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绪论　运动人体科学的研究特征与进展1

一、运动人体科学的研究特征1

（一）以系统整体观点综合宏观与微观研究1

（二）从多层次、全方位开展跨学科研究1

（三）依托基础性研究突出应用特点2

（四）研究手段借助先进仪器设备和技术2

二、运动人体科学的研究进展3

第一讲　生命科学研究中的几个热点问题6

一、人类基因组计划7

（一）人类基因的构成7

（二）人类基因组计划9

（三）后基因组时代及其展望11

二、蛋白质组学的研究12

（一）蛋白质组和基因组的区别13

（二）蛋白质组学研究的主要内容13

（三）蛋白质组学研究的方法14

（四）蛋白质组学研究的前景15

三、克隆技术与生物工程15

（一）克隆技术15

（二）生物工程18

四、人类脑计划和神经信息学20

（一）人类脑计划的提出与发展20

（二）一门新兴的边缘学科——神经信息学21

（三）我国研究现状22

五、分子医学22

（一）分子医学的发展与研究22

（二）基因治疗23

第二讲　生物医学技术及其在运动医学中的应用26

一、经典生物医学技术介绍27

（一）光谱分析技术27

（二）色谱技术30

（三）电泳技术32

（四）离心分析技术37

（五）显微技术39

（六）同位素示踪技术42

二、现代生物医学技术在运动医学领域中的应用45

（一）重组DNA技术45

（二）单克隆抗体技术46

（三）流式细胞技术48

（四）PCR技术51

（五）核磁共振54

（六）纳米技术56

（七）激光共聚焦扫描显微镜59

（八）干细胞技术59

（九）激光医学62

第三讲　运动员基因选材原理与方法72

一、运动员基因选材的研究现状72

二、运动员基因选材的基本原理74

（一）DNA遗传标记74

（二）限制性片段长度多态性74

（三）重复序列多态性75

（四）单核苷酸多态性76

（五）单体型79

三、运动员基因选材的研究策略79

（一）关联研究常用的实验设计79

（二）关联研究常用的统计学方法81

（三）关联研究候选基因的选择方法81

（四）关联研究的样本量和Power值的计算83

（五）关联研究的注意事项83

四、运动员基因选材的研究手段85

（一）STRs的分型技术85

（二）SNPs的分型技术85

（三）单体型构建的技术和方法85

第四讲　人体运动形态学研究进展与应用94

一、人体运动大体形态学研究技术与进展95

二、人体运动显微形态学研究技术与进展96

（一）运动与骨、关节96

（二）运动与骨骼肌98

（三）运动与心血管形态学的变化104

（四）运动与肝脏110

（五）运动与肾脏111

（六）运动与肺113

（七）运动与神经系统114

（八）运动与淋巴系统116

（九）运动与胃肠道形态学117

第五讲　运动性疲劳的中枢机制与神经递质126

一、概述127

（一）运动性中枢疲劳的概念127

（二）神经递质概念与分类127

（三）运动性疲劳的中枢机制129

（四）微透析技术在运动与中枢神经递质研究中的应用132

二、中枢单胺类神经递质与运动133

（一）脑内多巴胺与运动133

（二）脑去甲肾上腺素与运动137

（三）脑内5-羟色胺与运动139

（四）运动中单胺类神经递质的相互作用与动态变化143

（五）单胺类神经递质对行为活动和心理的相互调节作用145

三、中枢氨基酸类神经递质与运动146

（一）谷氨酸与天冬氨酸147

（二）γ-氨基丁酸与甘氨酸148

（三）运动对中枢氨基酸类递质的影响151

（四）运动对中枢氨基酸类递质受体的影响153

四、营养和药物干预对中枢神经递质和运动能力的影响155

（一）药物干预对中枢神经递质和运动能力的影响155

（二）补糖对运动中枢神经递质的影响155

（三）补充氨基酸对运动中枢神经递质的影响157

第六讲　运动与细胞凋亡167

一、细胞凋亡概述167

（一）细胞凋亡的概念167

（二）细胞凋亡的形态学特征168

（三）细胞凋亡的生化和分子生物学特征169

（四）细胞凋亡的生物学意义170

二、细胞凋亡的机制171

