运动与心肺功能22214

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1、氧气作为人体获得生命能量的重要物质，是生命活动的第一需要，脑、心脏、肝脏被认为是机体耗能率最高的器官，氧气的供应对维持其正常功能尤其重要。脑的重量只占体重的2%-3%，其耗氧量却占人体总耗氧量的20%，且脑组织基本无能源物质的储备，几乎全部依靠血液中的氧气参与供能来维持正常的生命活动。如果完全中断脑的供血、供氧，人体在8-15秒内就会丧失知觉，6-10分钟就可以造成不可逆转的损伤。心肌毛细血管密度在所有的组织中最高，机体通过循环系统、呼吸系统、和血液系统共同完成氧气的摄取、交换和运输。,运动与心肺功能,运动与心肺功能,运动与心肺功能,一、心脏功能概述 二、运动时心血管功能的变化 三、运动心脏

2、四、心血管功能的主要评定指标 五、呼吸功能与氧的运输,运动与心肺功能,一、心脏功能概述 （一）心肌的供血与能量代谢特点 （二）心脏的泵血功能 （三）心脏的内分泌功能,运动与心肺功能,一、心脏功能概述 （一）心肌的供血与能量代谢特点 血供：心脏向全身组织器官供血，心肌组织自身血液供应由冠状动脉提供。心肌的相对供血量较大，安静状态下冠状动脉向每100g心肌组织供血6080mlmin-1，一般人心脏获血量200-300 mlmin-1，占心输出量的4%5%，超过组织平均供血量的10倍以上。此外，心肌组织安静时氧利用率高达65%75%，而一般组织氧利用率仅为25%左右，这使得在氧利用方面，相同血量提供

3、给心肌组织的氧量实际为提供给一般组织氧量的3倍，即要获得相同的氧量，一般组织的血流量应是心肌的3倍。,心肌组织的高氧利用率使得通过提高氧利用率来增加摄氧量的空间很小，随着代谢水平的提高，骨骼肌组织可通过提高血流量和组织氧利用率来满足对氧的需要，在剧烈运动中每100g心肌供血量可增至300-400mlmin-1。 心肌毛细血管丰富，毛细血管数与心肌纤维数的比例为1:1，每平方毫米面积有25003000根毛细血管，所有组织中心肌细胞所含线粒体数量最多，密度最大。这一结构特点保证了心肌与血液间的物质交换速度，能迅速补充氧气。,运动与心肺功能,运动与心肺功能,心肌供血虽然丰富，但心肌收缩时由于心肌的挤

4、压作用，使冠状血流量明显减少，由于左心室肌比右心室更加发达有力，因此，其血流量减少的更加明显，通常左心室在收缩期心肌血流量只有舒张期的20%-30%，要靠舒张期补充供血。在剧烈运动时心脏舒张期缩短，每搏输出量减少，收缩期冠状的血流量就更少，这是导致运动性心肌缺血的重要原因。,运动与心肺功能,供能：心肌有氧代谢酶系发达而无氧代谢酶系很弱，高度依赖有氧供能系统活动，其代谢的能量几乎完全靠有氧代谢提供，对缺氧、缺血十分敏感，较长时间的缺血将导致心肌的严重损伤甚至坏死。心率是心脏能量代谢水平的敏感标志，心率增高则心脏能量消耗增加。,可供心肌利用的能源物质主要有脂肪、葡萄糖和乳酸，在安静状态下，脂肪是心

5、肌组织的最重要的能源，其次是葡萄糖。脂肪分解与糖分解代谢过程有相互抑制作用，在氧气充足的条件下，脂肪供能的同时将对糖分解代谢产生一定的抑制作用，使糖供能相对减少。而在剧烈运动中，心肌耗能则主要由糖代谢所产生的乳酸来提供，来自血液循环中的乳酸提供的能量几乎是糖原和脂肪酸供能的3倍，可见心脏是清除血乳酸的重要器官。对长时间低强度的运动，脂肪分解供能仍为心肌代谢的主要能源。,运动与心肺功能,（二）心脏的泵血功能 心率、每搏输出量、射血分数、心输出量和心力贮备是评价心泵功能的重要指标。 1.心动周期和心率,心动周期：心肌收/舒机械活动周期完成泵血体症：心音,心脏的周期性活动,上、下腔V 右心房 房室瓣

