運動生理學6-呼吸.

1、第第六六章章 呼吸與運動呼吸與運動 第一節(jié)第一節(jié) 呼吸運動和肺通氣機能呼吸運動和肺通氣機能 第二節(jié)第二節(jié) 氣體交換氣體交換第三節(jié)第三節(jié) 呼吸運動的調(diào)節(jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)第四節(jié)第四節(jié) 運動對呼吸機能的影響運動對呼吸機能的影響 概概 述述呼吸：呼吸：人體與外界環(huán)境之間進行的氣體交換過程。人體與外界環(huán)境之間進行的氣體交換過程。呼吸全過程：呼吸全過程： 呼吸三個環(huán)節(jié)：呼吸三個環(huán)節(jié)：空空氣氣呼呼吸吸道道肺肺泡泡肺肺毛毛細細血血管管肺肺靜靜脈脈左左心心動動脈脈肺肺動動脈脈毛毛細細血血管管右右心心靜靜脈脈組組織織細細胞胞O O2 2COCO2 2O O2 2COCO2 2外呼吸外呼吸氣體運輸氣體運輸內(nèi)呼吸內(nèi)呼吸

2、第一節(jié)第一節(jié) 呼吸運動和肺通氣機能呼吸運動和肺通氣機能一、肺通氣的動力學一、肺通氣的動力學二、肺通氣機能二、肺通氣機能 三、肺通氣機能的指標三、肺通氣機能的指標一、肺通氣的動力學一、肺通氣的動力學 ( (一一) )呼吸運動呼吸運動 胸廓的節(jié)律性擴大和縮小。它是通過呼吸胸廓的節(jié)律性擴大和縮小。它是通過呼吸肌的舒縮活動來實現(xiàn)的，構成肺的通氣動力。肌的舒縮活動來實現(xiàn)的，構成肺的通氣動力。 呼吸?。汉粑。?主要吸氣?。褐饕鼩饧。弘跫『屠唛g外肌膈肌和肋間外肌 輔助吸氣肌輔助吸氣肌：胸肌、斜方肌、胸鎖乳突肌和背胸肌、斜方肌、胸鎖乳突肌和背闊肌等闊肌等 呼氣肌：呼氣?。豪唛g內(nèi)肌和腹壁肌肋間內(nèi)肌和腹壁肌

3、呼吸形式呼吸形式 膈式呼吸或腹式呼吸（如倒立的動作）；膈式呼吸或腹式呼吸（如倒立的動作）； 肋式或胸式呼吸（如屈體直角動作）。肋式或胸式呼吸（如屈體直角動作）。1.1.平靜呼吸平靜呼吸肺內(nèi)壓大氣壓，肺內(nèi)壓大氣壓，氣體經(jīng)呼吸道出肺氣體經(jīng)呼吸道出肺胸廓容積縮小胸廓容積縮小, ,肺被動縮小肺被動縮小膈肌和肋間外肌舒張，膈肌和肋間外肌舒張，肋骨和膈肌彈性回位，肋骨和膈肌彈性回位，縮小胸廓縮小胸廓上下上下、前后前后、左右徑左右徑肺內(nèi)壓大氣壓，肺內(nèi)壓大氣壓，氣體經(jīng)呼吸道入肺氣體經(jīng)呼吸道入肺胸廓容積擴大，胸廓容積擴大，肺在胸膜腔負壓作用下被動擴張肺在胸膜腔負壓作用下被動擴張( (因肺無主動擴縮的組織結構因肺