（一）细胞凋亡的酶学基础171

（二）细胞凋亡的信号传导173

（三）细胞凋亡的基因调控175

三、细胞凋亡的检测176

（一）形态学观察方法176

（二）DNA凝胶电泳177

（三）酶联免疫吸附法（ELISA）核小体测定177

（四）DNA片断原位标记法177

（五）流式细胞仪定量分析178

四、运动诱发的细胞凋亡179

（一）运动与骨骼肌细胞凋亡179

（二）运动与心肌细胞凋亡180

（三）运动与其他细胞凋亡的研究182

第七讲　神经、内分泌、免疫功能与运动188

一、神经-内分泌-免疫调节网络188

（一）神经-内分泌-免疫网络的构成189

（二）神经、内分泌与免疫系统之间的相互作用189

二、神经生物学的研究进展190

（一）细胞神经生物学研究进展190

（二）分子神经生物学研究进展192

（三）泛脑网络学说193

三、运动内分泌学研究进展194

（一）运动过程中受体与化学信号的转导194

（二）下丘脑在运动应激行为中的作用195

（三）CRH在运动应激行为中的作用196

（四）内分泌激素对运动的应答与适应特征197

四、运动免疫学研究进展198

（一）免疫调节信息物199

（二）内分泌轴与运动性免疫功能变化199

（三）神经、内分泌与免疫功能的调控200

第八讲　健身和运动训练效果的生物学评价205

一、认识健身和训练效果的生物学评价205

（一）生物学与生物学评价206

（二）健身与训练210

二、健身与训练效果生物学评价的进展213

三、健身与训练效果生物学评价的策略215

（一）健身与训练效果生物学评价的主体分析215

（二）健身与训练效果生物学评价的客体分析219

（三）健身与训练效果生物学评价的手段分析220

四、健身与训练效果生物学评价的局限性222

（一）影响训练或锻炼效果因素的多样性与生物学评价自身的局限性222

（二）生物学评价技术的局限性222

（三）研究者认识的局限性222

第九讲　运动与氧化应激研究进展225

一、氧化应激与机体抗氧化系统226

（一）活性氧及其产生226

（二）机体抗氧化系统227

（三）线粒体解偶联作用与抗氧化作用228

二、运动氧化应激与机体抗氧化能力229

（一）运动与活性氧的产生229

（二）运动氧化应激与氧化损伤230

（三）运动与抗氧化系统231

（四）抗氧化剂的补充与抗氧化能力233

三、运动性活性氧的生理意义234

（一）活性氧与运动性疲劳234

（二）活性氧与运动性肌肉损伤235

（三）活性氧的信号作用235

（四）活性氧与线粒体能量代谢236

第十讲　大气污染、人体健康与运动能力240

一、大气污染概述241

（一）我国大气污染的现状241

（二）大气污染的成因241

（三）大气污染物的组成242

二、大气污染与健康244

（一）大气污染与患病率244

（二）大气污染与死亡率244

（三）大气污染与呼吸系统疾病245

（四）大气污染与肺功能245

（五）大气污染与免疫246

（六）大气污染与心脏自律性246

三、大气污染与运动246

（一）运动者对污染物的易感性246

（二）污染物与运动能力247

四、在不同环境中运动应注意的几个问题249

第十一讲　运动锻炼与心脏功能254

一、运动员心脏254

（一）运动员心脏的结构255

（二）运动员心脏的功能258

（三）运动心脏与病理心脏的区别260

二、体育锻炼与心脏功能261

（一）体育锻炼改善心功能261

（二）体育锻炼对冠状动脉循环的影响262

（三）提高心血管机能的运动处方266

三、心脏检查诊断的常用方法简介268

（一）心电图和动态心电图268

（二）X线269

（三）超声心动图269

（四）磁共振成像技术269

第十二讲　运动损伤病理、诊断与治疗的研究进展272

一、运动损伤病理的研究进展272

（一）骨骼肌的损伤病理272

（二）韧带的损伤病理274

（三）软骨的损伤病理275

二、高新技术在运动损伤诊断中的应用275

（一）影像技术的发展与应用275

（二）生物力学在预防和诊断运动损伤中的应用276

（三）组织学、生物化学及分子生物学方法与运动损伤的诊断276

