內容簡介
《人體運動科學經典研究方法的發展與應用》的作者齣自於一批對人體運動科學有很深學術研究和豐富實踐經驗的博士。編寫者以經典運動生理學實驗指導為主綫,通過查閱大量中外參考文獻,介紹瞭這些經典實驗的曆史背景,闡明瞭這些經典實驗的理論基礎,重點分析瞭這些經典實驗在指導運動員科學訓練中的作用,特彆是加入瞭編寫者自身對這些經典實驗的客觀評價和教授經驗,可讀性強,適用麵寬,實用性特點突齣。相信《人體運動科學經典研究方法的發展與應用》的齣版將會為普及、推廣全民健身運動,提高競技運動水平提供科技指導和科技支撐。
作者簡介
楊锡讓教授,北京體育大學資深教授,博士生導師(2002年退休),現任職中國運動醫學會顧問, 《澳門健康》《香港運動醫學》等雜誌編委,香港體育學院客座教授,香港體適能總會顧問,上海大學、福建師範大學、華南師範大學、蘇州大學、山西大學等20所高等院校的客座教授,任華人運動生理與體適能學者學會顧問和中國老教授運動醫學委員會副會長。
曾任中華全國體育總會委員,中國體育科學學會理事,中國運動醫學專業委員會副主任委員、教研室主任、係主任。北京生理學會理事,中國應用生理學雜誌編委以及亞洲運動醫學學會科學委員會委員等職。
曾發錶文章及論文80多篇;編著《實用運動生理學》等專業書8本;譯著3本。1992年獲得國務院有特殊貢獻科學工作者的津貼,2002年獲國際運動醫學會有貢獻奬和2004年獲中國體育科學學會貢獻奬。
傅浩堅教授,現任香港浸會大學協理副校長,社會科學院院長及講座教授,許士芬體康研究中心主任,華人運動生理與體適能學者學會會長,香港賽馬會體藝中學校監,香港體院董事局成員,香港教練培訓委員會主席,香港精英體育事務委員會副主席和香港太平紳士。
曾任國際體育協會亞洲區秘書長,春田大學國際活動中心主任,香港大專體育協會董事局及執委會主席,香港世界大學生運動會籌委會主席等職。
發錶論文100餘篇,著有《實用體育健康醫學》《運動健身的科學原理》 《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發展》《二十一世紀運動心理學展望與實踐》 《中醫在現代社會》等10餘本著作。曾經在歐洲、美洲、亞洲等10多個國傢進行學術報告。
內頁插圖
目錄
第一章 心率研究方法的發展與應用
第一節 運動心率監測技術的曆史發展
第二節 長跑運動的心率監測
第三節 自行車運動的心率監測
第四節 心率監測在運動健身研究中的應用
第五節 心率拐點的理論與實踐的探討
第二章 最大攝氧量研究方法的發展與應用
第一節 最大攝氧量指標的研究曆史以及研究進展
第二節 最大攝氧量指標在運動實踐中的應用與評價
第三章 無氧閾研究方法的發展與應用
第一節 無氧閾的研究曆史和研究進展
第二節 無氧閾指標在運動實踐中的應用與評價
第四章 血乳酸研究方法的發展與應用
第一節 血乳酸的研究曆史與研究進展
第二節 血乳酸指標在運動實踐中的應用與評價
第五章 身體成分研究方法的發展與應用
第一節 身體成分指標的研究曆史和研究現狀
第二節 身體成分指標在運動實踐中的應用與評價
第六章 動脈血壓研究方法的發展與應用
第一節 動脈血壓的研究方法
第二節 血壓監測常用的方法以及特點
第七章 肺功能研究方法的發展與應用
第一節 肺功能檢查的曆史及最新研究動態
第二節 肺功能檢查在運動實踐中的應用
第八章 尿蛋白等研究方法的發展與應用
第一節 尿10項與運動的研究曆史及最新研究進展
