第二章康復(fù)醫(yī)學(xué)運(yùn)動學(xué)基礎(chǔ)

第二章康復(fù)治療的運(yùn)動學(xué)基礎(chǔ)運(yùn)動學(xué)是研究人體活動的科學(xué)，所涉及的基礎(chǔ)內(nèi)容主要包括生物力學(xué)和生理學(xué)。生物力學(xué)是應(yīng)用力學(xué)的原理來分析人體運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)，運(yùn)動生理學(xué)則是研究運(yùn)動中人體主要系統(tǒng)和臟器功能生理效應(yīng)規(guī)律的科學(xué)，兩者均是康復(fù)治療學(xué)的重要理論基礎(chǔ)。正確認(rèn)識各運(yùn)動器官的力學(xué)特性及其在運(yùn)動中的相互作用和生理功能，對創(chuàng)傷和疾病的預(yù)防、治療和康復(fù)都極為重要。一、運(yùn)動力學(xué)基礎(chǔ)（一）人體生物力學(xué)的概念1、 人體力的種類力學(xué)是研究物體間相互作用的力與物體發(fā)生位移（運(yùn)動）之間關(guān)系的物理學(xué)分支。自然界常見的力有重力、引力、壓力等，這些力作用于物體使之發(fā)生位置或狀態(tài)的改變，物體之間發(fā)生位置變化的過程稱之為運(yùn)動。與人體運(yùn)動有關(guān)的力主要有內(nèi)力和外力兩種。（1） 內(nèi)力是指人體內(nèi)部各種組織器官相互作用的力。其中最重要的首先是肌肉收縮所產(chǎn)生的主動拉力，是維持人體姿勢和產(chǎn)生運(yùn)動的動力；其次是各種組織器官的被動阻力，包括肌肉、骨、軟骨、關(guān)節(jié)囊、韌帶、筋膜等受壓力或拉力作用時對抗變形的阻力，軀體的慣性力和內(nèi)臟器官間的摩擦力及其固定裝置（如腹膜、腸系膜、大血管等）的阻力等。（2） 外力是指外界環(huán)境作用于人體的力，包括重力、器械的阻力、支撐反作用力、摩擦力及流體作用力。各種外力經(jīng)常被利用來作為運(yùn)動訓(xùn)練的負(fù)荷，這種負(fù)荷要求肢體運(yùn)動的方向和力量與之相適應(yīng)，因而選擇投入工作的肌群及其收縮強(qiáng)度，這是肌力訓(xùn)練的方法學(xué)理論基礎(chǔ)。2、 人體杠桿人的軀體運(yùn)動遵循杠桿原理，各種復(fù)雜動作都可分解為一系列的杠桿運(yùn)動。杠桿包括支點(diǎn)、力點(diǎn)和阻力點(diǎn)。支點(diǎn)到力點(diǎn)的垂直距離為力臂，支點(diǎn)到阻力點(diǎn)的垂直距離為阻力臂。根據(jù)杠桿上三個點(diǎn)的不同位置關(guān)系，可將杠桿分成三類：（1） 第1類杠桿（平衡杠桿）其支點(diǎn)位于力點(diǎn)與阻力點(diǎn)之間。如頭顱與脊柱的連結(jié)，支點(diǎn)位于寰枕關(guān)節(jié)的額狀軸上，力點(diǎn)（如斜方肌、肩胛提肌、頭夾肌等的作用點(diǎn)）在支點(diǎn)的后方，阻力點(diǎn)（頭的重心）位于支點(diǎn)的前方。主要作用是傳遞動力和保持平衡，支點(diǎn)靠近力點(diǎn)時有增大速度和幅度的作用，支點(diǎn)靠近阻力點(diǎn)時有省力的作用。（2） 第2類杠桿（省力杠桿）其阻力點(diǎn)位于力點(diǎn)和支點(diǎn)的之間。如站立位提踵時，以跖趾關(guān)節(jié)為支點(diǎn)，小腿三頭肌以粗大的跟腱附著于跟骨上的止點(diǎn)為力點(diǎn)，人體重力通過距骨體形成阻力點(diǎn)，在跗骨與跖骨構(gòu)成的杠桿中位于支點(diǎn)和力點(diǎn)之間。