模块二 核心讲义
第一部分 学科知识与能力
第1章 体育人体科学基础知识
1.1 考纲解读
1．了解中外体育发展的基本线索和总体趋势，熟悉运动人体科学、体育文社会学、体育教育训练学及民族传统体育学等领域的相关知识和发展趋势，掌握学校体育发展的基本特征与规律。
2．了解人体结构的基本组成、人体主要器官和系统的结构特点与功能。
3．掌握骨骼肌的收缩原理、收缩形式和特征、肌纤维类型与运动的关系；熟悉氧运输系统的功能、能量代谢、人体运动的神经、体液调控等内容；掌握运动技能形成的过程及影响因素、运动过程中人体功能变化的规律；掌握身体素质的生理学基础和制定运动处方的基本方法。
4．了解体育卫生、医务监督、按摩和医疗体育的基础知识，掌握常见运动损伤的种类、运动性疾病与运动损伤的预防、处理和康复等内容。
5．了解食物的营养价值与合理膳食，熟悉各种营养素的来源、功能和需要量，理解营养、环境和生活方式对人体健康的影响。
6．了解人体的物质组成、竞技体育中的违禁药物等内容；掌握运动过程中糖、脂肪和蛋白质的代谢特点。
1.2 核心讲义
一、运动解剖学基础知识
（一）人体结构的基本组成
1．细胞与细胞间质
构成人体的细胞形态多种多样，有扁平形、柱形、立方形、梭形、球形和星形等。
（1）细胞由细胞膜、细胞质和细胞核三部分组成。
（2）细胞膜由脂类、蛋白质和少量糖类物质组成。膜上有各种通道，对不同的物质有选择通透性。
（3）细胞质由基质、细胞器和内含物组成。
（4）细胞核是细胞中物质分布最集中致密的部分，是细胞的核心结构。
（5）细胞间质是指由细胞所产生的并存在于细胞周围的物质，由纤维和基质组成。纤维包括弹性纤维、胶原纤维和网状纤维。基质包括复合性的糖类、水分和一些代谢产物等。
2．人体的4类基本组织
（1）上皮组织
上皮组织主要覆盖在身体表面或体内管腔和囊（如肠、胃、血管、关节囊）的内表面。上皮组织中一般无血管，但有丰富的神经末梢，其功能是保护、分泌、吸收和感受外界刺激。
（2）结缔组织
结缔组织中的细胞成分较少，细胞间质成分较多，组织中有丰富的毛细血管，细胞分布广泛，结构与功能呈多样化。其功能是保护、防御、支持、修复和贮存等。
（3）肌肉组织
肌肉组织由细长的纤维状肌细胞组成，故又称为肌纤维。肌肉组织可分为骨骼肌、心肌和平滑肌三种。骨骼肌和心肌是横纹肌。骨骼肌的功能是收缩与舒张，牵拉骨骼产生运动；心肌除了能收缩舒张之外，还具有自律性和传导性。平滑肌广泛分布于血管壁和一些中空型内脏的管壁，如消化道。
（4）神经组织
①组成：神经组织由神经细胞和神经胶质细胞组成。神经细胞又称神经元，是神经组织结构与功能的基本单位，具有感受刺激、产生冲动和传导冲动的功能。神经元由胞体和胞突两部分组成。
②分类：神经元根据功能的不同可分为三种：感觉神经元（传入神经元）、运动神经元（传出神经元）和联络神经元（中间神经元）。
③神经胶质细胞：无传导功能，对神经元起支持、营养、修复、分隔绝缘和形成髓鞘等作用。
（二）人体主要器官和系统的结构特点
1．运动系统的结构特点
运动系统在结构上由骨、骨连接和骨骼肌组成。
（1）骨
①数量：成人全身共有206块骨。
②分类
a．根据其存在的部位分为中轴骨和附肢骨两类。
b．按照形态特征，骨可分为4类，即长骨、短骨、扁骨和不规则骨。长骨主要分布在四肢，短骨主要分布在手腕和足踝，扁骨主要分布在颅和肩胛处，不规则骨主要分布在躯干、颅部和髋骨处。
③组成
a．活体的骨由骨膜、骨质、骨髓以及血管、神经等组成。骨膜中有成骨细胞和破骨细胞，具有造骨与破骨功能，还分布着丰富的血管神经，对骨起营养作用。
b．骨由有机物和无机物构成，它们分别赋予骨的韧性与硬度。骨中的有机物主要是骨胶原纤维和黏多糖蛋白，无机物主要是磷酸钙和碳酸钙等。
（2）骨连接
①分类：按照连接组织的性质和活动状态，骨连接可分为无腔隙骨连接和有腔隙骨连接。（无腔隙骨连接包括韧带连接、软骨连接和骨性连接。有腔隙骨连接主要指关节连接。）
②关节
a．基本结构包括关节面、关节囊和关节腔。
b．关节面上覆盖着关节软骨关节囊是连接在关节面周缘以及臂表面上的膜性结缔组织。
c．关节囊内层中有血管、神经和淋巴管，可分泌滑液，具有营养和润滑作用。
d．关节腔内有少量滑液，可以缓冲关节面之间的摩擦。
e．关节的辅助结构包括关节唇、关节内软骨和韧带滑液囊等。
（3）骨骼肌（参见本章“运动生理学知识”）
2．其他各系统器官的结构特点
（1）消化系统
①消化系统由消化管和消化腺组成。
②消化管：包括口腔、咽、食管、胃、小肠（十二指肠、空肠、回肠）和大肠（盲肠、结肠、直肠）等。
③消化腺：包括肝脏、胰脏和唾液腺。
④胃：由贲门、胃体、胃底和幽门4部分组成。胃壁黏膜较厚，其内有大量分泌盐酸、胃蛋白酶和黏液的腺体。胃具有很强的蠕动功能，以磨研与消化食物。
⑤小肠：是吸收食物中营养成分的主要场所，小肠壁上有很多小肠绒毛。
⑥大肠：机能是吸收水分，将不消化的残渣排出体外。
⑦肝脏：是人体内最大的消化腺，其分泌的胆汁进入胆小管和左右肝管，再由胆总管进入胆囊贮存，需要时，胆汁从胆囊中排出来，进入十二指肠，用于消化脂肪类物质。
⑧胰脏：其外分泌腺能分泌含有大量消化酶的胰液，流入胰腺管，经与胆总管共同开口进入十二指肠。
（2）呼吸系统
①肺的构成：肺是呼吸系统的实质性器官。两侧肺之间由肺门相连。左肺有上下两叶，右肺有上、中、下三叶。细支气管分布在肺组织中，细支气管末端与肺泡相连。肺泡由肺泡膜和毛细血管组成。肺泡膜和毛细血管之间是实现气体交换的场所。
②肺组织的功能：肺组织具有弹性扩张和回缩功能。
（3）泌尿系统
①组成：由肾、输尿管、膀胱和尿道组成。
②输尿管：管壁有较厚的平滑肌，可节律性蠕动，把尿液排入膀胱。输尿管有三个狭窄部位，常成为结石滞留的场所。
（4）心血管和淋巴系统
①心脏：位于胸腔中两肺之间，其2/3位于正中线左侧，1/3位于正中线右侧。心脏的上方连着上、下腔静脉，左、右肺静脉，主动脉和肺动脉等大血管。心脏上有一套节律性搏动的传导系统。
②心腔（左右心房）：分左半心和右半心两部分，两半心之间互不相通，被房间隔和室间隔分开。左半心上下分左心房和左心室；右半心上下分右心房和右心室。
③血管：血液运行的管道，分为动脉、静脉和毛细血管。动静脉根据其管径都可以分为大、中、小三级。人体中心部位以大动脉和大静脉为主，接近末梢部位以小动脉和小静脉为主。毛细血管管径最细，管壁最薄，有选择通透性，是组织进行物质交换的场所。
④淋巴管系统：心血管系统的辅助结构，由淋巴管道、淋巴器官和散在的淋巴组织组成。淋巴细胞是血液中的免疫细胞。淋巴器官指散在的淋巴结和脾脏。
（5）神经系统
①神经系统由中枢神经系统和周围神经系统组成。前者包括位于颅腔的脑和位于椎管的脊髓。后者是脑和脊髓以外的神经成分。
②神经系统的基本活动方式是反射，即神经系统对内外环境刺激所作出的反应。反射活动通过反射弧来实现。反射弧包括5个环节：感受器、感觉（传入）神经元、神经中枢（联络神经元）、运动（传出）神经和效应器。
③脑分为大脑、间脑、小脑、中脑、脑桥和延髓6个部分。脑神经有12对。
④脊髓位于脊椎管内，有31个节段，即8个颈节、12个胸节、5个腰节、5个骶节和1个尾节。脊神经与脊髓的节段相对应，左右成为一对，共31对。
（6）感觉系统
①视觉器官
a．眼
是人体的视觉器官，由眼球及其附属结构组成。
b．眼球
其折光装置包括角膜、房水、晶状体和玻璃体。
c．晶状体
