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，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，其耗氧量却占人体总耗氧量的人体总耗氧量的20%，且脑组织基本无能源物质的储备，几乎全部依，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，人体在供血、供氧，人体在8-15秒内就会丧失知觉，秒内就会丧失知觉，6-10分钟就可以造成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。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运动与心肺功能1高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能一、心脏功能概述一、心脏功能概述二、运动时心血管功能的变化二、运动时心血管功能的变化三、运动心脏三、运动心脏四、心血管功能的主要评定指标四、心血管功能的主要评定指标五、呼吸功能与氧的运输五、呼吸功能与氧的运输2高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能一、心脏功能概述一、心脏功能概述（一）心肌的供血与能量代谢特点（一）心肌的供血与能量代谢特点（二）心脏的泵血功能（二）心脏的泵血功能（三）心脏的内分泌功能（三）心脏的内分泌功能3高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能一、心脏功能概述一、心脏功能概述（一）心肌的供血与能量代谢特点（一）心肌的供血与能量代谢特点血供：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心心肌组织供血肌组织供血6080mlmin-1，一般人心脏获血量，一般人心脏获血量200-300 mlmin-1，占心输出量的，占心输出量的4%5%，超过组织平均供血量的，超过组织平均供血量的10倍倍以上。此外，心肌组织安静时氧利用率高达以上。此外，心肌组织安静时氧利用率高达65%75%，而一般，而一般组织氧利用率仅为组织氧利用率仅为25%左右，这使得在氧利用方面，相同血量提供左右，这使得在氧利用方面，相同血量提供给心肌组织的氧量实际为提供给一般组织氧量的给心肌组织的氧量实际为提供给一般组织氧量的3倍，即要获得相同倍，即要获得相同的氧量，一般组织的血流量应是心肌的的氧量，一般组织的血流量应是心肌的3倍。倍。4高等课堂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心肌供心肌供血量可增至血量可增至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，每平方毫米面积有平方毫米面积有25003000根毛细血管，所有组织中心肌细胞根毛细血管，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。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5高等课堂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压作用，使冠状血流心肌供血虽然丰富，但心肌收缩时由于心肌的挤压作用，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，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。缺血的重要原因。6高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能供能：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。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。7高等课堂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，脂肪是心肌组织的最重要的能源，其次是葡萄糖。脂状态下，脂肪是心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。要能源。8高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能（二）心脏的泵血功能（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。重要指标。1.心动周期和心率心动周期和心率心动周期：心肌收心动周期：心肌收/ /舒机械活动周期舒机械活动周期完成完成泵血泵血体症：心音体症：心音 心电周期：心肌心电周期：心肌 Ap 周期性电活动周期性电活动 体症：体症：ECG ECG 心脏的周期性活动心脏的周期性活动 上、下腔上、下腔V V 右心房右心房 房室瓣房室瓣 右心室右心室 肺肺A A瓣瓣肺肺A A 体循环体循环 肺循环肺循环 主主A A 主动脉瓣主动脉瓣 左心室左心室 房室瓣房室瓣 左心房左心房 肺肺V V 9高等课堂（1） 心动周期心动周期1）概念：心脏每收缩和舒张一次构成一个心动周期）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：）时间分配：心房心房心室心室房缩房缩房缩房缩室室 缩缩 期期心率增快时，以舒张期缩短明显心率增快时，以舒张期缩短明显 3 3）特点）特点房、室不同时收缩房、室不同时收缩 保证泵血正常进行保证泵血正常进行 心舒张期心舒张期 心收缩期心收缩期 使心肌得以充分休息使心肌得以充分休息运动与心肺功能运动与心肺功能10高等课堂（2） 心率心率1）概念：心脏每分钟跳动的次数）概念：心脏每分钟跳动的次数2）正常值：）正常值：60次次100次次/分分3）波动：年龄、性别、进食、体温、情绪、疼痛、）波动：年龄、性别、进食、体温、情绪、疼痛、缺氧、缺氧、运动、运动、 劳动劳动4）最大心率的测定：）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：最大心率间接推测：最大心率=220-年龄，或年龄，或210-0.8年龄。