97 學年度
「運動生理學」
講義
輔仁大學體育學系 高瑞鍾老師
2008.12.28
97 學年度「運動生理學」講義
一、 運動前為何要先暖身運動？
1. 慢慢增加肌肉的適應能力.
2. 增加神經的反應能力.
3. 增加身體的柔軟性.( 關節的可動範圍) 4. 心肺功能的提升.
5. 利用暖身運動的時間先心理建設。
二、 影響肌力 肌耐力的因素
1. 肌纖維型 2. 肌橫斷面積 3. 微血管密度 4. 中樞的控制
5. 肌肉收縮前的長度 6. 肌肉收縮的速度 7. 肌肉的溫度 8. 年齡與性別 9. 最大肌力比
三、 運動傷害發生的原因
1. 有意/無意的犯規 2. 暖身運動不足 3. 技巧錯誤 4. 過度訓練
5. 不專心或緊張過度 6. 場地設備不好 7. 不可抗拒的意外
四、 體力的測驗方式
1. 肌力：握力、 背肌力、腕力、腹肌力.
2. 爆發力：垂直跳、立定跳、跳遠.
3. 肌耐力：引體向上、仰臥起坐、伏地挺身.
4 敏捷性： 側併步、折返跑、蹲身起跳、四方跳、
5. 柔軟性： 立位體前屈、座位體前彎、 俯臥仰弓身.
6. 速度： 50、100 公尺衝刺.
7. 心肺功能：登階測驗、電動跑步機、
固定腳踏車、1500 公尺、12 分鐘跑.
五、 運動技能的存檔
學習新的技巧動作.剛開始動作笨拙不協調。
經過一段時間的練習後.動作趨於完美.這就是運動技能的存檔。
1.記憶鼓理論(memory drum)
記憶鼓理論是美國加州大學所提出:
重點是主張一個動作的運動能力是很特殊的. 而非一般性的.
不同項目的運動技巧是不能互換的.因為我們學習所得的技巧都儲存於記憶鼓內。
需要時召換回來使用。
（1）記憶鼓理論
一個動作的運動能力是很特殊的。
運動神經協調模式儲存在大腦的記憶鼓內.需要時再叫出來。
動作的速度.取決於儲存記憶鼓裡表現的品質.而不在於肢體的肌肉有多大。
技巧的學習.動作是片段的儲存。
久不練習或老化.記憶又恢復支離的片段.
六、 技術與技能的區別
1.技術
是可以經由學習而得來的。
是後天的。
2.技能
是天生的（先天的）
需要非常非常的努力苦練才可以學到的.
3.協調性與柔軟度
協調性就是協同肌順暢在作用時. 拮抗肌是否能充分配合鬆弛的程度.
柔軟度就是關節的可動範圍 4.反應： 是指對刺激的回應.
5.反應時間：從感覺接受器接受刺激到肌肉產生收縮反應的時間.(包括神經傳導時 間與肌肉動作時間)
6.反應時間分為單純反應時間及選擇性的反應時間。
七、 運動負荷就是訓練選手時的外在壓力.其表示的方式
1. 重量 2. 時間 3. 次數 4. 圈數
5. 斜度
6. 速度(角速度)
八、 若將古代的戰爭比喻是現在的各項競賽.則古代的名言 意義可做參考
※凡戰之道：
未戰養其財.
將戰養其力.
既戰養其氣.
既勝養其心
九、 肌肉
1. 骨骼肌再按生化功能又分：
Ⅰ 型(紅肌或慢縮肌) 紅肌又稱慢肌（Slow Twitch）（ST）
Ⅱ 型(白肌或快縮肌)白肌又稱快肌（Fast Twitch）（FT）
2.快肌.慢肌的比例
每塊肌肉中的 ST 和 FT 肌纖維的比例是遺傳來決定的.不是訓練而改變的。
但是 ST 和 FT 肌纖維會有選擇性的肥大改變.這就是訓練的效果。
3.Q: 慢肌具有較強肌耐力的原因？
因為慢肌含有「肌血紅素 」 (Myoglobin)所以肌肉中的肝醣可完全分解為二氧化與 水。而且乳酸不易蓄積在肌肉中.因此肌肉不易皮疲勞.肌耐力比快肌強。
4.應該沒有馬拉松與短距離賽跑具佳的選手.因為二種項目所使用的肌肉不同.。
5.對馬拉松有利的條件是收縮速度慢的慢肌。
6.對短距離選手有利的條件是快速強力收縮的快肌(速肌)。
7.肌力與肌耐力 P128
• 肌力是指肌肉克服或抵抗阻力.在收縮時所產生的張力.
