天目身心健康风险评估系统在训练和竞赛过程中以及训练和竞赛结束后能够快速评估运动员功能状态,在运动工作能力评估方面具有十分重大的意义。
对运动员来说使用天目身心健康风险评估系统的基本目的是:
Ø 探明对身体负荷自我适应和机体后续储备的生理原理;
Ø 动态观察身体负荷增加和体育活动时的功能变化和机体状态;
Ø 判断身体负荷增加的人员和运动员的身体运动能力;
Ø 早期确定疲劳与恢复的生理原理;
Ø 在外部环境的特殊条件下监测身体运动能力。
目前的运动生理学能够解决以下问题:
1.提供规律性的生理学依据,包括通过体育锻炼来巩固人体健康的规律性,通过体育锻炼提高机体对(温度、压力、辐射、空气和水的污染、感染等等)外部环境各种不良因子适应性的生理学规律性。
2.维持和恢复工作能力,防止出现过度疲劳以及在专业运动训练中调整心理情绪。
3.找出为取得体育成绩所采取措施的生理学依据。
身体负荷的自我适应和机体的储备能力
“生理性自我适应——机体为了维系其内部环境的恒定稳固,即动态平衡,而做出适应周围条件变化的身体反应的总和”。
体育运动中的自我适应首先是运动员的机体在相对短的时间内对身体负荷应当适应。到达自我适应的速度和适应的持续时间在很大程度上取决于健康状态和训练。
这些过程之间时间上的不一致能造成表现为病理破坏的功能失调(图片1a、1b)。
图1.а运动员训练过程中(轻量竞技)心脏-呼吸系统的正常生理适应状态
图1.b运动员训练过程中心脏-呼吸系统生理适应被打破的状态
(1-初始状态,2-准备活动后,3-训练最大负荷处,4-训练后即刻,5-休息15分钟后,6-休息30分钟后)
健康机体的适应有两种形式:
Ø 常规环境因子波动时的变化,系统常规部分运行;
Ø 过度因子作用时的变化,包含额外的功能系统变化;
第一类的变化叫做普通生理反应,此时机体无需进行重新调整再适应,变化不超出生理标准范围(图2)。
图2.训练中运动员体区偏离因子图(动态指数不超出生理标准范围)
第二类适应性变化的不同之处在于动用大量的生理储备重新恢复系统功能——自我适应性改变(图3)。
图3.训练中运动员机体自我适应性改变的体区偏离因子图(动态指数超出生理标准范围)
运动员的自我适应性变化的动态发展进程分为四个阶段:生理紧张、适应、适应困难、重适应。
1.机体生理紧张阶段为大脑皮层和分布在皮层下的运动中枢和植物中枢的受刺激过程,肾上腺皮层功能增强,自主神经系统兴奋性加强,物质交换加快,活性细胞包括肌肉纤维的数目增多,肌纤维收缩的速度和力量增大,肌肉中的糖原、三磷酸腺苷和磷肌酸增多。在这个阶段的运动能力很不稳定(图4)。
图4.运动员在生理紧张阶段各生理系统“基础”特征下的偏差因子图
2.机体的自我适应阶段同机体的训练状态对应。机体对身体负荷的自我适应是在训练进展的基础上的。各种器官和系统为了在运动活动的具体条件下维持动态平衡的工作运行程度构成了这一阶段的生理基础。这时测定的功能的转变不超过生理波动的范围。运动员的运动能力很稳定甚至将提高(图5)。
图5.机体系统在机体适应阶段完成载荷测试时“基础”和“负荷”特征表现下的线性图表指数
3.机体适应困难阶段是由于适应系统的过度紧张和高强度训练负荷以及负荷间没有足够的休息因而启动补偿反应发展的结果。
适应困难阶段没有内分泌系统和神经系统激活的特征表现,并且总体的机体功能稳定性稍有下降。该状态可以归进病前状态。适应困难时可以观察到情绪的不稳定和植物性的不稳定、兴奋、急躁、头痛、失眠。脑力与体力工作能力下降。适应困难将终止于机体功能长久的不利变化、运动能力降低或者丧失。
