初探游泳运动的生物学基础

吴小周

摘 要 人在游泳运动时消耗的能量远大于陆上运动，而水中能量的消耗是由水温决定的，同时也与人体在水中运动的时间和水中运动的动作有关。此外，水的温度直接影响能量消耗。

【关键词】游泳运动；生物学基础

1 游泳运动的项目特点

1.1 游泳运动的特点

游泳是一项具有较高的锻炼价值和和颇具娱乐性的运动，游泳就是对水的浮力的运用和合理的利用水的特性克服水的阻力，在水中进行的身体活动。游泳又分为竞技游泳和大众游泳，是奥运比赛中奖牌数仅次于田径的大项，同时也是一项广大群众日常生活的生活能力和运动技能。

1.2 游泳项目的特点

游泳是一项积众多好处于一身的运动，它具有较为悠久的历史，深受大众的青睐，同是运动项目游泳比其他项目更具社交性，健身性和社会性。在全民健身的今天，具有更现实的意义。

2 游泳对人体运动能力的影响

2.1 游泳对能量代谢的影响

陆上运动热量的消耗远不及游泳运动，同时间的陆上与水中运动，水中运动损耗的热量是陆上的5—10倍。其原因如下：

（1）水的导热性是同温度空气的28倍。

（2）水的密度比空气的大，水的阻力比空气的大820。水的阻力随着人体在水中的速度增加而增加，。因此，游泳速度越快所受的阻力就越大，因而消耗的能量也越多。

（3）与竞走，跑步等运动相比游泳运动的有用功相对较低，一名高水平的蛙泳运动员的有用功仅为4%—6%，而陆上运动，如跑，跳，投等的有用功为20%—30%。游泳运动的能量消耗还与水温，停留时间，体脂，游泳姿势及在水中运动适应程度有关。水温越低，停留时间越长，消耗能量就越多。

游泳是以有氧代谢为基础的运动项目，从事较长时间连续运动所需的氧，主要来自呼吸，通过血液循环运送至器官。肌肉收缩时能量的直接来源是三磷酸腺苷的分解，最终来源是糖或脂肪的氧化分解，根据机体氧的供应情况，糖的氧化分解可有两种方式：

（1）当氧供应充足时，来自糖的有氧代谢。

（2）当氧供应不足时，多来自糖的无氧代谢既无氧酵解形成乳酸。人在游泳时，需氧量和吸氧量的相互关系决定了人体的功能方式。

一般人体产生热量仅有五分之一用于活动需要，其他大量热能从体表流失。游泳时因为水温低于体温，会有更多的体热经水的传导流失所以对热的要求更高。

2.2 游泳对呼吸机能的影响

水中的压力和水的密度比空气中大，因此在游泳时，人体需要同时克服水的压力和水的密度等因素，从而使得水中完成动作的难度远远比陆地上更难，这也对人体的心肺功能有了更好的锻炼，尤其是对人体呼吸肌肉的锻炼更为显著。

游泳时身体浸泡在水中，由于水的压力使人体肺活量减少8%—10%，安静时或游泳时的呼吸道的气流阻力可增加50%以上。吸气时就必须增加吸气肌的力量，以抵抗水的压力 ；在呼气时往往也是在水下进行的，因此呼气时也要增加呼气肌的力量，以克服水的阻力，将气呼出。因而，经过长期的游泳运动锻炼，可使运动员的肺活量增大。男运动员的肺活量为5—5.6升，最高可达7.3升，女运动员为4—4.5升，比同龄的普通人高出10%—20%。

游泳对呼吸的节奏要求比较严格，在游动时不能随意的加快和加深呼吸，同时也因为水的压力和密度的原因迫使胸腔的吸气量增加受到限制，肺通气量减小，肺泡通气量亦随之减小。因此，经常参加游泳运动可使人体从肺通气量中获取氧的效率提高，即肺泡同期量增大。研究表明，无论次最大强度还是最大强度，游泳时肺泡通气量均比跑步时高。

另外，经常进行游泳运动还能使人体最大摄氧量提高。有报导，世界水平的男游泳运动员最大摄氧量是6升/分左右，女子为3.75升/分。部分研究表明，不进行游泳训练的的人在游泳时最大摄氧量约比陆地上低15%—20%，但是游泳运动员最大摄氧量接近跑步时的值，优秀游泳运动员在游泳时的最大摄氧量和跑步时是相同的，甚至还略高。在一定极限下速度蛙泳和蝶泳的摄氧量比自由泳和仰泳高1—2升/分。所以，跑步时所测得的最大摄氧量不能代表游泳运动员的运动能力，要提高游泳运动员的最大摄氧量水平，就尽可能的通过游泳训练获得。

