运动性疲劳的判断.doc

实验20 运动性疲劳的判断

【目的】正确评价运动性疲劳的发生及其程度，对于科学地指导训练、健身运动，提高运动成绩和工作绩效，增进健康水平具有重要的实践意义。通过学生自行设计与实地操作，培养学生运用理论知识指导实践的能力。
【要求】
（1）学生依据导论课进行分组（4-5人/组）设计运性疲劳的检测方法
（2）注意测试指标的选择科学性和合理性
【器材与药品】
肺活量计，反应时测试仪，血压计,听诊器，心肺功能仪，心电图，脑电图，握力计，半自动生化分析仪器，尿液分析仪，遥测心率表，乳酸仪等
【内容】
（一）生化测量
1．血液
（1）血尿素
尿素是人体内蛋白质和氨基酸代谢的终产物。检测运动员在长时间运动时和恢复期的血尿素变化，可以了解蛋白质和氨基酸代谢的供能和合成情况，以此评定运动员身体机能和疲劳程度。血尿素变化与运动负荷量的关系较负荷强度更密切，当负荷量越大时，血尿素增加越明显，恢复也较慢。血尿素用于疲劳评价一般以其在运动后上升程度及次日晨的恢复程度为依据，我国运动员和正常人血尿素的正常参考值见表。
对 象 人 性别 血尿素物质的量浓度mmol/L 作者（年）
正常人 1.8-8.9 胡望平（1992）
摔跤 7.24 宋成忠（1985）
足球 男 6.72 刘 丹（1990）
马拉松 男 6.11 秦孝梅等（1985）
女 5.53 秦孝梅等（1985）
男 6.06 许文豪（1983）
游泳 男 女 4.61±1.24 河北体科所
4.82±1.09 河南体科所
划船 男 5.22±0.64 杜中林等（1992）
女 4.89±0.75
田径（等） 男 女 2.27-6.68（4.82） 李协群（1989）

目前应用血尿素指标进行疲劳后恢复状况的评价主要有两种方法：系统法和周监督法。
①系统法
检测：在周训练期每日晨测定血尿素水平。
评价：A．运动负荷合理，身体适应无疲劳积累：大负荷训练时次日晨血尿素增加，但在训练周期末恢复至正常水平；
B．运动负荷过小，身体应激不足：大负荷训练时次日晨血尿素无明显变化；
C．运动负荷过大，疲劳积累：大负荷训练时次日晨血尿素上升，并持续至训练周期末；
D．一般以晨安静时血尿素值较低且大负荷运动后次日晨恢复较好者为身体机能状况较佳。
②周监督法
检测：A．先测定基础值，在训练期开始前取晨血测定；
B．以基础值的2个标准差为上升临界值；
C．以基础值的1．5个标准差为恢复临界值；
D．在连续一周训练的第六天后次日晨测定值为运动值，在第七天休息（或积极性休息）后次日晨测定值为恢复值。
评价：见表

（2）血清肌酸激酶
血清肌酸激酶（CK）又称磷酸肌酸激酶（CPK），是短时间剧烈运动时能量补充和运动后ATP恢复的反应催化酶，与运动时和运动后能量平衡及转移有密切关系。
安静时，血清CK主要是由骨骼肌和心肌中CK透过细胞膜进入血清；正常值为，男：10～100U／L，女：10～60U／L。运动时骨骼肌局部缺氧，代谢产物堆积，自由基增多，细胞膜损伤和通透性增加，肌细胞内的 CK透过细胞膜进入血液循环，导致运动后血清 CK升高。由于 CK在血清中上升与细胞损伤有关，因此是评定疲劳程度和恢复过程的重要指标。血清CK的变化受负荷强度的影响大于负荷量。一般短时间极量强度运动后 5～6h血清 CK升高，8～24h达高峰，48h后逐步恢复，负荷强度越大，恢复越慢。运动员疲劳后，血清CK活性上升，在安静时可高达300～500U／L，但目前尚无量化评价标准。使用血清CK做评价时，需做CK同工酶的测定，同时测定血清GOT和Mb（肌红蛋白），并同其他临床诊断相结合，以区别于心肌炎时血清CK的上升。