生理學上所稱的肌肉張力.在運動的表現上稱為肌力.
• 評量後的肌力.以公斤或磅等單位表示者稱 絕對肌力.
• 絕對肌力除以個人體重.以單位體重表示者稱 相對肌力 .
• 肌耐力是肌肉反覆克服較輕阻力.連續收縮的能力.
• 跑步時心肺耐力相當重要.但是大腿肌耐力的表現更是重要.
• 靜性肌耐力：拔河. 屈臂懸垂. 柔道的壓制 動性肌耐力：引體向上.伏地挺身.仰臥起坐
• 其實在所有運動項目上.用到最大肌力的狀況是比較少的. 相對的 肌耐力 更 為重要。
•
●
橫紋肌溶解症
P134就是骨骼肌受傷害.造成肌細胞破壞.溶解.釋放出肌球蛋白及其他有害物質. 循環到 全身所產生的疾病. (運動過量所導致的)
●
肌肉收縮的過程
1.潛伏期 2.收縮期
3.舒張期
●
肌肉收縮的方式
P1231.等長收縮： 肌肉收縮時長度沒有改變的收縮方式稱之.
因為收縮時關節固定不動所以又稱靜的收縮. (靜性收縮 Static contraction)
2.等張收縮：肌肉收縮時.長度有改變的的收縮方式稱之.
因為收縮時關節有變動所以又稱動的收縮. ( 動性收縮) (Dynamic contraction) 3.等速收縮： （Isokinetic Contraction）
★ 等速收縮 p127
• 肌肉收縮時.整個動作過程中.速度不變的收縮稱之. （Isokinetic Contraction）
• 此種等速收縮的狀況是：
1. 必須利用等速機器才能做出
2. 在整個動作過程中（活動範圍內）任何 角度所產生的力量都是最大的.
3. 速度快.可產生的力量小.
速度慢.可產生的力量大 .
● 運動時各系統的配合 a5
• 從事各項運動時並非只有肌肉單獨作用.需要配合___.____.____.___.___--- 等。 ( 骨骼 關節、神經、呼吸循環、血液循環)
十、 運動訓練的傾向.目的. 原則.方法及效果
一. 傾向 : 1. 專業化 2. 早期化 3. 科學化 二. 目的 :
培養體力.加強技術.增加鬥志力及團隊 默契.
三 原則
1. 目標的擬訂 2. 重質不重量 3. 漸增性的原則 4. 超負荷的原則 5. 全面性的原則 6. 個別差異的原則 7. 訓練成果檢驗的原則 四. 方法
1. 重量訓練: 利用重量器材的訓練方式.
2. 循環訓練: 連續刺激不同肌肉群的 多項訓練方式.
3. 間歇訓練 : 反覆交替運動和休息的一種訓練方式.
五 效果
1. 提昇能量的容量 2 . 減少供給的速度 3. 增加使用的時間 4. 肌纖維的變粗 5. 微血管密度的增加 6. 神經反應速度加快 7. 判斷準確性的提升
8. 體力的增加 ( 肌力.肌耐力.爆發力. 柔軟性 敏捷性 平衡性. 速度 ) 9. 心肺功能的提升
10. 心輸出量的增加 11. 心跳數的減少
12. 氧攝取率的提升(氧攝取量增加) 13. 肺活量的增加
14. 換氣量的增加
15. 提升對運動負荷的適應力.(運動強度) 16. 比賽時提高自己的信心.