位于虹膜和玻璃体之间，为双凸面的扁形弹性无色透明体。晶状体浑浊称为白内障，会影响视力。晶状体的曲度可因视物远近不同而受睫状肌的调节。
d．眼的附属结构
包括眼睑、结膜、泪器和眼肌等，它们对眼球起保护、运动和支持作用。
②听觉器官
a．耳
又称为前庭蜗器。
b．分类
按其位置分为外耳、中耳和内耳。
c．外耳
包括耳郭、外耳道和鼓膜。
d．鼓膜
是椭圆形半透明的纤维组织薄膜，起传播声音的作用。
e．中耳
由鼓室、咽鼓管和乳突小房组成。
f．鼓室
有三块听小骨：锤骨、砧骨和镫骨，形成杠杆式的骨链，起传导和放大声波的作用。中耳如得了炎症会影响听力。
g．内耳
位于颞骨内面，分为骨迷路和膜迷路两部分。
h．迷路系统
由耳蜗、前庭、骨半规管、膜半规管、蜗管、椭圆囊和球囊组成，是感受人体运动状态和头部空间位置的感受器。
i．听觉的正常通路
声波由外耳收集，震动鼓膜，引起中耳内听骨的机械震动与传导，通过前庭窗引起外淋巴震动，由蜗管中的螺旋器感受声波，经视神经转换为生物电冲动，传入大脑皮质听觉中枢，产生听觉。
③本体感受器
a．本体感受器
是负责机体深部感觉的感受装置，多位于骨骼、肌肉、肌腱、关节与韧带等部位的神经末梢。
b．肌梭和腱梭
第一，肌梭是位子骨骼肌内的肌肉长度感受器，当肌肉受到牵拉而收缩时，肌梭内的感觉神经末梢受刺激而兴奋，将肌肉收缩的感觉传导到中枢，产生对肌肉收缩状态的本体感觉。
第二，腱梭分布在骨骼肌的肌腹与肌腱连接处，结构与肌梭相似，主要感受肌肉张力的变化，而产生本体感觉。
（三）人体主要器官和系统的功能
1．运动系统的功能及其与运动的关系
（1）骨和骨连接的功能特点
①骨骼：其上附着有肌肉，在人体运动中，骨骼起杠杆的力学作用，牵拉肌肉产生肢体的动作。
②骨连接与关节：骨连接的重要形式是关节。关节在人体运动中发挥重大作用。关节活动幅度是评定柔韧性的重要指标。影响关节运动幅度的因素有关节面积的大小、关节囊的厚薄与松紧度、关节韧带的多少与强弱、关节周围肌肉的弹性与伸展性、关节周围的骨结构和性别年龄等。
（2）大关节运动中的主要肌群
①运动上肢带的主要肌群是背肌和胸肌；
②运动肩关节的主要肌群是背肌、胸肌和肩肌；
③运动肘关节的主要肌群是上臂肌和前臂肌；
④运动腕关节的主要肌群是前臂肌；
⑤运动髋关节的主要肌群是下肢带肌；
⑥运动膝关节的主要肌群是其周围的屈肌、伸肌、旋内肌和旋外肌；
⑦运动踝关节的主要肌群是小腿后屈肌和小腿前伸肌。
（3）肌肉的协调工作
①原动肌：主动收缩直接完成动作的肌肉或肌群。
②对抗肌：与原动肌作用相反的肌群。
③固定肌和中和肌：起协调作用。
④协调作用：身体所有的生活动作和体育运动都是由这4种肌肉协调配合而完成的。
2．其他各系统器官功能及其与运动的关系
（1）消化系统功能及其与运动的关系
消化系统对运动的反应十分敏感。长时间剧烈运动引起的过度疲劳会对消化系统产生不良的影响，有时会导致胃黏膜缺血、胃黏膜的防御能力降低、胃液分泌减少、消化与吸收削弱等，严重时会引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻甚至消化道出血等现象。
（2）呼吸系统功能及其与运动的关系
呼吸系统的生理指标在长期有规律的运动锻炼下都会有所提高，特别是对青少年而言，效果更为显著。在某些运动中，也要防止特定的呼吸动作所产生的不利作用。例如，在做屏气动作时，过高的胸内压会引发上下腔静脉的血液回流，从而造成心输出量不足，可能会引起脑部暂时性缺血而导致晕厥。
（3）泌尿系统功能及其与运动的关系
泌尿系统的主要功能是排出体内在代谢过程中产生的多余物质或废物，以及维持机体内环境的酸碱平衡。但在运动中，肾脏往往处于缺血状态，而导致少尿。这时，代谢终产物的排泄主要靠汗液的分泌。剧烈的运动可能会导致肾脏受损，或出现蛋白尿甚至血尿等现象。
（4）心血管系统功能及其与运动的关系
优秀的运动素质依赖于强大的心脏功能，而长期有规律的体育运动也能引起心脏结构与功能的适应性变化，形成运动性心脏。合理的体育锻炼对血管的内皮细胞和平滑肌的形态结构会产生良性作用，有利于维持血管弹性，促进微循环功能，维持适当的血压，保证重要器官的血液供应，并能预防和缓解高血压。
（5）神经系统功能及其与运动的关系
神经系统是机体各种功能的指挥者和调节者，而且直接控制着人体的运动。运动单位是任何一种动作的基本功能单位，而运动单位就是由一条运动神经纤维的所有分支及其所支配的肌纤维组成的，即肌肉只有接受神经的直接支配才能产生运动。
（6）感觉系统
①对运动而言，本体感受器具有独特的作用，故本体感觉又称为运动感觉。
②本体感受器的特点及案例：它可以相对独立于视觉和听觉而起作用，如人在闭眼时可以感受到自己身体以及手足的位置和状态，训练有素的篮球运动员在用手运球时，不需要依靠视觉，只凭手与球接触的本体感觉就能很自如地控制运球的方向与节奏。
③本体感受器的作用：把它所接受到的刺激以神经冲动的形式传到中枢引起本体感觉的同时，还把肌肉关节处的活动信息及时反馈到中枢，不断地矫正与调整中枢对外周的控制，从而使运动的完成更为精细准确。
④本体感觉的可训练性：具有可训练性，有效的重复性练习可以提高本体感觉的灵敏性。
二、运动生理学基础知识
（一）骨骼肌收缩的生理学原理
1．肌肉的细微结构与收缩原理
（1）肌肉的细微结构
①肌原纤维。骨骼肌由束状排列的肌细胞组成，又称肌纤维。一条肌纤维由许多肌原纤维组成。在光学显微镜下，肌原纤维纵向由明暗相间的区域构成一段段的肌小节。通过电子显微镜，可以观察到每一小段肌小节由粗肌丝和细肌丝组成。
②肌管系统（包括横管系统和纵管系统）。横管系统是肌细胞膜向着与肌原纤维垂直的方向凹入的部分，其作用是将肌膜的兴奋传入细胞内。纵管系统是肌细胞膜沿着肌原纤维平行方向分布的部分，在肌小节中间形成终末池，可储存、释放钙离子。
（2）肌肉的收缩原理
①肌肉收缩的过程
肌肉收缩是由神经冲动传来的刺激而引起的。神经冲动传到神经末梢后，通过神经末梢与肌细胞的功能连接，即神经一肌肉接点，传到整个肌膜，并由横管系统传入肌细胞，再经过兴奋收缩耦联，横桥摆动，引起肌丝滑行、肌小节缩短和肌肉舒张，完成肌肉收缩过程。
②肌肉收缩的肌丝滑行原理
当肌浆中Ca2+的浓度升高时，Ca2+与细丝上的肌钙蛋白结合，引起肌钙蛋白分子构型的某些改变，导致构成细肌丝的原肌球蛋白的双螺旋结构发生扭转，除去细丝上的肌动蛋白和粗丝肌球蛋白横桥上结合位点的阻碍因素，使肌动蛋白位点暴露，横桥与之结合，横桥上的ATP酶被激活，胞浆中的ATP分解、释放能量，引起横桥向暗带中央摆动，导致细肌丝向粗肌丝之间滑行，肌小节缩短，肌肉表现为收缩。
2．肌肉的收缩形式与特征
（1）单收缩与强直收缩
①单收缩。整块骨骼肌或一个肌细胞受到一次短促的刺激时，被刺激的细胞产生一次动作电位，紧接着收缩一次，称为单收缩。
②强直收缩
a．不完全性强直收缩
给肌肉一连串的刺激，若第二次刺激落在第一次刺激的舒张期，即肌肉尚未完全舒张，就产生第二次收缩，如此连续下去，即肌肉在收缩过程中始终不能完全舒张。
b．完全强直收缩
每一次刺激都落在上一次收缩的收缩期，肌肉在收缩过程中完全不能舒张。
（2）缩短收缩、拉长收缩与等长收缩
①缩短收缩
a．原理：指肌肉收缩时产生的张力大于外加阻力，同时肌肉缩短，牵拉其附着的骨杠杆做相向运动的收缩形式。
b．分类：可以分为等张收缩和等动收缩。
②拉长收缩
a．原理：在拉长收缩时，肌肉收缩所产生的张力小于外力，肌肉虽积极收缩，但被拉长。