這類杠桿力臂始終大于阻力臂，可用較小的力來克服較大的阻力，有利于作功。（3） 第3類杠桿（速度杠桿）其力點(diǎn)位于阻力點(diǎn)和支點(diǎn)的之間。如肱二頭肌屈起前臂的動作，支點(diǎn)在肘關(guān)節(jié)中心，力點(diǎn)（肱二頭肌在橈骨粗隆上的止點(diǎn)）在支點(diǎn)和阻力點(diǎn)（手及所持重物的重心）的中間。此類杠桿因?yàn)榱Ρ凼冀K小于阻力臂，力必須大于阻力才能引起運(yùn)動，不省力，但可以獲得較大的運(yùn)動速度。人體活動大部分是速度杠桿。（二） 運(yùn)動平面和運(yùn)動軸記述人體運(yùn)動通常采用基本姿勢位，將人體運(yùn)動的方向用三個相互垂直的平面和軸來表示。1、 基本姿勢位（1） 基本姿勢位是人體運(yùn)動的始發(fā)姿勢。身體直立，面向前，雙目平視，雙足并立，足尖向前，雙手下垂于身體兩側(cè)，掌心貼于體側(cè)。（2） 解剖學(xué)體位是闡述人體各部位結(jié)構(gòu)位置關(guān)系時采用的體位。身體直立，雙眼向前平視，兩腳跟靠攏，足尖向前，兩上肢垂于軀干兩側(cè)，手掌向前。2、 基本運(yùn)動平面人體可分為三個基本運(yùn)動平面，即矢狀面、額狀面和水平面，相互間呈垂直狀。矢狀面是與人體側(cè)面向平行的面，把人分為左右兩部分；額狀面是與身體前或后面平行的面，把身體分為前后兩部分；水平面則是與地面平行的面，把人體分為上下兩部分。3、 基本運(yùn)動軸與基本運(yùn)動平面相適應(yīng)，有矢狀軸、額狀軸和垂直軸3個基本運(yùn)動軸。矢狀軸是沿前后方向垂直通過額狀面的軸；額狀軸是沿左右方向垂直通過矢狀面的軸；垂直軸是沿上下方向垂直通過水平面的軸。（三） 骨骼的生物力學(xué)特性骨主要由細(xì)胞、膠原纖維與羥磷灰石組成，有密質(zhì)骨與松質(zhì)骨之分，二者的強(qiáng)度與剛度不同。成人成熟密質(zhì)骨的極限應(yīng)力值為：壓縮〉拉伸〉剪切。影響骨骼強(qiáng)度與剛度的因素：（1） 應(yīng)力肌肉收縮時產(chǎn)生的壓應(yīng)力可減少或抵消作用于骨的拉應(yīng)力，保護(hù)骨免受拉伸骨折。（2） 載荷速度骨的能量儲存，隨著載荷速度增加而增加。骨折時所儲能量要釋放出來。在低速下能量可通過單個裂紋散失，使骨及軟組織保持相對完整性；但在高速下，所儲更大能量不能通過單個裂紋散失，故可發(fā)生粉碎性骨折及廣泛的軟組織損傷。（3） 骨的大小、形狀和特性骨的橫截面積（大?。┘肮墙M織在中軸周圍的分布（形狀）均影響骨的強(qiáng)度。四）關(guān)節(jié)的力學(xué)特性關(guān)節(jié)面的形態(tài)及結(jié)構(gòu)決定了關(guān)節(jié)可能活動的軸，所有的關(guān)節(jié)運(yùn)動都可以分解為環(huán)繞三個相互垂直的軸心，沿三個相互垂直的平面上進(jìn)行運(yùn)動。即環(huán)繞額狀軸在矢狀面上的運(yùn)動，環(huán)繞矢狀軸在額狀面上的運(yùn)動，環(huán)繞垂直軸在水平面上的運(yùn)動。關(guān)節(jié)軸的活動方向就是自由度，具有兩個以上自由度的關(guān)節(jié)都可做繞環(huán)運(yùn)動。1、 關(guān)節(jié)的分型（1）單軸關(guān)節(jié)圍繞一個運(yùn)動軸而在一個平面上運(yùn)動，如指間關(guān)節(jié)（滑車關(guān)節(jié)），近側(cè)、遠(yuǎn)側(cè)橈尺關(guān)節(jié)（車軸關(guān)節(jié)）的屈伸運(yùn)動。