年龄。运动与心肺功能运动与心肺功能11高等课堂12高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能 2. 每搏输出量和射血分数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。）概念：一次心跳一侧心室射出的血量。 （2） 正常值：正常值：6080ml，平均，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：每搏输出量占心室舒张末期容积的百分比。 射血分数射血分数=每搏输出量每搏输出量/心室舒张末容积心室舒张末容积100% 正常值为正常值为60%（5565）优秀的运动员可达到）优秀的运动员可达到80%13高等课堂（1）每分输出量）每分输出量 概念：每分钟一侧心室所射出的血量。概念：每分钟一侧心室所射出的血量。 计算：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。）心指数：每平方米体表面积计算的心输出量。 正常值：正常值：3.03.5L.min1.m2体表面积体表面积(m2)=0.0061身高身高(cm)+0.0128x体重体重(kg)-0.15293. 每分输出量和心指数每分输出量和心指数运动与心肺功能运动与心肺功能14高等课堂（3）心力贮备）心力贮备 概念：心输出量随机体代谢的需要而增加的能力。概念：心输出量随机体代谢的需要而增加的能力。 心率贮备：最高心率心率贮备：最高心率（220年龄）年龄）安静心率安静心率 搏出量贮备：收缩期储备舒张期储备搏出量贮备：收缩期储备舒张期储备 搏出量搏出量 = 心室舒张末期容积心室舒张末期容积 心室收缩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运动与心肺功能15高等课堂160 120 80 40 20 60 100 140 180舒张期贮备舒张期贮备正常范围正常范围收缩期贮备收缩期贮备余血量余血量心率贮备心率贮备优优秀秀运运动动员员贮贮备备心率次心率次/min心心 室室 容容 积积 ml16014515ml751560ml运动与心肺功能运动与心肺功能16高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能（三）心脏的内分泌功能（三）心脏的内分泌功能不少于不少于10种的内分泌物质。主要有：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。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。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。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。生长发育起重要的调节作用。17高等课堂1.心钠素（心房利尿钠肽）：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。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纤维，但脑、肾、肺、肾上腺等器官、组织心钠素主要来源于心肌纤维，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。也能表达，但产生及分泌的方式有一定差异。运动与心肺功能运动与心肺功能18高等课堂作用作用利钠及利尿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（抑制垂体后叶加压素（也称抗利尿激素（ADH）的）的合成、释放及作用。合成、释放及作用。 舒张血管、降低血压、改善心功能的作用。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19高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能2.肾素一血管紧张素肾素一血管紧张素 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。酚胺等。3.内皮素内皮素 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。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素分泌水平增高，对心脏功能的提高有良好的调节作用。皮素分泌水平增高，对心脏功能的提高有良好的调节作用。 20高等课堂二、运动时心血管功能的变化二、运动时心血管功能的变化（一）运动时心率的变化一）运动时心率的变化（二）运动时每搏输出量的变化（二）运动时每搏输出量的变化（三）运动时心输出量的变化（三）运动时心输出量的变化（四）运动时动脉血压的变化（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21高等课堂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二、运动时心血管功能的变化（一）运动时心率的变化（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。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。高甚至达最高水平，此次心率的升高可视为运动疲劳点。22高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能23高等课堂2.单一大强度运动由于机体代谢水平很高，摄氧量始终难以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，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。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。上升，但上升速率低于单一大强度运动。