4、無主動擴縮的組織結構) ) 膈肌收縮使膈頂下移，膈肌收縮使膈頂下移，增大胸廓的上下徑增大胸廓的上下徑肋間外肌收縮使肋骨上提肋間外肌收縮使肋骨上提, ,擴大胸廓前后、左右徑擴大胸廓前后、左右徑 吸吸 氣氣 呼呼 氣氣2.2.用力呼吸用力呼吸 用力吸氣時，輔助吸氣肌也參加，胸廓容積進一用力吸氣時，輔助吸氣肌也參加，胸廓容積進一步擴大。步擴大。 用力呼氣時，除吸氣肌舒張外，呼氣肌也參加用力呼氣時，除吸氣肌舒張外，呼氣肌也參加（肋間內(nèi)?。ɡ唛g內(nèi)肌+ +腹壁肌收縮），胸廓容積進一步縮小。腹壁肌收縮），胸廓容積進一步縮小。平靜呼吸與用力呼吸特點：平靜呼吸與用力呼吸特點： 平靜呼吸時，吸氣是主動的，呼氣是被

5、動平靜呼吸時，吸氣是主動的，呼氣是被動的。的。 用力呼吸時，吸氣和呼氣都是主動的。用力呼吸時，吸氣和呼氣都是主動的。 平靜呼吸時，肋間外肌所起的作用膈肌。平靜呼吸時，肋間外肌所起的作用膈肌。 ( (二二) )肺內(nèi)壓肺內(nèi)壓平靜吸氣初平靜吸氣初: :肺內(nèi)壓肺內(nèi)壓 大氣壓大氣壓氣出肺氣出肺用力呼吸時用力呼吸時: :肺內(nèi)壓的升降變化有所增加。肺內(nèi)壓的升降變化有所增加。 ( (三三) )胸內(nèi)壓胸內(nèi)壓 概念：概念：胸膜腔內(nèi)的壓力。胸膜腔內(nèi)的壓力。 胸內(nèi)壓特點：胸內(nèi)壓特點： 胸內(nèi)壓在呼吸過程中始終低于大氣壓，為胸內(nèi)壓在呼吸過程中始終低于大氣壓，為負壓。負壓。 胸內(nèi)負壓的主要作用：胸內(nèi)負壓的主要作用： 有利于

6、肺泡進行氣體交換；有利于肺泡進行氣體交換； 有利于靜脈血和淋巴液的回流。有利于靜脈血和淋巴液的回流。 運動時采用深呼吸，能夠有效地促進肺泡運動時采用深呼吸，能夠有效地促進肺泡氣的交換和有效地促進靜脈血的回心。氣的交換和有效地促進靜脈血的回心。 二、肺通氣機能二、肺通氣機能 ( (一一) )肺容量及其變化肺容量及其變化肺容量：肺能容納的最大氣體量，包括潮氣量、補吸氣肺容量：肺能容納的最大氣體量，包括潮氣量、補吸氣量、補呼氣量和余氣量，正常量、補呼氣量和余氣量，正常3900-5200ml.3900-5200ml. 4. 4.肺活量肺活量 概念：概念：最大深吸氣后，再做最最大深吸氣后，再做最大呼氣時

7、所呼出的氣量，稱為大呼氣時所呼出的氣量，稱為肺活量。肺活量。 正常值：正常值：男性約為男性約為3500ml3500ml，女，女性約為性約為2500ml2500ml。 5. 5.余氣量和功能余氣量余氣量和功能余氣量 余氣量：余氣量：盡最大力呼氣之后，仍貯留于肺內(nèi)盡最大力呼氣之后，仍貯留于肺內(nèi)的氣量。正常男性為的氣量。正常男性為1500ml1500ml，女性為，女性為1000ml1000ml。老年人大于青壯年，男性高于女性。老年人大于青壯年，男性高于女性。 功能余氣量：功能余氣量：平靜呼氣之后，存留于肺中的平靜呼氣之后，存留于肺中的氣量。正常成年男性約為氣量。正常成年男性約為250Oml250Om

8、l，女性約為，女性約為2000ml2000ml。 ( (二二) )肺通氣量肺通氣量 概念：概念：單位時間內(nèi)吸入單位時間內(nèi)吸入( (或呼出或呼出) )的氣量的氣量 = =呼吸深度呼吸深度( (潮氣量潮氣量) )* *呼吸頻率呼吸頻率 安靜時：安靜時：6-8L6-8L 劇烈運動時：劇烈運動時：80-15OL80-15OL或更多或更多(180-200L)(180-200L) ( (三三) )肺泡通氣量肺泡通氣量 指每分鐘吸入肺泡的實際能與血液進行氣體交換的有效通氣量。指每分鐘吸入肺泡的實際能與血液進行氣體交換的有效通氣量。 =(=(呼吸深度呼吸深度- -生理無效腔生理無效腔) )* *呼吸頻率呼吸頻