（2） 雙軸關(guān)節(jié)圍繞兩個互為垂直的運(yùn)動軸并在兩個平面上運(yùn)動，包括：橈腕關(guān)節(jié)（橢圓關(guān)節(jié)）、拇指腕掌關(guān)節(jié)（鞍狀關(guān)節(jié)）的屈伸、收展和環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)動。（3） 三軸關(guān)節(jié)圍繞三個互相垂直的運(yùn)動軸并在三個平面上運(yùn)動，可做屈伸、收展及旋轉(zhuǎn)、環(huán)轉(zhuǎn)等多方向的運(yùn)動。包括：肩關(guān)節(jié)（球窩關(guān)節(jié)）、髖關(guān)節(jié)（杵臼關(guān)節(jié)）、肩鎖關(guān)節(jié)（平面關(guān)節(jié)）。2、 關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和靈活性關(guān)節(jié)的運(yùn)動方式和運(yùn)動幅度取決于關(guān)節(jié)的形態(tài)結(jié)構(gòu)，后者又決定了關(guān)節(jié)的功能。各關(guān)節(jié)在形態(tài)和結(jié)構(gòu)上各有其特點(diǎn)，穩(wěn)定性大的關(guān)節(jié)（例如膝關(guān)節(jié)）活動度較小，靈活性較差；而靈活性大的關(guān)節(jié)（例如肩關(guān)節(jié)）穩(wěn)定性較差。影響關(guān)節(jié)穩(wěn)定性和靈活性的因素：構(gòu)成關(guān)節(jié)的兩個關(guān)節(jié)面的弧度之差、關(guān)節(jié)囊的厚薄與松緊度、關(guān)節(jié)韌帶的強(qiáng)弱與多少、關(guān)節(jié)周圍肌群的強(qiáng)弱與伸展性。骨骼和韌帶對關(guān)節(jié)的靜態(tài)穩(wěn)定起主要作用，肌肉對動態(tài)穩(wěn)定起重要作用。（五）肌肉的力學(xué)特性每塊肌肉由許多肌纖維組成。每條肌纖維是一個肌細(xì)胞，外包肌膜（即細(xì)胞膜），內(nèi)有肌漿（即細(xì)胞質(zhì)）。在肌漿中含有豐富的肌原纖維，每條肌原纖維上都呈現(xiàn)出明暗相間的橫紋，故骨骼肌又稱橫紋肌。1、 肌肉的理化特性（1） 興奮性和收縮性肌肉的興奮性和收縮性表現(xiàn)為在刺激作用下能發(fā)生興奮和產(chǎn)生收縮的反應(yīng)。（2） 伸展性和彈性肌肉的伸展性指肌肉在放松狀態(tài)下，受到外力的作用時長度延伸的能力；肌肉的彈性是指當(dāng)外力去除后，肌肉恢復(fù)原來長度的能力。2、 肌力的影響因素（1） 肌肉的生理橫斷面每條肌纖維橫斷面之和為肌肉的生理橫斷面，單位生理橫斷面肌纖維全部興奮時所能產(chǎn)生的最大肌力，稱為絕對肌力。（2） 肌肉的初長度指收縮前的長度。當(dāng)肌肉被牽拉至靜息長度的1.2倍時，肌力最大。（3） 運(yùn)動單位募集指進(jìn)行特定活動動作時，通過大腦皮質(zhì)的運(yùn)動程序，調(diào)集相應(yīng)數(shù)量的運(yùn)動神經(jīng)元及其所支配的肌肉纖維的興奮和收縮過程。運(yùn)動單位募集越多，肌力就越大。