Tài liệu Sinh lý học thể dục thể thao giáo trình dành cho sinh viên chuyên ngành gdtc hệ cao đẳng

TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA GIÁO DỤC THỂ CHẤT - QP --------  --------- GIÁO TRÌNH (Lƣu hành nội bộ) SINH LÝ HỌC THỂ DỤC THỂ THAO (Dành cho sinh viên chuyên ngành GDTC hệ cao đẳng) Tác giả: Ths. CAO PHƢƠNG Năm 2017 -1- MỤC LỤC Chương I ........................................................................................................... - 5 Hệ vận chuyển oxy cho hoạt động thể lực ....................................................... - 5 Bài 1. Sinh lý hệ máu và mạch máu ................................................................. - 5 I. Sinh lý hệ máu .............................................................................................. - 5 II. Sinh lý hệ mạch máu ................................................................................... - 8 III. ảnh hưởng của hoạt động TDTT đến hệ thống tim mạch .......................... - 9 Bài 2. Hệ tuần hoàn ........................................................................................ - 11 I. Cấu tạo ........................................................................................................ - 11 II. Tính chất sinh lý của cơ tim ...................................................................... - 12 III. Các chỉ số sinh lý của tim (HR) ............................................................... - 13 Bài 3. Sinh lý hệ hô hấp ................................................................................. - 15 I. Khái niệm chung và chức phận................................................................... - 15 II. Hiện tượng cơ học của qua trình hô hấp.................................................... - 16 III.Các thông số chức năng hô hấp................................................................. - 17 IV. Cơ chế trao đổi khớ giữa cơ thể và môi trường ....................................... - 18 V. Hô hấp trong vận động .............................................................................. - 18 Chương 2 ........................................................................................................ - 20 Sinh lý hệ vận động ........................................................................................ - 20 Bài 1. Sinh lý bộ máy thần kinh – cơ ............................................................. - 20 I. Cấu tạo của bộ máy thần kinh – cơ ............................................................. - 20 II. Cơ chế co cơ .............................................................................................. - 22 III. Năng lượng của sự co cơ .......................................................................... - 22 IV. Các hình thức và chế độ co cơ ................................................................. - 24 V. Phõn loại đơn vị vận động......................................................................... - 25 VI. Điều khiển sự co cơ.................................................................................. - 25 Chương 3 ........................................................................................................ - 26 Sinh lý hoạt động thể dục thể thao ................................................................. - 26 Bài 1. Phân loại và các đặc tính sinh lý chung của các bài tập thể dục thể thao ... 26 I. Phân loại cỏc bài tập thể thao ..................................................................... - 26 II. Đặc tớnh sinh lý các bài tập có chu kỳ ...................................................... - 27 III. Đặc tớnh sinh lý của những hoạt động cú chu kỳ với cụng suất biến đổi - 28 IV. Đặc tớnh sinh lý của những hoạt động khụng cú chu kỳ và thay đổi ..... - 29 1. Hoạt động sức mạnh................................................................... - 29 2. Hoạt động sức mạnh – tốc độ..................................................... - 29 V. Đặc tớnh sinh lý của hoạt động tĩnh lực.................................................... - 30 VI. Đặc tớnh sinh lý của hoạt động định tớnh ............................................... - 30 Bài 2 ............................................................................................................... - 31 Cơ sở sinh lý của các tố chất vận động và trình độ tập luyện ........................ - 31 I. Cơ sở sinh lý của sự hỡnh thành kỹ năng, kỹ xảo vận động ...................... - 31 1. Khỏi niệm ................................................................................... - 31 2. Đường liờn hệ tạm thời là cơ sở để hỡnh thành ......................... - 31 II. Cơ sở sinh lý của các tố chất vận động ..................................................... - 31 -2- III. Đặc điểm sinh lý của sự phỏt triển cỏc tố chất vận động ........................ - 32 IV. Cơ sở sinh lý của trình độ luyện tập ........................................................ - 35 Bài 3 ............................................................................................................... - 37 Đặc điểm các trạng thái sinh lý của cơ thể xuất hiện trong hoạt động thể dục thể thao ................................................................................................................. - 37 I. Trạng thái trước vận động và khởi động..................................................... - 37 II. Trạng thỏi bắt đầu vận động ...................................................................... - 39 III. Trạng thái ổn định .................................................................................... - 42 IV. Mệt mỏi .................................................................................................... - 42 V. Hồi phục .................................................................................................... - 43 Bài 4 ............................................................................................................... - 46 Đặc điểm sinh lý các lứa tuổi ......................................................................... - 46 I. Đặc điểm sinh lý lứa tuổi thanh thiếu niên trong tập luyện TDTT ............ - 46 IV. Đặc tính sinh lý của phụ nữ ..................................................................... - 48 III. Đặc điểm sinh lý của người cao tuổi ........................................................ - 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. - 51 - -3- LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Sinh lý học Thể dục thể thao là môn học cơ bản dành cho sinh viên chuyên ngành Giáo dục thể chất trong các trường Đại học và cao đẳng, Giáo trình được biên soạn dựa trên chương trình chi tiết môn học của Trường đại học Quảng Bình. Mục đích cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản v ề biế đổi sinh lý của cơ thể con người khi tham gia hoạt động vận động nhằm sự n đảm bảo cho cơ thể phát triển một cách tối ưu nhất và thích ứng với điều kiện trong tập luyện, thi đấu thể dục thể thao nâng cao sức khỏe, phát triển thể chất con người. Cấu trúc của Giáo trình “Sinh lý học thể dục thể thao” cụ thể như sau: Chương 1. Hệ vận chuyển oxy cho hoạt động thể lực Bài 1. Sinh lý hệ máu và mạch máu Bài 2. Sinh lý hệ tuần hoàn Bài 3. Sinh lý hệ hô hấp Chương 2. Sinh lý hệ vận động Bài 1. Sinh lý bộ máy thần kinh – cơ Chương 3. Sinh lý hoạt động thể dục thể thao Bài 1. Phân loại và các đặc tính sinh lý chung của bài tập thể dục thể thao Bài 2. Cơ sơ sinh lý của các tố chất vận động và trình độ tập luyện Bài 3. Đặc điểm các trạng thái sinh lý của cơ thể xuất hiện trong hoạt động Bài 4. Đặc điểm sinh lý các lứa tuổi Quá trình biên soạn cuốn giáo trình này đã tham khảo nhiều cuốn sách, giáo trình của các tác giả có uy tín trong nước cùng với giúp đỡ của các giảng viên Bộ môn Giáo dục thể chất trường Đại học Quảng Bình, nhưng chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế, chúng tôi mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của đồng nghiệp và bạn đọc. Chúng tôi xin chân thành cám ơn! -4- Chƣơng I hệ vận chuyển oxy cho hoạt động thể lực Bài 1. Sinh lý hệ máu và mạch máu I. Sinh lý hệ máu 1. Khái niệm Máu là một hệ mô đặc biệt thể lỏng. Thành phần: nước và các thành phần khác (thành phần khác là vô hình và hữu hình). Chức năng: . Điều tiết: điều khiển nhiệt các hoạt động của các cơ quan trong cơ thể (họat động thần kinh và thể dịch). . Điều hòa thân nhiệt: chuyển năng lượng từ trong cơ thể tỏa ra ngoài. . Chức năng hô hấp: tham gia vào quá trình vận chuyển O2 và CO2, vận chuyển trao đổi nhờ áp suất thẩm thấu riêng phần. . Chức năng dinh dưỡng: nuôi tế bào. . Chức năng bảo vệ: nhờ 2 cơ chế là chủ động và thụ động (kháng thể). Ngoài ra có chức năng rất cơ bản là điều hòa nồng độ pH. 2. Các thành phần Nước và các thành phần khác. Thành phần khác: - hữu hình: các tế bào - vô hình: huyết tương: huyết thanh và protein Các tế bào: Bạch cầu và hồng cầu. Hồng cầu: là tế bào lớn không nhân mà bản chất là có nhân. Hồng cầu non qua 12 bước chuyển hóa đến hồng cầu trưởng thành. Hồng cầu có cấu trúc tròn và dẹt. Bình thường có 4-5 triệu hồng cầu/ mml(phụ thuộc giới tính). Khả năng tái tạo hồng rất nhanh: 3triệu/giây. Hồng cầu có khả năng sống 120 ngày và bị tại lách và gan. Hồng cầu được tạo ra trong tủy đỏ xương và xương xốp. Trong tế bào hồng cầu, thành phần thực hiện chức năng là hêmôglôbin. . Đơn vị cấu tạo hêmôglôbin: - Hem: protein liên kết 4 phần tử Fe. - glôbin -5- Để đánh giá chức năng của máu, người ta đánh giá hàm lượng hêmôglôbin bình thường khoảng 15gam. . Trong hoạt động TDTT nhu cầu về năng lượng cao, đòi hỏi lượng hêmôglôbin lớn hơn lượng bình thường, cũng như hồng cầu. . Huấn luyện sức bền (ưa khí) nên ở nơi có độ cao (ít Co2) để tăng khả năng sinh hồng cầu. Số lượng hồng cầu là đơn vị có di truyền cao. Yếu tố này được vận dụng vào tuyển chọn VĐV. Hêmôglôbin: - O2: oxi hêmôglôbin - CO2: các bua hêmôglôbin * Bạch cầu: đa dạng hơn. Có các dạng: - Bạch cầu trung tính - Bạch cầu ưa bazơ - Bạch cầu ưa axit - Bạch cầu limphô Số lượng 8- 10.103 (8-10 ngàn)/1mml Chức năng: bảo vệ cơ thể. 3. Sự biến đổi thành phần và số lƣợng của tế bào máu trong hoạt động thể dục thể thao Bạch cầu không tham gia vào khả năng hoạt động nhiều. Sự biến đổi về thành và số lượng phụ thuộc vào công suất bài tập. Thường theo hệ thống, ta chia làm 4 dạng theo 4 dạng công suất trong luyện tập. Theo Egorof: dựa vào 4 dạng bài tập. Sự biến đổi về hồng cầu, bạch cầu gọi là Pha Pha1: bài tập công suất tối đa. Sự biến đổi được tổng hợp theo quy luật. BTcông suất cực đại BT công suất dưới cực đại BT công suất lớn BT công suất trung bình 6 triệu/mml Pha1 Pha2 Pha3 Pha4 ở Pha3: xuất hiện hồng cầu non. ở Pha4: nói lên sự kiệt quệ cơ thể. Các tế bào hồng cầu hao hụt nhiều.Số lượng bạch cầu cũng thay đổi nhưng theo quy luật tăng dần ở các Pha1, 2, 3 giảm ở Pha4 nhưng duy trì ở mức cao hơn. -6- Thành phần bạch cầu thay đổi khác nhau. Ví dụ: đối với bạch cầu limphô, tăng lên Pha1 và giảm dần. Limphô Bạch cầu trung tính tăng liên tục BCTT Trên đây là những biến đổi thành máu mang tính chất tức thời dưới tác động của BTTC có những hoạt động hoặc trong hoạt động TT còn có những biến đổi mang tính lâu dài, đó là hồng cầu cao hơn, đặc biệt hêmôglôbin thường đạt > 15gam. 4. Sự điều hòa nồng độ pH của máu Ion OH- và H+ làm thay PH = 7 trung tính >7 tính kiềm : tỷ lệ bazơ > axit <7 tính toan pH máu = 7,35 xu hướng kiềm nhẹ Nồng độ này luôn ổn định và cân bằng, nếu bị phá vỡ thì các quá trình chuyển hóa sẽ bị rối loạn và chức năng của cơ thể sẽ bị rối loạn. Đặc biệt trong hoạt động TT lúc nợ dưỡng, lúc này chuyển hóa năng lượng xảy ra đồng thời để tạo ra năng lượng, sản phẩm trung gian của quá trình này là axitlăctic được tạo ra trong tế bào cơ, sau phút được chuyển vào máu và từ đó nó làm cho ổn định pH bị thay đổi. Vì vậy trong máu luôn có một hệ thống thực hiện chức năng duy trì cân bằng trong máu gọi là hệ thống đệm trong máu. Nguyên lý: Một hệ thống đệm bao giờ cũng có 2 phần: axit và bazơ. Vì thế khi máu nhiễm kiềm hoặc nhiễm toan thì một trong các thành phần của hệ thống ấy sẽ tác động phản ứng trung hòa. Từ đó độ pH ổn định. Trong máu có 4 hệ thống đệm cơ bản: . Đệm cabonat: là hệ thống đệm có công suất lớn nhất trong máu. . Đệm protein huyết. Trong cấu trúc đệm nhờ vào cấu tạo của axit amin . Đệm hêmôglôbin: gồm có hem và glôbin. Hệ thống đệm này hoạt động giống đệm protein huyết. . Hệ thống đệm phốt phát: được cấu thành từ các muối phốt phát trong máu. Ngoài 4 hệ thống đệm trên còn có một số muối để trung hòa axit lắctíc. Khả năng trung hòa của axit, hệ thống đệm được gọi là dự trữ kiềm của máu. -7- Trong hoạt động thể thao sự thích nghi làm khả năng dự trữ tăng lên và dự trữ kiềm được dùng để đánh giá năng lực hoạt động yếu khí của VĐV. II. Sinh lý hệ mạch mỏu Trong TDTT mạch sử dụng rất nhiều và là một thông số nhạy cảm nhất đối với hoạt động thể chất và phản ánh khách quan (mạch là một thông số gián tiếp phản ánh hoạt động của tim) - Mạch bình thường (hay mạch yên tĩnh): có sự thay đổi vì luôn luôn chịu tác động môi trường. Vì vậy mạch bình thường chỉ là tương đối với trạng thái thoải mái. Thường mạch dao động phụ thuộc vào giới tính (nữ cao hơn nam khoảng 4- 5 nhịp) Phụ thuộc vào lứa tuổi: giảm dần với sự trưởng thành của con người và tăng dần ở tuổi già. Phụ thuộc vào trạng thái sức khỏe cũng như đặc điểm cấu trúc chức năng của hệ tuần hoàn. - Mạch tối ưu: sự biến đổi của tần số mạch phụ thuộc vào cấu trúc cường độ của bài tập theo quy luật đồng biến và liên tục. ậ một giới hạn mạch đập mà tại hiệu suất hoạt động của tuần hoàn đạt giá trị tối ưu thì đó là tần số mạch tối ưu. Qua nghiên cứu mạch 170- 