b．案例：人从高处落下、足接触地面时，会反射性地引起小腿三头肌、股四头肌和臀大肌产生拉长收缩，克服重力与地面的冲撞，避免人体受到损伤。
③等长收缩
a．原理：当肌肉产生的张力等于外力时，肌肉虽积极收缩，但长度不变，这种收缩称为等长收缩
b．案例：站立、悬垂和支撑等。
不同类型的收缩形式具有不同的力学特征：
3．骨骼肌纤维的类型与运动能力
（1）两类肌纤维的形态、生理与代谢特征
采用ATP酶染色法可将骨骼肌纤维分为I型和Ⅱ型，前者为慢肌，后者为快肌。快慢肌这两种肌纤维在形态、生理与代谢方面具有显著不同的特征。
①形态特征
a．快肌纤维的直径比慢肌纤维的直径大，由较大的神经元支配，兴奋阈值较高，肌浆网比慢肌发达，在快肌中含有较多的收缩蛋白。
b．慢肌纤维内线粒体的数量较多，体积较大，周围毛细血管数量和肌红蛋白含量比快肌多。
②代谢特征
a．快肌纤维的无氧代谢能力较强，表现为参与无氧代谢的酶的活性较强，特别是肌球蛋白ATP酶、磷酸肌酸激酶和乳酸脱氢酶，快肌中的糖原含量明显高于慢肌。
b．慢肌纤维的有氧氧化能力显著高于快肌，如脂肪氧化的能力较强、氧化酶系统的活性较高。
③生理特点
a．快肌纤维收缩的潜伏期短，收缩速度快，收缩产生的力量大，但收缩不够持久，易疲劳。
b．慢肌则表现出抗疲劳性好等相反的生理特点。
（2）肌纤维类型与专项运动的关系
①同一块肌肉中含有快、慢两种肌纤维，其在同一块肌肉中所占的百分比为肌纤维类型百分比组成。
②研究表明，一般成年人肌肉中慢肌的百分比为44％～58％。
a．以维持身体姿势和持续轻度紧张性工作为主要功能的肌肉，慢肌百分比较高，比如下肢比目鱼肌中慢肌纤维占89％。
b．以快速动力性工作为主要功能的肌肉，快肌百分比较高，比如肱三头肌中的快肌纤维占55％。
c．对优秀运动员来说，两类肌纤维不同的百分组成与某些单项运动素质密切相关。以最大收缩速度和爆发力为工作形式的运动项目需要快肌百分比占优势，以有氧运动为表现形式的超耐力性运动项目需要慢肌的百分比占优势。
（二）氧的运输系统与能量代谢
1．氧的运输系统
氧的运输是由包括呼吸系统、血液系统、循环系统等所构成的氧的运输系统完成的，并接受神经和体液的调控。
（1）运动时的呼吸功能
①运动时肺通气的变化。人体在进行体育运动时，随着运动强度的增加，体内代谢加强，所需的氧量和排出的CO2量也随之加大，同时在神经和体液的调节下，呼吸肌收缩与舒张加强，表现为呼吸加深加快，肺通气量增加。在一定的范围内，每分钟通气量与运动强度呈直线相关。
②运动时的潮气量（呼吸深度）与呼吸频率
运动中每分钟通气量的增加是通过潮气量和呼吸频率的增加来实现的。在运动强度较低时，每分钟通气量的增加主要靠潮气量的增加，呼吸频率的增加不明显；在运动强度较强时，每分钟通气量的增加主要靠呼吸频率的增加，潮气量的增加幅度有所下降。
③运动与氧通气当量
氧通气当量是指每分钟通气量和每分钟吸氧量的比值。氧通气当量是评价呼吸效率的一项重要指标，氧通气当量小，说明氧的摄取效率高。
④运动时的合理呼吸
a．加大呼吸深度，控制呼吸频率，提高肺换气效率
剧烈运动时，呼吸频率和肺通气量迅速上升，呼吸深度反而减小，容易引起呼吸肌的疲劳，甚至衰竭，造成运动效果下降。由于解剖元效腔的存在，加大呼吸深度，才能有效地提高肺泡通气量。
b．减小呼吸道阻力
运动时，由于肺通气量的增加，需要采取口鼻并用的方法来呼吸，以减少肺通气的阻力，延缓疲劳的出现。剧烈运动时，用口呼吸可以使肺通气量从用鼻呼吸时的30L/min增加到173L/min。
c．呼吸与技术动作相结合
要注意使呼吸形式、呼吸时相、呼吸节奏与技术动作相配合。如长跑宜采用2～4单步一吸、2～4个单步一呼的方法。非周期性运动时，原则上以完成两臂前屈、外展、外旋、扩胸、提肩或展体时采取吸气较为有利，而在完成与上述相反方向的运动时采取呼气为好。
d．正确使用憋气方法
憋气时会反射性地引起肌张力加强，胸廓与腹腔固定，在完成一些运动技术动作时，可为上肢的发力获得稳定的支撑。但憋气过长时，胸膜腔内压会呈正压，导致静脉血回流困难，心输出量减少，致使心、脑、视网膜供血不足，产生头晕、恶心、耳鸣等感觉。
（2）血液与氧的运载
①氧在血液中的运输
a．方式：血液中的O2以物理溶解和化学结合两种方式运载。物理溶解量很少，但物理溶解是化学结合的前提，以化学结合形式的运输占98％以上。
b．过程：氧与血红蛋白的化学结合叫氧合，其分离叫氧离。在肺部，当氧分压（
）升高时，Hb与O2结合形成氧合血红蛋白（HbO2）。而在组织，当降低时，氧合血红蛋白又解离出O2。
②血红蛋白氧饱和度、氧容量和氧含量
a．血红蛋白氧饱和度：简称血氧饱和度，是指血液中Hb与O2结合（被氧饱和）的程度。影响血氧饱和度的因素是由所决定的。
b．血红蛋白氧容量：是指血氧饱和度达100％时，每升血液中血红蛋白所能结合O2的最大量。影响血红蛋白氧容量的因素主要是血红蛋白浓度。
c．血红蛋白氧含量：正常人血液的血氧饱和度实际上并不能达到100％，故把每升血液中血红蛋白实际结合的氧量称为血红蛋白氧含量，其值受氧分压的影响。
③血液的酸碱缓冲功能
a．血浆的酸碱度：可用pH表示。正常血浆的pH为7.35～7.45，这是机体代谢和各种酶活动所要求的适宜条件之一。在正常情况下，血浆的pH会经常变动，但变动的幅度很小。人体生命活动所能耐受的最大pH变动范围为6.9～7.8。
b．酸碱缓冲：在进行剧烈运动时，机体内主要依靠无氧代谢供能，还会产生大量较强的酸性物质——乳酸。这些酸性物质使血液pH下降。
（3）心血管功能与氧的运输
①每搏输出量和射血分数。
a．一次心搏中由一侧心室射出的血液量称为每搏输出量。
b．每搏输出量占心室舒张末期容积的百分比，称为射血分数。
c．射血分数=每搏输出量（mL）/心室舒张末期容积（mL）×100％
②每分输出量和心指数。一侧心室每分钟射出的血液量，称为每分输出量，简称心输出量。心输出量等于心率与搏出量的乘积。运动时，由于心输出量增加，心指数也增加。
③心功能贮备。
a．心输出量随机体代谢需要而增加的能力，称为心功能贮备或心力贮备（cardiac reserve）。心力贮备是最大心输出量与安静时心输出量之差。
b．心功能贮备也可以用心率贮备来表示，即：心率贮备＝最大心率－安静心率。
④动脉血压
a．血压定义：指血管内血液对于单位面积血管壁的侧压力，也即压强，单位常用帕斯卡（Pa）、千帕（kPa）或毫米汞柱（mmHg）表示。一般来讲，血压多指人体循环中的动脉血压。
b．形成条件：血液充盈血管是形成动脉血压的前提条件，如果没有血液充盈，就不会对血管壁造成侧压。血压的形成还有赖于心脏的射血和血液流动过程中所遇到的外周阻力。
c．周期变化：在一个心动周期中，尽管血流是连续不断的，但动脉血管内的血压却是周期性变化着的。心室收缩时，主动脉压急剧升高，在收缩中期动脉血压达到最大值，称收缩压。心室舒张时，主动脉压下降，在心舒末期主动脉压最低值称舒张压。
d．测量：动脉血压通常用在上臂肱动脉处测得的血压来代表。
⑤运动时血液循环功能的调节与适应。运动时，由于心交感神经活动加强，因此心率加快，心肌收缩力加强，心输出量增加。骨骼肌节律性收缩的静脉泵作用和呼吸运动的加强等也有利于静脉血液回流，导致心输出量增加。
2．运动中的能量物质与能量供应
（1）机体的能源物质及其能量价值