運(yùn)動單位募集受中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能狀態(tài)的影響，當(dāng)運(yùn)動神經(jīng)發(fā)出的沖動強(qiáng)度大時，動員的運(yùn)動單位就多；當(dāng)運(yùn)動神經(jīng)沖動的頻率高時，激活的運(yùn)動單位也多。（4） 肌纖維走向與肌腱長軸的關(guān)系：一般肌纖維走向與肌腱長軸相一致，但也有不一致的。如在一些較大的肌肉中，部分肌纖維與肌腱形成一定的角度而呈羽狀連接。羽狀連接的肌纖維越多，成角也較大，肌肉較粗，能產(chǎn)生較多的力，如腓腸肌，具有較強(qiáng)的收縮力。而比目魚肌，肌纖維與肌腱的連接很少成角，故具有較高的持續(xù)等長收縮能力。（5） 杠桿效率：肌肉收縮產(chǎn)生的實(shí)際力矩輸出，受運(yùn)動節(jié)段杠桿效率的影響。有報道髕骨切除后股四頭肌力臂縮短，使伸膝力矩減小約30%。（六）纖維的力學(xué)特性骨骼周圍的肌腱、韌帶、關(guān)節(jié)囊、皮膚，以及外傷后引起的瘢痕組織中的纖維組織，主要由膠原纖維構(gòu)成。由于膠原纖維內(nèi)的細(xì)纖維在末受載荷時呈波浪狀，載荷開始后膠原纖維被拉直、伸長，直至屈服點(diǎn)，繼而產(chǎn)生非彈性變形，直至達(dá)到極限而斷裂破壞。破壞時的變形范圍為6%~8%。1、 韌帶的力學(xué)特性（1） 韌帶的粘彈性韌帶在牽拉載荷的應(yīng)力作用下呈現(xiàn)以下力學(xué)特征。非線性應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系韌帶膠原纖維并非全部平行排列，當(dāng)韌帶的拉伸載荷開始時，僅與載荷作用方向一致的纖維承受最大牽伸而被完全拉直。隨著牽伸力越加越大時，越來越多的非平行纖維受到載荷而被拉直。載荷的不斷增大，韌帶進(jìn)一步延長，呈現(xiàn)越來越大的剛性，有利于在應(yīng)力下保持關(guān)節(jié)的穩(wěn)定和牢固。蠕變在靜力學(xué)試驗(yàn)時，如載荷不再增加，但恒定地維持下去，韌帶還可以緩慢地繼續(xù)延長。在反復(fù)多次牽伸后也有類似的蠕變現(xiàn)象，即牽伸到達(dá)同樣長度所需的載荷逐步減少。應(yīng)力松弛在韌帶受載荷牽伸而延長時，如其長度被維持不變，則韌帶內(nèi)因牽伸而提高的張力會逐步下降，稱之為應(yīng)力松弛現(xiàn)象。（2） 塑性延長肌腱在載荷牽伸下發(fā)生彈性延長和塑性延長。前者在應(yīng)力去除后回縮，后者則為持久地延長。2、 肌腱的力學(xué)特性肌腱的膠原纖維幾乎完全呈平行排列，使其能承受較高的拉伸載荷。人體韌帶的拉伸變形范圍為6%~8%（屈服點(diǎn)），腱的應(yīng)變范圍為10%~15%。通常肌腱的橫截面積越大，所能承受的載荷也越大。健康肌腱的拉伸載荷強(qiáng)度極限為肌肉的2倍。上述特性對牽伸肌腱、韌帶及粘連組織，改善關(guān)節(jié)柔韌性，矯治關(guān)節(jié)的纖維性攣縮強(qiáng)直有重要意義。二、運(yùn)動生理學(xué)基礎(chǔ)（一）運(yùn)動與骨骼肌運(yùn)動通常指軀體的活動。盡管運(yùn)動的形式十分復(fù)雜，但每一個單一動作基本上都是由骨骼肌在神經(jīng)支配下，以骨骼肌收縮為動力，以關(guān)節(jié)為軸心，牽動骨骼所完成的杠桿運(yùn)動。運(yùn)動的基本類型取決于關(guān)節(jié)形態(tài)、參與運(yùn)動的關(guān)節(jié)數(shù)量、肌肉分布特點(diǎn)和神經(jīng)發(fā)放沖動的強(qiáng)弱、頻率等。