運動生理學 中正大學 運動競技學系 運動與休閒教育研究所 王順正教授
中正大學 2012 年台灣最美大學票選第一名
運動科學教育研究室 運動生理學網站 體能商相關研究 運動能量消耗相關研究 高爾夫運動相關研究 運動健身器材的應用研究
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大專高爾夫學刊 (2003 年創刊 )
學術研究與運動產業 長期進行心肺適能 評量與訓練研究 RSV HRC 的簡易評量 研究 運動科學理論的實 際應用 由耐力運動員的訓 練到運動器材應用
產業合作 榮獲 經濟部 2012 Taispo 創新設計 卓越獎章 2014 年台北國際體育用品展 創新產品獎－『卓越獎』 榮獲 2015 年台北國際 體育用品展創新產品 獎－『卓越獎』
運動生理學的研究內容 1. 認識一般生理 2. 運動時的生理反應 3. 長期訓練後的生理反應 4. 評價與分析體能 5. 擬定體能訓練處方 6. 運動者潛能 7. 特殊環境下運動的生理反應與對策 8. 運動者健康的維護
今天運動生理學的主要內容 能量來源 肌肉骨骼 ( 神經 ) 系統 心血管、呼吸系統 特殊環境下的適應 熱、冷、高地 運動訓練的科學
11 運動的能量來源 無氧系統 磷化物系統 (ATP-CP) → 緊提供 秒左右 → 瞬間、快速的動作所需之能量 乳酸系統：無氧 醣酵解 → 乳酸 → 提供數 10 秒～ 3 分鐘的快速運動之能量來源 有氧系統 中低強度運動持續 3 分鐘以上
ATP-PC 系統 每秒需要大量能量的運動 短跑衝刺、舉重、跳高、跳遠 時間較短 (10-15 秒 ) 磷酸肌酸 (phosphocreatine, PC) 肌酸激酶 (creatine kinase)
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肝醣磷化酶 磷酸果糖激酶 PFK 乳酸脫氫酶 LDH 乳酸系統 - 醣解 (GLYCOLYSIS) 醣解酵素的 運動適應 肌肉肝醣的 運動適應
食物、氧與 ATP 蛋白質分解 胺 基酸 糖酵解 丙酮酸 三酸甘油脂分解 脂肪酸 線粒體內進行 (mitochondrial) ATP 脫胺基 細胞質
休息與運動時的代謝來源 (METABOLIC SUBSTRATES FOR REST AND EXERCISE) 運動強度的影響
休息與運動時的代謝來源 (METABOLIC SUBSTRATES FOR REST AND EXERCISE) 運動時間的影響
運動後的代謝恢復 (METABOLIC RECOVERY AFTER EXERCISE) 運動後過攝氧量
運動後的代謝恢復 (METABOLIC RECOVERY AFTER EXERCISE) 主動恢復 腳踏車 30-45% VO 2 max 跑步 55-60% VO 2 max 強度必須低於乳酸閾值 最大攝氧量越大乳酸的恢復能 力越好
測量能量的生成 (MEASURING ENERGY PRODUCTION)
無氧與有氧代謝的交互作用 (INTERACTIONS OF ANAEROBIC AND AEROBIC METABOLISM)
無氧與有氧代謝的交互作用 (INTERACTIONS OF ANAEROBIC AND AEROBIC METABOLISM)
無氧與有氧代謝的交互作用 (INTERACTIONS OF ANAEROBIC AND AEROBIC METABOLISM)
骨骼肌的基本結構 (BASIC STRUCTURE OF SKELETAL MUSCLE)
骨骼肌的基本結構 (BASIC STRUCTURE OF SKELETAL MUSCLE) I 型肌纖維 力量小、微血管數量多 、粒腺體密度高 II 型肌纖維 快速產生力量、容易疲 勞 肌纖維類型對於運動表現的 意義 一般人大部分肌肉， I 與 II 型各佔 50% 在生命初期即決定 訓練對橫斷面積的改變
本體感受器與運動覺 (PROPRIOCEPTION AND KINESTHETIC SENSE) 肌肉的本體感受器 肌梭 監控肌肉的長度 肌腱的本體感受器 高爾肌腱器 針對整個肌肉的張力發 展情形進行監控 張力大到足以傷害肌肉 或肌腱時，高爾肌腱器 便會抑制被活化的肌肉 ，降低肌肉的張力，避 免肌肉受傷 關節受納器
要練習多少次才是純熟的運動技術？ 學騎腳踏車、學游泳的經驗！ 運動技能學習的長期記憶 越簡單的動作練習次數可以越少 高爾夫揮桿動作的修正！ 可能需要長時間的練習與調整 最好一開始就學習正確的動作 本體感受器（肌梭、高爾基腱器） 運動技術會突然忘記嗎？ 本體感受器與運動覺 (PROPRIOCEPTION AND KINESTHETIC SENSE)
力量生成的能力 (FORCE PRODUCTION CAPABILITIES)
力量生成的能力 (FORCE PRODUCTION CAPABILITIES) 可變阻力訓練器材 等速性 (isokinetic) 運動傷害防護室 Biodex Cybex KinCom Lido
力量生成的能力 (FORCE PRODUCTION CAPABILITIES)
「四週練出一身肌」 依據身體各部位分類 清晰的肌力訓練圖片，簡 要的文字敘述 綜合運動與爆發力運動的 整合性肌力訓練內容 提供各項訓練計畫、運動 處方