180 với người trưởng thành mạch là mạch tối ưu. - Mạch tối đa: là mạch mà ngưỡng cơ thể con người có thể chịu đựng được và hệ tuần hoàn vẫn phát huy được công suất ở một giới hạn nhất định. Thường mạch tối đa cho phép được tính theo công thức 220- tuổi. Tuy nhiên ở những người có trình độ cao thì ngưỡng mạch tối đa có thể cao hơn. - Huyết áp: là áp lực của dòng máu tác động lên thành mạch. Có 3 loại huyết áp: huyết áp động mạch, huyết áp tĩnh mạch, huyết áp mao mạch. Thông thường sử dụng huyết áp động mạch. Huyết áp tối đa:ứng với thời kỳ tâm thu. Huyết áp tối thiểu: ứng với thời kỳ tâm trương. * Các yếu tố ảnh hưởng huyết áp: . Lực co bóp của tim . Độ cứng của thành mạch . Độ đậm đặc của máu Chính vì đó mà thông qua huyết áp ta đánh giá được chức năng hoạt động của tim. - Lưu lượng tâm thu: là lượng máu mà tim tống vào động mạch trong một lần co bóp (một chu chuyển). Lưu lượng tâm thu là chỉ số quan trọng để đánh giá hiệu suất. Nó phụ thuộc: -8- . thể tích buồng tim . phụ thuộc áp lực phun (lực co bóp và độ dày thành tim). Từ lưu lượng tâm thu ta có thể tính lưu lượng phút. Nếu lưu lượng tâm thu đánh giá công suất của tim thì lưu lượng phút đánh giá hiệu suất của tim (số máu tim tống vào động mạch trong 1 phút). Phụ thuộc: . Lưu lượng tâm thu . Tần số mạch tối ưu Lưu lượng phút bằng lượng tâm thu nhân với tần số mạch trong 1 phút. III. Ảnh hƣởng của hoạt động TDTT đến hệ thống tim mạch Dưới ảnh hưởng của các bài tập thể chất thì sự biến đổi thích nghi của hệ thống tim mạch cũng diễn ra theo quy luật riêng. Sự biến đổi này phải được xem xét dưới 2 góc độ: - những biến đổi tức thời (diễn ra ở thời điểm lượng vận động đang tác động len con người). - những biến đổi lâu dài: là những biến đổi là hiệu quả của bài tập thể chất, được xác định trong các thời điểm tĩnh. Sự biến lâu dài hay tức thời được đánh giá thông qua các chỉ số chức năng. 1. Những biến đổi tức thời - Mạch: tăng cao và tăng song song với công suất vận cơ. ở những VĐV khả năng tăng và chịu đựng được ở mạch tối đa cao hơn người bình thường. - Huyết áp tăng không theo quy luật khi mạch ở dưới 170- 180lần/phút thì huyết áp tăng song song với mạch. Sau đó huyết áp tăng chậm (không đồng biến nữa). Nếu mạch vượt quá tối đa thì huyết áp tụt. - Lưu lượng tâm thu tăng: nhưng cũng ở ngưỡng mạch dưới 170180lần/phút. Mạch vượt qua tối ưu thì lượng tâm thu sẽ giảm. - Lưu lượng phút tăng: nhờ có tăng lưu lượng tâm thu đặc biệtỉơ ngưỡng 170- 180, những biến đổi tức thời này phản ánh khả năng thích nghi và đó là hiệu quả của những biến đổi lâu dài. 2. Những biến đổi lâu dài Có 1 đặc trưng riêng biệt đối với người hoạt động thể chất có hệ thống. Người ta tập hợp lại và gọi là đặc điểm tim thể thao. Đặc điểm tim thể thao: - Hiện tượng giản buồng tim (khác với giản buồng tim bệnh lý). - Phì đại cơ tim: thành tim dày lên đặc biệt ở thất trái. -9- Cả 2 yếu tố trên làm cho lượng tâm thu tăng. - Mạch yên tĩnh chậm lại (giúp cho giai đoạn nghĩ ngơi của tim dài hơn). Nếu trên điện tim thì giai đoạn T- P tăng. Tất cả đặc điểm đó đưa đến tim hoạt động tinh tế hơn. * Đối với hệ mạch, dưới tác động của lượng vận động nó cũng để lại những biến đổi . . Tức thời: trương lực của thành mạch giảm (ngoại biên), xuất phát sự giản nở này mà hệ thống mạng mao mạch dày lên. Số lượng máu tăng 2 lần bởi vì trao đổi chất không thay đổi. Đối với các mao mạch nội tạng thì phản ứng ngược lại: trương lực tăng và mạch co xuất hiện hiện tượng phân bố lại dòng máu trong cơ thể (lượng máu không đổi) dưới tác động của vận động máu đưa ra ngoại biên nhiều hơn. Chính sự phân bố này giúp khả năng vận động mạnh nhưng đồng thời cũng làm giảm sút các chức năng sinh lý bình thường. . Lâu dài: những biến đổi về cấu trúc. - Thành mạch dày lên do lớp cơ phát triển tốt hơn nhưng đồng thời tính đàn hồi tăng. - Sự biến đổi về độ dài chủ yếu ảnh hưởng đến hệ tĩnh mạch theo xu hướng co ngắn. Lưu ý: hiện tượng xơ vữa động mạch quá, hoạt động TDTT không chữa mà chỉ thích nghi cơ chế sự biến đổi mạch cũng chịu ảnh hưởng 2 hệ thống: . Thần kinh dinh dưỡng (giao cảm và phó giao cảm ảnh hưởng đến mạch) . Thể dịch. - 10 - Bài 2. Hệ tuần hoàn Khái niệm chung là một hệ thống bao gồm có tim và hệ thống mạch. Tim về mặt chức năng trong cơ thể đóng vai trò như một cái bơm để tạo nên dòng máu chuyển động trong cơ thể. I. Cấu tạo Cơ tim có cấu trúc đặc biệt. Về mặt cấu trúc: giống như cấu trúc cơ vân, gồm các sợi actin và sợi miozin tạo ra các ô cơ nhưng có cấu trúc đặc biệt nó là các nhánh thông nối giữa các tế bào cơ làm cho cơ tim hình thành một