1、 運(yùn)動單位由運(yùn)動神經(jīng)元及其所支配的肌纖維合稱為運(yùn)動單位。每一塊肌肉可包含很多的運(yùn)動單位。運(yùn)動單位的功能是按全或無定律進(jìn)行。同一塊肌肉的運(yùn)動單位越多，動作的精細(xì)程度越高。同樣，一個運(yùn)動神經(jīng)元所支配的肌纖維數(shù)量越少，動作的精細(xì)程度也越高。2、 骨骼肌的分型骨骼肌纖維（肌細(xì)胞）由肌膜（即細(xì)胞膜）、肌漿（即細(xì)胞質(zhì)）和肌原纖維組成。肌原纖維由粗肌絲和細(xì)肌絲組成，前者為肌球蛋白，后者由肌動蛋白、原肌球蛋白和肌鈣蛋白構(gòu)成，興奮時通過肌膜傳播動作電位，鈣離子釋放入肌漿網(wǎng)，與肌鈣蛋白結(jié)合，啟動肌動蛋白激活肌球蛋白上的ATP肌絲的滑行引起收縮。人類骨骼肌存在三種不同功能的肌纖維：1型慢縮纖維，又稱紅肌，即緩慢一氧化型肌纖維（SO），Ha型快速氧化一糖原分解型纖維（FOG）和Hb型快縮纖維，又稱白肌，即快速一糖原分解型肌纖維（FG）。各型骨骼肌纖維的特征如表2-1所示。表2-1骨骼肌纖維的類型及其特征肌纖維特征I型(SO)Ha型(FOG)Hb型(FG)能量供應(yīng)形式氧化磷酸化氧化磷酸化糖酵解線粒體多多少肌紅蛋白含量高高低毛細(xì)血管數(shù)致密致密稀疏肌肉顏色紅紅白糖原貯備少多多糖酵解酶活性低中等高肌球蛋白ATP酶活性少多多收縮速度慢快快耐疲勞能力高中等低肌纖維大小小最大大3、肌肉的收縮形式（1） 等張收縮肌力大于阻力時產(chǎn)生的加速度運(yùn)動和小于阻力時產(chǎn)生的減速度運(yùn)動。運(yùn)動時肌張力大致恒定，故稱等張收縮。因引起明顯的關(guān)節(jié)運(yùn)動，故也稱動力收縮。等張收縮又分向心收縮（肌肉的止點(diǎn)和起點(diǎn)互相靠近的肌肉收縮，如上樓梯時的股四頭肌收縮）和離心收縮（肌力低于阻力，使原先縮短的肌肉被動地延長，如下樓梯時股四頭肌收縮）。（2） 等長收縮當(dāng)肌肉收縮力與阻力相等時，肌肉長度不變，也不引起關(guān)節(jié)運(yùn)動，稱等長收縮或靜力收縮，如半蹲位時的股四頭肌收縮。此時肌張力恒定，在對抗固定物件作等長收縮時，肌肉的張力視主觀用力程度而定。（3）等速收縮肌肉收縮的速度保持一定。這不是人類肌肉的自然收縮形式，而是人為地借助于等速肌力訓(xùn)練器將其收縮速度限制在一定的范圍之內(nèi)，以便測定關(guān)節(jié)活動度及處于任意關(guān)節(jié)角度時的肌力，并進(jìn)行訓(xùn)練。4、 肌肉的協(xié)同肢體的每一動作都需要多組肌肉恰當(dāng)?shù)赝献鞑拍芡瓿伞＃?） 原動肌直接完成動作的肌群稱原動肌。其中起主要作用者稱主動肌，協(xié)助完成動作或僅在動作的某一階段起作用者稱副動肌。（2） 拮抗肌與原動肌作用相反的肌群。原動肌收縮時，拮抗肌應(yīng)協(xié)調(diào)地放松或作適當(dāng)?shù)碾x心收縮，以保持關(guān)節(jié)活動的穩(wěn)定性及增加動作的精確性，并能防止關(guān)節(jié)損傷。（3） 固定肌為了發(fā)揮原動肌對肢體運(yùn)動的動力作用，需要參加固定作用的肌群。（4） 中和肌其作用為抵消原動肌收縮時所產(chǎn)生的一部分不需要的動作。5、 不同運(yùn)動形式對骨骼肌的影響（表2—2）（二）運(yùn)動時心血管的調(diào)節(jié)運(yùn)動時心血管系統(tǒng)為了滿足運(yùn)動肌群的代謝性需要自動進(jìn)行復(fù)雜的功能調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)程度取決于運(yùn)動的強(qiáng)度。