9、率 三、肺通氣機能的指標三、肺通氣機能的指標 ( (一一) )肺活量肺活量 意義：反映了肺一次通氣的最大能力，常用意義：反映了肺一次通氣的最大能力，常用于評定運動員的訓練水平和開展國民體質(zhì)測于評定運動員的訓練水平和開展國民體質(zhì)測定。定。 ( (二二)5)5次肺活量次肺活量 連續(xù)地測五次肺活量，根據(jù)五次所測數(shù)值的連續(xù)地測五次肺活量，根據(jù)五次所測數(shù)值的變化趨勢，變化趨勢， 意義：判斷呼吸中樞的興奮性和呼吸肌的機意義：判斷呼吸中樞的興奮性和呼吸肌的機能。能。 ( (三三) )時間肺活量時間肺活量 在最大吸氣之后，以最快速度進行最大呼氣，記在最大吸氣之后，以最快速度進行最大呼氣，記錄在一定時間內(nèi)所能呼

10、出的氣量。錄在一定時間內(nèi)所能呼出的氣量。 第第l l秒：秒： 83%83%肺活量肺活量 最有意義最有意義 第第2 2秒：秒： 96%96%肺活量肺活量 第第3 3秒：秒： 99%99%肺活量肺活量 意義：時間肺活量是一個評價肺通氣功能的動態(tài)意義：時間肺活量是一個評價肺通氣功能的動態(tài)指標，它不僅反映肺活量的大小，而且還能反映指標，它不僅反映肺活量的大小，而且還能反映肺的彈性是否降低、氣道是否狹窄、呼吸阻力是肺的彈性是否降低、氣道是否狹窄、呼吸阻力是否增加等情況。否增加等情況。 ( (四四) )最大通氣量最大通氣量 以適宜的呼吸頻率和呼吸深度進行呼吸時以適宜的呼吸頻率和呼吸深度進行呼吸時所測得的每

11、分通氣量，稱最大通氣量。所測得的每分通氣量，稱最大通氣量。 意義：是衡量通氣功能的重要指標，可用意義：是衡量通氣功能的重要指標，可用來評價受試者的通氣儲備能力。來評價受試者的通氣儲備能力。第二節(jié)第二節(jié) 氣體交換氣體交換 ( (一一) )氣體交換原理氣體交換原理 1.1.分壓和分壓差的概念分壓和分壓差的概念 分壓：分壓：在混合氣體的總壓力中，某種氣在混合氣體的總壓力中，某種氣體所占有的壓力。體所占有的壓力。 P OP O2 2= 7 6 0= 7 6 0 * * 2 0 . 9 4 % = 1 5 9 m m H g 2 0 . 9 4 % = 1 5 9 m m H g PCOPCO2 2=7

12、60=760* *O.04%=0.3mmHg O.04%=0.3mmHg 2.2.人體不同部位氧和二氧化碳的分壓人體不同部位氧和二氧化碳的分壓（二）影響氣體交換的因素（二）影響氣體交換的因素1.1.氣體擴散的速率氣體擴散的速率 單位時間內(nèi)氣體擴散的容積。單位時間內(nèi)氣體擴散的容積。2.2.通氣通氣/ /血流比值血流比值每分肺泡通氣量與肺血流量（心輸出量）的每分肺泡通氣量與肺血流量（心輸出量）的比值，正常為比值，正常為0.84.0.84.運動時由于肺通氣量的增加遠大于血流量的增加，該比值運動時由于肺通氣量的增加遠大于血流量的增加，該比值可增加數(shù)倍?？稍黾訑?shù)倍。第三節(jié)第三節(jié) 呼吸運動的調(diào)節(jié)呼吸運動的