33 遲發性肌肉酸痛 發生肌肉酸痛的部位 肩膀、膝關節上方 運動後 1-2 天產生的肌肉酸痛 遲發性肌肉酸痛 (Delayed onset muscle soreness, DOMS) 肌肉酸痛的持續時間在一至三天左 右
34 遲發性肌肉酸痛 離心收縮最易形成肌肉的慢性酸痛 重量訓練時產生離心收縮的肌肉 跑步時產生離心收縮的肌肉 肌肉有慢性酸痛的情形出現時，肌 力明顯下降 肌肉損傷所造成
神經衝動的傳導 (CONDUCTION OF IMPULSES) 小至大法則與運動單位 徵召 非同步徵召：耐力運動 項目的高有氧代謝能量 運動單位，能夠交替地 徵召以迎合活動肌群力 的的需求。 I 型肌肉的輪 流徵召運動單位
神經對運動的適應 (NEURAL ADAPTATIONS TO EXERCISE)
心血管系統的構造、功能和組織 (STRUCTURE, FUNCTION, AND ORGNIZATION OF THE CARDIOVASCULAR SYSTEM) 循環系統 周邊循環：由心臟輸送血 液至全身並回到心臟 肺循環：由心臟輸送血液 至肺臟並回到心臟 動脈 主動脈 冠狀動脈 肺動脈 微血管 靜脈
心臟的肌肉：心肌 骨骼肌與心肌的差異 心肌具備自動節律 心肌中存在著肌間盤（心臟的肌肉組織透過肌間盤與浦金 氏纖維產生合體細胞的收縮） 心肌擁有高密度的粒腺體、大規模微血管， 能有效率地運用有氧能源產生收縮 心壁厚度 （視窗 5-1 ） 身體活動會造成左心室壁增厚、慢性高血壓也會造成左心 室增厚 ( 厚度可能更大 ) 運動員心臟 心血管系統的構造、功能和組織 (STRUCTURE, FUNCTION, AND ORGNIZATION OF THE CARDIOVASCULAR SYSTEM)
心血管系統的構造、功能和組織 (STRUCTURE, FUNCTION, AND ORGNIZATION OF THE CARDIOVASCULAR SYSTEM) 心輸出量：心臟每分鐘被擠壓出的血液量 每跳輸出量：心臟（室）每次收縮擠壓出的 血液量（ stroke volume ， SV ） 心輸出量 = 心跳率 * 每跳輸出量 未經訓練的男生心跳率為 72 次 /min 、 SV 為 70 ml （ Q ＝ 5 L/min ） 未經訓練的女生心跳率為 75 次 /min 、 SV 為 60 ml （ Q ＝ 4.5 L/min ） 訓練的改變！
心血管系統的構造、功能和組織 (STRUCTURE, FUNCTION, AND ORGNIZATION OF THE CARDIOVASCULAR SYSTEM) 血液的成份：血漿 (55-60%) 、 構成成份 (40-45%) 血漿： 90% 的水、 7% 血漿蛋 白質、 3% 營養物 … 構成成份： 99% 紅血球、 1% 白血球與血小板 血比容：構成成份於總血量所 佔的百分比 運動訓練會誘發紅血球和血漿 量增加 紅血球可以運送氧氣的原因是 內含血紅素
運動中心血管系統的變化 (Changes in the cardiovascular system during exercise) 氧氣輸送 = 血流量 × 動靜脈血含 氧差 (Fick 法則，視窗 5-8) 安靜時動靜脈血含氧差約為每 100 毫升的血液相差 8 毫升的氧 ，運動中上升到約 15 毫升 動靜脈含氧差增加的原因，來 自於全身血流的再分配
運動中心血管系統的變化 (Changes in the cardiovascular system during exercise) 運動中的血流再 分配
43 運動後的心跳恢復 (heart rate recovery) Watanabe 等 (2001) 5438 名心臟疾病患者 三年追蹤與檢測 最大跑步機運動後一分鐘的心跳恢 復情況 受試對象死亡率為 3.9% 心跳恢復 (1 分鐘 ) 小於 ( 含等於 )18 次 者有 805 名 (15%) ，死亡率達到 9% 正常心跳恢復者的死亡率則僅 2% HRR 是強而有力判定心臟疾病者死 亡率的工具
44 登階測驗的問題
心跳率控制 (heart rate control, HRC) 可依年齡與個別差異設定強度 依據臨場的身體狀況調整，安全性高 隨著訓練者能力改變 使用時場地、器材不受限制，機動性高
呼吸系統的結構與功能 (STRUCTURE AND FUNCTION OF THE RESPIRATORY SYSTEM) 呼吸系統 肺泡：曩狀結構並環繞著 微血管，氣體交換即在此 進行 約有 3 億個肺泡 表面積約一個網球場大 呼吸膜 呼吸系統的結構功能在傳 遞氣體、氣體交換 濕潤、溫暖、過濾空氣
換氣的機制 (MECHANICS OF VENTILATION)
肺擴散 (DIFFUSION AT THE LUNGS)
運動對肺換氣的影響 (EFFECTS OF EXCERCISE ON PULMONARY VENTILATION) 階段一 運動開始時，大腦皮質活 動增加肺換氣量，活動肌 的本體感受器接收運動訊 息大量增加換氣量 階段二 換氣量快速的增加並達成 穩定狀態，大腦皮質活動 、活動肌群、周邊化學接 受器的回饋 階段三 體溫增加的可能影響 達到穩定狀態 停止運動後會緩和的下降
討論時間 王順正 中正大學運動競技學系 運動與休閒教育碩士班