适应困难阶段在很大程度上对应于运动员的过度训练状态(图6)。
图6. 训练过程中适应困难阶段“基础”特征表现下的偏离因子和器官分析线性图表指数
4.重适应阶段发生在系统训练中的长时间休息后或者完全停止后,特点是该阶段具有一些机体的初始素质和特性。该阶段的生理性意义——减轻训练的程度、将一些指标恢复到初始大小。所以多年系统训练和不再从事大运动项目的运动员,需要专门的、有科学根据的健康改善措施,将机体恢复至正常的生命活动水平(图7)。
过度的体力负荷并且随后将其停止,随后运动员的机体内可能发生心脏硬化、肥胖、细胞和组织对各种不利影响抗力的下降和总体患病程度提高。
图7. 轻量竞技运动员右髋关节发生髋关节骨关节炎时
“参照的胶体改变”特征表现下的偏离因子和总体分析线性图表指数
自我适应的价值可以以两种不同的方式表现出来:
Ø 功能系统的直接磨损,当自我适应时功能系统中的总负荷下降(图7 - 右髋关节发生髋关节骨关节炎)。
Ø 出现相对交叉适应,也即是人体与负荷无关的其他功能系统对某些身体负荷适应性的破坏(图7 – 胃肠系统、肝和肾方面的变化)。
自我适应的影响结果在很大程度上取决于身体负荷的类型,针对不同的身体负荷类型产生适应。例如,高强度训练的重型竞技运动员对于静力负荷可以观测到对动力运动的耐力下降,并且在该负荷下他们的疲劳要比不训练的健康人来的更快。运动员耐力的高强度训练表现出胃肠系统、肝和肾的功能破坏,其结果是在长期的肌肉运动期间这些器官的供血受限。
适应分为两类——急性(不完全)的和长期(完全)的。
急性适应直接发生在开始兴奋作用后,并以早先已形成的生理机构机理为基础完成的。急性适应的表现是对寒冷做出回应的产热增大、对炎热做出回应的散热增大、肺活量增加、对身体负荷和氧气不足做出回应的血液单输出量和每分钟输出量增加、视觉对黑暗的器官适应和奔跑的器官适应等等。身体负荷的急性适应特征是无节制的、最大程度的功能增强,继而影响功能系统的适应、该系统的储备急剧减少、出现机体过度的压力反应以及器官和系统可能的损坏。
由于环境因子对机体多次的或是长期的作用,长期适应是逐渐发生的。长期适应是在发生多次急性适应的基础上发展而来的。其特点是机体某种变化的一定数量的逐渐积累,结果得到了某种活动形式上的新性质——由不能适应转变为适应了。长期适应另外的特点还有发生在新时间练习的,和功能系统体液调节器官的重新调整。因此长期稳定的完成身体负荷变为可能。
长期适应一定伴随着以下生理过程:调节系统的重新调整、动用机体的储备、同时对于人体具体的劳动或是体育活动形成专门的自我适应功能系统。
在机体的生理储备之下,器官、系统和机体在演化过程中产生出的适应能力和补偿能力提高,同相对平静的状态相比自身活动的强度整体上增强了许多倍。机体的生理储备使得:
- 机体活动及结构的某种生理解剖和功能特点,即是存在着一对器官,来替换掉破坏的功能(内分泌腺体、肾等等);
- 心功能得到很大的加强、血流总体强度和肺活量增大、其他器官和系统的活动加强;
- 机体的组织与细胞对各种外部作用和其内部工作条件的变化具有很高的抵抗力。
在繁重的身体负荷时训练合理的人的每分钟血输出量能达到40升,即增大了8倍,而肺活量增长了10倍,以增大所需的氧气并,分解15倍多的 二氧化碳气体。在该条件下人体心脏的工作增大了10倍。
所有的器官储备可以分成两类——社会储备(心理和身体的)和生理储备(结构、生物化学和生理的)。