①能源物质。从饮食中摄入的能源物质有糖类（俗称碳水化合物）、脂肪和蛋白质。体内贮存的能量物质有多种形式，包括血液中葡萄糖、肝糖原、肌糖原等。另外，体内还有两种高能磷酸化合物，即三磷酸腺苷（ATP）和磷酸肌酸（CP）。
②糖、脂肪和蛋白质的能量价值。1g糖、脂肪和蛋白质在体内氧化时的热价分别是17.17kJ（4.1kCal）、38.94kJ（4.1kCal）和12.00kJ（4.3kCal）。其氧热价分别为20.93kJ（5.0kCal）、19.68kJ（4.7kCal）和18.84kJ（4.5kCal）。
（2）运动中的能量供应
①ATP是肌肉活动时能量的直接来源
a．ATP的构成
三磷酸腺苷（ATP）是存在于细胞内，由自身合成并可迅速分解，从而被直接利用的一种自由存在的化学能形式。它由一个大分子的腺苷和三个磷酸根组成，故称为三磷酸腺苷。在ATP分子结构的后两个磷酸根结合键中蕴藏着大量的化学能，故称为高能磷酸键。ATP也因此被称为高能磷酸化合物。
b．ATP是肌肉活动唯一的直接能源
肌肉活动时，贮存在肌肉细胞中的ATP不断在ATP酶的催化下，迅速分解为二磷酸腺苷（ADP）和无机磷（Pi），并释放出能量用于肌肉运动，完成机械功。
②ATP的再合成过程
ATP的再合成实际上是ADP与Pi再连接，是一个磷酸化的吸能过程。
a．磷酸肌酸的分解——磷酸源供能系统（ATP-CP系统）
磷酸肌酸是储存在细胞中的另一种高能磷酸化合物，分解时可释放出大量能量。当肌肉收缩时，可随着ATP的迅速分解而立即分解，为ADP和Pi再合成ATP提供能量。磷酸肌酸在三磷酸腺苷再合成中的重要意义在于其快速动用性。
b．糖原的酵解——乳酸能系统
当运动的持续时间达10s以上时，体内能量主要依靠糖原的无氧酵解来提供。糖的酵解虽然生成的能量少，但在运动时，特别是机体处于缺氧或供氧相对不足的条件下，是机体保证能量供应的应急措施。因为在糖的无氧酵解过程中产生副产品——乳酸，所以，这个供能系统又被称为乳酸能系统。
c．糖和脂肪的有氧氧化——糖的有氧氧化供能系统
当运动中氧的供应能满足机体需要时，ATP再合成所需能量主要由糖、脂肪的有氧氧化提供。有氧氧化过程提供的能量较多，有利于维持较长时间的运动。
（三）运动过程中人体功能的变化与运动技能的形成
1．运动过程中人体功能的变化规律
（1）竞技状态及其调节
参加比赛或训练前，身体的某些器官和系统会产生一系列条件反射性变化，由此引起的生理过程和机能反应称为赛前状态。按其发生的顺序可分为赛前状态、准备活动、进入工作状态、稳定状态、疲劳和恢复6个阶段。
（2）赛前状态的生理意义及其调整
赛前状态可分为三种，不同的赛前状态对运动能力产生不同的影响。
①准备状态。其特点是：中枢神经系统兴奋性适度提高，自主性神经系统和内脏器官的惰性得到一定的克服，进入工作状态的时间适当缩短，有利于发挥机体工作能力和提高运动成绩。
②起赛热症。其特点是：中枢神经系统的兴奋性过高，表现为过度紧张，常有寝食不安、四肢无力、喉咙发堵等不良反应，运动能力和成绩下降
③起赛冷淡。其特点是：赛前兴奋性过低，引起超限抑制，表现为对比赛淡漠、浑身无力，比赛时不能充分发挥体能与技能，通常是起赛热症的继发反应。
（3）准备活动与整理活动
①准备活动
准备活动是指在比赛、训练和体育课的基本部分之前进行的身体练习，目的是为即将来临的剧烈运动或比赛做好准备。准备活动的生理作用是：
a．调整赛前状态，提高中枢神经系统和肌肉组织的兴奋性。
b．克服心血管系统和呼吸系统的生理惰性，使肺通气量及心输出血量增加，心肌和骨骼肌毛细血管扩张，工作肌能获更多的氧，缩短进入工作状态的时程。
c．提高组织的兴奋性与代谢水平，升高体温，降低肌肉黏滞性，增加肌肉的伸展性、柔韧性，提高收缩和舒张速度，增加肌力并预防损伤；使血红蛋白和肌红蛋白释放更多的氧；增加体内酶的活性，保证有较充足的能量供应。
d．增强皮肤的血流量以利于散热，防止正式比赛时体温过高。
②整理活动
整理活动是指在正式练习后所做的一些加速机体功能恢复的较轻松的身体练习。通过整理活动，可减少肌肉的延迟性酸疼，有助于消除疲劳；可使肌肉血流量增加，加速乳酸利用；可预防激烈活动骤然停止可能引起的机体功能失调。
（4）进入工作状态与稳定状态
①进入工作状态
进行体育运动时，人的运动能力逐渐提高的生理过程叫进入工作状态。肌肉活动必须依赖内脏各器官的协调活动和配合才能实现，协调循环与呼吸系统的惰性对进入工作状态影响较大。
②“极点”与“第二次呼吸”
a．极点：在进行剧烈运动开始阶段，内脏器官的活动满足不了运动器官的需要，会出现呼吸困难、胸闷、肌肉酸软无力、动作迟缓不协调、心率剧增及精神低落等一系列暂时性生理机能低下综合征，称为“极点”。
b．第二次呼吸：“极点”出现后，采取适当降低运动强度、调整呼吸节奏等自我缓解措施，自主神经与躯体神经系统机能水平会达到新的动态平衡，人体的动作会变得轻松有力，呼吸也会变得均匀自如，这种机能变化过程和状态称为“第二次呼吸”。“第二次呼吸”的出现标志着进入工作状态阶段的结束。
③稳定状态
运动时进入工作状态结束后，人体的机能水平和工作效率在一段时间内处于一种动态平衡或相对稳定状态，这称为稳定状态。
（5）运动性疲劳
迄今关于运动性疲劳产生机制最具代表性的理论有衰竭学说、堵塞学说、内环境稳定性失调学说、保护性抑制学说、突变理论和自由基学说。
（6）运动后的恢复与运动能力的提高
恢复过程是指人体在运动过程中和运动结束后，各种生理机能和能源物质逐渐恢复到运动前水平的功能变化过程。
①恢复过程的一般规律，可分为三个阶段
第一阶段，运动时能源物质消耗占优势，消耗大于恢复，能源物质逐渐减少，各器官系统的工作能力下降；
第二阶段，运动停止后能源物质消耗减少，恢复占优势，能源物质和各器官系统的功能逐渐恢复到原来水平；
第三阶段，运动时消耗的能源物质及各器官系统机能不仅恢复到原来水平，甚至超过原来水平，这种现象称为超量恢复或超量代偿。超量恢复保持一段时间后又回到原来水平。
②促进人体功能恢复的措施，有活动性手段、营养性手段、睡眠、物理手段和心理学手段等。
2．运动技能的形成
（1）运动技能的条件反射本质
从生理学本质来看，运动技能的学习就是建立复杂的、连锁的、本体感受性的运动条件反射。运动技能的形成是建立动作定型的结果。
（2）运动技能的形成过程
运动技能的形成可以用神经反射机制和控制论机制来说明。根据大脑皮质建立条件反射的机制，可以把运动技能的形成分为相互联系的4个过程：
①泛化过程。在学习一个动作的初期，由于人体内外环境的刺激通过感受器（特别是本体感觉）传到大脑皮质，引起皮质细胞的兴奋，而这一阶段皮质的内抑制尚未精确建立，故大脑皮质的兴奋和抑制呈现扩散状态，条件反射的通路不能集中，缺乏特异性，这称为泛化阶段。
②分化过程。在不断练习动作的过程中，大脑皮质运动中枢的兴奋和抑制逐渐从分散趋于集中，而且抑制过程增强，特别是分化抑制得到发展，能比较精确地反映动作的细节，这就进入了技能形成的分化阶段。
③巩固过程。经过对正确动作的不断重复，大脑皮质的兴奋与抑制在空间和时间上更加集中、精确，动作定型比较稳定地建立起来，而且运动器官和内脏器官配合协调，这就进入了运动技能形成的巩固阶段。
④自动化过程。随着对动作的练习和记忆，动作定型已经牢固建立，并能自动重现，而且在完成动作时可以暂时不需要有意识地控制，而是可以让整套动作流畅自如地展现出来，这时就进入了运动技能形成的自动化阶段。
（四）身体素质的生理学基础