6、 右心室 肺A瓣肺A 体循环 肺循环 主A 主动脉瓣 左心室 房室瓣 左心房 肺V,（1） 心动周期 1）概念：心脏每收缩和舒张一次构成一个心动周期,2）时间分配：,心房,心室,房缩,房缩,室 缩 期,心率增快时，以舒张期缩短明显,3）特点,房、室不同时收缩 保证泵血正常进行,运动与心肺功能,（2） 心率 1）概念：心脏每分钟跳动的次数 2）正常值：60次100次/分 3）波动：年龄、性别、进食、体温、情绪、疼痛、缺氧、运动、 劳动 4）最大心率的测定： 直接测定：连续测定心率直至力竭，但老年人不适合 间接推测：最大心率=220-年龄，或210-0.8年龄。,听听我的心跳！,运动与心肺功能,运

7、动与心肺功能,2. 每搏输出量和射血分数 （1）概念：一次心跳一侧心室射出的血量。 （2） 正常值：6080ml，平均70ml （3）射血分数：每搏输出量占心室舒张末期容积的百分比。 射血分数=每搏输出量/心室舒张末容积100% 正常值为60%（5565）优秀的运动员可达到80%,（1）每分输出量 概念：每分钟一侧心室所射出的血量。 计算：COSV HR 影响因素：性别、年龄、体位、进食、妊娠、情绪紧张、低氧、高二氧化碳、肌肉活动 （2）心指数：每平方米体表面积计算的心输出量。 正常值：3.03.5L.min1.m2 体表面积(m2)=0.0061身高(cm)+0.0128x体重(kg)-0.

8、1529,3. 每分输出量和心指数,运动与心肺功能,（3）心力贮备 概念：心输出量随机体代谢的需要而增加的能力。 心率贮备：最高心率（220年龄）安静心率 搏出量贮备：收缩期储备舒张期储备 搏出量 = 心室舒张末期容积 心室收缩末期容积 收缩期贮备：安静时心室收缩末容积心室最大收缩末容积 舒张期贮备：心室最大舒张末容积心室安静舒张末容积,运动与心肺功能,160 120 80 40,20 60 100 140 180,舒张期贮备,正常范围,收缩期贮备,余血量,心率贮备,优秀运动员贮备,心率次/min,心 室 容 积 ml,16014515ml,751560ml,运动与心肺功能,运动与心肺功能,（

9、三）心脏的内分泌功能 不少于10种的内分泌物质。主要有： 心源性激素：心钠素、脑钠素、肾素一血管紧张素、心肌生长因 子等。 血管内皮细胞源性激素：内皮素、内皮舒张因子、血小板活化因 子、血小板生长因子等。 心血管调节激素：儿茶酚胺、乙酰胆碱、降钙素基因相关肽等。 上述神经内分泌激素被称为心血管调节肽，对心血管功能代谢及 生长发育起重要的调节作用。,心钠素（心房利尿钠肽）： 心钠素主要是由心房分泌的一种含有28个氨基酸并由二硫键结合的一环形肽分子，具有强大的利钠、利尿、扩血管等作用。使血管舒张，外周阻力降低；使每博输出量变少，心率减慢；肾排水排钠增多；导致体内细胞外液量减少。心钠素主要来源于心肌

10、纤维，但脑、肾、肺、肾上腺等器官、组织也能表达，但产生及分泌的方式有一定差异。,运动与心肺功能,作用 利钠及利尿作用 抑制肾素血管紧张素醛固酮系统。 抑制垂体后叶加压素（也称抗利尿激素（ADH）的 合成、释放及作用。 舒张血管、降低血压、改善心功能的作用。,运动与心肺功能,运动与心肺功能,2.肾素一血管紧张素 以前一直认为是产生于肾小球旁器，现已证实心肌亦可产生，它可调节冠脉循环血量、增加心肌收缩力、促进心内交感神经释放儿茶酚胺等。 3.内皮素 由血管内皮细胞分泌的内皮素是迄今所知最强的缩血管物质，有强烈的缩血管升压效应和强心作用。 长期的运动训练可使心房肌组织的心钠素、肾素一血管紧张素及内皮

11、素分泌水平增高，对心脏功能的提高有良好的调节作用。,二、运动时心血管功能的变化 （一）运动时心率的变化 （二）运动时每搏输出量的变化 （三）运动时心输出量的变化 （四）运动时动脉血压的变化,运动与心肺功能,运动与心肺功能,二、运动时心血管功能的变化 （一）运动时心率的变化 运动时，心率随代谢水平的提高而加快，其变化速率与幅度因运动强度和时间而异。 1. 单一较小强度运动时，心率从运动开始出现迅速上升，当各系统机能水平进入稳定状态后，心率可较长时间维持在同一水平，随着运动时间的持续，机体各系统机能平衡被破坏，心率将出现再次增高甚至达最高水平，此次心率的升高可视为运动疲劳点。,运动与心肺功能,2.