运动与心肺功能运动与心肺功能心心率率运动强度运动强度24高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能（二）运动时每搏输出量的变化（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，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。搏出量的明显增加。 25高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能（三）运动时心输出量的变化（三）运动时心输出量的变化 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，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。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。26高等课堂心输出量心输出量心率心率搏出量搏出量运动强度运动强度运动与心肺功能运动与心肺功能27高等课堂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（四）运动时动脉血压的变化血压正常值为血压正常值为: 收缩压：是收缩压：是90140mmHg（1218.7kpa） 舒张压：舒张压：5090mmHg（6.712kpa） 收缩压：收缩压：100120mmHg（13.316kpa） 舒张压：舒张压：6080mmHg（8.010.6kpa） 脉搏压：脉搏压：3040mmHg（4.05.3kpa）成人成人青年人青年人28高等课堂 成人安静时收缩压高于成人安静时收缩压高于140 mmHg（18.7kpa），舒张压高于），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）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，增加，收缩压亦缓慢升高，60岁时可达岁时可达140mmHg（18.7kpa）。）。运动与心肺功能运动与心肺功能29高等课堂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 mmHg（25.3kpa）以上。）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，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。压变化幅度较小。30高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能 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高，从而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高，从而对小血管造成很大的压力。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。进行大强度静力性运动。31高等课堂三、运动心脏三、运动心脏（一）运动性心脏肥大（一）运动性心脏肥大（二）运动性心动徐缓（二）运动性心动徐缓（三）心泵血功能改善（三）心泵血功能改善（四）对运动心脏的评价（四）对运动心脏的评价运动与心肺功能运动与心肺功能32高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能三、运动心脏三、运动心脏概念：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。构功能特征的心脏。1899年瑞典医师年瑞典医师Henshen通过叩诊法发现滑雪运动员心脏肥大，并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，将其称之为运动员心脏（运动心脏，Athlete,s heart），提出大的心），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，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。运动心脏表现出特有的结构功能特点。33高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能（一）运动性心脏肥大（一）运动性心脏肥大 长期系统的运动训练使运动员心脏发生明显的增大，称为运动性长期系统的运动训练使运动员心脏发生明显的增大，称为运动性心脏肥大。普通人心脏体积约为本人的拳头大小，质量为心脏肥大。普通人心脏体积约为本人的拳头大小，质量为200300g。在临床上冠心病、肺心病和风湿性心脏病后期，常出现病理性心脏肥在临床上冠心病、肺心病和风湿性心脏病后期，常出现病理性心脏肥大，心泵血功能显著降低，故临床通常将心脏质量超过大，心泵血功能显著降低，故临床通常将心脏质量超过500g作为正作为正常和病理心脏的临界质量，心脏相对临界质量为常和病理心脏的临界质量，心脏相对临界质量为7.5g/kg(体重体重)，心，心脏体积为脏体积为20ml/kg(体重体重)，但运动心脏时有超过这一质量。，但运动心脏时有超过这一质量。34高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能 运动性心脏肥大表现在心腔的扩大和心肌肥厚两方面。超声运动性心脏肥大表现在心腔的扩大和心肌肥厚两方面。超声心电图和心电图和x光等研究表明，长期承受耐力性运动刺激的心脏常表现光等研究表明，长期承受耐力性运动刺激的心脏常表现出轻微的心肌肥厚（出轻微的心肌肥厚（12mm）和明显的左心室内径扩大（）和明显的左心室内径扩大（35mm）；长期承受力量性运动刺激的心脏则常表现出明显的心肌）；长期承受力量性运动刺激的心脏则常表现出明显的心肌肥厚肥厚(23mm)，其心腔的增加则相对较小甚至无改变。一般人，其心腔的增加则相对较小甚至无改变。