1．力量素质的生理学基础
（1）力量素质与肌纤维性能肌肉的生理横断面是指与某块肌肉的肌纤维行走方向垂直的横断面的面积，它决定于肌纤维的数量和每条肌纤维的粗细。快肌纤维较慢肌纤维能产生更大的力量。不同人体中的同一类肌肉相比，肌肉中快肌纤维百分比高的人，产生的肌肉力量较大。
（2）力量素质与神经系统的调节
神经系统动员越多的肌纤维参与工作，所产生的力量就越强，这是中枢神经系统对运动单位的募集效应。力量训练可以使运动中枢的机能得到改善，从而产生强而集中的兴奋过程，产生同步的高频率兴奋冲动，募集更多的运动单位参与工作。
（3）力量素质的训练
力量素质的训练要遵循一定的生理学原则，这些原则有：超负荷原则、渐增阻力原则、针对性原则、顺序性原则和适宜频度原则
2．速度素质的生理学基础
速度有三种类型，即反应速度、动作速度和位移速度。
（1）反应速度
反应速度的生理学基础是反应时。反应时是指从出现刺激到开始发生反应的一段时间。反应速度主要取决于感受器的敏感程度、堰口兴奋阈值的高低、中枢延搁时间的长短和效应器（肌组织）的兴奋性。
（2）动作速度
动作速度的决定因素之一是肌纤维类型的百分比组成及面积。肌肉中快肌纤维占优势是速度素质重要的结构基础，快肌纤维百分比越高，快肌纤维越粗，肌肉的收缩速度越快，产生的力量越大。
（3）位移速度
周期性运动位移速度的生理学基础比较复杂，其影响因素是多方面的。
（4）速度素质的训练
速度素质训练的原则有：改善和提高神经系统的灵活性；发展磷酸原系统供能的能力；提高肌肉协调放松能力；发展腿部力量及关节的柔韧性。
3．有氧耐力素质的生理学基础
有氧耐力是指人体长时间进行有氧工作的能力。
（1）有氧耐力与心肺功能
心肺功能是有氧耐力的重要条件。强有力的心肺功能是运动中供氧充足的保证。长期耐力训练能够使心脏产生适应性变化，表现为运动性心脏，其特点是左心室扩张时心室腔容积增大。心肺功能的一项综合指标是最大吸氧量，这也是有氧工作能力可靠的生理指标。
（2）有氧耐力与血液功能
最大吸氧量取决于心脏的泵血功能、血液的气体运输能力以及肌肉组织对氧的利用能力，如血液的携氧能力对最大吸氧量有很大的影响。红细胞中的血红蛋白是氧的运载媒体，血液中红细胞和血红蛋白含量的多少是影响最大吸氧量的重要因素。
（3）有氧耐力的训练
①有氧耐力训练一般采用持续性练习和间断性练习两种方法。在实践中，通常采用的方法是强度较低、持续时间较长的持续训练以及长距离的匀速跑或长段落的间歇训练。
②有氧运动的适宜强度标准：靶心率＝（最大心率－安静心率）×（0.6～0.8）＋安静心率
4．无氧耐力的生理基础
（1）无氧耐力与机体对酸性环境的耐受性
①定义：无氧耐力是指人体处在氧供应不足的情况下较长时间进行肌肉工作的能力。
②影响因素：影响人体无氧耐力的因素很多，如乳酸能系统的供能水平、机体对酸性物质的缓冲能力与耐酸能力以及体内肌糖原含量等。
③能源：无氧耐力能源主要来自乳酸能系统，即糖的酵解系统，其供能能力是决定无氧耐力的重要因素。
（2）无氧耐力的训练
增强无氧耐力常采用间歇性训练。训练方法是：运动强度达到90％最大吸氧量或以上，一次练习持续时间以1～2min为宜，间歇时间可比练习时间长2～3倍，间歇期后应立即进行下一次练习。
5．灵敏素质与柔韧性素质的生理学基础
（1）灵敏性素质的生理学基础
灵敏性素质的生理学基础主要是中枢神经系统功能的灵活性，同时也与其他的身体素质有关。大脑皮质神经过程的灵活性及其分析综合能力是灵敏性重要的生理学基础的关键环节。，运动技能的掌握及其巩固程度，也是灵敏性素质完美体现的必不可少的生理因素。
（2）柔韧性素质的生理学基础
柔韧性素质的生理学基础包括关节的骨结构，关节周围组织体积的大小，关节附近的韧带、肌腱、肌肉和皮肤的伸展性，中枢神经对骨骼肌的调节能力等。
三、体育保健学基础知识
（一）体育卫生与促进健康
1．健康与亚健康的现代概念
（1）健康的现代概念
1948年，世界卫生组织（WHO）将健康的概念描述为“健康不仅仅是免于疾病和衰弱，而是一种在身体、精神和社会适应方面的完好状态”。这表明，健康的概念已从单纯的生物学角度逐渐转向包括生物、心理和社会三个层面的健康观。
（2）亚健康的概念
亚健康是介于健康与疾病之间的一种状态，又称“第三状态”或“灰色状态”，是指机体在内外环境不良刺激下引起心理、生理的异常变化，但尚未达到明显病理性反应的程度。
2．运动对个体健康的影响
（1）运动缺乏对个体健康的不利影响
①运动缺乏可导致氧的运输系统能力低下，血管弹力减弱，心脏收缩功能不足，心功能贮备降低，易引发心血管疾病。久坐不动易使血黏度增高，血流缓慢，诱发血栓，或使动脉壁淤积大量脂类，堵塞血管，影响组织的血液供应，从而加速心血管疾病的发生。
②运动缺乏可使肺通气和肺换气能力削弱，肺血流量下降，同时呼吸频率加快，但呼吸深度减小，导致呼吸效率显著降低，不利于氧的摄入。
③运动缺乏可使体内能量积蓄过多，导致超重或肥胖，甚至会发生胰岛素抵抗，糖和脂肪的代谢异常，引起代谢紊乱综合征。
④运动缺乏还可能对心理情绪造成负面影响，如精神不振、疲劳压抑、困倦嗜睡、情绪不稳定、厌食虚弱、注意力不集中和拒绝社会交往等。
（2）适量运动对个体身心健康的良性效应
①身体层面：适量的运动能增强呼吸肌的力量，促进呼吸功能，提高肺通气和肺换气能力，同时能加速血液循环，有利于氧的摄取和运输，有利于全面改善各系统器官的功能，从而促进身体健康。
②心理层面：适量的运动能使运动者产生特殊的体验，使人振奋精神、缓解压力、宣泄情绪、锤炼意志，感受成功和愉悦。
（3）过度运动对个体健康的负面作用
过度运动是指运动负荷超过人体的承受能力，机体在精神、能量方面过度消耗，使体力无法在正常时间内恢复。过度运动往往表现为交感型和副交感型两类。前者以过度兴奋和烦躁为主，后者以抑制冷漠为主，两者都会出现疲劳症状，运动能力明显下降。
3．运动与人的行为和生活方式
采取轻松、积极的体育运动休闲方式有利于促进新陈代谢，能达到迅速有效恢复体力的目的。运动心理学研究也表明，焦虑和紧张的心理状态会随着身体适当的运动而得到缓解，激烈的情绪会在轻松的运动中逐渐减弱。与其他任何一种文化娱乐形式相比，适量体育运动能产生最强的生理适应性和社会适应性。
4．不同人群的体育卫生
体育卫生涉及不同人群，包括儿童少年、女子、中老年、残疾人和各种不同职业的人群，这里重点介绍儿童少年的体育卫生。
（1）儿童少年生长发育的一般规律
①儿童少年的生长发育是一个由量变到质变的过程。随着形态由小到大、由轻到重的改变，各组织器官也在不断地分化，其机能也逐渐成熟与完善。
②儿童少年的生长发育是波浪式的。如身高体重在出生后的第一年内处于增长高峰，之后增长幅度有所减小，到10～12岁时又出现第二个增长高峰。
③儿童少年的生长发育表现为时序上的差异性。神经系统发育最早，在胎儿期就迅速生长发育，出生后到8岁时，神经系统的某些功能已达到成人的80％以上。而生殖系统的发育相对较晚，从出生后到10岁之前几乎处于静止状态，到10岁以后才开始发育。
④青春发育期是儿童少年生长发育的特殊阶段，一般为10～14岁。这一阶段，下丘脑和脑垂体前叶迅速发育，在其调节下，促性腺激素、促甲状腺素、生长激素分泌旺盛，形成骨骼、肌肉、生殖器官和第二性征的性别差异。
（2）儿童少年的形态和机能发育特点
①运动系统的特点。相对成人而言，儿童少年骨组织水分和有机物较多，无机盐较少，因此，弹性和韧性好而坚固性较差，肌肉的收缩蛋白和无机盐含量较少，肌肉收缩力和耐力不足。
