》《二十一世纪运动心理学展望与实践》 《中医在现代社会》等10余本著作。曾经在欧洲、美洲、亚洲等10多个国家进行学术报告。
内页插图
目录
第一章 心率研究方法的发展与应用
第一节 运动心率监测技术的历史发展
第二节 长跑运动的心率监测
第三节 自行车运动的心率监测
第四节 心率监测在运动健身研究中的应用
第五节 心率拐点的理论与实践的探讨
第二章 最大摄氧量研究方法的发展与应用
第一节 最大摄氧量指标的研究历史以及研究进展
第二节 最大摄氧量指标在运动实践中的应用与评价
第三章 无氧阈研究方法的发展与应用
第一节 无氧阈的研究历史和研究进展
第二节 无氧阈指标在运动实践中的应用与评价
第四章 血乳酸研究方法的发展与应用
第一节 血乳酸的研究历史与研究进展
第二节 血乳酸指标在运动实践中的应用与评价
第五章 身体成分研究方法的发展与应用
第一节 身体成分指标的研究历史和研究现状
第二节 身体成分指标在运动实践中的应用与评价
第六章 动脉血压研究方法的发展与应用
第一节 动脉血压的研究方法
第二节 血压监测常用的方法以及特点
第七章 肺功能研究方法的发展与应用
第一节 肺功能检查的历史及最新研究动态
第二节 肺功能检查在运动实践中的应用
第八章 尿蛋白等研究方法的发展与应用
第一节 尿10项与运动的研究历史及最新研究进展
第二节 尿10项在运动实践中的应用与评价
第九章 血色素等研究方法的发展与应用
第一节 血色素等研究方法的概述、渊源和研究历史
第二节 运动员血常规的测定
第三节 运动实践中的应用与评价
第十章 肌肉力量研究方法的发展与应用
第一节 肌肉力量的研究历史
第二节 肌肉力量测量及评估方法
第三节 肌肉力量训练的原则和方法
第十一章 RPE研究方法的发展与应用
第一节 主观感觉运动负荷的概念与起源
第二节 主观感觉运动负荷评估表的应用
第三节 主观感觉运动负荷评估表的评价
第十二章 反应时研究方法的发展与应用
第一节 反应时的研究历史及最新研究动态
第二节 反应时指标在运动实践中的应用与评价
编后语
精彩书摘
2.乳酸的糖异生
血乳酸经血液循环至肝脏或肌肉,肝脏和肌肉均能利用乳酸作为底物,转化为糖原而贮存。
(1)乳酸合成肌糖原
当以同位素标记的生理浓度葡萄糖(8.8mmol/L)和乳酸(2.2mmol/L)灌注鼠后腿肌肉时,肌糖原合成74%来自葡萄糖,260/0来自乳酸。如果葡萄糖浓度不变,乳酸浓度增加至17mmol/L时,生成的肌糖原520/0来自葡萄糖,来自乳酸增至48%。如果同时灌注胰岛素,则由葡萄糖转变为糖原大大增加。可见,肌肉也可利用乳酸合成糖原,且与血乳酸浓度有关,并受激素等调节。
近年来的研究也证明,剧烈运动时,人体内约有50%的乳酸在肌内合成糖原,被肝脏摄取的乳酸只占10%。随恢复时间延长,动脉血乳酸浓度不高时,肌糖原合成下降。
(2)乳酸与肝糖原的合成
近年来,通过同位素标记技术证实,运动后肝脏合成葡萄糖和糖原的代谢途径十分重要。在安静时大量吃糖,血糖升高,只有约1/3的肝糖原由同位素标记的葡萄糖合成,其途径为血糖先在肌肉中生成乳酸,再到肝脏中合成葡萄糖或糖原,即葡萄糖在肝脏中合成糖原以前,先经外周的乳酸库,体内存在血葡萄糖一肌肉乳酸一肝糖原的新途径。这个发现不但说明运动后乳酸在肝脏合成糖原的过程,也说明在运动前或运动后大量吃糖后肝糖原合成的新途径,称为“新的葡萄糖一肝糖原合成途径”。这是近几年来引人注目的新成果。
饱食后经消化,葡萄糖大部分经肝门静脉进入血循环,在肌肉中转变为乳酸或其他三碳化合物,然后进入血循环,乳酸在心脏被氧化及到肝脏转变为肝糖原。饥饿后服糖,肝糖原量2/3来自糖异生,如灌注果糖时,肝糖原贮量比灌注葡萄糖高两倍。因此,运动后多吃果糖类食物更有助于肝糖原的恢复和增加,但肌肉、心脏等则吸收葡萄糖较多,故运动后服葡萄糖类食物肌糖原恢复比肝糖原速度快。
