运动性疲劳的生化机制与恢复方法的综述①

鞠丽丽 黄恬（广州体育学院　广东广州　510500）

运动性疲劳的生化机制与恢复方法的综述①

鞠丽丽 黄恬
（广州体育学院广东广州510500）

近几年来，运动员竞技技术不断地发展和其个人特长完美发挥使我国整体竞技水平快速地提高，但是这些都离不开运动员的体能训练，而有训练就又会有疲劳，疲劳产生后如何科学快速恢复体能是学者们一直研究的重点。该文主要通过文献资料法从生理生化角度阐述了运动性疲劳的概念，系统分析了运动性疲劳产生的生化机制，同时筛选出运动性疲劳恢复的有效手段，为教练员和运动员日常训练提供参考。

运动性疲劳 恢复方法 生化机制 方法

近几十年来，科技发展日新月异，竞技体育比赛日益激烈，运动员想要取得更好的运动成绩，须付出大量艰苦的训练。在一定范围内，运动训练的强度与产生运动性疲劳的机率呈正相关。有训练就又会有疲劳，疲劳产生后如不进行合理的恢复，不仅会给比赛造成影响，还可能导致机能障碍，甚至影响身体机能。随着运动生物化学、运动医学等学科的迅速发展，新的科学手段和恢复方法也应运而生，这对加速消除运动性疲劳，恢复身体机能和提高运动成绩具有至关重要的意义。该文主要对运动性疲劳中躯体性疲劳的生化机制及其恢复手段和方法的研究成果作简要综述。

1　运动性疲劳概念

早在1880年研究者们对疲劳就展开了大量研究。其中，莫桑（Mosso）在1915年指出疲劳是由细胞内化学变化衍生物导致的一种中毒现象。随着研究的进一步深入，学者们又提出运动性疲劳假说，即外周疲劳和中枢疲劳假说［1］。1982年，国际上对疲劳的概念进行了界定即：“机体生理过程不能持续其机能在特定水平上或不能维持预定的运动强度”［2］。适度疲劳是运动成绩提高的前提，也是各种运动所必需的基础。出现运动疲劳，若积极恢复可获得超量恢复的效果，这将利于提高运动能力和增强体质［3.4］。

2　运动性疲劳的产生机制

自19世纪以来，人们对运动性疲劳的产生机制做了大量的研究，并提出了产生运动性疲劳的5种假说。其中，运动性疲劳产生的外周和中枢机制是目前专家们研究的热点。

2.1引发运动性疲劳的中枢生化机制

在日常强度和运动量大的训练中，能源物质大量消耗，ATP/ADP比值显著降低，r-氨基丁酸显著上升，氧化酶活性明显增加；而当身体处于极度疲劳时，则抑制了氧化酶活性，抑制了脑组织中琥珀酸脱氢酶活性，造成r-氨基丁酸的消除减弱，琥珀酸含量在脑组织中升高，进而对中枢神经产生抑制作用，导致神经细胞活性下降。研究证实，r-氨基丁酸对大脑形成神经抑制可主要通过神经细胞释放r-氨基丁酸，突触后膜上特异性氨基丁酸受体与r-氨基丁酸结合，造成Cl-通道释放，引发突触后膜超极化，形成神经抑制可诱发运动性疲劳［5］。

5-HT可能是引发中枢疲劳的化学物质，其在血中的浓度受其结合蛋白-白蛋白的控制。色氨酸是5-HT的前体，当血液中色氨酸与支链氨基酸的比值增大时，某些神经递质前体的含量在脑中受到调节，5-HT水平升高，大脑皮层兴奋活动受到抑制，身体出现不适、嗜睡等症状。因此，脑中5-HT水平升高可能影响中枢神经系统功能，从而影响运动能力。Bailey［6］等也通过实验证实，大鼠运动至力竭状态时脑内5-HT水平显著上升，而使用5-HT的激动剂（QD）则加快了大鼠运动性疲劳的发生，但是提前注射5-HT的拮抗剂（LY53857），大鼠耐力运动的成绩明显得到改善。

