绪 论
0.1 复习笔记
一、运动生理学概述
1．运动生理学的起源
运动生理学起源于解剖学和生理学。解剖学研究生物体的形态结构；生理学立足于实验，研究和探讨生命状态下生物机体生命活动的基本规律及其机制。
2．运动生理学的定义
运动生理学是从人体运动的角度研究人体在体育运动的影响下机能活动变化规律的科学，是在实验基础上研究人体对急性运动的反应和长期运动训练的适应所引起的机体结构和机能变化规律的科学，是人体生理学的一门应用分支学科。
3．运动生理学的研究内容
（1）研究人体在体育活动和运动训练影响下结构和机能的变化。
（2）研究人体在运动过程中机能变化的规律以及形成和发展运动技能的生理学规律。
4．运动生理学的应用
（1）运动生理学知识可以科学地指导体育锻炼和运动训练，以达到增进健康、增强体质、提高运动成绩的目的。
（2）运动生理学的研究通常与运动解剖学、运动生物化学、体育保健学、运动营养学等进行综合而系统地研究。
5．运动生理学的发展现状
（1）运动生理学已形成基本的理论基础、实验手段，有较成熟的专著、教材、成果以及研究队伍，是一门较成熟的学科。
（2）现代运动生理学的以基础研究和应用研究相融合为发展模式，并与实验技术互动发展。
（3）竞技运动生理学是把运动生理学的相关概念用于提高运动员运动能力和竞技成绩的生理学研究。
（4）对高原、高温、低温、潜水、航天失重时机体的生理变化以及人体与环境的关系等方面的研究相继出现。
（5）从运动生理学领域派生出的临床运动生理学，研究人体异常生命活动规律，为人类科学健身和疾病的防治提供理论依据。
二、运动生理学在健身和竞技中的应用
运动生理学的基础性研究和应用性研究密切联系、相辅相成。基础性研究为应用性研究提供理论支撑，应用性研究将有关基础研究的成果应用于运动实践，因此，运动生理学能够应用于指导健身和竞技运动。
1．运动生理学在健身领域的应用
（1）19～20世纪，运动生理学研究主要集中在人体对运动应激的反应、运动时肌肉收缩与心肺功能等应用研究方面。
（2）现代运动生理学借助计算机和自动分析仪等手段，在原有基础上不断深入，如利用计算机处理、综合分析数据，利用影像学检测仪器向功能和形态相结合的方向发展。
（3）随着社会的发展，各国在运动生理学的应用研究领域开展了大量健身方面的研究，
如运动与癌症、肥胖、糖尿病等。
（4）近年来，在运动生理学研究中采用各种高、精、尖医学仪器设备，研究人体运动时和（或）运动后肌肉代谢、解剖结构和生物化学特性、衰老和疾病、运动皮质神经活动有关的血液流动变化等。
2．运动生理学在竞技领域的应用
（1）在竞技体育科研中，以运动生理学的理论为基础的先进仪器设备和分析手段推动了竞技体育的发展。
（2）运动生理学广泛应用于体能恢复与运动营养、运动选材、运动训练科学监控、运动营养补剂、反兴奋剂研究与应用等经典的研究领域。
（3）人类步入后基因组时代后，竞技运动生理学研究更注重从遗传角度研究人体运动能力、运用基因多态性分析可对疾病进行预测及早期诊断、研究基因多态性与耐力训练效果之间的关联性、根据基因多态性制定个性化的训练计划。
（4）运动生理学可以借助国际科学数据组织的资源开展大规模的跨学科、国际化、信息化的横向联合研究。
3．运动生理学的基础研究
（1）分子水平研究使运动生理学从宏观深入到微观，在细胞和分子、器官和系统以及整体三个层面实现发展。
（2）运动生理学与多门学科交叉融合，逐渐深入细胞内部环境的稳态及其调节机制、细胞跨膜信息传递的机制、基因水平的功能调控机制等方面的研究。
（3）运动生理学研究立足于运动实践的基础上，从细胞、分子水平深入探讨运动对机体功能活动影响的本质问题。
（4）运动与神经-内分泌-免疫网络理论、运动与自由基、运动与氧化应激、运动与细胞凋亡等基础理论的研究成果揭示了宏观运动实践蕴涵的内在本质。
（5）先进仪器和技术使运动生理学研究的创新及研究成果的转化应用不断突破。
三、运动生理学的若干基本概念
1．稳态与调节
（1）内环境
内环境是指机体内的细胞外液，构成了细胞生活的环境，细胞新陈代谢以及外界环境的变化会直接或间接影响内环境理化性质的稳定，如温度、渗透压、各种化学物质的含量等。
（2）稳态
稳态是指在一定范围内，内环境理化性质可经体内复杂的调节机制，保持相对动态平衡的状态。稳态是机体进行正常功能活动的基础。
（3）稳态的调节
①定义
稳态的调节是指机体根据内外环境的变化实现体内活动的适应性调整，使机体内部以及机体与环境之间达到动态平衡的生理过程。
②调节机制
人体内存在三种调节机制，即神经调节、体液调节和自身调节。在完整的机体中，神经调节与体液调节相辅相成，神经调节占主导地位，体液调节可扩大神经调节范围及延长其作用时间。调节幅度较小、灵敏度低的自身调节不依赖神经、体液调节。
2．兴奋与兴奋性
（1）可兴奋组织
可兴奋组织是指能够产生兴奋的组织，包括神经、腺体、肌肉。
