運(yùn)動(dòng)性疲勞研究綜述

曹坤

[摘要] 目的：為了從多個(gè)角度對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞的產(chǎn)生原理、機(jī)制及疲勞的消除手段和恢復(fù)的現(xiàn)狀等熱點(diǎn)問題進(jìn)行綜述。方法：文章采用文獻(xiàn)資料研究法，從運(yùn)動(dòng)學(xué)、生理學(xué)、生物化學(xué)、營(yíng)養(yǎng)康復(fù)學(xué)以及心理學(xué)等方面結(jié)合實(shí)際出發(fā)進(jìn)行研究敘述。結(jié)果：從理論高度和訓(xùn)練實(shí)踐得出對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞消除和恢復(fù)不但包括最基本的訓(xùn)練學(xué)手段、生理生化方法，更重要的是對(duì)疲勞產(chǎn)生機(jī)制的了解和掌握，才能做出最佳恢復(fù)計(jì)劃。結(jié)論：結(jié)合當(dāng)前運(yùn)動(dòng)疲勞熱門話題總結(jié)運(yùn)動(dòng)性疲勞研究的發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)疲勞產(chǎn)生的機(jī)制來分析消除疲勞的手段和方法以便更好的投入訓(xùn)練和學(xué)習(xí)。

[關(guān)鍵詞] 運(yùn)動(dòng)疲勞產(chǎn)生機(jī)制恢復(fù)消除手段

前言

疲勞是運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練達(dá)到某種程度的標(biāo)志，是訓(xùn)練效果的具體表現(xiàn)，1982年的第5屆國(guó)際運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)會(huì)議將運(yùn)動(dòng)性疲勞（exercis—ineluced fatigue）定義為：“機(jī)體不能將它的機(jī)能持續(xù)保持在一特定水平上或不能維持某一預(yù)定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度”[1] 。了解疲勞的產(chǎn)生機(jī)制采取合理、科學(xué)、有針對(duì)性的恢復(fù)和消除辦法，使運(yùn)動(dòng)員的機(jī)體得以順利恢復(fù)，為以后訓(xùn)練提供良好的身體條件，從而避免運(yùn)動(dòng)損傷，提高訓(xùn)練效果。所以，研究消除疲勞的方法有利于運(yùn)動(dòng)后盡快恢復(fù)體力，為運(yùn)動(dòng)員提供幫助和參考具有十分重要的意義。

一、運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生的原因

生理生化學(xué)研究認(rèn)為；疲勞的產(chǎn)生與體內(nèi)能量物質(zhì)的過多消耗，血糖下降或補(bǔ)充恢復(fù)不足，血液酸度增加，機(jī)體缺氧，疲勞物質(zhì)在體內(nèi)積累，乳酸和蛋白質(zhì)分解物大量存留在體內(nèi)，使體內(nèi)內(nèi)環(huán)境發(fā)生變化，包括體液的酸堿平衡、離子分布、滲透壓平衡等的變化或破壞，不能完全適應(yīng)各種應(yīng)激反應(yīng)以及和神經(jīng)因素有關(guān)。

運(yùn)動(dòng)學(xué)研究認(rèn)為；運(yùn)動(dòng)疲勞是指機(jī)體運(yùn)動(dòng)至一定時(shí)候，工作能力下降，經(jīng)過休息后又能恢復(fù)的狀態(tài)。在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中疲勞出現(xiàn)是正常現(xiàn)象，訓(xùn)練也必須達(dá)到一定的疲勞程度，才能引起機(jī)體的劇烈變化而產(chǎn)生適應(yīng)以提高身體的各方面能力，取得訓(xùn)練效果[2]。其原因是人在不斷運(yùn)動(dòng)過程中，骨和肌肉會(huì)反復(fù)受力，當(dāng)這種反復(fù)作用的力超過某一生理限度時(shí)會(huì)使骨或肌肉組織受到損傷。