12、单一大强度运动由于机体代谢水平很高，摄氧量始终难以满足需氧量，各系统机能水平不能保持在相对稳定的状态，因此心率的变化将持续增高至最大心率而不出现平台。 3.对于递增负荷运动，心率的变化情况则因每级运动时间及递增负荷量而异，有可能出现相对稳定的心率，亦可能持续上升，但上升速率低于单一大强度运动。,运动与心肺功能,心率,运动强度,运动与心肺功能,（二）运动时每搏输出量的变化 运动可通过血流速度加快，静脉回心血量增加，使舒张末心室容积提高，同时通过交感神经兴奋及儿茶酚胺物质分泌增加，使心肌收缩力增强，减小收缩末心室容积，两者共同作用导致搏出量的明显增加。,运动与心肺功能,（三）运动时心输出量的变化

13、运动时心输出量因心率和搏出量的增加而增大，在一定范围内，心输出量随心率的升高呈近线性增加。当心率的增高导致搏出量的下降时，心输出量的增加趋于平缓；当心率增高对供血量的影响不足以补偿高心率造成的搏出量降低对供血量的影响时，心输出量甚至表现出下降的趋势。研究表明，运动时一般主要以提高心率来增加心输出量，搏出量的增加相对较小，而运动员由于回心血量较大和心肌收缩力较强，则表现出更大的搏出量增幅和较小的心率增幅。,心输出量,心率,搏出量,运动强度,运动与心肺功能,运动与心肺功能,（四）运动时动脉血压的变化 血压正常值为: 收缩压：是90140mmHg（1218.7kpa） 舒张压：5090mmHg（6.

14、712kpa） 收缩压：100120mmHg（13.316kpa） 舒张压：6080mmHg（8.010.6kpa） 脉搏压：3040mmHg（4.05.3kpa）,成人,青年人,成人安静时收缩压高于140 mmHg（18.7kpa），舒张压高于95 mmHg（12kpa）时，则称为高血压。由于收缩压主要反映心脏收缩能力和大动脉的弹性，舒张压主要反映外周阻力的大小、小动脉的管径及弹性，因此舒张压的增高具有更大的临床意义。随着年龄的增加，收缩压亦缓慢升高，60岁时可达140mmHg（18.7kpa）。,运动与心肺功能,运动与心肺功能,运动导致动脉血压显著增高。在剧烈运动时收缩压可高达190 mm

15、Hg（25.3kpa）以上。 动力性运动：收缩压明显升高，舒张压的变化相对较少甚至可能有所下降。主要原因是动力性运动导致心脏收缩增强，血流速度加快，使血压增高，但同时运动时交感舒血管神经兴奋使外周血管扩张，加之肌肉收缩的挤压加快静脉回流，使动静脉压力差增大，促进了动脉血外流，使得外周阻力相对下降，以上升压和降压两种因素的共同作用使得舒张压变化幅度较小。,运动与心肺功能,静力性运动：由于憋气使胸腔压力增大，后负荷增高，搏出量有所下降，心窒余血量较多，静脉回流阻力亦增加，加之肌肉紧张性收缩对外周血管的静力性压迫，外周血流不畅，外周阻力显著增高，结果使收缩压的升高幅度相对较小，而舒张压有十分明显的增

16、高，从而对小血管造成很大的压力。 中老年人由于血管硬化程度增加，弹性下降，脆性增加，因此在大强度静力性运动时因外周阻力过大易发生小血管的破裂，故应尽量少进行大强度静力性运动。,三、运动心脏 （一）运动性心脏肥大 （二）运动性心动徐缓 （三）心泵血功能改善 （四）对运动心脏的评价,运动与心肺功能,运动与心肺功能,三、运动心脏 概念：运动心脏是机体长期接受大运动刺激后逐渐形成的具有明显结构功能特征的心脏。 1899年瑞典医师Henshen通过叩诊法发现滑雪运动员心脏肥大，并将其称之为运动员心脏（运动心脏，Athlete,s heart），提出大的心脏可获得比赛的胜利。一个多世纪以来，对运动心脏的研究从大体的宏观水平逐步深入到心肌组织、细胞及分子水平。与一般心脏相比，运动心脏表现出特有的结构功能特点。,运动与心肺功能,（一）运动性心脏肥大 长期系统的运