（3）血清睾酮／皮质醇比值（T/C）
睾酮有助于加速体内合成代谢，皮质醇可加速分解代谢，维持体内糖代谢的正常进行，保持血糖浓度的相对稳定。测定恢复期血清睾酮／皮质醇比值，就可了解体内合成代谢和分解代谢平衡的状态。比值高时，是合成代谢过程占优势；比值下降，是分解代谢大于合成代谢，机体仍处于消耗占主导地位的状态，疲劳不能有效恢复，长期会导致过度训练。目前认为，此比值变化大于原值30％时是过度训练的警戒值。由于运动员血清睾酮和皮质醇水平存在个体差异性，使用该指标判断疲劳程度时，最好进行自身对照，建立运动员的个人值。
2．尿液
（1）尿蛋白
正常人在安静时尿中蛋白质含量甚微（日排出量＜150mg，一般为 2～8mg％），常规检验方法不能检出，故通常称为阴性。运动能使尿中蛋白质排出量增加呈阳性，称为运动性尿蛋白；
运动性尿蛋白属于功能性尿蛋白，一般在24h内可自行消失。运动后尿中蛋白质的排泄量因机体机能状态、运动负荷的不同而不同，因此可根据运动后尿蛋白排泄量和组成成分来评定运动员身体机能状态或其适应情况。一般取运动后和次日晨尿做检验来评定其疲劳和恢复程度。如果晨尿中蛋白质含量较高或超过正常值，可能是过度疲劳或过度训练的表现。运动性尿蛋白存在很大的个体差异性，但个体本身具有相对稳定性，所以应用尿蛋白指标时应注意：①注意个体特征；②评定身体恢复过程的机能水平时，需要和其他指标对照。
（2）尿胆原
尿胆原是血红蛋白分解的代谢产物。在一般情况下，人每天由红细胞破坏而释放出来的血红蛋白约8mg，经代谢约有终产物胆色素280mg。
尿胆原排泄量与运动负荷、肝功能、肾功能及其肾小管腔的酸碱度等因素有关。运动员在大运动负荷时，体内溶血增多，尿胆原排出量增加。运动员血红蛋白下降，尿胆原增加时是机能水平下降的表现。
检测：（以周为例）
①星期一晨测定血红蛋白和尿胆原；
②每日晨测第一次尿胆原与前一天比较，并询问主观疲劳感觉；
③星期六（或小训练周期末）晨测定血红蛋白和尿胆原。
评价：①运动负荷合理，身体适应无疲劳积累：一周中血红蛋白稳定或上升，晨尿胆原变化不大，晨起主诉无疲劳感；
②运动负荷过大，疲劳积累：一周中血红蛋白下降，晨尿尿胆原上升，主诉有疲劳感．
3．唾液
唾液PH值：由于长时间剧烈运动后，乳酸生成增多，血液PH值下降，使唾液PH值也下降，因此，测定唾液PH值可用于判断运动性疲劳。
检测：让受试者将口腔中的唾液清除掉，然后使新产生的唾液沿口唇流出，用镊子把测试唾液 PH值的试纸贴在舌尖，待其充分吸湿后取出，立即与比色表对照。
评价：运动后唾液PH值降低，表示机体疲劳。
（二）生理测量
1．肌力
疲劳时参与工作的肌肉（或肌群）的力量会下降。因此，测定工作前后的肌肉力量，可判断参加工作的肌肉是否出现疲劳及其疲劳的深度。简易测试方法：根据参与工作的主要肌群确定测试内容，以上肢工作为主的运动可用握力或屈臂力量测试；以腰背肌工作为主的运动可选择背力测试等；呼吸肌力量测定则一般采用肺活量测试。
（1）背肌力的测定：
①受试者站在背力计踏板上，两手握住把柄，两膝伸直，用力向上拉；
②记录指示盘上所示的数字为受试者的背力数值；
③连续测量3次，取最大值或计算均值；
④肌肉工作前后各测1组进行比较。