心理學(xué)研究認(rèn)為；運(yùn)動(dòng)疲勞的心理學(xué)原因主要有鍛煉動(dòng)機(jī)的喪失、體育鍛煉與比賽的復(fù)雜性和緊張性、鍛煉內(nèi)容的單調(diào)性和恢復(fù)措施的局限性等；有研究指出：體育鍛煉中導(dǎo)致心理疲勞的主要因素有：1環(huán)境因素。2行為因素和客觀因素。3動(dòng)機(jī)因素：從鍛煉者的動(dòng)機(jī)來劃分，主要有內(nèi)在和外在動(dòng)機(jī)兩種。由此可見；引起運(yùn)動(dòng)性心理疲勞的原因很多，除了與生理疲勞有一定關(guān)系外，更重要的是受個(gè)人心理因素的影響以及個(gè)體周圍環(huán)境的影響等等。

二、運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生的機(jī)制

目前對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞產(chǎn)生機(jī)制說法不一，但最主要包括外周疲勞機(jī)制和中樞疲勞機(jī)制兩種。

1.外周疲勞機(jī)制

外周疲勞是對(duì)發(fā)生在外周的運(yùn)動(dòng)性疲勞的一種粗略的定位。在外周可能與疲勞發(fā)生有關(guān)的部位有: 神經(jīng)肌肉接點(diǎn)、肌細(xì)胞膜、橫管系統(tǒng)、肌漿網(wǎng)、線粒體、橫橋等。早期曾用“衰竭學(xué)說”、“堵塞學(xué)說”和“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性失調(diào)”假說解釋。1982年Edwards提出疲勞的“突變”理論，把疲勞的產(chǎn)生歸結(jié)于在細(xì)胞的能量消耗、興奮性或活動(dòng)性衰減的過程中肌肉力量急劇下降的綜合結(jié)果。該理論從三維立體觀出發(fā)，把疲勞的發(fā)生與能量的消耗、肌肉收縮力下降和細(xì)胞興奮性或活動(dòng)性喪失三者聯(lián)系在一起，認(rèn)為通常的疲勞途徑，是發(fā)生在運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致能量物質(zhì)消耗和細(xì)胞興奮性或活動(dòng)衰減的過程中，并出現(xiàn)能力的突然下降階段，以避免能量貯備進(jìn)一步耗竭[3]。而Maclaren(1990)認(rèn)為；突變理論強(qiáng)調(diào)“能量”和“電傳導(dǎo)”之間的相互關(guān)系，說明了肌肉力量突然下降的原因。1990年Hultmn觀察股四頭肌間歇性收縮時(shí)發(fā)現(xiàn)，在ATP、CP含量下降和乳酸上升的同時(shí)，肌肉收縮力量前20 s呈緩慢減弱，20 s以后突然下降，為突變理論提供了直接的實(shí)驗(yàn)依據(jù)[4]。

綜述以上這些假說指出: 在運(yùn)動(dòng)疲勞發(fā)生時(shí)，機(jī)體內(nèi)離子代謝發(fā)生紊亂，自由基增多，氨大量生成，高能磷酸鹽和脂肪酸的濃度改變，內(nèi)分泌、神經(jīng)、免疫系統(tǒng)的協(xié)調(diào)平衡被打破等諸多變化，從而導(dǎo)致疲勞的發(fā)生[5]。這些假說雖然有局限性，然而在現(xiàn)代生理學(xué)研究中仍然得到許多實(shí)驗(yàn)的支持和補(bǔ)充，被認(rèn)為是闡明外周疲勞機(jī)制的基礎(chǔ)。

2.中樞疲勞機(jī)制

中樞疲勞機(jī)制可能發(fā)生在腦細(xì)胞和脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。長(zhǎng)時(shí)間的中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的疲勞，以中樞神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)保護(hù)性抑制的中樞因素為主，工作時(shí)大量的沖動(dòng)傳至皮層相應(yīng)的神經(jīng)細(xì)胞，使之長(zhǎng)期興奮導(dǎo)致了“消耗”的增多，為了避免過度消耗，當(dāng)消耗到一定程度時(shí)便產(chǎn)生了保護(hù)性抑制。中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)質(zhì)參與了這種疲勞的產(chǎn)生。這類主要有：色氨酸代謝與中樞疲勞、多巴胺(DA)與中樞疲勞、乙酰膽堿(ACH)與中樞疲勞、氨基酸類與中樞疲勞、血氨與中樞疲勞、心理因素對(duì)中樞疲勞的影響。