一般人心脏容积为心脏容积为600700ml，优秀运动员可超过，优秀运动员可超过1000ml以上；左以上；左室舒末内径普通正常人不超过室舒末内径普通正常人不超过60mm，耐力运动员可达，耐力运动员可达63mm以以上；一般人左室舒末容积为上；一般人左室舒末容积为1.71.9ml/kg（体重），耐力运动（体重），耐力运动员最高可超过员最高可超过70%；左室心肌质量一般人为；左室心肌质量一般人为2g/kg（体重），耐（体重），耐力运动员可超过力运动员可超过75%。35高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能 运动性心腔扩大的主要机制是由于经常性的耐力性运动剌激使静脉运动性心腔扩大的主要机制是由于经常性的耐力性运动剌激使静脉回心血量增加，逐渐引起心肌纤维肌小节数量和长度增加，导致心腔由回心血量增加，逐渐引起心肌纤维肌小节数量和长度增加，导致心腔由功能性扩大转化为器质性扩大。由于运动强度不是很大，其运动后负荷功能性扩大转化为器质性扩大。由于运动强度不是很大，其运动后负荷增加较小，心肌收缩阻力增加亦较小，故心肌的肥厚程度较小，且主要增加较小，心肌收缩阻力增加亦较小，故心肌的肥厚程度较小，且主要表现为肌浆性肥大和心肌毛细血管数量的增加。表现为肌浆性肥大和心肌毛细血管数量的增加。36高等课堂 运动性心肌肥厚的主要机制是当机体在克服高阻力负荷时，运动性心肌肥厚的主要机制是当机体在克服高阻力负荷时，肌肉收缩紧张性高，运动性憋气等因素使心脏收缩时的后负荷增肌肉收缩紧张性高，运动性憋气等因素使心脏收缩时的后负荷增加，引起搏出量减少，机体只能通过加强心肌的收缩力来保证和加，引起搏出量减少，机体只能通过加强心肌的收缩力来保证和提高心脏的射血量，同时心肌代谢水平的增高使消耗增多，运动提高心脏的射血量，同时心肌代谢水平的增高使消耗增多，运动后合成代谢特别是心肌收缩蛋白的合成亦更加旺盛，加之长期训后合成代谢特别是心肌收缩蛋白的合成亦更加旺盛，加之长期训练的结果使心肌细胞收缩蛋白数量增加，肌原纤维增多，心肌细练的结果使心肌细胞收缩蛋白数量增加，肌原纤维增多，心肌细胞增粗，收缩力更强，主要是肌原纤维性肥大，外部表现为心肌胞增粗，收缩力更强，主要是肌原纤维性肥大，外部表现为心肌的明显肥厚。运动性心肌肥厚是心肌细胞对多种运动诱发的肥大的明显肥厚。运动性心肌肥厚是心肌细胞对多种运动诱发的肥大剌激因素的一种适应性反应，是一种功能性代偿。剌激因素的一种适应性反应，是一种功能性代偿。运动与心肺功能运动与心肺功能37高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能（二）运动性心动徐缓（二）运动性心动徐缓 长期的运动训练可使运动员安静心率低于普通人正常值，称为长期的运动训练可使运动员安静心率低于普通人正常值，称为运动性心动徐缓。运动心脏普遍低于运动性心动徐缓。运动心脏普遍低于6Ob.min-1，优秀耐力性运动，优秀耐力性运动员心率常见为员心率常见为4050b.min-1，最低者竟达，最低者竟达21b. min-1。 机制：心迷走神经紧张性相对增高机制：心迷走神经紧张性相对增高 38高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能（三）心泵血功能改善（三）心泵血功能改善 运动心脏与普通心脏相比，主要从以下几方面表现出心泵功能的改善。运动心脏与普通心脏相比，主要从以下几方面表现出心泵功能的改善。在安静状态下在安静状态下，两类心脏的供血量并无显著区别，但普通心脏以较高的心率，两类心脏的供血量并无显著区别，但普通心脏以较高的心率和较小的每搏量来保证机体供血，而运动心脏则以较低的心率及较大的每搏和较小的每搏量来保证机体供血，而运动心脏则以较低的心率及较大的每搏量保证供血，以较小的能量消耗保证了同样的供血量。同时，安静低心率使量保证供血，以较小的能量消耗保证了同样的供血量。同时，安静低心率使运动心脏的心率储备增大，有助于心力储备的提高。运动心脏的心率储备增大，有助于心力储备的提高。 39高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能 在开始在开始运动时运动时，由于对运动刺激的适应程度较高，运动心脏泵血，由于对运动刺激的适应程度较高，运动心脏泵血功能的动员较快，能较快地消除生理惰性。在以规定的强度和时间完成功能的动员较快，能较快地消除生理惰性。在以规定的强度和时间完成定量负荷运动时定量负荷运动时，运动心脏较普通心脏泵血功能变化幅度较小。主要是，运动心脏较普通心脏泵血功能变化幅度较小。主要是因为运动员运动能力较强，同样的物理负荷量对于运动员而言更易完成，因为运动员运动能力较强，同样的物理负荷量对于运动员而言更易完成，成为较小的生理负荷量，从而表现出较小的生理反应。在完成成为较小的生理负荷量，从而表现出较小的生理反应。在完成最大运动最大运动负荷时负荷时，由于运动员代谢水平更高，为取得更好的运动成绩，其心泵功，由于运动员代谢水平更高，为取得更好的运动成绩，其心泵功能将表现出更高水平。普通人剧烈运动时最大心输出量为能将表现出更高水平。普通人剧烈运动时最大心输出量为2030l.min-1，而运动员最大心输出量可超过，而运动员最大心输出量可超过40L.min-1，其心力贮备较普通，其心力贮备较普通人高近人高近20l.min-1，可见运动员心泵功能的良好表现主要反映在运动中。，可见运动员心泵功能的良好表现主要反映在运动中。40高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能（四）对运动心脏的评价（四）对运动心脏的评价 长期以来，对运动心脏的认识与评价一直处于争议之中，最初临长期以来，对运动心脏的认识与评价一直处于争议之中，最初临床型医学因运动员心脏出现过度肥大、心动徐缓、心脏床型医学因运动员心脏出现过度肥大、心动徐缓、心脏II级杂音率较级杂音率较高、心电图常有不完全右束支传导阻滞（不完右）和高、心电图常有不完全右束支传导阻滞（不完右）和T波倒置、波倒置、S-T段段下移等异常、运动性猝死等情况而将其列为病理性心脏，运动心脏的下移等异常、运动性猝死等情况而将其列为病理性心脏，运动心脏的确认将意味着运动生涯的终止。随着运动医学和运动生理学分支学科确认将意味着运动生涯的终止。随着运动医学和运动生理学分支学科的诞生，越来越多的研究对运动心脏予以肯定。目前，对运动心脏基的诞生，越来越多的研究对运动心脏予以肯定。