13、調(diào)節(jié) 一、調(diào)節(jié)呼吸運動的神經(jīng)調(diào)節(jié)一、調(diào)節(jié)呼吸運動的神經(jīng)調(diào)節(jié) ( (一一) )呼吸運動的神經(jīng)支配呼吸運動的神經(jīng)支配 節(jié)律性呼吸是由延髓和腦橋通過節(jié)律性呼吸是由延髓和腦橋通過膈神經(jīng)膈神經(jīng)和和肋間神經(jīng)肋間神經(jīng)進進行調(diào)節(jié)的。行調(diào)節(jié)的。 ( (二二) )呼吸中樞呼吸中樞 動物實驗證明，調(diào)節(jié)呼吸運動的主要中樞在動物實驗證明，調(diào)節(jié)呼吸運動的主要中樞在延髓延髓和和腦橋腦橋。 二、呼吸運動的反射性調(diào)節(jié)二、呼吸運動的反射性調(diào)節(jié) ( (一一) )肺牽張反射肺牽張反射 概念：概念：由肺擴張或縮小引起吸氣抑由肺擴張或縮小引起吸氣抑制或興奮的反射，稱為肺牽張反射。制或興奮的反射，稱為肺牽張反射。 運動時發(fā)生的肺牽張反射，

14、對呼吸運動時發(fā)生的肺牽張反射，對呼吸頻率和深度的調(diào)節(jié)更具有重要意義。頻率和深度的調(diào)節(jié)更具有重要意義。 ( (二二) )呼吸肌的本體感受性反射呼吸肌的本體感受性反射 呼吸肌本體感受器傳入沖動所引起的反射呼吸肌本體感受器傳入沖動所引起的反射性呼吸變化。性呼吸變化。 ( (三三) )防御性呼吸反射防御性呼吸反射 如咳嗽反射、噴嚏反射等。如咳嗽反射、噴嚏反射等。 三、化學因素對呼吸的調(diào)節(jié)三、化學因素對呼吸的調(diào)節(jié) ( (一一) )化學感受器化學感受器 化學感受器是指其能接受化學物質(zhì)刺激的感受器?；瘜W感受器是指其能接受化學物質(zhì)刺激的感受器。 1.1.外周化學感受器外周化學感受器 位于頸內(nèi)外動脈分叉處的頸動

15、脈體和主動脈弓血管壁外的位于頸內(nèi)外動脈分叉處的頸動脈體和主動脈弓血管壁外的主動脈體。主動脈體。 適宜刺激適宜刺激：對對POPO2 2、PCOPCO2 2、HH+ +高度敏感，高度敏感，且三者對且三者對化學感受器的刺激有相互增強的現(xiàn)象。化學感受器的刺激有相互增強的現(xiàn)象。 2.2.中樞化學感受器中樞化學感受器 位置：延髓腹外側(cè)的淺表部位位置：延髓腹外側(cè)的淺表部位 適宜刺激適宜刺激：對：對H H+ +高度敏感，不感受缺高度敏感，不感受缺O(jiān) O2 2的刺激。的刺激。( (二二)CO)CO2 2、 H H+ +和和O O2 2對呼吸的影響對呼吸的影響 l.CO l.CO2 2對呼吸的調(diào)節(jié)對呼吸的調(diào)節(jié) C

16、OCO2 2對呼吸有很強的刺激作用，它是維持正常呼吸的最重對呼吸有很強的刺激作用，它是維持正常呼吸的最重要生理性刺激。要生理性刺激。 11時時呼吸開始加深；呼吸開始加深；COCO2 244時時呼吸加深加快呼吸加深加快, ,肺通氣量肺通氣量11倍以上倍以上; ; 6 6時時肺通氣量可增大肺通氣量可增大6-76-7倍倍; ; 7 7以上以上呼吸減弱呼吸減弱=CO=CO2 2麻醉。麻醉。COCO2 2呼吸減慢（過度通氣后可發(fā)生呼吸暫停）。呼吸減慢（過度通氣后可發(fā)生呼吸暫停）。 機制：機制：呼吸加深加快呼吸加深加快延髓呼吸中樞延髓呼吸中樞+ +外周化學感受器外周化學感受器+ +中樞化學感受器中樞化學感