既然乳酸是合成肝糖原的重要基质,运动后血乳酸也较高,但为什么运动后肝脏不能很快利用这些乳酸去合成肝糖原呢?其主要原因有二:一是运动后乳酸消除的基本途径是氧化,糖异生基质的流通被转向;二是运动后胰岛素下降,胰高血糖素上升,皮质醇、儿茶酚胺水平上升,有利于肝糖原分解而不利于其合成,在一般膳食中又不注意增加果糖类食物,这就使得肝糖原恢复在肌糖原之后。
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前言/序言
《运动表现的生物力学分析:从理论到实践》 一、 探索运动的力学本质:解锁身体潜能的钥匙 本书旨在深入剖析人体运动的生物力学原理,并将其与实际运动表现的提升紧密结合。我们相信,理解身体在运动过程中承受的力、运动的轨迹以及能量的转换,是解锁人类潜能、实现卓越表现的关键。本书并非仅仅罗列枯燥的公式和理论,而是以引人入胜的方式,带领读者穿越古今,洞悉运动科学的发展脉络,并最终将其转化为指导实践的强大工具。 二、 历史的沉淀:生物力学在运动科学中的演进之路 要理解当下的生物力学,我们必须回溯其历史的源头。本书将从古希腊哲学家对人体运动的初步思考讲起,追溯到伽利略、牛顿等伟大的物理学家如何奠定力学的基础,而这些基础理论又是如何被逐步引入到对人体运动的研究之中。我们将重点介绍20世纪以来,生物力学作为一门独立学科如何逐渐成型,以及早期先驱们如何通过实验和观察,揭示了人体在静态和动态下的力学特性。 早期萌芽: 从亚里士多德关于运动的朴素观念,到达芬奇对人体解剖学的细致描绘,都隐约透露出对运动背后规律的探索。 物理学奠基: 牛顿运动定律如何为理解力的作用提供了普适性框架,为后续生物力学的发展铺平了道路。 人体测量学与运动学: 20世纪初,随着人体测量学的发展,人们开始测量人体的尺寸、质量分布等参数,为运动学分析提供了基础数据。同时,对运动轨迹、速度、加速度等指标的测量也日益精确。 生物力学独立: 随着研究的深入,人们认识到人体并非简单的机械装置,而是高度复杂的生物系统。将生物学与力学相结合的“生物力学”概念应运而生,并开始形成其独特的研究范式。 技术革新: 电影摄影、电子传感器、计算机技术等的出现,极大地提升了生物力学研究的精度和效率,使得对人体运动的动态分析成为可能。 本书将通过生动的案例和对关键里程碑式研究的回顾,展现生物力学是如何一步步从理论走向实际,并成为运动科学不可或缺的组成部分。 三、 核心理论解析:解构运动的力学密码 本书将深入浅出地阐述生物力学中的核心理论,并重点关注这些理论如何解释和预测运动表现。 运动学 (Kinematics): 位置、位移、速度、加速度: 这是描述运动状态的基本要素。我们将解析这些概念如何在不同运动项目中定义和测量,例如,跳高运动员起跳瞬间的速度,投掷运动员出手点的速度,以及跑步运动员步频和步幅的变化。 角度、角速度、角加速度: 对于旋转运动,如体操的空翻、游泳的划水、高尔夫的挥杆等,这些概念至关重要。我们将分析它们如何影响力量的传递和身体的姿态控制。 运动轨迹与质心: 探讨人体重心在运动过程中的变化规律,以及如何通过控制重心的移动来优化动作,例如,篮球运动员的突破、跳远运动员的腾空。 动力学 (Kinetics): 力与反作用力: 这是运动的根源。我们将详细介绍地面反作用力、关节力、肌肉力等,以及它们如何驱动身体运动。例如,跑步时脚蹬地的力如何产生前进的动力,跳跃时腿部肌肉发力的强度如何影响起跳高度。 牛顿定律在人体运动中的应用: 惯性、加速度与力的关系、作用力与反作用力原理,这些经典定律如何解释了运动员如何启动、加速、减速和改变方向。 功、能、功率: 能量的产生、消耗与转化是运动表现的核心。我们将解析做功的定义,机械能(动能和势能)的转化,以及功率在短时间爆发性运动中的重要性。例如,举重运动员的爆发力,短跑运动员的功率输出。 力矩与平衡: 讲解力矩如何导致身体的旋转,以及身体如何通过肌肉的力量来维持姿态平衡。例如,体操运动员在单杠上的动作,滑雪运动员在高速下滑中的平衡控制。 