● 最被大眾接受的前十種運動項目：
1. 慢跑 6. 桌球 2. 游泳 7. 網球 3. 自行車 8. 羽球 4. 太極拳 9. 保齡球 5. 有氧舞蹈 10. 高爾夫球
十一、 神經系統
• 向心部份：即感覺神經
• 離心部份：即運動神經
● 神經系統與內分泌系統 之區別 :
神經系統 和 內分泌系統 都是調節身體生理功能的兩個主要控制系統.。
神經系統與內分泌系統都有聯絡及調控的功能.。
神經系統藉由神經衝動的快速傳導來提供快速而短暫的控制.。
內分泌系統則經由激素分泌進入循環的血液中而達到慢速但卻持久的得控制.。
●人體的運動是由 神經系統誘發. 肌肉系統提供力量. 牽引骨骼系統得以完成.
• 神經系統包括 中樞神經系統 和 周邊神經系統兩大部分
• 中樞神經系統由 腦 與 脊髓 構成. 3
• 神經系統(nervous system) 是由無數神經細胞(neuron)所組成.負有思想 規劃身 心活動 控制身體內部環境 接收內外環境刺激.發起隨意動作 以及累積記憶 學習經 驗等功能的系統。
4
• 神經元就是神經細胞.是神經系統的基本功能單位. 分為 細胞體、樹狀突及軸突 (神經纖維)等三部分
• 突觸(synapse):是神經元的軸突與另一個神經元的樹狀突接觸的點.稱之.
● 人體中的內分泌腺 2
1.顱腔：松果體、下視丘 及 腦下腺.
2.頸部：甲狀腺 及 副甲狀腺 3.胸腔：胸腺
4.腹腔：腎上腺、胰臟（胰島素）
5.骨盆腔：睪丸（男性）、卵巢（女性）
• 外分泌腺：汗腺、唾液腺
• 自律神經系統 又稱 內臟神經系統或 不隨意神經系統 。 自律神經可分為 : 交感神經(sympathetic nerve) 副交感神經(parasympathetic nerve) 。
• 神經訊息的傳導有電氣和化學兩種. 中樞神經系統的突觸都以化學的型式來傳 導.
• 傳導神經衝動 (impulse) 的主要化學物質是 乙醯膽鹼(acetylcholine)
腎上腺素(epinephrine)
● 交感神經系統的功能：
• 當我們在激烈運或緊張 喜怒哀樂時.由交感神經系統來控制體內生理的變化 1.心跳加快 ↑
2.大部分的血管收縮↑（導致血壓的上昇）
3.骨骼肌的血管舒張↑（使肌肉更多血液）
4.汗腺及腎上腺素分泌多↑
5.唾液腺及消化腺的分泌減少↓
6.消化道的收縮（蠕動）緩慢↓
7.毛髮豎立、雞皮疙瘩.
十二、 運動與呼吸 P137
呼吸 是指 氣體的交換. 氣體的交換的主要機轉是 擴散.
氣體交換的位置 :
1. 在肺泡中(肺呼吸) (外呼吸):
2. 在組織中(組織呼吸)(內呼吸):
2
˙ 呼吸的目的 : 是提供身體組織代謝必須的氧氣.同時將組織代謝產生的二氧化碳經肺部排 出.
並具有散熱的功能.
2
˙ 呼吸管道 : 鼻、咽喉、氣管 、 支氣管、 小支氣管 及 肺泡 的空間。
• 氣體交換 只有在肺泡中進行.其他不能進行氣體交換的呼吸管道. 稱為死腔。
• 呼吸與循環合稱 心血管 ( 心肺功能 )。
˙ 潮氣量
每次呼吸進出肺的空氣量.稱為潮氣量(tidal volume)大約有 400-500 毫升。.
˙每分鐘的換氣量=潮氣量 × 呼吸次數 （呼吸次數： 每分鐘 12-15 次）
每分鐘的換氣量= 400 × 12 = 大約 5 升
˙肺活量是 進行最大吸氣後 .做最大吐氣 時所吐出的氣體量。
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•
死點(dead point ) 又稱 撞牆.