17、受器+ +COCO2 2透過血腦屏障進入腦脊液透過血腦屏障進入腦脊液: : CO CO2 2H H2 2OHOH2 2COCO3 3H H+ +HCOHCO3 3- -COCO2 2 2.H 2.H+ +對呼吸的調(diào)節(jié)對呼吸的調(diào)節(jié) HH+ +呼吸加強呼吸加強 HH+ +呼吸抑制呼吸抑制 機制機制: :類似類似COCO2 2 特點：血液特點：血液HH+ + 增加時，是以刺激外周化學感受器為主。增加時，是以刺激外周化學感受器為主。3.3.低氧對呼吸的調(diào)節(jié)低氧對呼吸的調(diào)節(jié)缺氧對呼吸中樞的直接作缺氧對呼吸中樞的直接作用是抑制用是抑制, ,并與缺氧程度呈并與缺氧程度呈正相關正相關: :輕度缺氧時輕度缺氧時

18、: :通過外周化學通過外周化學感受器的傳入沖動興奮呼感受器的傳入沖動興奮呼吸中樞的作用吸中樞的作用, ,能對抗缺氧能對抗缺氧對中樞的直接抑制作用，對中樞的直接抑制作用，表現(xiàn)為呼吸增強。表現(xiàn)為呼吸增強。嚴重缺氧時嚴重缺氧時: :來自外周化學來自外周化學感受器的傳入沖動，對抗感受器的傳入沖動，對抗不了缺氧對呼吸中樞的抑不了缺氧對呼吸中樞的抑制作用，因而可使呼吸減制作用，因而可使呼吸減弱，甚至停止。弱，甚至停止。第四節(jié)第四節(jié) 運動對呼吸機能的影響運動對呼吸機能的影響 一、運動時通氣機能的變化一、運動時通氣機能的變化 運動時隨著強度的增大，機運動時隨著強度的增大，機體為適應代謝的需求，需要體為適應代謝

19、的需求，需要消耗更多的消耗更多的O O2 2和排出更多的和排出更多的COCO2 2 ，為此，通氣機能將發(fā)，為此，通氣機能將發(fā)生相應的變化。生相應的變化。w具體表現(xiàn)：具體表現(xiàn)：呼吸加深加快，肺通氣量增加。潮氣量可呼吸加深加快，肺通氣量增加。潮氣量可從安靜時的從安靜時的500ml500ml上升到上升到2000ml2000ml以上，呼吸頻率隨運動以上，呼吸頻率隨運動強度而增加，可由每分鐘強度而增加，可由每分鐘12-1812-18次增加到每分鐘次增加到每分鐘40-6040-60次。結合潮氣量與呼吸頻率的變化，運動時的每分通氣次。結合潮氣量與呼吸頻率的變化，運動時的每分通氣量可從安靜時的每分鐘量可從安靜

20、時的每分鐘6-8L6-8L增加到增加到80-150L80-150L，較安靜時，較安靜時可增大可增大10-1210-12倍倍 運動時潮氣量和呼吸頻率的變化運動時潮氣量和呼吸頻率的變化 運動過程中肺通氣量的時相性變化：運動過程中肺通氣量的時相性變化： 運動開始后，通氣量立即快速上升，隨后在前一時運動開始后，通氣量立即快速上升，隨后在前一時相升高的基礎上，出現(xiàn)持續(xù)的緩慢的上升；運動結相升高的基礎上，出現(xiàn)持續(xù)的緩慢的上升；運動結束時，肺通氣量同樣是先出現(xiàn)快速下降，隨后緩慢束時，肺通氣量同樣是先出現(xiàn)快速下降，隨后緩慢地恢復到安靜時的水平。地恢復到安靜時的水平。w中等強度運動：中等強度運動：主要是主要是靠