②心血管系统的特点。儿童少年心肌纤维短而细，收缩力较弱，每搏输出量和每分输出量较小，但相对于体重的比值，并不很低，能够满足短时间较大强度的运动需要。儿童少年的血管壁较薄，血管内径相对较宽，血流阻力小，因此血压较低。
③呼吸系统的特点。胸廓狭小，肺泡数量少且弹性不足，故儿童少年的肺容量和肺活量等指标均小于成人，但相对于体重的比值并不低。
④神经系统的特点。儿童少年大脑皮质兴奋与抑制不均衡，兴奋占优势，兴奋与抑制的转换较快，灵活性高，活泼好动，注意力不够集中，条件反射建立得快，消失得也快。大脑皮质的持久工作能力较低。儿童少年以形象思维为主，抽象思维和分析综合能力较差。
（3）儿童少年的体育卫生要求
①根据儿童少年运动系统的特点，在体育教学训练中要培养他们站、立、跑、跳的正确姿势，注意矫正其错误姿势。尽可能选择能够全面发展肢体各部位的运动项目，以避免肢体发育的不均衡。
②根据儿童少年心血管、呼吸和神经系统的特点，合理安排运动负荷，强度可以稍大一些，但密度要小，间歇次数要多一些，每次的练习时间不宜长，以免加重心脏的负担。
③根据儿童少年的个体特点，指导体育活动时要区别对待。提倡对教学对象进行健康分组，按照他们不同的形态特点（如身高和体重）、不同的机能特点（如功能低下或障碍）以及不同的生理阶段（如女性的月经生理周期），合理安排他们（她们）的运动类型、运动方式、运动项目和运动负荷，甚至允许短期休息。
5．环境与卫生
（1）环境污染对人体健康的危害
环境污染产生的危害有以下几种：短时间一次性大量有害物质进入体内引起急性中毒和长时间多次性少量有害物质进入体内引起慢性中毒；有害物质的理化性质具有致癌、致基因突变和致畸变作用；环境污染物质刺激机体产生变态反应，使免疫功能下降。
（2）环境卫生的防护
与体育活动相关的环境卫生防护主要包括三个方面：自然环境的卫生防护、学校环境卫生的防护和运动建筑设施的卫生防护。
（3）环境对人体运动能力的影响
环境对人体运动能力的影响主要是通过环境温度、湿度和海拔高度等因素产生的。从事体育运动的最佳环境温度与湿度因运动项目而异。不同的运动项目对环境的温度与湿度有不同的要求。
（二）体育教育的医务监督与运动性病症
1．体育教育的医务监督
（1）体育课的健康分组
一般可分为三个组别，即基本组、准备组和医疗体育组。
①基本组是指身体发育和健康状况基本正常者，且有一定的锻炼基础，按照标准的教学大纲接受体育教学。
②准备组是指身体发育和健康状况有轻微异常者，对这些学生在原教学大纲的基础上降低运动负荷进行教学，避免参与剧烈的体育竞赛。
③医疗体育组是指身体发育和健康状况有明显异常或残疾者，对这类学生可以不按教学大纲的规定教学，而可以让他们按照医疗体育的教学计划进行体育活动，帮助其治疗疾病，恢复健康。
（2）体育课的生理负荷
在实施体育教学过程中，要合理设计、测量和评定生理负荷。负荷的大小决定于强度、密度和时间。
（3）早锻炼、课间操和课外活动的医务监督
早锻炼以20～30min为宜，运动负荷以心率130～160次/min为宜。课间操以10～15min为宜。课外活动每周至少2次，每次以1小时左右为宜，运动时的心率应控制在180次/min以下。实施医疗体育组教学的班组在课外锻炼时应有专职教师现场辅导。
2．运动性病症
（1）晕厥
晕厥是由于暂时性脑缺血缺氧所导致的意识短暂紊乱或丧失，其危害是在晕厥发生的瞬间可能摔倒而导致骨折积外伤。
（2）运动中腹痛
运动中腹痛与以下因素有关：长期缺乏锻炼，准备活动不足，身体状况不佳、劳累、精神紧张，突然提速太快，运动前饮食充盈胃部等。
（3）肌肉痉挛
肌肉痉挛俗称抽筋。运动中抽筋易发生在腓肠肌、足底屈拇肌和屈趾肌。其诱因有寒冷刺激、由于大量出汗引起的电解质紊乱、肌肉过度疲劳等。
（4）运动性蛋白尿和运动性血尿
①运动性蛋白尿：在长时间跑动类的运动中，由于足底血管中的红细胞受机械作用而损伤造成溶血，可能导致血红蛋白从肾脏滤出，形成蛋白尿。
②运动性血尿：主要与剧烈运动有关。在剧烈运动时，由于肾脏缺血、肾静脉高压或膀胱的损伤而出现血尿。
（5）运动性中暑
运动时间过长或在高温下运动时，肌肉的产热超过身体散热而造成体内热量积蓄，导致体温调节功能紊乱，伴有虚脱和血压下降甚至心功能衰竭，称为运动性中暑。
（6）运动性猝死
运动中或运动后6小时内发生的无明显创伤的意外急死称为运动性猝死，可见于田径、足球、篮球、排球、橄榄球、曲棍球、举重和体操运动中。
（三）运动损伤及其预防和处理
1．运动损伤的概念
人体在体育运动过程中所发生的损伤，称为运动损伤。运动损伤多与体育运动项目的技、战术动作特点密切相关，因此，有些运动损伤常以运动项目冠名，如“网球肘”、“足球踝”等。
2．运动损伤的原因、预防与处理
（1）运动损伤的原因与预防
①运动损伤的原因：对运动伤害的预防在思想上不够重视、缺乏合理的准备活动、错误动作、运动负荷（特别是局部负荷）过大、身体功能和心理状态不佳、运动的组织安排不当、动作粗野或违反规则、场地设备有缺陷、不良气象条件等。
②运动损伤的预防：尽量排除或避免上述可能出现的损伤原因。
（2）运动损伤的处理与急救
①运动损伤的处理
a．开放性软组织损伤：指受伤部位皮肤或黏膜破裂，伤口与外界相通。这类损伤的处理原则是及时止血和处理创口，预防感染。
b．闭合性软组织损伤：指受伤部位皮肤或黏膜完整，无裂口与外界相通。这类损伤的处理原则和措施是制动、即刻冷敷、加压包扎、抬高伤肢，24～48小时后理疗消肿和后期的康复性锻炼。
②运动损伤的急救
运动损伤的急救措施有冷敷、抬高伤肢加压包扎和指压等止血法，骨折的各种固定法，关节脱位的固定和整复法，心肺复苏法等。但在进行运动损伤急救时对相关专业知识和技术要求较高，应由培训有素的人员急救。
3．常见运动损伤的病理类型
（1）软组织挫伤
软组织挫伤是指运动中互相冲撞、被踢打或身体撞在硬物上造成局部表层或深层皮肤、肌肉关节囊或韧带的损伤。
（2）肌肉拉伤
①主动型拉伤：肌肉主动猛烈收缩，超过其本身的承受力，导致肌纤维部分撕裂或完全断裂。
②被动型拉伤：肌肉受过强的外力牵拉，超过本身的伸展限度，导致肌腹肌腱交界处或肌腱起始点处撕裂或断裂。
（3）关节韧带损伤
关节由于受到外力作用出现超正常范围内异常运动，导致韧带不能承受过高张力而产生部分或完全断裂，称为关节韧带损伤。
（4）滑囊炎与腱鞘炎
①滑囊炎：关节周围的滑囊受到外力的挤压摩擦而出现充血、水肿、囊壁增厚或纤维化等炎症，称为滑囊炎。
②腱鞘炎：肌肉反复收缩时，肌腱与腱鞘之间发生过度摩擦而产生腱鞘的炎症称为腱鞘炎。
（5）骨骺损伤
在运动中，骨骺受到挤压、剪力和劈力时，由于关节扭曲，造成长骨远端骨骺分离并伴有骨折，称为骨骺损伤。骨骺损伤有急、慢性两种。
4．几种常见的运动损伤
（1）肩袖损伤
①定义：指肩袖肌腱或合并肩峰下滑囊的创伤性炎症病变。肩袖损伤常由于肩关节反复旋转或超常范围的运动，引起肩袖肌腱和肩峰下滑囊受到反复牵扯，并与肩峰和喙肩韧带不断摩擦挤压所致。
②案例：体操的转肩、投掷的出手动作、举重时肩突然背伸、排球的扣球、蝶泳时的划水动作等，都是引起肩袖损伤的典型机制。
③症状与体征：肩部疼痛并向上臂或颈部放射，夜间加剧；肩关节活动受限，上臂外展或外旋时疼痛明显；肩部运动试验出现阳性反应等。
④主要预防措施：运动前做好准备活动、正确掌握技术要领、避免肩部运动超过活动范围、加强力量训练等。