在運動初期. 呼吸感覺急促困難. 肢體感覺酸痛無力.有頭暈. 目眩的現象.此時心 理不想再繼續運動的情況下稱之為死點.
•
再生氣(second wind)
指忍耐死點的狀況經過一段時間之後.漸漸擺脫運動初期身體的不適階段.此時對 運動的進行感覺比較順暢的現象稱之為再生氣的產生.
˙ 再生氣出現的必要條件 :
1. 運動方式需是有氧性運動.
2. 運動的強度需要穩定的狀況.
穩定狀態:
當運動強度維持在適當的範圍. 運動者氧攝取量足夠應付運動的氧需要量. 呼吸 不急促. 此時每分的 攝氧量、 換氣量、 心跳率維持在穩定的水準時 稱之.。
• Warm up 有助於延後 死點的產生 及再生氣的提前(順暢的)產生.。
● 死點及再生氣的產生因人而異
例如 :20 分鐘的跑步.再生氣有人發生在運動的第 2 分鐘.
有人則發生在第 18 分鐘.。
˙ 訓練就是要盡量減少死點的發生.若發生了.則希望再生氣要盡快產生.。
● 呼吸時氧的結合 P150
• 氧與二氧化碳在血中輸送的方式.主要靠和血中血紅素結合的方式進行.
• 安靜時 輸送入體內動脈血中的氧.約有 98%結合成氧合血紅素.
10-1
• 每克的血紅素可与 1.34 毫升的氧結合.
我們血液中每 100ml 含有 15 克的血紅素 所以血液中每 100ml 可与 20.1ml 的氧結合.
(1.34ml ×15 克 = 20.1ml )
• 『dl 』 表示 100ml.
• 所以每 100ml 血液中的血紅素結合的氧氣量 20.1ml.的表示方式是:
20.1ml/100ml → 20.1ml/dl
( 也就是 20.1vol%) ● 氧飽和度(%SO2) P153
血紅素與氧結和的百分率稱為氧飽和度(%SO2)
• 在不同氧分壓情況下的氧飽和度之圖形.稱為氧合血紅素解離(結和)曲線.
• 氧合血紅素解離(結和)曲線.（圖 6-11）的特徵：
1. 在曲線的右上方幾乎接近水平.（肺氣泡的氧分壓) 2. 中間部分徒峭. （組織的氧分壓）
安靜時.動脈血的氧分壓約為 100mmHg. 氧飽和度約 97.5%.
靜脈血的氧分壓約為 40mmHg. 氧飽和度約 75%.
● 氧合血紅素(Oxyhemoglobin) 10 每克血紅素(Hb)飽和時.可載 1.34ml 的氧.
Hb 載氧量(ml O2/100ml bl.) = Hb 濃度 (gHb/100ml bl.) × 1.34ml O2/gHb Q：血中血紅素 15g/dl(100ml)時.可攜帶多少的氧氣？
A： Hb 載氧量＝15g/dl × 1.34ml/g ＝20.1ml/dl
＝20.1Vol％
十三、 高地環境對運動能力的影響
高地環境下(2000 公尺)空氣中氧的含量減少
空氣稀薄.阻力小.因此 短時間、高強度的運動項目(如 短跑 投擲 跳遠)的成績顯著 提升.
● 在高地的環境下生理的變化：
1. 紅血球增加.
2. 換氣量增加.
3. 肌肉中微血管密度增加.
● 無氧閾值:(Anaerobic threshold ) AT
當運動強度逐漸增加時.在某一強度的穩定狀態不能再繼續維持.此時能夠維持 穩 定狀態的最大運動強度稱無氧閾值.
● 血流的順序
左心室 → 大動脈 → 小動脈 → 微血管 → 小靜脈 → 大靜脈 → 右心房 → 右心 室 → 肺動脈 → 肺（氣體交換）→ 肺靜脈 → 左心房 → 左心室.
肺動脈（缺氧血）.
肺靜脈（充氧血）.
流經右邊心臟的血液稱為缺氧血.
流經左邊心臟的血液稱為充氧血.