第二節 尿10項在運動實踐中的應用與評價
第九章 血色素等研究方法的發展與應用
第一節 血色素等研究方法的概述、淵源和研究曆史
第二節 運動員血常規的測定
第三節 運動實踐中的應用與評價
第十章 肌肉力量研究方法的發展與應用
第一節 肌肉力量的研究曆史
第二節 肌肉力量測量及評估方法
第三節 肌肉力量訓練的原則和方法
第十一章 RPE研究方法的發展與應用
第一節 主觀感覺運動負荷的概念與起源
第二節 主觀感覺運動負荷評估錶的應用
第三節 主觀感覺運動負荷評估錶的評價
第十二章 反應時研究方法的發展與應用
第一節 反應時的研究曆史及最新研究動態
第二節 反應時指標在運動實踐中的應用與評價
編後語
精彩書摘
2.乳酸的糖異生
血乳酸經血液循環至肝髒或肌肉,肝髒和肌肉均能利用乳酸作為底物,轉化為糖原而貯存。
(1)乳酸閤成肌糖原
當以同位素標記的生理濃度葡萄糖(8.8mmol/L)和乳酸(2.2mmol/L)灌注鼠後腿肌肉時,肌糖原閤成74%來自葡萄糖,260/0來自乳酸。如果葡萄糖濃度不變,乳酸濃度增加至17mmol/L時,生成的肌糖原520/0來自葡萄糖,來自乳酸增至48%。如果同時灌注胰島素,則由葡萄糖轉變為糖原大大增加。可見,肌肉也可利用乳酸閤成糖原,且與血乳酸濃度有關,並受激素等調節。
近年來的研究也證明,劇烈運動時,人體內約有50%的乳酸在肌內閤成糖原,被肝髒攝取的乳酸隻占10%。隨恢復時間延長,動脈血乳酸濃度不高時,肌糖原閤成下降。
(2)乳酸與肝糖原的閤成
近年來,通過同位素標記技術證實,運動後肝髒閤成葡萄糖和糖原的代謝途徑十分重要。在安靜時大量吃糖,血糖升高,隻有約1/3的肝糖原由同位素標記的葡萄糖閤成,其途徑為血糖先在肌肉中生成乳酸,再到肝髒中閤成葡萄糖或糖原,即葡萄糖在肝髒中閤成糖原以前,先經外周的乳酸庫,體內存在血葡萄糖一肌肉乳酸一肝糖原的新途徑。這個發現不但說明運動後乳酸在肝髒閤成糖原的過程,也說明在運動前或運動後大量吃糖後肝糖原閤成的新途徑,稱為“新的葡萄糖一肝糖原閤成途徑”。這是近幾年來引人注目的新成果。
飽食後經消化,葡萄糖大部分經肝門靜脈進入血循環,在肌肉中轉變為乳酸或其他三碳化閤物,然後進入血循環,乳酸在心髒被氧化及到肝髒轉變為肝糖原。飢餓後服糖,肝糖原量2/3來自糖異生,如灌注果糖時,肝糖原貯量比灌注葡萄糖高兩倍。因此,運動後多吃果糖類食物更有助於肝糖原的恢復和增加,但肌肉、心髒等則吸收葡萄糖較多,故運動後服葡萄糖類食物肌糖原恢復比肝糖原速度快。
既然乳酸是閤成肝糖原的重要基質,運動後血乳酸也較高,但為什麼運動後肝髒不能很快利用這些乳酸去閤成肝糖原呢?其主要原因有二:一是運動後乳酸消除的基本途徑是氧化,糖異生基質的流通被轉嚮;二是運動後胰島素下降,胰高血糖素上升,皮質醇、兒茶酚胺水平上升,有利於肝糖原分解而不利於其閤成,在一般膳食中又不注意增加果糖類食物,這就使得肝糖原恢復在肌糖原之後。
……
前言/序言
《運動錶現的生物力學分析:從理論到實踐》 一、 探索運動的力學本質:解鎖身體潛能的鑰匙 本書旨在深入剖析人體運動的生物力學原理,並將其與實際運動錶現的提升緊密結閤。我們相信,理解身體在運動過程中承受的力、運動的軌跡以及能量的轉換,是解鎖人類潛能、實現卓越錶現的關鍵。本書並非僅僅羅列枯燥的公式和理論,而是以引人入勝的方式,帶領讀者穿越古今,洞悉運動科學的發展脈絡,並最終將其轉化為指導實踐的強大工具。 二、 曆史的沉澱:生物力學在運動科學中的演進之路 要理解當下的生物力學,我們必須迴溯其曆史的源頭。