這種調(diào)節(jié)主要表現(xiàn)為局部的自動調(diào)節(jié)（autoregulation）和神經(jīng)性調(diào)節(jié)（neurogeniccontrol），前者為組織提供氧的需求和清除代謝廢物，后者參與血壓的維持。1、肌肉血流的自動調(diào)節(jié) 由于肌肉系統(tǒng)中血管的總?cè)萘繕O大，若完全擴(kuò)張，則可超過全身總血容量。因此，在作功肌肉血管開放的同時，其它臟器血管相應(yīng)收縮，使血液重新分配。在正常安靜情況下，內(nèi)臟器官（心、肝、腎、脾、胃腸）接受的血流量約為3.0L/min，而皮膚為0.25L/min，肌肉1.0L/min。運(yùn)動中，內(nèi)臟（除心臟外）的血流量均減少，皮膚血管則先收縮后擴(kuò)張，便于散熱。這樣可使作功肌肉獲得較多的血流，以攝取較安靜時高達(dá)50~75倍的氧量。運(yùn)動前后各臟器的血流量分布如表2—3所示。表2-2不同運(yùn)動形式對骨骼肌代謝和功能的影響

運(yùn)動類別主要刺激主要適應(yīng)對肌功能的影響 r—b―f——、 t 耐力運(yùn)動在相對低強(qiáng)度下’的反復(fù)收縮1、 增加線粒體量和質(zhì)，能量釋放酶（三羧酸循環(huán)酶和長鏈脂肪酸氧化酶）和電子傳送能力提周；2、 少見無氧代謝途徑的改變；3、 肌纖維稍有增粗；4、 以紅肌纖維改變?yōu)橹鳎⒃黾蛹∪獾难貉h(huán)1、 增加肌耐力；2、 運(yùn)動中可節(jié)省糖原的利用；3、 作功中乳酸形成相對較少力量運(yùn)動每一肌橫斷面積范圍內(nèi)增加力的負(fù)荷即募集增多和（或）頻率增加1、 肌纖維增粗（橫斷面積增大），以白肌纖維為主；2、 蛋白合成能力增強(qiáng)，分解降低；3、 可能使線粒體數(shù)量相對減少，氧化能力無改變，無氧代謝能力增強(qiáng)；1、 增強(qiáng)肌力；2、 單位時間內(nèi)爆發(fā)力增強(qiáng)，相應(yīng)肌群中協(xié)調(diào)能力改善；3、 可能耐力下降*代償性過每一肌橫斷面積1、 肌纖維增粗；1、 增加機(jī)械功；負(fù)荷（慢性代償性肥大）范圍內(nèi)很慢增加力的負(fù)荷2、 保持氧化能力并有所增強(qiáng)；3、 快酵解纖維向快氧化酵解型纖維轉(zhuǎn)變2、 增強(qiáng)維持肌張力的能力；3、 不易疲勞肢體制動每一肌橫斷面積范圍內(nèi)減少力的負(fù)荷，減少收縮頻率1、 肌萎縮；2、 線粒體減少，氧化能力下降，無氧代謝能力也減退；3、 肌內(nèi)血流量減少1、 力量和耐力均下降；2、 抗應(yīng)激能力減退*代償性過負(fù)荷是指機(jī)體內(nèi)肌或肌群受到損傷后，相鄰肌產(chǎn)生代償性功能，因而出現(xiàn)過負(fù)荷現(xiàn)象。表2-3安靜和運(yùn)動中各臟器的血流分布骨腦皮膚肌肉器官肺消化器心腎安靜（而訥）5.01.250.251.250.250.750.251.00占每搏出量（％10025525525520中等運(yùn)動（L/min）15.00.750.750.750.150.7512.012.0占每搏出量（％1003431412712、神經(jīng)性調(diào)節(jié)運(yùn)動中血流分布的改變主要由于交感神經(jīng)和激素的調(diào)節(jié)作用所致。