3.細(xì)胞機(jī)制

自90年代以來，除了在傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)性疲勞研究領(lǐng)域有許多研究的成果出現(xiàn)以外，在肌肉疲勞的細(xì)胞機(jī)制方面也有了一定進(jìn)展。目前的研究主要基于兩個(gè)理論: （1）細(xì)胞代謝因素變化的理論；（2）興奮收縮耦聯(lián)(excitation-contraction coupling, ECC)變化的理論[6]。其主要觀點(diǎn)有：肌細(xì)胞pH值與運(yùn)動(dòng)性疲勞、早期研究認(rèn)為，肌肉疲勞是由于肌肉內(nèi)乳酸積累導(dǎo)致。但目前大量實(shí)驗(yàn)證明，乳酸本身對(duì)疲勞的作用非常微小[7]。疲勞的發(fā)生是受細(xì)胞代謝所引起的pH改變來調(diào)節(jié)的。因此，乳酸導(dǎo)致疲勞的原因?qū)嶋H上是由于乳酸解離出的H+降低了肌細(xì)胞內(nèi)的pH值，從而使肌肉的輸出功率、細(xì)胞酶的活性、肌質(zhì)網(wǎng)對(duì)Ca2+的轉(zhuǎn)移以及肌鈣蛋白對(duì)Ca2+的結(jié)合能力的下降，導(dǎo)致疲勞的發(fā)生。有學(xué)者認(rèn)為這主要取決于肌細(xì)胞pH值與肌肉的輸出功率、肌細(xì)胞pH值與最大收縮力、肌細(xì)胞pH值與最大縮短速度、肌細(xì)胞pH值與酶的活性和肌細(xì)胞pH值與Ca2+的轉(zhuǎn)移。

總之隨著高新技術(shù)的應(yīng)用，疲勞的研究取得了新進(jìn)展，對(duì)疲勞機(jī)制的認(rèn)識(shí)，也從單純的能量物質(zhì)消耗或代謝物堆積，朝著多因素綜合作用的認(rèn)識(shí)發(fā)展，研究水平也由細(xì)胞、亞細(xì)胞深入到分子或離子水平，進(jìn)一步促進(jìn)了對(duì)疲勞機(jī)制研究的深入。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步筆者認(rèn)為對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞的產(chǎn)生機(jī)制的探索還將取得新的進(jìn)展，人們對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞了解的程度將進(jìn)一步加深，各種學(xué)科在運(yùn)動(dòng)疲勞產(chǎn)生機(jī)制的研究上運(yùn)用的更加成熟，筆者相信關(guān)于運(yùn)動(dòng)疲勞產(chǎn)生機(jī)制的研究沖擊目前的研究現(xiàn)狀。

三、運(yùn)動(dòng)疲勞的診斷

常用的運(yùn)動(dòng)疲勞的診斷方法主要包括：生理生化指標(biāo)測(cè)定法、自我感覺判斷法和觀察評(píng)定法三種。

生理生化指標(biāo)測(cè)定法的一般內(nèi)容：1骨骼肌系統(tǒng)指標(biāo)檢測(cè)；測(cè)肌肉力量：疲勞時(shí)肌力下降。肌肉硬度：當(dāng)肌肉疲勞時(shí)肌肉的放松能力下降。肌肉圍度：疲勞時(shí)肌肉圍度增加主要是重力增加。肌電圖：疲勞時(shí)肌電圖功率譜左移，肌電圖振幅不規(guī)則。2心血管系統(tǒng)指標(biāo)；HR：從基礎(chǔ)心率、運(yùn)動(dòng)中心率和運(yùn)動(dòng)后心率進(jìn)行判斷。血壓體位反射：疲勞時(shí)血壓恢復(fù)能力下降。心電圖：疲勞時(shí)心電圖出現(xiàn)T波下降或倒置，ST段下移。3感覺與神經(jīng)系統(tǒng)功能測(cè)定有：皮膚空間閾、閃光頻度融合：疲勞時(shí)下降、腦電圖：疲勞時(shí)快波明顯增多、反應(yīng)時(shí)：疲勞時(shí)反應(yīng)時(shí)延長(zhǎng)。4生化指標(biāo)測(cè)定主要有：1血液（血尿素、血氨、血清睪酮）當(dāng)機(jī)體開始疲勞時(shí)血尿素大于8mmol/Ll機(jī)體存在潛在疲勞，同時(shí)血氨也增高，血清睪酮比值出現(xiàn)大幅度降低此時(shí)分解大于合成。2尿液（蛋白尿、尿膽原）晨尿中蛋白尿含量較高或超出正常范圍可能是過度疲勞或過度訓(xùn)練的變現(xiàn)，疲勞時(shí)尿膽原升高，尿膽原安靜狀態(tài)下高于2mg%且連續(xù)2—3天是疲勞的變現(xiàn)，應(yīng)調(diào)整運(yùn)動(dòng)負(fù)荷。