本書將從古希臘哲學傢對人體運動的初步思考講起,追溯到伽利略、牛頓等偉大的物理學傢如何奠定力學的基礎,而這些基礎理論又是如何被逐步引入到對人體運動的研究之中。我們將重點介紹20世紀以來,生物力學作為一門獨立學科如何逐漸成型,以及早期先驅們如何通過實驗和觀察,揭示瞭人體在靜態和動態下的力學特性。 早期萌芽: 從亞裏士多德關於運動的樸素觀念,到達芬奇對人體解剖學的細緻描繪,都隱約透露齣對運動背後規律的探索。 物理學奠基: 牛頓運動定律如何為理解力的作用提供瞭普適性框架,為後續生物力學的發展鋪平瞭道路。 人體測量學與運動學: 20世紀初,隨著人體測量學的發展,人們開始測量人體的尺寸、質量分布等參數,為運動學分析提供瞭基礎數據。同時,對運動軌跡、速度、加速度等指標的測量也日益精確。 生物力學獨立: 隨著研究的深入,人們認識到人體並非簡單的機械裝置,而是高度復雜的生物係統。將生物學與力學相結閤的“生物力學”概念應運而生,並開始形成其獨特的研究範式。 技術革新: 電影攝影、電子傳感器、計算機技術等的齣現,極大地提升瞭生物力學研究的精度和效率,使得對人體運動的動態分析成為可能。 本書將通過生動的案例和對關鍵裏程碑式研究的迴顧,展現生物力學是如何一步步從理論走嚮實際,並成為運動科學不可或缺的組成部分。 三、 核心理論解析:解構運動的力學密碼 本書將深入淺齣地闡述生物力學中的核心理論,並重點關注這些理論如何解釋和預測運動錶現。 運動學 (Kinematics): 位置、位移、速度、加速度: 這是描述運動狀態的基本要素。我們將解析這些概念如何在不同運動項目中定義和測量,例如,跳高運動員起跳瞬間的速度,投擲運動員齣手點的速度,以及跑步運動員步頻和步幅的變化。 角度、角速度、角加速度: 對於鏇轉運動,如體操的空翻、遊泳的劃水、高爾夫的揮杆等,這些概念至關重要。我們將分析它們如何影響力量的傳遞和身體的姿態控製。 運動軌跡與質心: 探討人體重心在運動過程中的變化規律,以及如何通過控製重心的移動來優化動作,例如,籃球運動員的突破、跳遠運動員的騰空。 動力學 (Kinetics): 力與反作用力: 這是運動的根源。我們將詳細介紹地麵反作用力、關節力、肌肉力等,以及它們如何驅動身體運動。例如,跑步時腳蹬地的力如何産生前進的動力,跳躍時腿部肌肉發力的強度如何影響起跳高度。 牛頓定律在人體運動中的應用: 慣性、加速度與力的關係、作用力與反作用力原理,這些經典定律如何解釋瞭運動員如何啓動、加速、減速和改變方嚮。 功、能、功率: 能量的産生、消耗與轉化是運動錶現的核心。我們將解析做功的定義,機械能(動能和勢能)的轉化,以及功率在短時間爆發性運動中的重要性。例如,舉重運動員的爆發力,短跑運動員的功率輸齣。 力矩與平衡: 講解力矩如何導緻身體的鏇轉,以及身體如何通過肌肉的力量來維持姿態平衡。例如,體操運動員在單杠上的動作,滑雪運動員在高速下滑中的平衡控製。 四、 工具與技術:量化運動錶現的科學手段 為瞭將理論應用於實踐,精確的測量是必不可少的。本書將介紹一係列現代生物力學研究中常用的工具和技術,幫助讀者理解如何科學地評估和分析運動錶現。 運動捕捉係統 (Motion Capture Systems): 光學式運動捕捉: 介紹基於標記點的三維運動捕捉技術,如何通過反射標記點的位置來重建身體關節和骨骼的運動軌跡,這是分析精細動作、評估技術動作的關鍵。 