khối thống nhất và hoạt độngtheo nguyên lý "tất hoặc không". Phụ thuộc vào "ngưỡng kích thích", >ngưỡng (kích thích đủ và trên ngưỡng thì cả khối cơ tim hoạt động co cơ, nếu kích thích dưới ngưỡngthì không cho phản ứng. Khi kích thích tăng lên thì công suất co cơ vẫn không đổi. Đến giới hạn nào đó thì cho co cơ tối đa. Từ đặc điểm trên cơ tim có đặc tính co chậm nhưng không bao giờ bị chuột rút (têtanuts). Về cấu trúc tầng cơ có 3 lớp: lớp trong, lớp ngoài chéo; lớp trong đi ngang. Tim có 4 buồng. - Mạch - Động mạch: mạch máu đưa máu từ tim đến các cơ quan. - Tĩnh mạch: mạch nhận máu các cơ quan đưa về tim. Ngoài ra động mạch, tĩnh mạch phân chia nhnhỏ dần đến các mao mạch. Mao mạch vừa có chức năng vận chuyển vừa có chức năng trao đổi chất. Hệ thống mạch được tạo nên trong cơ thể 2 vòng tuần hoàn lớn và bé. * Sự phối hợp giữa tim và hệ thống tuần hoàn: Sự phối hợp vận động giữa các van tim và chu chuyển tim. Chu chuyển tim: là một khoảng thời gian cần thiết trong một chu kỳ hoạt động bao gồm có nhĩ co, thất co, nhĩ trương, thất trương và trương hoàn toàn. Chu chuyển tim = 60giây/tần số = 0,85, khoảng 75 lần/phút. nhĩ thất Co 0,7''/nhĩ trương thất co thất trương/0,5'' - 11 - Khi nhĩ co: đưa máu xuống thất, lúc này van 2 lá và 3 lá mở Khi thất co: thì van 2 lá và 3 lá đóng lại. Các van tổ chim mở ra: máu được đưa một lúc cả 2 vòng tuần hoàn. Sự đóng mở của van tim cùng với sự căng cơ vì áp lực tạo nên âm gọi là tiếng tim. II. Tính chất sinh lý của cơ tim 1. Hoạt tính điện và tính điện trở của sợi cơ tim Thời gian khử cực của các sợi cơ tim gần bằng 0,3s (thời gian khử cực của các sợi cơ vân 0,002s) – theo “sinh lý hoạt động cơ” của giáo sư Kois sản xuất năm 1982. Quá trình co của sợi cơ tim kéo dài bằng thời gian điên thế động của chúng, trong khi đó thời gian một lần co của cơ vân dài hơn thời gian điện thế động của chúng hàng chục lần. Thời gian ở thời kỳ trơ ở cơ tim trùng với thời gian phát triển điện thế động. Như vậy, thời gian hưng phấn cơ học và hưng phấn điện của cơ ti xấp xỉ bằng nhau. Cơ tim ở trong trạng thái trơ toàn bộ sẽ không chịu hưng phấn. Kết quả cơ tim chỉ làm việc theo chế độ co đơn. Chế độ này đảm bảo cho cơ ti hoạt động kinh tế, không mệt mỏi khi nhịp tim ở mức vừa phải khoảng 70 – 80 lần/1 phút. Cơ tim có khả năng làm việc không nghỉ trong suốt cả cuộc đời với hàng triệu lần co. Điều này được lý giải bởi vai trò quan trọng của thời gian giữa pha co và pha thả lỏng cơ tim. Tỷ lệ này trong điều kiện yên tĩnh là 1:5 đối với tâm nhĩ; 1:2 đối với tâm thất. Thời gian co tương đối dài của sợi cơ tim, đặc biệt là tâm thất, thể hiện sự thích ứng quan trọng của cơ tim, đảm bảo cho tim có được một khoảng thời gian đủ lớn để tống màu ra khỏi các buồng tim 2. Tính hƣng phấn của cơ tim Là khả năng cơ tim tự phát sinh điện thế hoạt động. Điện thế màng của cơ tim – 85 – 95 mV, điện thế động – 90 – 100 mV. Khi cơ tim giãn, sợi cơ có điện thế âm. Trạng thái này được gọi là trạng thái phân cực. Khi có điện thế hoạt động, trạng thái phân cực bị huỷ bỏ và điện thế hoạt động tăng lên đến mức hơi dương (+ 20 mV) thì cơ tim hưng phấn và phát sinh xung động. 3. Tính chất dẫn truyền của cơ tim Cơ tim có khả năng hưng phấn và dẫn truyền hưng phấn được là do xuất hiện điện thế hoạt động trong cơ tim. Tốc đọ dẫn truyền xung động trong cơ tim là 0,3 – 0,5 m/s. Trong hệ thống nút tự động là 0.02 – 4 m/s. Tốc độ dẫn truyền xung động bằng 1/10 so với cơ vân, 250 so với sợi thần kinh 4. Tính trơ của cơ tim Tính trơ của cơ tim được thể hiện sau khi cơ tim hưng phấn. Song vào thời điểm này, cơ tim ở trạng thái trơ, kích thích mới sẽ không ra được hưng phấn mới. kích thích mới rơi vào thời kỳ trơ tuyệt đối thì kích thích đó hoàn toàn - 12 - không gây được hưng phấn. Sau thời kỳ trơ tuyệt đối là thời kỳ trơ tương đối. Kích thích mới rơi vào thời kỳ này có thể gay ra hưng phấn nhưng rất khó khăn. cơ tim ở tâm nhĩ có thời gian trơ 0,15s, ở cơ tim tâm thất là 0,25 – 0,30s. 5. Tính nhịp điệu của cơ tim Tính chất hoạt động của cơ tim thể hiện tính đồng thời và tính kế tiếp. Tính nhịp điệu là khả năng kế tiếp phát sinh xung động làm cho tim có tần số đập. Cơ chế gay ra tính nhịp điệu là do sự tự hưng phấn tai nút xoang nhĩ – nút dẫn nhịp của tim. III. Các chỉ số sinh lý của tim (HR) 1. Tần số co bóp của tim HR Là tần số tim đập trong một phút hoặc là tần số chu chuyển tim (CCT) trong một phút Ví dụ: Người Việt Nam bình thường: HR = 70 – 80 lần/1 phút - HR phản ánh hoạt động của tim - HR trong yên tính ở người bình thưởng khoảng 70 – 80 lần/phút + HR dưới 