三、运动损伤治疗的研究进展277

（一）传统医学在运动损伤治疗中的应用及研究进展277

（二）西医在运动损伤治疗中的应用及研究进展281

第十三讲　人体有氧和无氧能力的测量与评价289

一、人体有氧能力的测量与评价289

（一）最大摄氧量的直接测定289

（二）最大摄氧量的间接评估292

（三）运动能量节省化的测量与评价293

（四）亚极量运动中阈的测量295

二、最大强度运动能力的测量与评价302

（一）Wingate经典测试方案302

（二）优化测试方案303

（三）对无氧代谢的间接估算——最大积累氧亏305

三、集体项目运动员有氧及无氧能力的测量与评价306

（一）yo-yo体能测试306

（二）运动加速能力测试312

（三）10s最大踏车冲刺测试312

（四）5×6s重复踏车测试313

第十四讲　运动强力（促力）手段317

一、运动员可以使用的强力物质——运动营养品317

二、强力物质在竞技运动中的应用318

（一）国外对强力物质的应用319

（二）国内对强力物质的应用322

（三）运动营养品与营养素327

三、国内外对强力物质的管理329

（一）国外对强力物质的管理和分类329

（二）国内对强力物质的管理和分类330

第十五讲　高原训练与低氧训练338

一、高原训练339

（一）高原环境对运动能力的影响339

（二）高原训练的起源与发展340

（三）高原训练的生理学基础340

（四）影响高原训练效果的因素347

（五）高原训练中的几个问题349

二、低氧训练350

（一）低氧训练的概念与发展350

（二）HiLo351

（三）INHE354

第十六讲　运动训练的生物学监控362

一、概述363

（一）运动训练生物学监控的概念363

（二）运动训练生物学监控的方法363

二、运动训练生物学监控中常用的指标364

（一）心血管机能的监控指标364

（二）氧转运功能的监控指标365

（三）代谢能力的监控指标367

（四）内分泌功能的监控指标373

（五）神经系统功能的监控指标375

（六）组织损伤的监控指标376

（七）免疫系统功能的监控指标379

三、运动训练的综合监控381

（一）负荷强度和负荷量的综合监控与评定381

（二）运动员训练效果的综合监控与评定382

（三）运动员身体机能恢复和过度训练的综合监控与评定383

（四）运动员赛前机能的综合监控与评定384

四、运动员控、降体重训练期的生物学监控384

（一）体成分的监测385

（二）无氧代谢能力的监测386

（三）心率的监测386

（四）血液生化指标的监测386

（五）尿液指标的监测387

五、运动员营养的生物学监控388

（一）营养膳食调查388

（二）营养的生化监控388

第十七讲　生物芯片技术及其在体育科学领域中的应用进展396

一、生物芯片及其研究进展397

（一）生物芯片的概念、类型及特点397

（二）生物芯片的制备技术及检测与分析方法402

（三）生物芯片的研究进展与应用405

二、生物芯片在体育科学领域中的应用与展望407

（一）生物芯片在运动人体科学研究中的应用与展望407

（二）生物芯片在运动训练学研究和实践中的应用与展望411

三、生物芯片技术在体育科学领域中隐藏的商业价值413

（一）生物芯片技术在运动员科学选材、运动训练监控中隐藏的商业价值413

（二）生物芯片技术在强身健体与疾病运动辅助治疗中隐藏的商业价值414

第十八讲　运动生物力学研究的进展与应用421

一、运动生物力学测量方法的进展与应用422

（一）概述422

（二）影像解析技术424

（三）三维测力台426

（四）关节力量测试428

（五）肌电测量429

（六）综合性多机同步测试430

二、运动技术诊断方法的进展与应用432

（一）对比方法432

（二）统计方法434

（三）实验方法435

（四）模型方法436

三、运动器材的设计与改进440

（一）专项运动鞋的生物力学研究440

（二）运动保护装备的改型、完善及新产品的研制与开发440

（三）运动场地地面材料的研究与开发441

（四）人与运动器械接触部位的研究442

四、运动生物力学研究的主要领域442