目前，对运动心脏基本上有了一个较为客观的评价，对运动心脏给予明确的肯定本上有了一个较为客观的评价，对运动心脏给予明确的肯定: 41高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能 认为运动性心脏肥大和心率减慢并伴随泵血功能提高，是心脏认为运动性心脏肥大和心率减慢并伴随泵血功能提高，是心脏心力储备提高、机体对运动代偿性适应的良好表现；运动员常出现的心力储备提高、机体对运动代偿性适应的良好表现；运动员常出现的心脏心脏II级杂音通常属因心脏肥大，泵血过程中乳头肌或瓣膜振动等所级杂音通常属因心脏肥大，泵血过程中乳头肌或瓣膜振动等所引起的生理性杂音；心电图不完右是迷走神经紧张性提高；引起的生理性杂音；心电图不完右是迷走神经紧张性提高；T波倒置、波倒置、S-T下移属训练量与训练间歇之间的关系处理不当而与运动员心脏无下移属训练量与训练间歇之间的关系处理不当而与运动员心脏无必然联系，通过调整运动量可以得以纠正；运动性猝死绝大多数与运必然联系，通过调整运动量可以得以纠正；运动性猝死绝大多数与运动者本人心脏先天性器质性病变或者过度疲劳诱发心肌炎等有关，不动者本人心脏先天性器质性病变或者过度疲劳诱发心肌炎等有关，不能归为运动心脏自身的原因。能归为运动心脏自身的原因。42高等课堂 除了运动心脏的高效性外，结构、功能的可重塑性是运动心除了运动心脏的高效性外，结构、功能的可重塑性是运动心脏与病理性心脏的又一本质性区别。通过纵向追踪研究发现，具脏与病理性心脏的又一本质性区别。通过纵向追踪研究发现，具备运动心脏的运动员在退役后较长一段时间内，心脏结构和功能备运动心脏的运动员在退役后较长一段时间内，心脏结构和功能将逐渐恢复到普通心脏状态，而病理性心脏其结构和功能呈不可将逐渐恢复到普通心脏状态，而病理性心脏其结构和功能呈不可逆改变。可以说，运动心脏的形成是运动员长期系统训练的结果，逆改变。可以说，运动心脏的形成是运动员长期系统训练的结果，是获得优秀运动成绩的重要保障。是获得优秀运动成绩的重要保障。运动与心肺功能运动与心肺功能43高等课堂四、常用心功能无创性检测手段四、常用心功能无创性检测手段（一）体表心电图（一）体表心电图（ECG）（二）超声心动图（二）超声心动图（UCG）（三）超声多普勒血流测试（三）超声多普勒血流测试（四）心阻抗血流图（四）心阻抗血流图（五）心尖搏动图（五）心尖搏动图（ACG）（六）心音图（六）心音图（七）核素造影技术（七）核素造影技术运动与心肺功能运动与心肺功能44高等课堂1.1.肢体导联肢体导联 2.2.加压肢体导联加压肢体导联 3.3.心前区导联（胸导联）心前区导联（胸导联） 四、常用心功能无创性检测手段四、常用心功能无创性检测手段（一）体表心电图（一）体表心电图（ECG）概念：将电极放置在体表的一定部位所记录出来的心电变化图形。概念：将电极放置在体表的一定部位所记录出来的心电变化图形。正常典型心电图的描记及导联正常典型心电图的描记及导联运动与心肺功能运动与心肺功能45高等课堂avLavRavF标准导联与加压肢体导联标准导联与加压肢体导联运动与心肺功能运动与心肺功能46高等课堂胸导联：胸导联：V1V2V3V4V5运动与心肺功能运动与心肺功能47高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能48高等课堂波形波形意义意义P P 波波两心房去极化过程两心房去极化过程QRS QRS 波波两心室去极化过程两心室去极化过程T T 波波两心室复极化过程两心室复极化过程PR PR 间期间期P P波开始波开始 - QRS- QRS波开始，代表房室传导时间波开始，代表房室传导时间QT QT 间期间期Q Q 波开始波开始 T T 波结束，心室兴奋去极和复极时间波结束，心室兴奋去极和复极时间ST ST 段段心肌各部分均处于去极化状态，心肌各部分均处于去极化状态，运动与心肺功能运动与心肺功能49高等课堂 动态心电图动态心电图 动态心电图检查仪器包括监示记录器和分析系统两部分动态心电图检查仪器包括监示记录器和分析系统两部分组成，监示记录器可记录组成，监示记录器可记录2424小时或更长时间的持续心电小时或更长时间的持续心电信息，经分析后，可发现常规心电图难以显示的一过性信息，经分析后，可发现常规心电图难以显示的一过性心律失常和心律失常和ST-TST-T的改变等一系列心电变化。因此在临床的改变等一系列心电变化。因此在临床医学中，动态心电图可提高心律失常的检出率，在判断医学中，动态心电图可提高心律失常的检出率，在判断某些症状与心率失常的关系和冠心病的诊断等方面有重某些症状与心率失常的关系和冠心病的诊断等方面有重要的价值。要的价值。 运动与心肺功能运动与心肺功能50高等课堂n心电图运动负荷试验心电图运动负荷试验n通过运动以诱发心肌缺血，导致心电图异常，借以诊断通过运动以诱发心肌缺血，导致心电图异常，借以诊断冠心病或判断受试者心脏功能的方法，称为心电图运动冠心病或判断受试者心脏功能的方法，称为心电图运动负荷试验。负荷试验。 n临床常用的运动负荷试验方法有二阶梯双倍运动试验、临床常用的运动负荷试验方法有二阶梯双倍运动试验、跑台运动试验和功率自行车运动试验。跑台运动试验和功率自行车运动试验。 n跑台运动试验主要用于可疑冠心病患者的诊断，亦可用跑台运动试验主要用于可疑冠心病患者的诊断，亦可用于判断受试者心脏功能。于判断受试者心脏功能。 运动与心肺功能运动与心肺功能51高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能五、心血管功能的主要评定指标五、心血管功能的主要评定指标（一）心率（一）心率（二）血压（二）血压（三）心电图（三）心电图（四）每搏输出量（四）每搏输出量（五）心输出量（五）心输出量（六）肌酸激酶及同工酶（六）肌酸激酶及同工酶（七）乳酸脱氢酶及同功酶（七）乳酸脱氢酶及同功酶（八）心肌肌（八）心肌肌钙钙蛋白蛋白52高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能（一）心率（一）心率 正常情况下心率与脉搏同值，故常用脉搏指标来反映心率。在运正常情况下心率与脉搏同值，故常用脉搏指标来反映心率。在运动中常用心率控制有氧运动的强度和间歇训练的间歇时间，评定训动中常用心率控制有氧运动的强度和间歇训练的间歇时间，评定训练课的生理负荷量，运动员的训练程度、机能状态及心储备功能。练课的生理负荷量，运动员的训练程度、机能状态及心储备功能。