2.3 游泳对心血管机能的影响

游泳对人体循系统的影响较为良好，这一影响主要是由于水的特性和人体在水中运动时的动作姿势密切相关。运动给静脉血回流创造了良好的条件，这是因为：

（1）游泳时由于身体处于水平漂浮姿势心脏射血所需要克服的血液重力很小，所以，心脏所承受的负担相对较小，水平体位还可以使静脉血液较易回流。

（2）游泳时由于水的压力而使在呼吸的时候深度比陆上深，由于压力的加强便更好的促进了静脉的回流。

（3）大肌肉群的有节律的收缩活动，对静脉有挤压作用，使静脉回流较为容易。

（4）当人体浸在水中时水对浸在水中皮肤有压力，水的压力对人体的表皮和表皮下的血管具有按摩作用，可以有效地帮助皮肤的静脉血回流。

游泳时心输出量，耗氧量和游泳速度之间呈直线函数关系，这一规律与其他运动项目相同。但是与跑步相比较，在相同运动强度下，训练程度低的人心输出量和没搏输出量较跑步低，而训练程度高的游泳运动员较跑步高。在进行大负荷和强度比较高的水中运动时，对于心输出量的要求必须是安静时的5—6倍，使得血管里的血流量增加，同时克服在水的压力下和血管遇冷收缩的情形下的锻炼。正常人没搏输出量为50—70ml，通过一定时间的游泳运动后，可使心室扩大，心脏充盈，血量增加，心机力增强，没搏输出量增加至20—40ml，并相应的使主动脉弓变粗而富有弹性。因此买一些从事水中运动游泳运动员可出现右心室肥大，有训练的运动员出现窦性心动徐缓的现象。

2.4 游泳对血液及尿液成分变化的影响

游泳时在水中进行的，而且水的温度比较低，使泌汗机能减弱。因此肾脏排泄的负担增加。研究表明，游泳后尿中排出的乳酸量比以想同强度跑后含量多。游泳后尿中的乳酸含量同负荷强度有关，强度越大乳尿酸越高。因此，可以用运动后乳尿酸的含量来评定运动员的负荷量和负荷强度。

游泳后，尿蛋白出现阳性率比其他项目高。有学者认为，这与游泳时肾脏受缺血，缺氧，低温及由于排汗较少而使血液中的酸性物质积累较多有关。研究表明 ，尿蛋白含量的增加和负荷大小成正比；同运动员的训练成反比。训练水平很高的运动员，在剧烈的运动后尿蛋白的出现率很低，而且恢复很快。尿蛋白的排出量还与运动员的机能状态有关。当运动员的机能状态不佳时，尿蛋白的排出量增加，机能状态转好时，尿蛋白的排出量减少。在剧烈的游泳运动后运动员往往出现血尿，此时的机能状态不佳。

3 人体对水环境的体温调节

当人体受到外界的刺激是会对刺激做出反应，人在冷水中活动时受到寒冷的刺激就会产产生寒冷应激，从而通过体内血液流向体表调节人体的温度，从而维持人体正常生理状态。然而经常性的进行水中运动，机体会对这样一个环境逐步地适应，使人体产热和散热的调节得到改善，人体体温的自我调整能力增强。

人体在对水环境的适应也有一个较为急促的过程，在水中逗留的时间太久，体温的自我调整可分为以下四个阶段：

第一阶段：散热大于产热

反应：减小放热，增加产热

在身体入水几分钟内，冷的刺激发射性地引起皮肤毛细血管收缩，从而加强组织的热绝缘能力，减少了身体深部的热量向体表的传导，此时皮肤发白，热量减少，产热增强。

第二阶段：散热小于产热

反应：加强产热，促进散热

人体表皮在收到寒冷信号刺激时，皮肤上的血管会做出反应，，血管舒张使得体内血液流向皮肤，皮肤逐渐发红，人体开始有温暖的感觉。这是机体对寒冷刺激有了一个适应的过程，这时候身体产热量可能提高3—4倍。一般认为，当出现第二阶段就应该停止在水中游泳，到岸上做一些活动加强产热。

第三阶段：散热大于产热

反应：出现寒颤，增加产热

人体连续的停滞在水中，会导致身体热量的不断散失，而后骨骼肌会战栗，增加身体的产热量。战栗是提示热量消耗过度的信号，所以一般在身体感觉寒颤时应上岸擦干身体，做些轻微的活动加强产热过程，如果停留过久，散热过多，容易引起感冒。

第四阶段：散热大于产热

反应：小动脉收缩，皮肤呈紫色

当身体耗费大量的热量后开始战栗还延续停滞在水中，从而引起小动脉的收缩，小静脉扩张，导致血液不能得到及时的循环而滞留在皮下经脉中使得皮肤和嘴唇发紫。

游泳对人体具有较为显著的影响，除了以上这些较为突出的影响意外，还存在万千的细微影响。例如游泳对人的食欲和摄食量，对人体代谢系统，对生长发育等都有影响等。

参考文献

[1]新华社.冬泳强身健体好处多[N].新华社 ，2002.

[2]张玉良.游泳对青少年健康影响因素的分析[J].哈尔滨师范大学自然科学学报，2002.

[3]亨利C·卢卡斯基.人体成分评估的传统方法和新方法[J].四川体育科学，1992（04）.

[4]刘春梅.游泳训练对心血管的影响[J]. 运动，2013，03：155-156.