（2）握力的测定：
①受试者手持握力计，臂下垂（或侧平举），用最大力量握握力计；
②记录指示盘上所示的数字为受试者的握力数值（注意测量时不要挥动上肢）；
③左右各测3次，取最大值或计算均值；
④肌肉工作前后各测1组，进行比较。
（3）臂力的测定：
受试者两臂与肩同宽，两手正握单杠悬垂于单杠上，然后屈肘拉身体向上（要求受试者的下颌超过单杠的水平面为1次，每次间隔时间约2～3s）；
记录其完成的次数；
③ 肌肉工作前后各测1组，进行比较。
（4）呼吸肌力量的测定：
①连续测定5次肺活量（每隔15s测量一次）；
②将5次测量值描记在坐标纸上；
③运动前后各测1组，进行比较。
评价方法：如果没有其他特殊原因（如肌肉损伤），运动后肌肉力量平均值低于运动前水平，或几次力量测定值连续下降，即为肌肉疲劳；如果一次练习后连续几天肌肉力量不能恢复，则疲劳程度较深。
2．肌肉硬度
骨骼肌疲劳时不仅收缩机能下降，而且肌肉的放松能力也下降，表现为肌肉疲劳时，肌肉不能充分放松，肌肉硬度增加。用肌肉硬度计可以测定肌肉收缩及放松状态的硬度，或肌肉附近组织的硬度。
测试方法：将硬度计置于被测肌肉表面，使硬度计与皮肤表面贴紧，缓缓施加压力，硬度计数字显示盘上即可显示出压力的大小，连续测定3次肌肉放松状态下的肌张力，记录最小值。
评价方法：如果运动后肌肉放松状态下的张力增加，则表示肌肉的放松能力较差。骨骼肌这种持续性收缩状态，可挤压毛细血管，使毛细血管压力升高，影响肌组织血液循环，造成机体运动机能下降，影响机体恢复。
3．肌围
长距离行走、马拉松跑或长时间站立性工作，可引起下肢围度增加，这主要是由于重力作用，使下肢血液回流受阻、下肢血液滞留及组织液增多所致，在一次长时间工作后，下肢围度的增加与疲劳程度成正比。
4．心率
心率（HR）是评定运动性疲劳最简易的指标，一般常用基础心率、运动后即刻心率和恢复期心率对疲劳进行评价。
（1）基础心率
基础心率是基础状态下的心率，即清晨、清醒、起床前、静卧时的心率，一般用脉搏表示，机体机能正常时基础心率相对稳定。如果大运动负荷训练后，经过一夜的休息，基础心率较平时增加 5～10次／min以上，则认为有疲劳累积现象；如果连续几天持续增加，则应调整运动负荷。在选用基础心率作为评定疲劳指标时，应排除惊吓、噩梦、睡眠等其他因素的影响。
（2）运动中心率
可采用遥测心率方法测定运动中的心率变化，或用运动后即刻心率代替运动中的心率。按照训练-适应理论，随着训练水平的提高，完成同样运动负荷时，心率有逐渐减少的趋势。一般情况下，如果从事同样强度的定量负荷，运动中心率增加，则表示身体机能状态不佳。
（3）运动后心率恢复
人体进行一定强度运动后，经过一段时间休息，心率可恢复到运动前状态，身体疲劳时，心血管系统机能下降，可使运动后心率恢复时间延长，因此，可将定量负荷后的心率恢复时间作为疲劳诊断指标，如进行30s20次深蹲的定量负荷运动，一般心率可在运动后3min内恢复至运动前水平，而身体疲劳时，这种恢复时间可明显延长。
5．血压体位反射
大运动负荷训练后，植物性神经系统调节机能因疲劳而下降，使血管运动的调节发生障碍。血压体位反射主要是测定心血管系统调节机能。
测试方法：
①受试者取坐位，安静5min后测量血压；
②受试者随即仰卧并保持卧姿3min；
③使受试者恢复坐姿（推受试者背部使其被动坐起，不能让其自己坐起）；
④立即测量血压，并每隔30s测一次，共测2min。