慣性測量單元 (IMUs): 討論無綫慣性傳感器在運動追蹤中的優勢,尤其是在不受場地限製和需要實時反饋的場景下。 力平颱 (Force Plates): 講解力平颱如何測量地麵反作用力,包括垂直反作用力、前後嚮反作用力和側嚮反作用力,這是分析起跳、落地、支撐階段受力情況的重要工具。 測力計 (Dynamometers): 等速測力計: 介紹如何測量肌肉在特定關節角度和速度下的力量輸齣,用於評估肌肉力量、耐力和反應速度。 手持式測力計: 講解其在現場評估和康復訓練中的應用。 生物傳感器: 肌電圖 (EMG): 解釋肌電圖如何記錄肌肉活動的電信號,用於研究肌肉激活順序、激活程度和協調性。 心率監測器、加速度計等: 介紹其他輔助監測設備如何提供更全麵的生理和運動學數據。 計算機仿真與建模: 探討如何利用計算機軟件進行運動模擬和人機交互建模,預測不同因素對運動錶現的影響,並進行虛擬訓練和技術優化。 五、 應用領域:生物力學驅動的運動實踐革新 本書的重點在於將生物力學理論和技術轉化為實際應用,以提升不同運動項目的錶現。 運動技術分析與優化: 動作分解與評估: 通過生物力學分析,將復雜的運動分解為一係列可量化的動作單元,識彆技術動作中的關鍵點和潛在的效率低下之處。 個性化技術指導: 根據個體的身體特點和技術水平,提供針對性的生物力學改進建議,例如,調整投擲角度以最大化球的飛行距離,優化跑步步態以減少能量損耗。 傷病預防與康復: 分析運動動作中可能導緻損傷的力學因素,例如,過度的關節壓力、不閤理的受力模式。並利用生物力學原理指導康復訓練,幫助運動員安全高效地恢復。 訓練方法設計與強度控製: 訓練負荷評估: 利用生物力學數據量化訓練強度,避免訓練過度或不足,確保訓練效果最大化。 周期化訓練: 根據運動項目的特點和運動員的生理狀態,設計閤理的訓練周期,並在不同階段側重不同的生物力學目標。 力量與爆發力訓練: 科學地設計力量訓練和爆發力訓練計劃,提高肌肉的力量輸齣和發力速度。 運動裝備設計與改進: 器材性能優化: 分析運動鞋、球拍、自行車等裝備的生物力學特性,如何通過材料、結構設計來提升運動員的錶現,例如,跑鞋的緩震性和能量迴饋,自行車的人體工程學設計。 防護裝備的研發: 利用生物力學原理設計更有效的防護裝備,以降低運動損傷的風險。 特殊人群的運動指導: 老年人運動: 分析老年人生理特點,設計安全有效的運動方案,改善平衡能力,預防跌倒。 殘疾人運動: 瞭解殘疾人的身體限製,利用生物力學原理設計輔助器具和運動策略,提高運動能力和生活質量。 青少年運動: 關注青少年生長發育特點,避免不當訓練對身體造成的長期影響。 六、 未來展望:挑戰與機遇並存 生物力學在運動科學領域的應用仍在不斷深化和拓展。本書最後將展望生物力學未來的發展趨勢,包括: 人工智能與大數據: 如何利用機器學習和大數據分析,實現更精準的運動錶現預測和個性化乾預。 虛擬現實與增強現實: 在虛擬環境中進行技術訓練和戰術演練,提供沉浸式的學習體驗。 更微觀的力學研究: 深入細胞、分子層麵的力學研究,揭示更深層次的運動調控機製。 跨學科融閤: 生物力學與其他學科(如神經科學、心理學)的進一步融閤,構建更全麵的運動錶現模型。 《運動錶現的生物力學分析:從理論到實踐》不僅是運動科學專業的學生和研究者的必備參考,更是廣大教練員、運動員、體育愛好者深入理解運動奧秘、科學提升運動錶現的寶貴指南。我們希望通過本書,激發更多人對運動力學本質的好奇心,並將其轉化為實踐的力量,共同推動運動科學的進步。