60 lần/phút là nhịp tim chậm + HR trên 90 lần/phút là nhịp tim nhanh a. Yếu tổ ảnh hưởng và đặc điểm biến đổi: - HR phụ thuộc vào tình trạng sức khoẻ (khoẻ ít hơn yếu) - Tư thế của cơ thể: nằm ít hơn đứng - Lua tuổi, giới tính: tuổi cao giảm hơn trẻ, nữ nhanh hơn nam - Thể tích tâm thu: thể tích lớn thì nhịp tim đập ít - Công suất vận động: công suất vận động cao nhất thì tần số tim cao nhất. Tuỳ theo công suất vận động mà có HR khác nhau - Trình độ tập luyện: VĐV có trình độ tập luyện càng cao thì HR càng cao b. ý nghĩa HR trong huấn luyện thể thao thành tích cao - HR là chỉ số đánh giá trình độ tập luyện của VĐV. Trong yên tĩnh HR giảm nhưng ngược lại trong vận động HR tăng - Nhịp tim là chỉ số đánh giá cường độ vận động + Cách 1: đánh giá bằng nhịp tim tối đa: HR = 220 – tuổi + Cách 2: đánh giá bằng nhịp tim tối ưu: là nhịp tim ở đó hiệu suất tuần hoàn đạt công suất tối đa. HR trong khoảng 170 – 180 lần/phút - 13 - - HR là chỉ số đánh giá cường độ bài tập. Trong thể thao, công suất của bài tập được đánh giá bằng m/s; số lần… hoặc chuyển hoá năng lượng được xác định bởi 3 vùng bài tập + Bài tập ưa khí: HR nhỏ hơn 140 l/p + Bài tập hỗn hợp: HR khoảng 140 – 165 l/p + Bài tập yếm khí: HR lớn hơn 165 l/p - Nhịp timlà chỉ số phản ánh quãng nghỉ + Quãng nghỉ ngắn: nhịp tim sau vận động chưa trở về mức ban đầu + Quãng nghỉ đủ: Nhịp tim sau vận động bằng nhịp tim trước vận động hoặc của 10% nhịp tim trước vận động + Quãng nghỉ dài: nhịp tim sau hồi phục nhỏ hơn nhịp tim trước vận động - Nhịp tim là chỉ số đánh giá khả năng hồi phục 2. Thể tích tâm thu (SV) a. Khái niệm: SV là lượng máu tống vào động mạch một lần tim đập Ví dụ: người bình 60 -70 ml/1 lần tâm thu b. Yếu tố ảnh hưởng và đặc điểm biến đổi SV: - Lượng máu tĩnh mạch trở về tim - Tốc độ dòng máu tĩnh mạch trở về tim - Tần số nhịp tim - Kích thước buồng tim - Lực bóp cơ tim - Lứa tuổi, giới tính - Lượng máu tuần hoàn chung - Công suất và thời gian hoạt động c. ảnh hưởng của TDTT với SV: - SV sẽ tăng trong hoạt động thể dục thể thao - Về lâu dài: SV sẽ hơi giảm ở các vận động viên khi trình độ tập luyện tăng lên do công suất co bóp của ti giảm. điều đó chứng tỏ tim hoạt động kinh tế hơn trong nghỉ ngơi. - 14 - Bài 3. Sinh lý hệ hô hấp I. Khái niệm chung và chức phận - Thực hiện chức năng trao đổi khí - Điều tiết nước, thân nhiệt (bay hơi) - Hệ cơ quan thực hiện quá trình trao đổi khí - Là nguồn động lực tạo nên độ rung của thanh quản Chức năng thực hiện được nhờ 2 quá trình hô hấp ngoài và quá trình hô hấp trong, . Hô hấp ngoài: là quá trình trao đổi khí được diễn ra ở bên ngoài của tế bào. . Hô hấp trong: là hô hấp tế bào và diễn ra ở trong tế bào. Đối với hô hấp ngoài được thực hiện bởi các cơ quan hô hấp ngoài (đường dẫn khí và các phế nang). Hô hấp ngoài kết thúc khi O2 được đưa vào tế bào và CO2 lấy từ tế bào ra ngoài. Đối với hô hấp trong là quá trình hô hấp tế bào. Khi chúng ta đánh giá về chức năng hô hấp thì chúng ta đánh giá hô hấp ngoài. Muốn đánh giá hô hấp trong ta cần sử dụng phương pháp sinh hóa. - Cơ chế của quá trình trao đổi khí: Xem xét hai goc độ: muốn thực hiện quá trình hô hấp cần nói đén quá trình chuyển động không khí bao gồm cơ chế hít vào và thở ra. Hai quá trình này là cơ chế cơ học và đồng thời là quá trình trao đổi khí giữa máu và môi trường, và giữa máu với tế bào. - Cơ chế hít vào: Cơ hô hấp hạng I: cơ hoành, liên sườn, cơ gian sườn (hô hấp thường) Cơ hô hấp hạng II: cơ ức, cơ thang, cơ ngực (hít sâu gắng sức) Các cơ lồng ngực co đẩy khoang ngực rộng ra, đồng thời cơ hoành co đẩy khoang ngực rộng, lá thành và lá tạng (khoảng lồng ngực) có áp lực âm tăng. - Cơ chế hít vào vừa chủ động và thụ động: Từ co cơ hô hấp đã đưa lồng ngực dãn nở theo 3 chiều và làm cho áp lực âm trong khoang ngực tăng (áp lực của khoang nằm giữa 2 lá thành và lá tạng) - 15 - nó xuất hiện mức độ chênh giữa áp lực khí môi trường và lồng ngực. Theo qui luật vật lý thì không khí vào phổi. - Thở ra là cơ chế thụ động. Khi cơ thể thả lỏng dưới tác động của trọng lực và cấu trúc lồng ngực, lồng ngực thả lỏng áp lưc khoang ngưc tác động, không khí đi ra. . quá trình thứ 2 là quá trình trao đổi khí diễn ra ở phế nang, môi trương và máu, tế bào và máu. Thưc hiện đươc nhờ áp lực thẩm thấu riêng phần. II. Hiện tƣợng cơ học của quỏ trỡnh hụ hấp Hô hấp được thực hiện nhờ vào: - Sự cử động của lồng ngực - Sự chênh lệch áp suất trong khoang ngưc, trong phế nang - Co giãn của các cơ hô hấp tạo dòng không khí từ ngoài vào phổi và từ phổi đi ra ngoài 1. áp suất âm trong khoang màng phổi Được