评价方法：
①2min内血压完全恢复为正常，没有疲劳；
②2min内恢复一半以上为调节机能欠佳，轻度疲劳；
③2min内完全不能恢复为调节机能不良，疲劳较深。
6．反应时
反应时是指刺激信号（光、声音等）出现后机体迅速做出反应的最短时间，分为简单反应时和选择反应时。疲劳时反应时明显延长，特别是选择反应时延长更明显，表明大脑皮层分析机能下降。
7．皮肤空间阈
皮肤空间阈，也称两点阈，是指能引起皮肤产生两点感觉的两刺激间的最小距离。疲劳时辨别皮肤两点最小距离的能力下降。
测试方法：
①受试者仰卧，裸露被测部位，闭眼；
②实验者持触觉计（或用圆规代替），拉开一定幅度，将其两端以同样的力轻触受试者皮肤；
③受试者如实地回答自己的感觉是“两点”还是“一点”；
④将受试者回答是两点的最小距离作为皮肤空间阈值；
⑤在运动前后各测一次，然后比较两次的结果，注意要测定同一部位。
评价方法：
①疲劳时的该阈值较安静时大1．5倍以上者为轻度疲劳；
②疲劳时的该阈值较安静时大2．0倍以上者为重度疲劳。
8．闪光融合频率
闪烁光源融合成一个连续光源感觉的最低频率称为闪光融合频率。疲劳时视觉机能下降，
可根据闪光频率融合的阈值评价疲劳。
测试方法：
①实验者调节光源的闪光频率至合适的频率；
②受试者坐在仪器上，看从测定器显现的光源；
③以不出现闪光作为标志时，旋转调节闪光频率的旋钮，由低向高，当受试者不可以辨别闪光时，记录该闪光频率，做3次；
④以出现闪光作为标志时，由高向低转旋钮，当受试者可以辨别闪光信号时，记录闪光频率，做3次；
⑤求出6次的平均植。
评价方法：
闪光融合频率评价表
疲劳程度
闪光频率减少（周/s）
恢复速度
轻 度
1.0-3.9
休息后当日恢复
中 度
4.0-7.9
睡一夜才恢复
重 度
>8
休息一夜不能完全恢复

9．膝跳反射阈
随着疲劳的增加，膝跳反射的敏感性发生变化，引起膝跳反射所需的叩击力量增加。因此，可根据运动前后膝跳反射的敏感性评价疲劳。
测试方法：
①用锤长15cm、重150g的锤子叩击髌韧带；
②记录刚能引起膝跳反射的最小叩击力量（一般以锤子下落角度表示）；
③运动前后各测1次，进行比较。
评价方法:
①该阈值增加 5°～10°为轻度疲劳
②该阈值增加 15°～30°为中度疲劳
③ 该阈值增加 >30°为重度疲劳。
10．免疫功能
人体内有一套完善的免疫系统，对“非己”抗原产生排异效应，抵抗疾病、保护机体。研究表明，长期适量的运动训练会增强机体免疫功能，而不能及时恢复的大强度或长时间耐力训练则会导致免疫抑制，产生慢性疲劳（过度训练综合征）。运动疲劳时免疫系统表现为机能下降和紊乱，过度训练导致慢性疲劳时的免疫功能变化见表 。利用免疫指标（如 CD4／CD8比值）可对活动引起的慢性疲劳进行早期诊断，对指导训练、保护运动员健康意义重大。
11．肌电图
肌电图可反映肌肉的疲劳程度，因此经常被用来评定神经肌肉系统的功能状态。目前用于评价疲劳的肌电图指标主要包括sEMG信号线性分析中时域分析的振幅、积分肌电值（iEMG）、均方根值（RMS）和频域分析的肌电功率谱、平均功率频率（MPF）和中位频率（MF）等，非线性动力学分析中的肌电复杂度、信息熵和Lyapunov指数等。
疲劳时肌电图的一般特征为：sEMG积分肌电图下降（腰背肌）或上升（四肢肌）；sEMG傅立叶频谱曲线左移，MPF和MF线性下降；sEMG信号的复杂性下降，熵值减小；功能性电刺激诱发的EMG峰峰值（Peak to Peak， PTP）下降。