交感神經(jīng)分布廣泛，對脾、腎、腸管和皮膚血管的作用強(qiáng)烈，對腦、骨骼肌和心臟的作用相對較弱。運(yùn)動時交感神經(jīng)興奮，使得血液重新分配，以適應(yīng)運(yùn)動中的代謝需要；同時也會引起靜脈血管的收縮，增加回心血量。腎上腺髓質(zhì)分泌的腎上腺素和去甲腎上腺素作用于心血管系統(tǒng)，去甲腎上腺素促進(jìn)末梢血管的收縮，腎上腺素的少量分泌可以擴(kuò)張血管。腎素-血管緊張素可以引起動靜脈血管的收縮，參與運(yùn)動時的血壓調(diào)節(jié)，同時抑制腎臟的水和鈉的排出，增加循環(huán)血量。運(yùn)動中，還通過腔靜脈壓力感受器的加壓反射和通過主動脈弓、頸動脈竇壓力感受器的減壓反射調(diào)節(jié)血管活動。3、 局部因素的調(diào)節(jié)在安靜狀態(tài)下，由于骨骼肌中血管平滑肌具有較高的張力(血管收縮)，血液流經(jīng)每克肌肉的流量極低。運(yùn)動中，這種肌張力很快減弱，即使在剛開始運(yùn)動后的數(shù)秒鐘內(nèi)就已出現(xiàn)，因而血管很快舒張。自主神經(jīng)無疑起著主導(dǎo)作用外，局部作用的調(diào)節(jié)更為重要。局部作用的因素包括：①局部組織的氧張力降低；②二氧化碳張力提高；②乳酸堆積；④因ATP水解，細(xì)胞內(nèi)X、組織胺和腺苷等釋放。由于活動肌肉中氧耗增加，使組織中的氧張力低下，擴(kuò)大了血液和組織間的氧梯度，并因二氧化碳增多和乳酸的堆積，血液中血紅蛋白氧分離曲線右移，因而即使組織中的氧張力不變，仍可使肌細(xì)胞獲得更多的氧，其結(jié)果擴(kuò)大了動靜脈之間的氧分壓差。由于血液是人體內(nèi)環(huán)境中主要的物質(zhì)載體，不僅提供給作功肌以較多的氧和營養(yǎng)物質(zhì)，而且由于酶、激素、無機(jī)鹽、免疫物的運(yùn)送，對全身均產(chǎn)生強(qiáng)烈的調(diào)節(jié)作用。4、 運(yùn)動中的循環(huán)調(diào)節(jié)心率和心搏出量在運(yùn)動中，心臟每分輸出量的增加或維持，可通過增快心率或增加搏出量或二者均增加來達(dá)到。心率的變化是受神經(jīng)和體液的調(diào)節(jié)。影響心搏出量的主要因素有：心室收縮力、心室流出道和血管的阻力、回心血量。心輸出量運(yùn)動中必須保持較高的心輸出量，以保證肌肉、呼吸和全身臟器的需要。安靜仰臥時，成人每分輸出量是4~5L,站立時略有減少，運(yùn)動中心輸出量增加，健康人每分輸出量可增至20L左右。其計算公式是：心輸出量=每搏出量x心率=每分?jǐn)z氧量/動靜脈氧分壓差。血壓和血管阻力運(yùn)動時，心輸出量增多和血管阻力因素可以引起相應(yīng)的血壓增高。但在運(yùn)動中由于骨骼肌血管床的擴(kuò)張，總外周血管阻力明顯下降，這樣有利于增加心輸出量，并減少輸送氧給作功肌的阻力。在血管反應(yīng)良好的人體，動力性、耐力性和大肌群參與的運(yùn)動項目(如跑步、騎自行車等)，劇烈運(yùn)動時收縮壓可以增高，舒張壓僅輕微升高或不變或稍下降。在無氧、等長收縮及僅有小肌群參與的大強(qiáng)度運(yùn)動時，雖可明顯增加心輸出量，但由于此時局部血管擴(kuò)張機(jī)制的作用較少，總外周血管阻力沒有相應(yīng)的下降，舒張壓升高明顯，心室的后負(fù)荷加大。（4）靜脈血回流運(yùn)動時，因骨骼肌血管床擴(kuò)張而引起大量血流灌注，若沒有相應(yīng)的代償機(jī)制常可妨礙靜脈血回流。因?yàn)殪o脈管壁較薄，且有靜脈瓣，故可阻止血液逆流。