tạo ra bởi hai là thành và là tạng của khoang màng phổi. Để tìm hiểu áp suất âm đó, có thể chọn một kim tiêm qua cơ liên sườn ở thành ngưc, mũi kim nằm ở khang màng phổi, đuôi kim nối với áp kế thuỷ ngân, ta sẽ thấy áp kế đó dao động. áp suất này càng âm nếu ta thực hiện động tác hít sau vào lồng ngược kín. Bình thường khoang màng phổi có áp suất âm hút các lá phổi nở ra đến sát mặt trong của thành lồng ngực. áp suất âm trong khoang màng phổi là 753 mmHg, áp suất âm giữa khoang màng phổi với không khí khí quển ( 753 760 = -7). áp suất âm này có sự thay đổi khi thực hiện động tác hít vào bình thường -7mmHg, hít vào sâu xuống -30mmHg, khi thở ra – 4mmHg thở ra gắng sức áp suất âm xấp xỉ = 0 2. Cơ chế hít vào Để thực hiện động tác hít vào, thể tích lồng ngực tăng theo 3 chiều + Phải trái + Trước sau + Trên dưới Tác dụng của các cơ hô hấp + Cơ hoành co làm cho thể tích lồng ngực tăng theo chiều trên dưới + Cơ liên sườn ngoài co làm thể tích lồng ngực tăng theo chiều phải trái và trước sau - Ngoài ra có một số cơ phụ tham gia như có thang, cơ ức đòn chũn, cơ răng to 3. Cơ chế thở ra Thở ra là cơ chế thụ động, các cơ hô hấp trên giãn ra - 16 - Khi thở ra là hoạt động theo ý muốn có them vai trò của cơ liên sườn trong, cơ thẳng bụng co làm thể tích lồng ngực giảm III. Cỏc thụng số chức năng hô hấp - Tần số hô hấp: số lần hít vào và thở ra trên một đơn vị thời gian (18-20 lần/phút). Phụ thuộc . lứa tuổi: giảm dần đến tuổi trưởng thành và tăng tuổi già. . giới tính: nữ thể tích lồng ngực nhỏ nên tăng số lần từ 2 đến 4 nhịp/phút. Lưu ý: số đo vong 1 khác thể tích trong. Đối với nữ khung lồng ngưc nhỏ hơn so với nam giới, về mặt tỉ lệ cơ hoành có trọng lực lớn hơn so với nam giới, trương lực cơ cứng. (nam thở bụng, nữ thở ngựckhông đúng nhưng do họat động của cơ hoành nữ ngắn). Trong hoạt động gắng sức tần số hô hấp tăng theo cường độ của mạch đập. - Các thể tích phổi: Giới hạn hít vào tối đa Thể tích dự trữ hít vào Khí lưu thông Dung tích sống Dự trữ thở ra Giới hạn thở ra tối đa Dung tích sống/kg trong lượng cơ thể bình trong thời gian dài). sức bền (công suất trung Khả năng hấp thụ O2 tối đa: đánh giá dung tích sống và trao đổi khí trong tế bào. Trên biểu đồ ta thấy có các thông số sinh lý học khác nhau. Mỗi thông số chứa đựng một thông tin phản ánh một mặt nào đó của chức năng trao đổi khí. Tất cả các thành phần trên cấu thành dung tích phổi. . Dung tích phổ: là tổng lượng không khí có thể chứa được tối đa ở trong phổi. Nó phụ thuộc vào lứa tuổi, giới tính, đặc điểm hình thái và một phần do tác động của tập luyện. Vì vậy: Đại lượng này ít được sử dụng khi đánh giá chức năng hô hấp, mà thường để đánh giá mức độ phát triển thể lực. . Khí lưu thông: là thể tích khí ra vào phổi trong một lần hô hấp bình thường khoảng chừng 500mml. ít giá trị trong chẩn đoán chức năng. . Thể tích dự trử hít vào: là lượng không khí bổ sung sau khi hít vào bình thường nhờ vào sự nổ lực gắng sức. . Dự trữ thở ra: là lượng không khí thu được sau khi thở ra bình thường nhờ vào sự gắng sức tối đa. - 17 - Như vậy cả hai đại lượng này phụ thuộc vào khả năng hoạt động gắng sức của các cơ hô hấp, có ý nghĩ trong việc đánh giá chức năng nhưng trong thực tiển người ta ít sử dụng một cách riêng lẽ. . Dung tích sống: là tổng hợp của khí lưu thông, dự trữ hít vào và thở ra. Nói cách khác dung tích sống là lượng không khí thu được khi thở ra gắng sức từ từ sau khi đã hít vào tối đa. Trong thực tiển thể thao thì ngoài giá trị dung tích sống tuyệt đối người ta còn sử dụng dung tích sống tương đối. Dung tích sống tương đối là đại lượng dung tích sống trên kg trọng lượng cơ thể. Thông số này phản ánh khách quan về năng lực hoạt động ưa khí. * ý nghĩa thông số dung tích sống trong hoạt động TDTT: - Dung tích sống là đại lượng cho phép đánh giá chức năng trao đổi khí ở quá trình hô hấp ngoài. Do vậy nó thường được sử dụng như một đại lượng đánh giá năng lực hoạt động ưa khí. Do di chuyển của dung tích sống rất cao nên nó thường là một thông số áp dụng trong tuyển chọn. Có thể giao động ở mức từ 10 - 20%. Cơ chế của sự tác động này chủ yếu là do sự hoàn thiện của cơ hô hấp. Dung tích sống có sự thay đổi ở các môn chuyên sâu khác nhau. - Khái niệm VO2 và VO2 MAX: . VO2 là thể tích khí hấp thụ trên một đơn vị thời gian. . VO2MAX: là khả năng hấp thụ O2 tối đa của cơ thể trong thời gian 1 phút khi tuần hoàn và hô hấp phát huy công suất tối ưu. Như vậy thông số này cho phép chúng ta đánh giá gần như toàn diện chức năng hô hấp ngoài nhưng có sự liên đới khó tách rời. Trong thực tế người ta