四、 工具与技术:量化运动表现的科学手段 为了将理论应用于实践,精确的测量是必不可少的。本书将介绍一系列现代生物力学研究中常用的工具和技术,帮助读者理解如何科学地评估和分析运动表现。 运动捕捉系统 (Motion Capture Systems): 光学式运动捕捉: 介绍基于标记点的三维运动捕捉技术,如何通过反射标记点的位置来重建身体关节和骨骼的运动轨迹,这是分析精细动作、评估技术动作的关键。 惯性测量单元 (IMUs): 讨论无线惯性传感器在运动追踪中的优势,尤其是在不受场地限制和需要实时反馈的场景下。 力平台 (Force Plates): 讲解力平台如何测量地面反作用力,包括垂直反作用力、前后向反作用力和侧向反作用力,这是分析起跳、落地、支撑阶段受力情况的重要工具。 测力计 (Dynamometers): 等速测力计: 介绍如何测量肌肉在特定关节角度和速度下的力量输出,用于评估肌肉力量、耐力和反应速度。 手持式测力计: 讲解其在现场评估和康复训练中的应用。 生物传感器: 肌电图 (EMG): 解释肌电图如何记录肌肉活动的电信号,用于研究肌肉激活顺序、激活程度和协调性。 心率监测器、加速度计等: 介绍其他辅助监测设备如何提供更全面的生理和运动学数据。 计算机仿真与建模: 探讨如何利用计算机软件进行运动模拟和人机交互建模,预测不同因素对运动表现的影响,并进行虚拟训练和技术优化。 五、 应用领域:生物力学驱动的运动实践革新 本书的重点在于将生物力学理论和技术转化为实际应用,以提升不同运动项目的表现。 运动技术分析与优化: 动作分解与评估: 通过生物力学分析,将复杂的运动分解为一系列可量化的动作单元,识别技术动作中的关键点和潜在的效率低下之处。 个性化技术指导: 根据个体的身体特点和技术水平,提供针对性的生物力学改进建议,例如,调整投掷角度以最大化球的飞行距离,优化跑步步态以减少能量损耗。 伤病预防与康复: 分析运动动作中可能导致损伤的力学因素,例如,过度的关节压力、不合理的受力模式。并利用生物力学原理指导康复训练,帮助运动员安全高效地恢复。 训练方法设计与强度控制: 训练负荷评估: 利用生物力学数据量化训练强度,避免训练过度或不足,确保训练效果最大化。 周期化训练: 根据运动项目的特点和运动员的生理状态,设计合理的训练周期,并在不同阶段侧重不同的生物力学目标。 力量与爆发力训练: 科学地设计力量训练和爆发力训练计划,提高肌肉的力量输出和发力速度。 运动装备设计与改进: 器材性能优化: 分析运动鞋、球拍、自行车等装备的生物力学特性,如何通过材料、结构设计来提升运动员的表现,例如,跑鞋的缓震性和能量回馈,自行车的人体工程学设计。 防护装备的研发: 利用生物力学原理设计更有效的防护装备,以降低运动损伤的风险。 特殊人群的运动指导: 老年人运动: 分析老年人生理特点,设计安全有效的运动方案,改善平衡能力,预防跌倒。 残疾人运动: 了解残疾人的身体限制,利用生物力学原理设计辅助器具和运动策略,提高运动能力和生活质量。 青少年运动: 关注青少年生长发育特点,避免不当训练对身体造成的长期影响。 六、 未来展望:挑战与机遇并存 生物力学在运动科学领域的应用仍在不断深化和拓展。本书最后将展望生物力学未来的发展趋势,包括: 人工智能与大数据: 如何利用机器学习和大数据分析,实现更精准的运动表现预测和个性化干预。 虚拟现实与增强现实: 在虚拟环境中进行技术训练和战术演练,提供沉浸式的学习体验。 更微观的力学研究: 深入细胞、分子层面的力学研究,揭示更深层次的运动调控机制。 跨学科融合: 生物力学与其他学科(如神经科学、心理学)的进一步融合,构建更全面的运动表现模型。 《运动表现的生物力学分析:从理论到实践》不仅是运动科学专业的学生和研究者的必备参考,更是广大教练员、运动员、体育爱好者深入理解运动奥秘、科学提升运动表现的宝贵指南。我们希望通过本书,激发更多人对运动力学本质的好奇心,并将其转化为实践的力量,共同推动运动科学的进步。