21、呼吸深度的增加靠呼吸深度的增加w劇烈運動：劇烈運動：主要是靠呼主要是靠呼吸頻率的增多吸頻率的增多 二、運動時呼吸的調(diào)節(jié)二、運動時呼吸的調(diào)節(jié) 運動時肺通氣的多因素調(diào)節(jié)運動時肺通氣的多因素調(diào)節(jié) ( (一一) )神經(jīng)調(diào)節(jié)神經(jīng)調(diào)節(jié)1.1.條件反射的影響條件反射的影響 2.2.大腦皮質(zhì)運動中樞的影大腦皮質(zhì)運動中樞的影響響 3.3.本體感受性反射的影響本體感受性反射的影響 ( (二二) )體液調(diào)節(jié)體液調(diào)節(jié) 1.CO1.CO2 2增加對呼吸的影響增加對呼吸的影響 2.2.缺氧對呼吸的影響缺氧對呼吸的影響 3.H3.H+ + 增加對呼吸的影響增加對呼吸的影響 三、運動時合理呼吸三、運動時合理呼吸 ( (一一)

22、 )減小呼吸道阻力減小呼吸道阻力 在劇烈運動時，為減少呼吸道阻力，人們常采用在劇烈運動時，為減少呼吸道阻力，人們常采用以口代鼻，或口鼻并用的呼吸。其利有三：以口代鼻，或口鼻并用的呼吸。其利有三： 減少肺通氣阻力，增加通氣；減少肺通氣阻力，增加通氣； 減少呼吸肌為克服阻力而增加的額外能量消耗，減少呼吸肌為克服阻力而增加的額外能量消耗，推遲疲勞出現(xiàn)；推遲疲勞出現(xiàn)； 暴露滿布血管的口腔潮濕面，增加散熱途徑。暴露滿布血管的口腔潮濕面，增加散熱途徑。 ( (二二) )提高肺泡通氣效率提高肺泡通氣效率 有意識地采取有意識地采取適宜的呼吸頻率和較大的呼吸適宜的呼吸頻率和較大的呼吸深度深度是很重要的。一般來講

23、，徑賽運動員的是很重要的。一般來講，徑賽運動員的呼吸頻率以每分鐘不超過呼吸頻率以每分鐘不超過3030次為宜。次為宜。 運動時運動時( (特別是在感到呼吸困難、缺氧嚴重的特別是在感到呼吸困難、缺氧嚴重的情況下情況下) )，采用節(jié)制呼吸頻率、在適當加大呼，采用節(jié)制呼吸頻率、在適當加大呼吸深度的同時注重深呼氣的呼吸方法，更有吸深度的同時注重深呼氣的呼吸方法，更有助于提高機體的肺泡通氣量。助于提高機體的肺泡通氣量。 ( (三三) )與技術動作相適應與技術動作相適應1.1.呼吸形式與技術動作的配合呼吸形式與技術動作的配合 根據(jù)有利于技術動作的運用而又不妨礙正常呼吸為原根據(jù)有利于技術動作的運用而又不妨礙正常呼吸為原則，靈活轉(zhuǎn)換。如肩胸帶固定與腹部固定。則，靈活轉(zhuǎn)換。如肩胸帶固定與腹部固定。 2.2.呼吸時相與技術動作的配合呼吸時相與技術動作的配合 以人體關節(jié)運動的解剖學特征與技術動作的結構特點以人體關節(jié)運動的解剖學特征與技術動作的結構特點為轉(zhuǎn)移。如屈吸，伸呼。腹收呼，胸收呼。為轉(zhuǎn)移。如屈吸，伸呼。腹收呼，胸收呼。 3.3.呼吸節(jié)奏與技術動作的配合呼吸節(jié)奏與技術動作的配合 周期性的運動采用富有節(jié)奏的、混合型的呼吸將會使周期性的運動采用富有節(jié)奏的、混合型的呼吸