當(dāng)肌肉收縮時，可使靜脈受擠壓，迫使血液向心臟流動；當(dāng)下一次肌肉舒張可使靜脈重新充盈。這樣反復(fù)擠壓，會產(chǎn)生“按摩”效應(yīng)，可防止血流的淤積。同樣，運(yùn)動時的呼吸動作也促使肢體的靜脈血回流入胸腹腔。另外，交感神經(jīng)可使容量血管收縮，使靜脈系統(tǒng)中血流量減少，也是保證回心血量增加的重要因素。（三）對呼吸系統(tǒng)的影響肺的功能在于進(jìn)行氣體交換、調(diào)節(jié)血容量及分泌某些內(nèi)分泌激素。每分通氣量是潮氣量和呼吸頻率的乘積。潮氣量又分兩部分。一部分氣體進(jìn)入肺泡進(jìn)行氣體交換，稱為肺泡通氣量；另一部分氣體并不進(jìn)入肺泡，只存在于呼吸道解剖無效腔內(nèi)，稱為死腔通氣量。死腔通氣量和潮氣量的比值表示肺泡通氣效率。1、 運(yùn)動中攝氧量的變化在攝氧量（VO2）能夠滿足需氧量的輕或中等強(qiáng)度運(yùn)動，只要運(yùn)動強(qiáng)度不變，即能量消耗恒定時，攝氧量便能保持在一定水平，被稱為“穩(wěn)定狀態(tài)”。但在運(yùn)動剛開始的短時間內(nèi)，因呼吸、循環(huán)的調(diào)節(jié)較為遲緩，氧在體內(nèi)的運(yùn)輸滯后，致使攝氧量水平不能立即到位，而是呈指數(shù)函數(shù)曲線樣逐漸上升，此即進(jìn)入工作的非穩(wěn)態(tài)期，或“進(jìn)入工作狀態(tài)” ，通常是從無氧供能開始，逐漸增加有氧成分，呈特定的攝氧動力學(xué)變化?！胺€(wěn)定狀態(tài)”是完全的有氧供能，而“進(jìn)入工作狀態(tài)”這一階段的攝氧量與根據(jù)穩(wěn)定狀態(tài)推斷的需氧量相比，其不足部分即無氧供能部分，則傳統(tǒng)地被稱為“氧虧”。當(dāng)運(yùn)動結(jié)束進(jìn)入恢復(fù)期時，攝氧量也并非從高水平立即降至安靜時的水平，而是通過快、慢兩個下降曲線逐漸移行到安靜水平。這一超過安靜狀態(tài)水平多消耗的氧量，則傳統(tǒng)地被稱為“氧債”，并認(rèn)為“氧債”與總的“氧虧”等量。2、 最大攝氧量運(yùn)動時消耗的能量隨運(yùn)動強(qiáng)度加大而增加。隨著運(yùn)動強(qiáng)度的加大，攝氧量達(dá)到最大而不再能增加的值，稱為最大攝氧量（VQmax）。3、 運(yùn)動對呼吸的影響健康人大運(yùn)動量后對呼吸的影響如表2—4所示。表2-4健康人運(yùn)動前后呼吸各指標(biāo)的變化呼吸指標(biāo)安靜大運(yùn)動量后呼吸頻率（次/min）潮氣量（呼吸指標(biāo)安靜大運(yùn)動量后呼吸頻率（次/min）潮氣量（L/min）10 500.63.2每分通氣量（L）吸氧量（L）60.251604.57二氧化碳排出量（L）0.200.52呼吸商0.791.21通氣氧耗值每分通氣量（L）吸氧量（L）60.251604.57二氧化碳排出量（L）0.200.52呼吸商0.791.21通氣氧耗值（ml/L?min）肺泡通氣率60.31200.12肺血流量（L/min）肺動脈平均壓（kPa）1.87263.60肺泡-動脈氧壓力梯度（kPa）1.334.00（四）對代謝的影響1、 運(yùn)動中的能量代謝能量的產(chǎn)生有無氧代謝過程和有氧代謝過程兩種機(jī)制。（1） 無氧代謝過程非乳酸性能量的產(chǎn)生：腺嘌吟激酶反應(yīng)：ATP—ADP+Pi;2ADP—ATP+AMP肌酸激酶反應(yīng)：CP+ADP—ATP+Cr—ADP+Pi+Cr;ATP+