sử dụng cả 2 đại lượng VO2MAX tuyệt đối và VO2MAX tương đối. Thông thường: mml/phút (tuyệt đối), mml/kg/phút (tương đối) Phát triển thể lực chung thì VO2MAX tuyệt đối, năng lực vận động thì sử dụng VO2MAX tương đối. * Những yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tiếp thu O2: - Phụ thuộc vào hệ thống vận chuyển O2 (chức năng máu: hêmôglôbin và chức năng của tim mạch cũng như chức năng của các cơ hô hấp và phổi) - Phụ thuộc vào công suất vận cơ phải đạt tới giá trị ngưỡng. - Phụ thuộc vào khối lượng cơ ở trong cơ thể. * ý nghĩa: Trong thực tiển thể thao để đánh giá năng lực vận động nên dùng VO2 MAX tương đối. Khi đánh giá mức độ phát triển thể lực chung sử dụng VO2MAX tuyệt đối. IV. Cơ chế trao đổi khớ giữa cơ thể và môi trƣờng V. Hụ hấp trong vận động 1. Nhu cầu O2 - 18 - a. Khái niệm: là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hoá các hợp chất hữu cơ giải phóng năng lượng cho cơ thể hoạt động - Trong hoạt động nhu cầu oxy tỉ lệ thuận với công suất hoạt động và tỉ lệ nghịch với thời gian vận động Ví dụ: Nhu cầu oxy của chạy 100m là 7 – 8 lít/10s; 400m là 20 lít/1phút; maratong là 3 – 4 lít/1phút b. Cách tính nhu cầu oxy: + Nhu cầu oxy tình theo phút: Lượng oxy cần thiết cho cơ thể hoạt động trong thời gian một phút VD: Nhu cầu oxy chạy 100m là 7 – 8 lít/10s, tính ra phút sẽ là 42 – 48 lít/1 phút + Nhu cầu oxy tính theo tổng nhu cầu oxy cần thiết trong và sau vận động c. Giải quyết nhu cầu oxy trong vận động - Tăng công suất tuần hoàn đạt giá trị tối đavề thể tích phút, thể tích tâm thu của tim - Tăng công suất hô hấp, thông khí phổi đạt giá trị tối đa - Tăng tốc độ phân ly HbO2, cung cấp oxy cho tổ chức cơ hoạt động 2. Nợ oxy trong vận động a. Khái niệm: là lượng oxy cần thiết để đốt cháy hoàn toàn lượng axit lactic sản sinh ra trong vận động - Giới hạn nợ oxy: Người bình thường là 10 lít oxy/1 phút VĐV 18 – 20 lít oxy/1 phút * Nợ oxy trong vận động phụ thuộc vào: + Công suất hoạt động + Thời gian duy trì Nợ oxy trong vận động phân làm 2 loại + Nợ oxy không có axit lactic: xuất hiện ở gian đoạn đầu của quá trình vận động. Đó là lượng oxy cần thiết phải trang trải để tài tổng hợp ATP – CP và bổ sung nguồn oxy dự trữ của tổ chức dưới dạng Myoglobin Giai đoạn này vai trò của ATP – CP sẽ thực hiện việc đảm bảo năng lượng của hoạt động cơ + Nợ oxy có axit lactic trong máu: là lượng oxy cần thiết để loại trừ axit lactic ứ động trong máu ở vào thời điểm vận động. Giai đoạn này, hệ glucophan có vai trò đảm bảo sự cung cấp năng lượng cho hoạt động cơ - 19 - Chƣơng 2 Sinh lý hệ vận động Bài 1. Sinh lý bộ máy thần kinh – cơ Một trong những biểu hiện quan trọng nhất của hoạt động sống là vận động. Có cả một hệ thống các cơ quan khác nhau tham gia vào sự vận động của cơ thể. Bộ phận cuối cùng của hệ thống này là xương, khớp, dây chằng, thần kinh vận động của cơ vân do nó điều khiển. Các nơron vận động và cơ vận là bộ phận tích cực nhất tạo nên sự chuyển động của cơ thể và hoạt động thống nhất với nhau, tạo nên bộ máy thần kinh – cơ hay bộ máy vận động I. Cấu tạo của bộ máy thần kinh – cơ Khi có những xung động thần kinh từ nơron vận động đi đến cơ thì cơ sẽ co lại. Nơron thần kinh nối với cơ bằng các sợi trục (acxon) dài đi từ thân nơron và là thành phần của dây thần kinh ngoại biên. Khi đến cơ, các sợi trục đó phân nhánh nhiều lần tạo thành nhánh tận cùng. Mỗi nhánh tận cùng kết hợp với một sợi cơ qua xinap thần kinh – cơ. Như vậy mỗi nơron vận động sẽ điều khiển một sợi cơ bằng số nhánh tận cùng mà sợi trục của nó chia ra. Các sợi cơ chịu sự điều khiển của cùng một nơron vận động sẽ hoạt động thống nhất với nhau. Nơron vận động cùng với sợi trục và các sợi cơ mà nó điều khiển sẽ tạo thành một đơn vị vận động. Đơn vị vận động là thành phần chức năng cơ bản của bộ máy thần kinh cơ. Nói một cách khác, bộ máy thần kinh – cơ chính là tổ hợp các đơn vị vận động Mỗi đơn vị vận động gồm có 3 phần chính: + Nơron vận động và sợi trục của nó + Sợi cơ + Xinap thần kinh – cơ 1. Cấu tạo của sợi cơ Cơ vân được cấu tạo từ các tế bào cơ còn gọi là sợi cơ. Sợi cơ là một tế bào mảnh và dài (có sợi dài tới 10 – 12cm), có nhiều nhân. Sợi cơ có màng bao bọc, có cấu tạo như các màng tế bào khác. Chất chứa trong sợi cơ gọi là cơ tương, là một chất dịch có chất đạm, các ion và các chất hoà tan khác nữa. Ngâm rong cơ tương có lưới cơ tương, là một hệ thống các ống ngang và dọc cùng các bể chứa. Lưới cơ tương cũng có màng như sợi cơ. Hệ thống ống của lưới cơ tương nối bề mặt của màng sợi cơ với các bộ phận sâu trong cơ tương và có vai - 20 -