运动生理学是在医学和生理学的基础上发展起来的较年轻的一门学科。运动生理学的萌芽出现在19世纪末20世纪初的欧洲。1889年,法国的拉格朗日出版了《人体运动生理学》(Physiology of Bodily Exercise),这是运动生理学第一本教科书。1907年,W.Fletcher等人研究了肌肉活动与乳酸生成之间存在着密切关系。这一研究成果使人们认识到肌肉活动的能量源自于肌糖原分解为乳酸。在这一时期,德国的赞兹研究了登山与高地对人体影响的生理学;意大利学者莫索研制出了肌肉功能描记器,并利用此仪器对肌肉疲劳进行了研究,描记出肌肉疲劳曲线;英国的班布里奇出版了《肌肉运动生理学》一书,该书奠定了肌肉运动生理学理论基础。
对运动生理学有突出贡献的首推英国伦敦大学的希尔、德国基尔大学的梅耶霍夫和丹麦哥本哈根大学的柯劳格三位科学家。希尔研究了肌肉收缩与舒张过程中热量的产生。梅耶霍夫则研究了肌肉工作时耗氧量和乳酸产生之间的关系,他们因此分享了1922年的诺贝尔生理学或医学奖。柯劳格因发现了毛细血管的活动调节机理,而获得了1920年诺贝尔生理学或医学奖。他们的研究为运动生理学的形成与发展奠定了基础。
在这一时期,希尔出版了他的三部运动生理学名著:《肌肉活动》(Muscular Activity,1926)、《人类的肌肉运动》(Muscular Movement in Man,1927)、《有生命的机械》(Living Machinery,1927)。这些书中的有关论点,特别是有关肌肉工作的论点至今仍为生理学工作者所引用。为此,希尔被誉为“运动生理学之父”。
(二)哈佛疲劳实验室对运动生理学发展的贡献
在生理学发展历史上,哈佛疲劳实验室(Harvard Fatigue Laboratory)的建立具有里程碑的意义。该实验室于1927年建立,1947年关闭。在这20年时间里,哈佛疲劳实验主要在以下两个方面为运动生理学的发展做出了突出贡献:第一,该实验室是培养国际运动生理学杰出人才的摇篮,培养了一批年轻的运动生理学精英。20年间先后有15个国家的运动生理学学者在该实验室工作过,他们是运动生理学的种子,从哈佛疲劳实验室撒向世界各地,并开花结果,在世界范围内为运动生理学的发展做出了重要贡献。第二,该实验室的研究广泛、深入,其研究内容构成了现代运动生理学的框架和基础,有些研究领域仍然是当今的热点问题。
哈佛疲劳实验室重要研究领域包括:研究了运动员最大摄氧量、氧债和长时间运动中的碳水化合物和脂肪代谢;探讨了高原、干燥、湿热以及寒冷对运动能力的影响;观察了运动员运动时血液的酸碱平衡、血氧饱和度、氧分压、二氧化碳和一氧化碳等指标的变化及其生理学作用;制定了各种营养素的评价方法,并阐明了各种营养素的生理作用;发明了著名的用于间接测量最大摄氧量的哈佛台阶试验等。
(三)北欧及其他地区运动生理学的发展对运动生理学的影响
20世纪30年代,三位年轻的北欧生理学家克里斯汀森、阿斯姆森以及尼尔森来到美国哈佛疲劳实验室工作。三位年轻人学成回国后继续从事运动生理学研究并培养了一批运动生理学工作者。奥斯特兰德在20世纪50—60年代,进行了大量的有关耐力运动及身体素质方面的研究,制定了间接测定最大摄氧量的标准和方法;萨尔庭在研究运动时骨骼肌能量代谢方面颇有建树。奥斯特兰德和罗达尔所著的《运动生理学》(Textbook of Work Physiology)于1970年出版,该书是近代运动生理学的代表作。(www.xing528.com)
继哈佛疲劳试验室之后,北欧引领了运动生理学的发展。与此同时,在北美、苏联、亚洲等地也有一些学者为运动生理学的发展做出了贡献。苏联学者在著名生理学家巴甫洛夫的条件反射理论的影响下,在运动条件反射建立和运动技能形成等方面做出了杰出的工作。克列斯托夫尼柯甫出版了《运动生理学论文集》。该论文集汇集了大量的实验资料,阐述了各项运动的生理学特点,对运动员科学训练起到了重要的促进作用。日本的猪饲斯道夫、吉田章信等人在运动生理学研究领域也做出了较大的贡献。
(四)中国运动生理学的发展历程
我国最早的《运动生理学》教科书是程瀚章1924年所著,1929年由上海商务印书馆出版。书中从运动对血液系统,呼吸系统,循环系统,骨、关节和肌肉系统,泌尿系统,中枢神经系统以及运动对皮肤散热和体温调节的影响等方面一一做了阐述;提出了各系统的科学运动方式以及运动中的注意事项;对某些简单动作(比如跳跃)还从生物力学的角度做了分析;并且对于不同肌肉、肌群的锻炼方式或方法,以及如何预防不良姿势等给予了科学的指导;还特别阐述了儿童心血管系统生理特点以及在运动中的注意事项,其涉及面极广,内容极详尽,令人叹服。
继程翰章之后,我国著名的生理学家蔡翘于1940年出版了侧重劳动生理学的《运动生理学》一书,以及和赵敏学1951年编著的《实用运动生理学》都是主要的运动生理学教学参考书。
直到20世纪50年代初期,在中国有关运动生理学的教学与研究工作却进行得甚少。在50年代末,运动生理学才在我国有了第一次飞跃性的发展。1957年,北京体育学院为我国首次培养出第一批运动生理学研究生。他们在我国运动生理学发展过程中做出了重要贡献。20世纪70年代末至80年代,是我国运动生理学第二次飞跃发展时期,全国体育院系相继开展了运动生理学研究生培养工作,使我国的运动生理学教学、科研和人才培养工作得到了蓬勃发展。
新千年伊始,运动生理学的发展又遇到了新的契机。在中国生理学会关怀下,中国生理学会运动生理学专业委员会于2001年成立,为运动生理学的发展开辟了新天地,这是中国运动生理学发展史上的一个重要的里程碑。
经过半个多世纪的发展,我国的运动生理学研究在探讨人体生命活动规律、运动健身的理论与方法、运动训练提高运动员运动能力的理论与方法等方面取得了飞跃性的进展,形成了一支人员素质较高的研究队伍,知名专家在国际学术界享有一定声望。在某些研究领域,接近、达到甚至超过了世界先进水平。这一切为未来我国运动生理学继续发展奠定了良好的基础。
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