12．心电图
运动后心肌疲劳可使心电图出现异常变化：T波下降或倒置，S－T段下移，并出现肌电干扰，令肌肉放松也不能消失。但一般情况下，运动员心电图的改变多属心脏对运动训练产生适应性反应的表现，不易与病理性改变区别开。因此在判断运动员心电图意义时，必须结合其综合检查结果加以考虑。
13．脑电图
脑电图（electroencephalogram，EEG）是通过电极对大脑皮层神经细胞集团自发性电活动的头皮体表记录，是记录头皮两点间的电位差，或者是头皮与无关电极或特殊电极之间的电位差；其将脑细胞电活动的电位作为纵轴，时间作为横轴，描述电位与时间的相互关系，包括周期、振幅、位相和波形四个基本特征。国际上常用的Walter分类法依据频率将其分为：d波（0.5～3．5Hz）、q波（4～7Hz）、a波（8～13Hz）、b波（14～26Hz）和g波（26 Hz以上）。
脑电图可反映中枢神经系统机能状态。大脑的疲劳状态与a、q波密切相关，随着工作时间增加、疲劳程度加深，脑电相关能量参数（（q＋a）／b）呈上升趋势，a和q波段的相对能量增加，b波段的相对能量减少。在剧烈运动后的疲劳状态时，慢波明显增多，a波节律变为不均衡，时慢、时快、波幅降低，可出现1．5～6Hz的慢波且其周期和波幅极易变化，表明大脑皮层抑制过程占优势。患过度训练症的运动员的脑电图对光刺激无节律同步化反应，在定量运动负荷试验后波幅降低，且绝大多数运动员的脑电功率谱呈现异常，安静时中央区q波段相对能量增加，a波段相对能量减少；过度换气后，中央区和枕区d和q频段相对能量增多，a波段相对能量减少；过度换气前后，中央区和枕区a峰频率差值增大等。另外发现，运动员在过度训练状态呈现的脑电活动的变化是一个暂时的和可逆的过程。一般脑电图作为综合机能检查中的一个指标，结合其他检查结果综合评定。
（三）主观感觉
1、自我主观感觉
主观感觉是自我评价身体疲劳的重要依据，体育锻炼后虽然工作能力下降，但自我感觉身体轻松、舒畅，食欲和睡眠状况良好，特别是运动后有一种舒服的 疲劳感并有继续运动的愿望，说明这种疲劳是体育锻炼的正常反应，可以保持原运动强度继续坚持锻炼。如果运动后，感到头晕、恶心、及胸闷，则睡眠不好，特别是厌恶运动，则表明是身体疲劳程度较深，超过身体的承受能力，应及时的减小运动量，或短暂的停止运动。待自我症状消失后，再进行运动。
2、身体主观感觉能力
人体运动时的主观体力感觉与工作负荷、心功能、耗氧量、代谢物堆积等因素密切相关，因此，运动时的自我体力感觉是判断运动性疲劳的重要指标，瑞典生理学家冈奈尔.鲍格(Guenzael.Bog)制定了判断疲劳的 主观感觉等级表（RPE）。

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 8 19 20
非常轻松 很轻松 尚轻松 稍累 累 很累 竟疲力尽

具体做法：令受试者做递增性功率自行车或固定跑台运动，并观察主观体力感觉等级表，受试者在运动过程中每增大一次强度，或间隔一定时间便指出自我感觉等级，表中的等级乘以10即为受试者完成该负荷的心率，同时还可以推算出运动时所做的功及最大摄氧量。分别在疲劳前后测定同样负荷的运动，如果机体出现疲劳，RPE等级也会相应增加；另外，利用该方法还可以测定受试者的有氧耐力及抗疲劳能力。