自我感覺判斷法：自我主觀感覺和自我體力感覺。

觀察評(píng)定法：疲勞自覺癥狀測(cè)定表。

四、運(yùn)動(dòng)疲勞的消除恢復(fù)和營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑

對(duì)于運(yùn)動(dòng)疲勞的消除恢復(fù)方法許多學(xué)者和專家在不同的領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究和探索，法和手段也各種各樣下面介紹幾種：

1.訓(xùn)練方法學(xué)手段

訓(xùn)練方法學(xué)手段：是指在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過程中，通過合理安排訓(xùn)練內(nèi)容、訓(xùn)練手段、運(yùn)動(dòng)負(fù)荷、恢復(fù)時(shí)間和促進(jìn)恢復(fù)過程的方法。在力量訓(xùn)練后，對(duì)承受負(fù)荷的肌群做一些伸展放松練習(xí)；速度和耐力練習(xí)后可做一些慢跑和徒手操練習(xí)；訓(xùn)練結(jié)束時(shí)，結(jié)合整理活動(dòng)安排積極性恢復(fù)的練習(xí)內(nèi)容。

2.合理的營(yíng)養(yǎng)是消除疲勞和提高運(yùn)動(dòng)能力的重要手段。

3.醫(yī)學(xué)生物學(xué)手段

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過程中采用醫(yī)學(xué)生物學(xué)手段主要有與運(yùn)動(dòng)負(fù)荷相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，以及理療、藥劑、針刺等措施。

4.理學(xué)恢復(fù)手段

我國(guó)學(xué)者用心理恢復(fù)訓(xùn)練方法對(duì)于及時(shí)消除心理疲勞具有積極效果。其主要的的心理恢復(fù)方法主要有: （1）心理誘導(dǎo)—談話法； （2）想像放松； （3）神經(jīng)—肌肉的自我心理調(diào)整練習(xí)； （4）心理誘導(dǎo)放松訓(xùn)練； （5）催眠； （6）音樂放松； （7）其它如文娛活動(dòng)、氣功等[8]。心理科學(xué)的迅速發(fā)展以及心理健康日漸被世人所重視，有關(guān)心理疲勞地研究將是一個(gè)很有價(jià)值、很有發(fā)展前途的領(lǐng)域。

五、結(jié)束語

筆者認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)疲勞發(fā)生機(jī)制與運(yùn)動(dòng)的類型有關(guān)，在短時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的疲勞往往與肌肉中的能源物質(zhì)的消耗以及乳酸等代謝的堆積這些外周因素有關(guān)，長(zhǎng)時(shí)間中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)所發(fā)生的疲勞則以中樞神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)的保護(hù)性抑制的中樞因素為基礎(chǔ)。因此，只有在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行動(dòng)態(tài)的研究，才能有助于理解運(yùn)動(dòng)對(duì)中樞神經(jīng)遞質(zhì)的影，理解不同運(yùn)動(dòng)類型所最可能發(fā)生疲勞的位點(diǎn)，從而加深對(duì)運(yùn)動(dòng)性疲勞機(jī)制的理解，在實(shí)際應(yīng)用中才能選擇適宜的訓(xùn)練方法及負(fù)荷，提高機(jī)體的抗疲勞能力以及加速疲勞的恢復(fù)，為提高訓(xùn)練水平與體育運(yùn)動(dòng)的成績(jī)奠定理論的基礎(chǔ)。