（2）肘关节内侧软组织损伤
①定义：肘关节内侧软组织损伤包括尺侧副韧带、关节囊、屈指肌、屈腕肌和旋前圆肌及其附着处的拉伤和撕裂伤。
②案例：投掷标枪出手动作的反作用力迫使肩突然外展并旋后，或者投掷出手时的突然屈腕，做体操后手翻以及举重提杠铃的突然翻腕动作，都会导致这种损伤。
③症状与体征：肘关节内侧疼痛、肘关节屈伸运动受限、局部红肿、若组织撕裂会出现皮下淤斑、前臂可能有异常的外展、抗阻屈腕呈阳性反应等。
（3）肱骨外上髁炎（俗称“网球肘”）
①原因：这是由于伸腕需同时做前臂旋前、旋后活动，伸肌群反复收缩或受到牵拉，引起伸肌群，特别是桡侧伸腕短肌肱骨外上髁附着处、局部滑囊的慢性损伤所致。网球和乒乓球运动员在“下旋”、“反拍”回击急球时，反冲力作用于伸腕肌，容易造成这种损伤。
②主要症状和体征：肘部周围疼痛、肘关节运动受限、局部肌力减弱、抗阻伸腕试验阳性等。
③预防措施：包括做好运动前的准备活动、腕部缠绕弹性绷带等。
（4）腕舟骨骨折
①原因：暴力使腕关节极度背伸桡侧时，腕背伸的冲击由里向上传递，舟骨被锐利的桡骨远端关节面的背侧缘或茎端所切断，导致腕舟骨骨折。
②案例：多见于跌倒后用手撑地时发生，如足球守门员的扑球，跳马时的支撑起跳和举重的翻腕动作等都易诱发这种损伤。
③主要症状和体征：腕部红肿、疼痛及动作受限，腕关节背伸桡偏时疼痛加剧。
④预防措施：包括运动前检查器械设施的安全性，掌握正确的自我保护方法以及提高技术动作的合理性。
（5）膝关节半月板损伤
①定义：膝关节半月板损伤指在体育运动中，当膝关节屈曲，小腿固定于外展外旋，这时若大腿突然内收内旋，并伸直膝关节，致使两侧半月板一前一后移动，在股骨与胫骨平台之间发生剧烈研磨而致伤。
②案例：在篮球、排球、足球、体操、跳马、跳高、跳远、武术运动中常见这种损伤。
③症状表现：受伤时膝内有撕裂性疼痛，膝部因积血积液而肿胀，膝关节活动时可听到清脆声响，行走时动作受限。慢性期常伴有股四头肌萎缩。
（6）跟腱损伤
①定义：跟腱损伤指跟腱及其周围组织的创伤性炎症，小腿三头肌反复急剧收缩造成局部劳损，或者突然一次猛烈的拉伤，会使跟腱纤维和周围组织受到过度牵拉导致部分撕裂。
②主要症状表现：跟腱部疼痛，踏地提踵时加剧。如发生跟腱断裂，在跟腱处可触及裂隙。
③预防措施：包括运动前做好准备活动，合理用力，避免负荷过大以及在疲劳状态下做跑跳动作。
四、运动生物化学基础知识
（一）食物的营养价值与合理膳食
食物的营养价值是由其中的营养素来体现的。食物中所含的能维持人体生命和各种活动的各种基本物质称为营养素。营养素在体内的功能概括起来为：参与人体组织的构成与修复，是人体的结构性物质；为生命活动提供能量；在人体代谢过程中起调节作用。
1．蛋白质
（1）蛋白质的组成、来源与分类
①组成：蛋白质由碳、氢、氧、氮4种元素组成，有些蛋白质还含有硫、磷和铁等。这些元素按一定的化学结构组成氨基酸，再由氨基酸以不同的数目和顺序相连形成蛋白质。
②来源：食物中蛋白质的来源分为动物性蛋白质和植物性蛋白质。前者包括动物的肉、内脏、蛋类和乳类食品，后者主要指豆类食品。人体摄入的蛋白质必须先在消化道分解成氨基酸，才能被吸收。
③分类：完全性蛋白质、半完全性蛋白质和不完全性蛋白质。
（2）蛋白质的生理功能
①维持机体组织的生长、更新与修复。蛋白质是各种细胞的结构性物质，在儿童少年时期尤其需要充足的供应以维持机体迅速生长的需要。
②形成肌肉组织，产生肌肉收缩。肌肉中的收缩蛋白，如肌球蛋白和肌动蛋白是肌肉收缩的主要成分。
③参与机体多种调节、运输等功能。血液中的血红蛋白担负着输送氧和二氧化碳的功能。体内的各种酶都是蛋白质，作为催化剂，使各种生化反应得以顺利进行。
④氧化供能。在糖和脂肪耗竭时，蛋白质作为次要能源，为运动提供能量。
（3）蛋白质的需要量
世界粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）推荐的蛋白质摄取量
在儿童少年时期，则应相对较多地摄入蛋白质，形成体内氮的正平衡，以利于生长发育的需要。高强度的体育运动会造成肌肉组织的消耗与损伤，这需要蛋白质来补充与修复。同时，从汗液中排出大量的氮，会影响体内蛋白质的组成。因此，运动后必须增加蛋白质摄入量。
2．糖类（碳水化合物）
（1）糖类物质的组成、分类与来源
①组成：糖类化合物由碳、氢、氧三种元素组成，因其中氢和氧原子数目的比例为2:1，与水分子中氢和氧原子数目的比例相同，故又称为碳水化合物。
②分类：根据化学结构的差异，糖类物质又可分为单糖、双糖和多糖。单糖有葡萄糖、果糖和半乳糖；双糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖；多糖是高分子化合物，主要包括淀粉和糖原。
③来源：淀粉是粮食及谷物类食品的主要成分，糖原有存在于动物肌肉的肌糖原和贮存于肝脏的肝糖原。
（2）糖类物质的生理功能
①供应能量。糖类物质是人体最主要的能源，人体活动中70％的能量由糖类物质提供。
②参与构成机体的细胞组织，如细胞膜和传递遗传信息的脱氧核糖核酸（DNA）。
③参与物质代谢。糖类物质不仅有利于体内的氮贮留，从而减少蛋白质的消耗，还能促进脂肪代谢。此外，肝脏中的糖类物质具有解毒作用。
（3）糖类物质的需要量
按照一般状态下的人体活动所需要的能量来估算，每人每天需要摄取400g左右的糖类物质。在从事强度较大的体力活动或体育运动时，糖的需要量随之增加。
3．脂类物质
（1）脂类物质的组成、分类与来源
①组成：构成脂类物质的主要元素是碳、氢、氧，但在分子结构中，氢、氧之比远高于水中的氢、氧之比。脂类物质包括脂肪和类脂。
②分类：脂肪酸可分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。
③来源：主要是食用油和食物本身所含的油脂，如动物的脂肪和植物的种子。
（2）脂类物质的生理功能
①供应能量。
②参与构成身体的细胞组织。
③促进脂溶性维生素的吸收。
④维持体温和保护内脏。
（3）脂类物质的需要量
脂类物质的日常需要量没有明确的建议。有资料提出，儿童每天每千克体重需要摄入3g左右的脂肪。按照脂肪供给热量来计算，一般情况下，由膳食提供的脂类热量应占每日总热量的20％～25％，即每日膳食中有50g脂肪即可完全满足需要。
4．食物中的其他营养成分
（1）维生素
①作用：维生素是维持人体正常物质代谢和某些特殊功能不可缺少的低分子有机化合物，属于体内的微量物质。
②种类：种类很多，有脂溶性和水溶性两类。脂溶性维生素有维生素A、维生素D、维生素E、维生素K4种，水溶性维生素有维生素C族和维生素B族。
③各类维生素的具体作用
a．维生素A参与上皮细胞和视网膜物质合成，缺乏维生素A会引起皮肤黏膜的疾病和夜盲症等，维生素A可从动物的肝、乳、蛋卵等食品中获得补充。
b．维生素D可以调节钙磷代谢，有利于骨骼生长发育，缺乏维生素D会出现骨骼发育异常和骨质疏松，维生素D可从鱼肝油和动物的肝和蛋黄中获得补充。
c．维生素E有很强的抗氧化功能，具有抗衰老作用，维生素E在植物种子胚芽中含量较高。
d．维生素C参与体内氧化还原过程，缺乏维生素C时表现为毛细血管脆化、牙龈出血、皮肤出现淤斑、影响骨骼正常钙化、伤口愈合不良等症状。维生素C可从新鲜蔬菜水果中获得补充。
e．维生素B1和维生素B2主要在糖、脂肪和蛋白质代谢中发挥作用。维生素B1在植物谷物的表皮中含量较高，维生素B2在动物内脏中含量较高。