心率的测定还可以检查受试者神经系统的调节机能，对判断训练水心率的测定还可以检查受试者神经系统的调节机能，对判断训练水平有一定的意义，常用卧倒一直立试验和直立一卧倒试验，通过测平有一定的意义，常用卧倒一直立试验和直立一卧倒试验，通过测定试验前后的心率并根据增减次数评价受试者植物性神经系统机能。定试验前后的心率并根据增减次数评价受试者植物性神经系统机能。常用的心率有基础心率（或称晨脉）、安静心率、运动时心率和运常用的心率有基础心率（或称晨脉）、安静心率、运动时心率和运动后心率。动后心率。 53高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能（二）血压（二）血压人体的血压通常以肱动脉血压为标准，正常情况下，清晨卧床血压比人体的血压通常以肱动脉血压为标准，正常情况下，清晨卧床血压比较稳定，若安静时收缩压升高较稳定，若安静时收缩压升高20%左右，并持续两天以上的，可能左右，并持续两天以上的，可能是机能下降或过度疲劳的表现。是机能下降或过度疲劳的表现。训练中血压的变化与运动强度有关，大强度动力性训练后收缩压上升训练中血压的变化与运动强度有关，大强度动力性训练后收缩压上升和舒张压下降明显，且恢复较快，表明身体机能良好。收缩压明显上和舒张压下降明显，且恢复较快，表明身体机能良好。收缩压明显上升，舒张压亦上升或者血压反应与强度刺激不一致，恢复时间延长等升，舒张压亦上升或者血压反应与强度刺激不一致，恢复时间延长等说明机能状态不佳。运动时脉压差增加的程度比平时减少或出现梯形说明机能状态不佳。运动时脉压差增加的程度比平时减少或出现梯形反应，无休止音及运动过程中收缩压突然下降达反应，无休止音及运动过程中收缩压突然下降达20mmHg时，提示时，提示运动员机能不良。在长时间大强度专项和力量训练或者静力性运动时，运动员机能不良。在长时间大强度专项和力量训练或者静力性运动时，运动员的舒张压可上升，经调整训练后能恢复，但如果不及时调整，运动员的舒张压可上升，经调整训练后能恢复，但如果不及时调整，血压可持续上升，运动员随之出现失眠、头痛、训练欲望下降和专项血压可持续上升，运动员随之出现失眠、头痛、训练欲望下降和专项素质下降。素质下降。54高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能在日常训练中，如果连续数周出现安静时舒张压增加并超过自己日常在日常训练中，如果连续数周出现安静时舒张压增加并超过自己日常水平水平10mmHg，脉压减小并超过自己日常水平，脉压减小并超过自己日常水平20mmHg，心率增加，心率增加并超过自己日常心率的并超过自己日常心率的6 bmin-1，特别是调整训练阶段出现上述情，特别是调整训练阶段出现上述情况时，提示运动员的身体机能状况不佳。况时，提示运动员的身体机能状况不佳。安静时和次极限运动时，耐力训练使收缩压、舒张压和平均动脉压降安静时和次极限运动时，耐力训练使收缩压、舒张压和平均动脉压降低；极限运动时，则使舒张压和平均动脉压降低而收缩压升高。低；极限运动时，则使舒张压和平均动脉压降低而收缩压升高。55高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能联合机能实验是运动实践中评价心血管机能的常用方法，总体负荷联合机能实验是运动实践中评价心血管机能的常用方法，总体负荷由三部分组成由三部分组成:3Os内内20次蹲起然后连续测脉搏和血压次蹲起然后连续测脉搏和血压3min， 15s原地疾跑，然后连续测脉搏和血压原地疾跑，然后连续测脉搏和血压4min；3min (女女2min)原地慢原地慢跑，然后连续测脉搏和血压跑，然后连续测脉搏和血压5min。评定参数为脉搏、血压和恢复时。评定参数为脉搏、血压和恢复时。一般正常反应应该是脉搏和收缩压适当增高，在负荷后一般正常反应应该是脉搏和收缩压适当增高，在负荷后1min达到高达到高峰，舒张压变化不大，而且恢复较快峰，舒张压变化不大，而且恢复较快(68min)；如果脉搏和收缩；如果脉搏和收缩压在负荷后压在负荷后23min才出现高峰或成梯形上升，或舒张压为无休止才出现高峰或成梯形上升，或舒张压为无休止音，说明心血管机能欠佳，有早期过度训练的迹象；如果在负荷后音，说明心血管机能欠佳，有早期过度训练的迹象；如果在负荷后脉搏和收缩压出现分离现象，即脉搏明显增高，而收缩压变化不大，脉搏和收缩压出现分离现象，即脉搏明显增高，而收缩压变化不大，脉压差减小，说明心血管机能明显下降，存在过度训练或过度疲劳。脉压差减小，说明心血管机能明显下降，存在过度训练或过度疲劳。56高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能（三）心电图（三）心电图 心电图检查不仅可以反映运动员的心脏功能，还能在一定程度心电图检查不仅可以反映运动员的心脏功能，还能在一定程度上及时反映运动员的身体机能状况，了解运动员的心脏功能情况，上及时反映运动员的身体机能状况，了解运动员的心脏功能情况，对了解运动员的疲劳及恢复情况是有帮助的。运动员心电图与一对了解运动员的疲劳及恢复情况是有帮助的。运动员心电图与一般健康人的心电图有些差别，如在运动员心电图中容易出现心动般健康人的心电图有些差别，如在运动员心电图中容易出现心动过速、窦性心律不齐、窦性心动过缓、过速、窦性心律不齐、窦性心动过缓、P-R间期延长，间期延长，P波电压较波电压较低，低，R波及波及T波电压增高，波电压增高，s-T段向下移位，以及段向下移位，以及T波倒置，但是在波倒置，但是在不同负荷状态时运动员心电图各波的电压和时长均在正常范围，不同负荷状态时运动员心电图各波的电压和时长均在正常范围，Q-T间期、间期、T-P间期和室壁激动时有变化。间期和室壁激动时有变化。57高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能 (四四)每搏输出量每搏输出量 长期的运动训练使每搏输出量增加，是由于安静时和运动长期的运动训练使每搏输出量增加，是由于安静时和运动时的心率降低，心室充盈增加，心脏负荷减小，心室容积增大时的心率降低，心室充盈增加，心脏负荷减小，心室容积增大和心室壁的增厚。与一般人相比，运动员每搏输出量明显增大，和心室壁的增厚。与一般人相比，运动员每搏输出量明显增大，每分心输出量变化不大，说明在安静状态下运动员心脏保持着每分心输出量变化不大，说明在安静状态下运动员心脏保持着良好的能量节省化状态；心肌耗氧、耗能量维持在最低水平，良好的能量节省化状态；心肌耗氧、耗能量维持在最低水平，保持着良好的心力储备。