体育科技 SPORT SCIENCE AND TECHNOLOGY 2019年（第40卷）第1期 Vol.40,NO.1.2019
——军事职业活动相关能力上的疲劳*教育叙事研究的一般步骤
马继政 杨 靖 王 哲 贾 卫
（陆军工程大学军事运动科学研究中心，江苏 南京 211101） On the Optimization of Military Human Performance
——the Fatigability of Military Occupational Activities related Performance
MA Jizheng, etal.
(Research Center of Military Exercise Science, Army Engineering University of PLA, Nanjing 211101, Jiangsu, China)
摘要：参加体育、健身、日常活动、以及各种军事职业活动，人类能力存在局限性，神经肌肉系统发生
疲劳。能力上的疲劳可造成神经系统的过负荷，从长期上，是提高神经肌肉适应、能力提高的必须过程。神经肌肉疲劳，外周（骨骼肌）和中枢机制（神经）存在不同，由不同任务决定。外周和中枢疲劳修复存在时程上的不同。充分认识不同军事职业活动的生理过程，以及疲劳后恢复期时程的变化，可为最佳化身体训练提供依据。
关键词：能力上的疲劳；中枢疲劳；外周疲劳；军事职业活动
*基金项目：解放军理工大学预先研究基金重点课题（KYJYZLXY1602-9）；全军军事类研究生资助课题（2016JY374）；江苏省普通高校学术学位研究生科技创新计划项目（KYCX17_1369）。
作者简介：马继政（1971—），博士，教授，研究方向：军事运动训练。
参加体育、健身、日常活动、以及各种军事职业活动，人类能力存在局限性，神经肌肉系统发生疲劳。疲劳通常被认为是骨骼肌疲劳，但也指的是能力上的疲劳。其定义为急性运动导致参与肌的力和输出功率下降[1]。并伴随着自感疲劳程度的增加。肌肉疲劳可限制急性运动/职业任务上的能力，但从长远看，可被用来提高能力。疲劳可引起神经肌肉系统过负荷，是提高神经系统适应能力必经之路。 在进行最大或次最大竭力运动任务，可发生能力上的疲劳，可采用参与肌，力的最大随意收缩（maximal voluntary contraction，MVC）程度进行定量；次最大运动
任务的持续时间，通常用来评定日常的活动能力。
尽管运动能力最终受限于工作肌的输出能力，但多种机
城乡养老保险并轨制影响能力上的疲劳，主要来自于中枢和外周
[1,2,3]。在完成疲劳性的任务时，尽管存在一些生理过程，限制力和功率的生成，由于冗余生理系统，一些生理系统发生调整，进行代偿，维持动态平衡。因此，发现最直接导致疲劳的潜在的机制目前仍旧是一个挑战。但精准医学的发展，可为认识军事
职业活动造成的疲劳与恢复提供潜在的机会，即人类能力最
佳化：“应用知识、技能和新兴的技术，来提高和维持军事
胡 温人员执行基本任务能力的过程”[4]。此外，并“通过研究、
技术和政策，授权作战人员和支持人员共同开发个体最佳化的能力，推动人类能力最佳化进入新时代”，即精准能力[5]。 1能力上疲劳的潜在机制 通常能力上疲劳的潜在机制涉及到中枢和外周。中枢涉
及到中枢神经系统（Central nervous system，CNS）和神经途径；外周涉及到骨骼肌
[1,2,5]。进行高强度的身体活动，可能涉及到肌肉的收缩和兴奋收缩耦联，常伴随肌纤维的功能、肌膜兴奋性、以及肌浆网Ca 2+释放能力下降[1,2,5]。 1.1中枢机制 尽管疲劳时常归因于收缩过程，但是，在疲劳测试中，
随意激活程度的下降（中枢驱动）在力的生成和输出功率下
降方面起着重要的作用，单侧肢体运动，最大力量可减少
25%[6]。长持续时间（超级马拉松）[7]或短时大强度（划船）
[8]的全身运动，可导致随意激活程度的下降，以及与之相关的最大力量的下降。 CNS 存在众多潜在位点限制激活，最终影响骨骼肌的运
动输出，运动神经元池接受信号：下行传入通道、脊髓中间神经元、外周传入反馈（Ⅰa 传入纤维、Ⅲ和Ⅳ类传入纤维），这些信号在脊髓内整合，能够改变随意驱动[6,9]。运动神经
元本身的性能、神经递质（ 5-羟胺，去甲肾上腺素）也影响运动输出[9]。这些变化可影响随意收缩产生的力和比率。伴随着疲劳，会发生一些生理上的调整，进行代偿[9]，因此，
发现其中关键的限速因素是非常困难的。
大量的技术和方法被用来发现中枢疲劳的潜在的机制。
tilera评定MVC 神经驱动（随意激活）程度通常刺激运动神经元或
运动皮层，检测所诱发的抽搐收缩力。进行一个任务或一个疲劳任务后，抽搐收缩力幅度增加，意味着随意驱动未能成功。急性随意激活的丧失被定义为中枢疲劳，意味着MVC
力下降，由中枢神经系统内引起的疲劳[6]。
刺激运动皮层（经颅磁刺激技术（Transcranial Magnetic Stimulation，TMS））可检测其上游的疲劳，但这类刺激技术局限于所选择的肌[1]。 肌电图（electromyography，EMG）可用于评定中枢神经系统的兴奋程度[10]。持续性MVCs，由于运动神经元应答、下行传入以及来自于肌梭传入反馈减少，整体上EMG 活性下降。次最大强度疲劳收缩，整体上EMG 活性增加，主要因为运动单位募集增加，随着下行传入的增加，放电率发生改变
[9]。工作肌逐渐疲劳，脊椎兴奋能力下降。也能够通过肌内EMG 信号或无创表面多通道阵列电极，检测单一运动神经元的行为[9]。 皮质脊髓和运动神经元的兴奋性可通过EMG 的变化进行评定。刺激的常用部位为运动皮层（运动诱发电位），颅
胫交接区、运动神经（复合肌肉动作电位）、传入神经（H 反
射）[11]。研究表明在进行单侧肢体疲劳运动、整体运动，中
枢神经系统的兴奋性发生改变[12]。另外，力竭运动，磁共振脑功能成像显示皮层和皮层下区域发生改变[13]。
疲劳性的练习是有限的，在中枢神经系统，传递至肌肉神经系统信号降低[11]。考虑到任务的需求和环境上的变化，
中枢疲劳存在不同。尽管中枢和骨骼肌影响运动导致力和爆
杨宇霆发力的下降，随意激活的下降仅占能力上疲劳的25%- 30%[6]。
1.2外周机制 大强度或延长性的身体练习，骨骼肌肌纤维的收缩功能下降，意味着疲劳形成。在肌纤维内，疲劳通常和能量的需求增加有关。需要ATP高效地再合成，来满足收缩时，迅速增加的能量消耗。主要由分子马达进行消耗：横桥、肌浆网
Ca 2+泵（the sarcoplasmic reticulum Ca 2+-pumps，SERCA）
以及细胞膜Na +-K +泵[3]。 对细胞功能和整体性来说，向这些能量消耗蛋白提供充
足的能量是必须的。缺少能量，SR- Ca 2+泵不充分工作，可
异体蛋白增加细胞质自由Ca 2+，细胞膜Na +-K +变化率不能维持，可导致动作电位的传播受损，肌纤维最终不应答[3]。因此，再合成
ATP的代谢系统是非常关键的。骨骼肌肌纤维的激活起始于
DOI:10.kj.2019.01.008
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