2.2引发运动性疲劳的外周机制

人体从事运动强度和运动量不同的运动时，产生运动性疲劳的机制也不尽相同。GibsonA.S.C［7］等从神经系统活动方面提出外周疲劳和中枢疲劳的不同。他们指出外周疲劳使肌肉力量下降可能是由于神经驱动增强或无变化时，骨骼肌动作电位减弱，也可能是肌纤维蛋白在肌肉收缩时出现横桥循环障碍，导致兴奋收缩耦联减弱引起的。

2.2.1能源储备耗竭与运动性疲劳

研究者认为能源储备耗竭学说是由于运动过程中体能大量消耗而得不到及时补充引起的。研究证实，短时间大强度运动主要以CP和肌糖原供能，若它们的含量显著下降则会影响无氧代谢供能能力，使机体不能维持长时间大强度运动，从而产生运动性疲劳。此外，也有研究者还认为运动过程中ATP、CP的排空同样也会引起运动疲劳的发生。ATP合成是在线粒体内膜呼吸链上完成，在短于6～8 s的大强度运动后，肌肉内储存的ATP几乎耗尽，此时ATP重新合成速率的快慢将影响机体运动能力。因此，凡是影响线粒体内膜呼吸链过程的都将影响ATP合成，也都影响机体运动能力。丁树哲［8.9］等报道，在运动疲劳状态下，心肌、肝脏、骨骼肌线粒体合成ATP的速率会显著下降。

研究证实，血糖、肌糖原、肝糖原、脂肪酸和氨基酸是机体保持长时间运动的能源物质。当肝糖原和肌糖原含量显著下降时，有氧代谢供能能力显著降低，身体各部位开始出现疲劳症状，而适当补充糖类等物质后，机体的工作能力又开始逐渐恢复。

2.2.2代谢产物堆积与运动性疲劳

代谢产物堆积学说认为运动性疲劳产生的原因是机体在运动过程中产生的某些代谢产物在体内大量堆积且未能及时清除进而导致机体运动能力下降。研究报道：长时间大强度运动肌肉中血乳酸生成量增加，pH值降低，磷酸果糖激酶活性受到抑制，糖酵解供能受阻。当肌肉中的乳酸达到130 g以上时，肌肉收缩能力下降，运动机能降低［10］。Hill 和Lnesi［11］等认为肌肉疲劳时，其机体pH值下降，抑制肌质网内ATP酶活性，使Ca2+泵效率下降，Ca2+重摄能力降低，肌球蛋白和肌动蛋白的横桥分离速率减慢，肌肉放松时间延长。

3　判断运动性疲劳的方法

如何正确地判断运动性疲劳的出现及其疲劳程度对训练具有重要意义。日常训练中，可选择主观感觉等简单方法来评判运动性疲劳的程度。

3.1主观判断运动性疲劳程度的标准

运动性疲劳可分为轻度疲劳、中度疲劳和极度疲劳。其中轻度疲劳最大的特点是自我感觉没有任何不舒服，步态轻稳，能正确执行指令，而中度疲劳会感到腿酸痛、心悸、步态不稳，执行指令不准确。极度疲劳会出现呼吸表浅加快，执行口令缓慢，技术动作变形等。

根据超量恢复和应激理论可得，运动水平的提高就是“疲劳—恢复—再疲劳—再恢复”的一个良性过程。在运动训练中一旦出现运动性疲劳应引起训练者的足够重视，除主观判断运动性疲劳外也可结合常用指标如无氧率功率，氧耗量或血乳酸的变化，握力，运动后最大血乳酸值等。