每搏输出量的增加对有训练的人提高保持着良好的心力储备。每搏输出量的增加对有训练的人提高心输出量的作用较大，并且心肌收缩能力的提高在因训练而引心输出量的作用较大，并且心肌收缩能力的提高在因训练而引起的每搏输出量的提高中起重要作用。起的每搏输出量的提高中起重要作用。58高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能六、呼吸功能与氧的运输六、呼吸功能与氧的运输（一）肺通气功能（一）肺通气功能（二）氧气的结合与运输（二）氧气的结合与运输（三）氧气的利用（三）氧气的利用（四）运动与氧供应（四）运动与氧供应59高等课堂空空气气肺肺泡泡肺肺毛毛细细血血管管肺肺静静脉脉血血左左心心动动脉脉毛毛细细血血管管组组织织细细胞胞静静脉脉右右心心肺肺动动脉脉呼呼吸吸道道o2co2o2co2肺通气肺通气肺换气肺换气外呼吸外呼吸气体运输气体运输内呼吸内呼吸 呼吸：机体与外界环境之间进行的气体交换过程。呼吸：机体与外界环境之间进行的气体交换过程。呼吸全过程呼吸全过程外呼吸气体在血液中的运输内呼吸外呼吸气体在血液中的运输内呼吸运动与心肺功能运动与心肺功能60高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能（一）肺通气功能（一）肺通气功能1.肺容量及其基本组成肺容量及其基本组成潮气量潮气量 ： 每一呼吸周期中，吸入或呼出的气量。（每一呼吸周期中，吸入或呼出的气量。（500ml）补吸气量：平静吸气之后，再最大吸气时所吸入补吸气量：平静吸气之后，再最大吸气时所吸入 的气量。的气量。 （15002000ml）补呼气量：平静呼气之后，再最大呼气时呼出的气量。补呼气量：平静呼气之后，再最大呼气时呼出的气量。 （9001200ml）余气量：最大呼气之后，仍贮留于肺内的气量。余气量：最大呼气之后，仍贮留于肺内的气量。 正常男性为正常男性为1500ml，女性为，女性为1000ml。老年人大于青壮年。老年人大于青壮年, 男性高于女性。男性高于女性。61高等课堂肺肺 总总 容容 量量 肺肺 活活 量量余余气气深深吸吸气气量量功功能能余余气气量量补补吸吸气气量量潮潮气气补补呼呼气气量量余余气气肺容积的组成及其关系肺容积的组成及其关系运动与心肺功能运动与心肺功能62高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能63高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能2.肺通气机能的指标肺通气机能的指标（1）肺活量）肺活量（2）连续肺活量）连续肺活量:连续五次测肺活量，根据五次所测数值的变化趋势，连续五次测肺活量，根据五次所测数值的变化趋势，判断呼吸肌的机能能力。后一次强于前一次，说明呼吸肌机能强。判断呼吸肌的机能能力。后一次强于前一次，说明呼吸肌机能强。（3）时间肺活量）时间肺活量:第第1秒：秒： 83%肺活量肺活量 最有意义最有意义第第2秒：秒： 96%肺活量肺活量第第3秒：秒： 99%肺活量肺活量时间肺活量是一个评价肺通气功能较好的时间肺活量是一个评价肺通气功能较好的动态指标动态指标，它不仅反映肺活量，它不仅反映肺活量的大小，而且还能反映肺的弹性是否降低、气道是否狭窄、呼吸阻力是的大小，而且还能反映肺的弹性是否降低、气道是否狭窄、呼吸阻力是否增加等情况。否增加等情况。 64高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能（4）肺通气量和肺泡通气量）肺通气量和肺泡通气量每分通气量每分通气量概念：单位时间内（每分钟）吸入（或呼出）的气量概念：单位时间内（每分钟）吸入（或呼出）的气量 =呼吸深度（潮气量）呼吸深度（潮气量）呼吸频率呼吸频率 安静时：安静时：6-8L 6-8L 剧烈运动时：剧烈运动时：80-15OL80-15OL或更多或更多(180-200L)(180-200L)肺泡通气量肺泡通气量 指每分钟吸入肺泡的实际能与血液进行气体交换的有效通气量。指每分钟吸入肺泡的实际能与血液进行气体交换的有效通气量。 =(呼吸深度呼吸深度-解剖无效腔解剖无效腔) 呼吸频率呼吸频率 65高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能66高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能(5)最大通气量最大通气量 以最适宜的呼吸频率和呼吸深度进行呼吸时所测得的每分通气量，以最适宜的呼吸频率和呼吸深度进行呼吸时所测得的每分通气量，称最大通气量。一般只做称最大通气量。一般只做15s通气量的测定，将所测值乘以通气量的测定，将所测值乘以4。每分。每分最大通气量是衡量通气功能的重要指标，可用来评价受试者的通气贮最大通气量是衡量通气功能的重要指标，可用来评价受试者的通气贮备能力。备能力。67高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能（二）氧气的结合与运输（二）氧气的结合与运输HbO2氧分压高的肺部氧分压高的肺部氧分压低的组织氧分压低的组织HbO2（鲜红色）（鲜红色）HbCOHbCO（口唇樱桃红色）（口唇樱桃红色）l g血红蛋白约可结合血红蛋白约可结合1.341.36ml氧。正常成年男性血红蛋白正常氧。正常成年男性血红蛋白正常值为值为120160g.L-1，成年女性血红蛋白正常值为，成年女性血红蛋白正常值为110150g.L-1，低于正常值下限称为贫血。血红蛋白或红细胞数量适当增加有助于氧低于正常值下限称为贫血。血红蛋白或红细胞数量适当增加有助于氧的运输和利用，但如过高则出现血粘度增加，血流阻力增大等不利因的运输和利用，但如过高则出现血粘度增加，血流阻力增大等不利因素，在运动状态下这些因素将影响运动能力。素，在运动状态下这些因素将影响运动能力。68高等课堂69高等课堂70高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能（三）氧气的利用（三）氧气的利用1.需氧量与摄氧量需氧量与摄氧量 机体总摄氧量机体总摄氧量=（主动脉含氧量（主动脉含氧量-肺动脉含氧量）肺动脉含氧量）心输出量心输出量器官组织摄氧量则等于该器官组织动静脉氧差与流经该器官组织的血流器官组织摄氧量则等于该器官组织动静脉氧差与流经该器官组织的血流量的乘积。