（2）兴奋
兴奋是指可兴奋组织受刺激后产生生物电反应的过程，以及由相对静止转为活动状态或活动由弱变强的表现。
（3）刺激
刺激是指能引起可兴奋组织产生兴奋的各种环境变化。任何引起组织兴奋的刺激要具备三个条件：即一定的强度、一定的持续时间和一定的强度一时间变化率。
（4）兴奋性
兴奋性是指机体或其组成部分的细胞、组织具有感受刺激产生兴奋的能力。兴奋性是活细胞的基本生理特征和对内外环境变化发生适应性反应的基础。兴奋性高低取决于细胞膜电位的变化速度、细胞内部新陈代谢过程改变的速度和引起这些改变所需的刺激强度。
3．反应与适应
运动时机体自身调节维持稳态是机体产生一定反应和适应的结果。
（1）反应
反应是指在不同的环境或运动条件刺激下，细胞或机体的内部代谢和外部表现所发生的暂时性、应答性功能变化。
（2）适应
适应是指长期系统的运动训练可使机体的结构与功能、物质代谢和能量代谢发生适应性改变的。通过适应机制，机体可以提高在运动中维持稳态的能力和耐受更大范围稳态变化的能力，提高运动成绩。
4．反馈与前馈
（1）反馈
①定义
反馈是指机体进行各种生理功能的调节时，被调节的器官向调节系统发送变化的信息，而调节系统又可以通过回路对调节器官的功能状态施加影响，改变其调节的强度的调节方式。
②分类
根据反馈信息的性质和作用，可将反馈分为正反馈和负反馈两类。
a．正反馈是指促使某种生理过程逐渐加强的反馈形式，如排尿反射。
b．负反馈是指能够抑制某种生理过程的反馈形式，如体温、血压、心率和某些激素水平的调节。负反馈调节具有时间的滞后性。
（2）前馈
①定义
前馈是指干扰信息可以直接通过受控装置作用于控制部分，引起输出效应发生变化。可预测和防止干扰，具有前瞻性的调节特点。
②生理意义
人体参加比赛或训练前可感知周围环境的变化，使身体各器官和系统产生一系列条件反射，表现为神经系统的兴奋性适度提高、物质代谢加强、体温升高及内脏器官活动增强，有利于加快机体调节稳态的速度。
四、运动生理学的发展和愿望
1．运动生理学的发展
（1）运动生理学产生的基础
①16世纪，维萨里出版了具有划时代意义的医学巨著《人体的结构》。
②17世纪，英国生理学家威廉·哈维真正开创了以实验为特征的近代生理学研究的先河。
③17世纪，列文虎克发明显微镜，证实肌纤维的存在。
④18世纪70年代，法国安东尼·拉瓦锡首次进行了“真正”的运动生理学实验，测定运动状态下人体的心率及摄氧量。
⑤17～18世纪实验技术和物理、化学等学科的进步给运动生理学的发展奠定了坚实的理论基础和丰富的技术基础。
（2）早期运动生理学的发展
早期运动生理学的研究萌芽于古希腊时代人们对运动、竞技和健康相关人体机能研究的关注。
①19世纪80年代现代奥林匹克运动的复兴和1894年国际奥委会的组建掀起运动生理学的研究热潮，至此运动生理学开始步入全盛时期。
②1889年，法国的拉格朗热出版了运动生理学早期的教科书《身体运动的生理学》汇集了当时的有限研究成果。
③1892年，意大利学者莫索首次设计和制造了肌功描记器，对肌肉疲劳现象进行了系统的研究。
④1923年，德国的迈耶霍夫通过无氧实验发现糖酵解产生乳酸为肌肉收缩提供能量。之后在20世纪30年代经过龙斯加德等人的探索和校正，最终建立了肌肉收缩过程中ATP分解供能的系统理论。
⑤运动生理学的先锋、诺贝尔奖获得者——希尔和他的同事的研究成果为理解人体能量代谢提供了基本研究框架。
⑥1891年，第一个正规的运动生理学实验室在美国哈佛大学成立。
⑦1927年，哈佛疲劳实验室成立，为后来的现代运动生理学研究的发展奠定了基础。
（3）现代运动生理学的发展
①北欧的学者们在运动、环境、营养等方面的研究不断拓展运动生理学的知识体系和技术手段。
②苏联运动生理学研究沿着巴甫洛夫高级神经活动学说的理论基础建立了独具特色、具有相对完整体系的学科，对运动生理学的发展产生了深远的影响。
③日本的吉田章信、猪饲道夫等人成为日本现代运动生理学的拓建者，为日本培养了运动生理学的专业人才。
④运动生理学在中国作为独立学科的研究历史起步较晚，但发展较快。
（4）21世纪的运动生理学的发展
①现代先进科技、仪器设备以及全新观念，促进了传统运动生理学的深入发展。
②微观、实时、动态形态观察和活体检测等实验技术成为运动生理学发展的突破口。
③运动生理学的研究在基因组、转录组、蛋白质组和代谢组等各个层面开展，实现从基因到细胞、组织、器官和个体的整合性研究。
2．运动生理学发展的愿望
（1）在加强分子水平研究的同时，重视整体、器官、组织水平上的研究，尤其是整体水平研究。
（2）实现宏观与微观、形态与机能、基础研究与运动实践、优势与特色相结合的研究。
（3）实现整合性研究的成果高效转化与应用。
（4）为锻炼健身和竞技训练提供科技支撑。
（5）为竞技体育与大众健身事业可持续发展提供生理科学基础。