4　运动性疲劳的恢复方法

现代科技发展日新月异，体育项目比赛竞争日益激烈，目前运动员想取得更好的运动成绩，就必须进行更艰苦的训练。研究证实，在一定范围内，运动训练强度与运动性疲劳产生的几率呈正相关趋势。运动性疲劳发生后可结合各种恢复手段，能尽快的促进运动员身体机能的恢复。实践证明，良好的恢复对于提高训练水平和运动成绩有着积极的作用［1 2］。

4.1积极性休息

采用变换运动部位和运动类型来主动调整运动强度进而消除运动性疲劳的方法称为积极性休息。此外，可用相互诱导理论来解释积极性休息，如，在平时训练中，教练员可运用变换肢体活动部位，调节训练节奏，调整训练内容等方式，使运动员得到积极性休息，从而提高训练效果。

4.2整理活动

在运动训练中，运动员身体的各项机能水平都处于高度紧张状态，当运动结束后身体的各项机能水平还维持在原来的水平上。此时，应做一些辅助性的练习。如，进行剧烈运动之后，可进行走、慢跑或做放松操练习，同时配合深呼吸等来进行放松。

4.3睡眠

运动性疲劳的恢复离不开睡眠。对于运动员来说正常、充足的睡眠可以最大程度地恢复体能。若睡眠不充足可使人体内的再生组织系统活动受到限制，甚至削弱了人体内的免疫系统，同时还可能影响了人的正常思考能力，明显增加疲劳感，增大受伤机率。因此，为保证高质量的睡眠，可创造一个良好舒适的睡眠环境。当然在睡觉前保持心情平静、避免外界干扰对于高质量睡眠也很重要。

4.4物理学手段

针灸、按摩、理疗等物理疗法对大强度或大运动量后的体能恢复具有重要作用。研究发现，按摩能够快速消除疲劳主要通过推进大脑皮层的兴奋过程及减少过程间的相互转换，缓解运动性疲劳诱发的神经调节紊乱，促进淋巴和血液循环，改善局部血液循环，尽快消除运动性疲劳。此外，按摩不仅可以疏通经络、加速体内血液循环，而且可以缓解甚至消除身体局部肌肉的紧张、僵硬。

4.5营养学手段

在日常运动训练和比赛中，运动员体能消耗较大，若训练后运动员及时进行营养补充，增加体能，可促进提高运动成绩。因此，训练前后的营养补充是一项非常重要的内容。大量研究证实：膳食中蛋白质、糖、脂肪、矿物质、维生素的均衡搭配对运动员身体机能和运动能力的恢复有极大影响，若配比失调，则不利于运动员身体机能的恢复。因此，日常训练中，更应注重科学搭配食物，增加营养膳食，尽快消除机体运动性疲劳，这对运动成绩的提高非常重要。

4.6运动心理学的恢复手段

4.6.1催眠暗示

催眠休息是恢复运动能力的重要方法，可在短时间内消除运动性疲劳，恢复运动能力。催眠休息方法和其他一般休息方法相比更能较快恢复运动能力。

4.6.2心理疗法

运动员心理调节对运动性疲劳的恢复非常重要。在运动后运动员可通过意念来调节机体，改善循环和呼吸系统，让肌肉得到良好快速放松，从而消除运动性疲劳。另外，也可选择自我暗示等方法进行放松练习。

5　结语

运动性疲劳是训练中常出现的复杂生理现象，其由于运动强度、运动时间的不同而产生运动性疲劳的机制也不尽相同［13］。因此，教练员和运动员可根据运动性疲劳的判断方法来确定疲劳程度从而调整运动训练，并且在实际应用中要加强营养，注重休息，在出现运动性疲劳后可选择几种恢复方法配合运用，尽快使恢复运动能力。

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2095-2813（2015）12（b）-0232-02

10.16655/j.cnki.2095-2813.2015.35.232

①鞠丽丽（1988，12—），女，汉，山东省潍坊市人，广州体育学院，研究生在读，研究方向：运动人体科学。