量的乘积。2.氧利用率氧利用率氧利用率指每氧利用率指每100ml动脉血流经组织时所释放的氧占动脉血氧含量的动脉血流经组织时所释放的氧占动脉血氧含量的百分数。百分数。 氧利用率氧利用率= 100%71高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能机体氧利用率在安静时大约为机体氧利用率在安静时大约为25%，在剧烈运动时可以达到，在剧烈运动时可以达到75%以上。氧利用率反映外周组织耗氧的速率和程度，主要以上。氧利用率反映外周组织耗氧的速率和程度，主要受组织细胞与动脉血氧分压差、线粒体等细胞有氧氧化结构数受组织细胞与动脉血氧分压差、线粒体等细胞有氧氧化结构数量密度及相关酶系活性的影响，是影响最大摄氧量的重要因素量密度及相关酶系活性的影响，是影响最大摄氧量的重要因素之一。氧利用率可作为评定训练程度的指标，训练程度越高的之一。氧利用率可作为评定训练程度的指标，训练程度越高的运动员，则氧利用率越高。运动员，则氧利用率越高。72高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能（四）运动与氧供应（四）运动与氧供应1.最大摄氧量最大摄氧量概念概念正常值正常值影响因素：肺通气功能（最大肺泡通气量），肺换气功能（呼吸膜的结构影响因素：肺通气功能（最大肺泡通气量），肺换气功能（呼吸膜的结构和面积），血液运输氧气的能力（心输出量、血红蛋白值）和外周组织细和面积），血液运输氧气的能力（心输出量、血红蛋白值）和外周组织细胞对氧的利用率。其中心输出量和组织细胞氧利用率是主要的影响因素，胞对氧的利用率。其中心输出量和组织细胞氧利用率是主要的影响因素，即心脏泵血功能与细胞有氧供能系统代谢水平。即心脏泵血功能与细胞有氧供能系统代谢水平。 73高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能最大摄氧量的应用最大摄氧量的应用1）评定运动能力，）评定运动能力，vo2max与运动能力特别是耐力性项目的运动能力与运动能力特别是耐力性项目的运动能力或运动成绩的好坏有较高的相关性；或运动成绩的好坏有较高的相关性；2）运动员选材，）运动员选材，vo2max受遗传受遗传因素影响较大，其遗传度高达因素影响较大，其遗传度高达88%97%，并且从童年期到成年期，并且从童年期到成年期的变化相对稳定，因此是选材的重要指标；的变化相对稳定，因此是选材的重要指标；3）反映运动员在不同训）反映运动员在不同训练状态时心肺功能的变化；练状态时心肺功能的变化；4）评定运动员的机能状态和训练效果，）评定运动员的机能状态和训练效果，身体机能状况下降或过度疲劳时，身体机能状况下降或过度疲劳时，vo2max下降，身体机能状况良好时，下降，身体机能状况良好时，vo2max比较稳定。比较稳定。 74高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能2.2.乳酸阈和个体乳酸阈乳酸阈和个体乳酸阈（1 1）乳酸阈：人体在渐增负荷运动中，血乳酸浓度随运动负荷增大而增加，）乳酸阈：人体在渐增负荷运动中，血乳酸浓度随运动负荷增大而增加，当运动强度达到某一负荷时，血乳酸浓度急剧上升的开始起点，称为乳酸当运动强度达到某一负荷时，血乳酸浓度急剧上升的开始起点，称为乳酸阈。阈。 乳酸阈反映人体的代谢供能方式由有氧代谢为主开始向无氧代谢为主乳酸阈反映人体的代谢供能方式由有氧代谢为主开始向无氧代谢为主过渡的临界点过渡的临界点 。通常情况下，血液乳酸浓度为。通常情况下，血液乳酸浓度为4mmol4mmolL L-1-1，大约为最大吸，大约为最大吸氧量的氧量的60%60%80%80%。（2 2）个体乳酸阈：由于个体的差异比较大，乳酸阈值并不都是）个体乳酸阈：由于个体的差异比较大，乳酸阈值并不都是4mmol4mmolL L-1-1, ,其变化的范围大约在其变化的范围大约在1.4 1.4 7.5mmol7.5mmolL L-1 -1 之间。之间。75高等课堂递增强度负荷运动时血乳酸的测递增强度负荷运动时血乳酸的测定定76高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能77高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能3.有氧代谢能力的评定指标有氧代谢能力的评定指标最大摄氧量最大摄氧量乳酸阈乳酸阈乳酸阈和最大摄氧量都可以用以评定人体的最大有氧能力。乳酸阈和最大摄氧量都可以用以评定人体的最大有氧能力。最大摄氧量反映了人体在运动时所摄取的最大氧量，最大摄氧量反映了人体在运动时所摄取的最大氧量，乳酸阈则反映了递增负荷运动时刚引起乳酸堆积时所需要的最大摄氧量利乳酸阈则反映了递增负荷运动时刚引起乳酸堆积时所需要的最大摄氧量利用率。用率。两者反映的是不同的生理机制，前者主要反映心肺功能，后者主要反映骨两者反映的是不同的生理机制，前者主要反映心肺功能，后者主要反映骨骼肌的代谢。骼肌的代谢。78高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能 许多研究已经证明，通过系统训练能够提高最大摄氧量的可能性较许多研究已经证明，通过系统训练能够提高最大摄氧量的可能性较小，它主要受遗传因素的制约。而乳酸阈受遗传因素的制约较少，其可小，它主要受遗传因素的制约。而乳酸阈受遗传因素的制约较少，其可训练性较大，训练可大幅度提高运动员的无氧阈。显然，以最大摄氧量训练性较大，训练可大幅度提高运动员的无氧阈。显然，以最大摄氧量来评定人体的最大有氧能力是有限的，乳酸阈的提高作为评定人体有氧来评定人体的最大有氧能力是有限的，乳酸阈的提高作为评定人体有氧能力在实践中的意义将更大。能力在实践中的意义将更大。79高等课堂运动与心肺功能运动与心肺功能复习题复习题1.名词解释名词解释最大吸氧量最大吸氧量 乳酸阈乳酸阈 个体乳酸阈个体乳酸阈 心力储备心力储备 时间肺活量时间肺活量 心心动周期动周期 氧利用率氧利用率 肺活量肺活量 2.运动时心血管机能有何变化？运动时心血管机能有何变化？3.长期训练心血管系统产生哪些适应性变化？可能机制是什么长期训练心血管系统产生哪些适应性变化？可能机制是什么？4.最大摄氧量在体育实践中有何应用？最大摄氧量在体育实践中有何应用？80高等课堂