（2）无机盐
无机盐又称矿物质，包括常量元素（又称宏量元素）和微量元素。虽然含量微小，但不可或缺。每一种微量元素都有其特定的作用。
（3）水
水占人体体重的50％～60％，人体的一切生物化学反应都必须在水的介质中进行。其功能包括溶解物质、运输营养、维持体温和渗透压以及产生润滑作用。
（4）膳食纤维
膳食纤维是指不能被人体消化的多糖，主要是植物成分中的纤维和果胶等物质。
5．合理膳食中各类营养素之间的相互关系
在正常生理条件下，各类营养素在体内既互相配合又互相制约。营养素之间相互影响的方式多种多样，归纳起来有以下几个方面：
（1）产热营养素之间的相互关系
三大产热营养素之间的相互关系突出地表现为糖和脂肪对蛋白质的节约作用。若膳食供应中有足够量的糖和脂肪，就可以减少蛋白质单纯作为能源而消耗，增加体内的氮储留量，有利于氮的平衡，使蛋白质更多地用于生长发育、组织修复和更新。
（2）产热营养素与维生素之间的相互关系
维生素直接参与产热营养素的代谢。当膳食中的产热营养素能满足生理需要时，还应补充足够的B族维生素，否则产热营养素不能被充分利用。
（3）氨基酸之间的相互关系
食物成分中氨基酸之间的关系表现为两个方面，即量与质的关系和比例平衡的关系。不论是必需氨基酸还是非必需氨基酸，都是具有营养价值的氨基酸。虽然含有必需氨基酸的蛋白质属于优质蛋白质，但是其他含有非必需氨基酸的蛋白质也不能缺少。应该保证在各种氨基酸摄入量的基础上，重视必需氨基酸的摄取，不能偏废。
（4）酸性食物与碱性食物的合理搭配
①碱性食物：有些食物含有较多的钠、钾、钙、镁等元素，这些元素在食物消化代谢后以正离子的形式存在，呈碱性。
②酸性食物：肉、鱼、蛋等动物性食物中有大量的含硫、磷和氯的蛋白质。这些蛋白质代谢后产生磷酸根、硫酸根和氯离子，这些离子伴随着大量氢离子而存在。而氢离子增多，血液的酸性就增加。
③合理的膳食是动物性食物和植物性食物合理搭配，不要偏食。
（二）环境与生活中生物化学因素对人体健康的影响
1．环境中的生化因素对人体健康的危害
（1）环境的生物化学污染主要的来源：空气、水质、土壤、农药和养殖业等。
（2）对人体健康的危害：农药中的有机磷、有机氯、有机砷和有机汞是主要有害物质，其残留毒性会损伤肝肾甚至可以透过血脑屏障进入大脑，透过胎盘屏障危害胎儿。人类会通过食物链摄取到大量的环境激素，从而对身体健康产生危害，其主要表现为内分泌紊乱，引起包括生殖系统在内的各种生理功能的异常。
2．生活方式中的生物化学因素对人体健康的危害
人的生活方式，特别是某些不适当的饮食习惯，会对健康产生损害。在食品加工中，各种腌制、熏制等工艺以及各种香精、色素和防腐剂等添加剂，都可能对健康产生危害。
（三）运动过程中糖、脂和蛋白质的代谢特点
1．运动中的糖代谢特点
（1）糖的无氧酵解
糖在无氧的条件下分解为乳酸，同时释放出部分能量，称为糖酵解。糖酵解要经过5个步骤的生物化学反应，1分子葡萄糖生成2分子三磷酸腺苷（ATP）。
（2）糖的有氧氧化
在氧供应充足的条件下运动时，肌肉内的糖原和获得的葡萄糖被彻底氧化成水，并释放能量合成ATP，这个代谢过程称为糖的有氧氧化。糖的有氧代谢是长时间运动的重要能量来源。
（3）糖代谢的影响因素
肌糖原利用速率与多种因素有关。
①在40％最大吸氧量强度以上运动时，肌糖原的利用率加速；随着运动时间的延长，肌糖原的利用率减慢；
②以相同的强度和时间运动时自行车运动员比跑步运动员股外侧肌的糖原消耗得快；
③训练水平高的人运动时肌糖原的利用率较高；
④运动前适当补糖可以增加糖的利用率；
⑤高温度、高湿度的环境下肌糖原的利用率相对较高。
2．运动中的脂肪代谢特点
（1）脂肪在脂肪酶的催化下，首先分解为甘油和脂肪酸。
（2）脂肪只能在有氧的条件下分解供能，因此无氧运动是很难消耗掉体内脂肪的。
3．运动中的蛋白质代谢特点
（1）蛋白质虽然不是主要的能源物质，但糖和脂肪在长时间大强度运动中接近耗竭的情况下，蛋白质可分解为氨基酸，参与供能。
（2）蛋白质的代谢实质上是氨基酸的代谢。蛋白质通过脱氨基等生物化学反应之后，氧化成二氧化碳和水，并释放能量。
（四）竞技运动中违禁药物对身体健康的危害
1．违禁药物和使用违禁药物的界定
（1）违禁药物
一切运动训练和正常的营养方法以外的，旨在提高体能和运动成绩的物质与手段，统称为违禁药物，又称为运动兴奋剂。
（2）使用违禁药物
参与或准备参与体育竞技比赛的运动员采用某些药物，出于非治疗性目的或以非正常剂量摄入体内，以及用不正常途径摄入生理性物质，或采取其他不正当手段，企图以运动训练以外的方式，增强或辅助增强体能，达到提高比赛成绩或战胜对手的目的，即为使用违禁药物或使用兴奋剂。
2．违禁药物对体能和心理的效应
（1）违禁药物对运动员体能的作用
①违禁药物对人体具有一定的生理和药理效应，特别是在充分的营养和高强度训练的条件下，可以在一定程度上增强运动员的体能，或对某些专项运动能力的提高有一定的辅助作用。
②作用是单一性的，不具有协调和整体性。有时，某种违禁药物对某一种体能有正面效应，而对另一种体能则起负面影响。
（2）违禁药物对运动员心理的作用
而真正有说服力的双盲实验证实，违禁药物的心理作用大于生理作用。在设计严密的实验中，违禁药物和一般无药理作用的安慰剂同样起到了增强运动员体能发挥的正效应。
3．违禁药物的分类及其代表品种
（1）刺激剂
主是指对神经肌肉起兴奋刺激作用的药物，如苯丙胺、咖啡因等。
（2）麻醉止痛剂
是对感觉神经起抑制作用的药物，如杜冷丁、吗啡类生物碱。
（3）合成类固醇
是促进肌肉蛋白质的合成的药物，如雄性激素类（如睾酮）等。
（4）利尿剂
是减轻体重及稀释体内违禁药浓度的药物，如利尿酸、速尿等。
（5）口一阻滞剂
是阻断肾上腺素能受体的作用的药物，可减慢心跳，如心得安等。
（6）肽类激素
是促进蛋白质合成与增加血液携氧能力的药物，如生长激素、促红细胞生成素等。
（7）血液兴奋剂
即自体输血法，以增加血液的携氧能力。
（8）部分含有违禁药物成分的中药制品
参茸类药材。
4．违禁药物对人体的危害作用
违禁药物对体能的所谓促进作用只是暂时的，只可能出现在用药过程的一定阶段，而其不可避免的副作用却是长期的，恶性的，甚至是不可逆的。
（1）导致神经系统过分的生理性亢奋与心理性焦虑
使用以刺激剂为代表的违禁药物，神经系统会产生过分激动，烦躁不安，反射亢进和头痛失眠等不良反应，常诱发心动过速、早搏、消化道溃疡或出血等症状。严重时会导致呼吸和循环衰竭，引起运动中猝死。
（2）降低感受器的敏感性，解除人体对伤害性刺激的警示作用
使用以麻醉止痛剂为代表的违禁药物，会产生呼吸中枢抑制，供氧不足，引发呼吸衰竭。
（3）引起肌肉的非均匀性增长和力量的不平衡
使用合成类固醇类的违禁药物，虽然能使肌肉体积增长速度加快，但韧带肌腱等相关组织并没有明显的增长和加固，使运动员在剧烈运动时，肌肉和韧带肌腱在受力上不平衡，极易引起韧带和肌腱损伤，严重时还会造成肌腱断裂与骨折。
（4）造成机体内分泌功能紊乱与破坏
使用一些激素类的违禁药物，会扰乱身体原本正常的内分泌平衡，甚至会使生殖系统功能的生理节律紊乱，有时还会诱发心理变态。
（5）诱发药物滥用的成瘾性
大多数违禁药物在长期使用后都会产生成瘾性。刺激剂和麻醉止痛剂本身就是成瘾性药物，合成类固醇虽然本身不属于成瘾性药物，但若长期大量使用，同样会酿成药物成瘾性，以及戒断综合征。