運(yùn)動(dòng)生理學(xué)——10-11-運(yùn)動(dòng)與心肺機(jī)能——心血管

1、作業(yè)題,某運(yùn)動(dòng)員血紅蛋白濃度為160g/l，劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)心率180次/min，攝氧量達(dá)到5L/min，肺通氣量為120L/min，心輸出量為30l/min。劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)脈血氧飽和度為95%。 請計(jì)算該運(yùn)動(dòng)員劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)的氧通氣當(dāng)量、氧脈搏、氧利用率、每搏量、靜脈血氧飽和度。 (注：氧容量=血紅蛋白濃度1.34ml/g),第八章 運(yùn)動(dòng)與心血管機(jī)能,第一節(jié) 運(yùn)動(dòng)與心臟泵功能（一）心動(dòng)周期,心房或心室每收縮和舒張一次，為一個(gè)心動(dòng)周期,心臟的泵血過程,房縮期：0.1秒，房室瓣開放，動(dòng)脈瓣關(guān)閉 等容收縮期：0.06秒，房室瓣關(guān)閉，動(dòng)脈瓣關(guān)閉 快速射血期：0.11秒，房室瓣關(guān)閉，動(dòng)脈瓣開放 減慢射血期：0.1

2、4秒，房室瓣關(guān)閉，動(dòng)脈瓣開放 等容舒張期：0.06秒，房室瓣關(guān)閉，動(dòng)脈瓣關(guān)閉 快速充盈期：0.11秒，房室瓣開放，動(dòng)脈瓣關(guān)閉 減慢充盈期：0.20秒，房室瓣開放，動(dòng)脈瓣關(guān)閉,時(shí)間(s),60 120 180 心率（次/分）,收縮期,舒張期,（二）心率,成人心率60-100次/分 心率是反映運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和生理負(fù)荷量的最簡單易行指標(biāo)之一。 最大心率=220-年齡（健康人） 心率儲(chǔ)備=最大心率-安靜心率 靶心率=心率儲(chǔ)備心率儲(chǔ)備%+安靜心率,運(yùn)動(dòng)員的竇性心動(dòng)徐緩 優(yōu)秀的耐力運(yùn)動(dòng)員安靜時(shí)心率可4060 beats/min 原因： 心肌收縮力加大 每搏量增加 力量性運(yùn)動(dòng)為主的投擲、摔跤、舉重運(yùn)動(dòng)員心臟以心肌

3、增厚為主 游泳、長跑等耐力性運(yùn)動(dòng)員的心臟增大卻以心室腔增大為主,立臥位脈差評定機(jī)能疲勞度 安靜時(shí)臥位脈搏30秒2=A 慢慢站起后脈搏15秒4=B B-A 18 良好 B-A = 18 臨界疲勞 B-A 18 疲勞 運(yùn)動(dòng)量過大 晨脈法 訓(xùn)練后次日晨脈超過自己的基礎(chǔ)值則說明運(yùn)動(dòng)量過大。,心功指數(shù)-30秒30次蹲起 測安靜時(shí)一分鐘心率(P1) 運(yùn)動(dòng)后即刻心率15秒4(P2) 運(yùn)動(dòng)1分鐘后心率15秒4(P3) 評價(jià)公式 (P1+P2+P3-200)/10 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 0-5優(yōu)，6-10良，11-16中，16以上差,臺(tái)階指數(shù),臺(tái)階高度：男30cm,女25cm 頻率：120次/分，上下臺(tái)階30次/分鐘 堅(jiān)持

4、時(shí)間：3分鐘 測試心率：運(yùn)動(dòng)停止后1分1分半心搏H1 2分2分半心搏H2 3分3分半心搏H3 計(jì)算： 臺(tái)階指數(shù)= 運(yùn)動(dòng)時(shí)間 100% 2(H1+H2+H3),間接法測量最大攝氧量,Astrand 列線圖方法。,每搏量占左室舒張末期容積的百分比。EF=SV/Vd,(三) 每搏量與射血分?jǐn)?shù),耐力訓(xùn)練： SV增加，EF基本不變 離心性肥大 力量速度訓(xùn)練： SV增加，EF增大 向心性肥大,（四） 心輸出量（cardiac output, CO）,每分鐘從一側(cè)心室射入動(dòng)脈的血量。 靜息狀態(tài)：男性4.56.0L/min 女性比男性低約10% 受多方面因素的影響,心輸出量的影響因素及運(yùn)動(dòng)對其影響,1. 心率

5、和每搏量的匹配 適量運(yùn)動(dòng)時(shí)隨心率加快，心輸出量增加，達(dá)到一定程度后，心輸出量反而減少。,CO,HR(b/min),安靜CO,安靜HR,150,180,安靜時(shí) 一般人： 5000mlmin70mlbeat72beatsmin 運(yùn)動(dòng)員： 5000mlmin100mlbeat50beatsmin 最大運(yùn)動(dòng)時(shí) 一般人:22000mlmin113mlbeat195beatsmin 運(yùn)動(dòng)員:35000mlmin179mlbeat 195beatsmin,運(yùn)動(dòng)員安靜時(shí)，HR很低，但SV很高，具有較高的心率儲(chǔ)備，可超過200次/分,2. 心肌收縮力 心率不變情況下，心肌收縮力越強(qiáng)則每搏量越大。 運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于心

6、交感中樞興奮和心迷走中樞抑制，使心率加快，心肌收縮力加強(qiáng) 3.心室舒張末期容積（前負(fù)荷）取決于舒張期長短和靜脈回流速度 肌肉節(jié)律性舒縮、呼吸運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，回心血量增加 運(yùn)動(dòng)使交感縮血管中樞興奮，使容量血管收縮，體循環(huán)平均充盈壓升高，也有利于增加靜脈回流,4. 動(dòng)脈血壓（后負(fù)荷）,運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)脈血壓水平取決于心輸出量和外周阻力兩者之間的關(guān)系 如果僅有運(yùn)動(dòng)的肌肉的舒血管效應(yīng)，沒有不活動(dòng)器官的縮血管效應(yīng)，總的外周阻力就會(huì)減小，動(dòng)脈血壓也就要降低；必須使心輸出量大大增加，才能使動(dòng)脈血壓維持在原先的水平 如果心輸出量的增加和外周阻力的降低兩者的比例恰當(dāng)，則動(dòng)脈血壓變化不大 通常運(yùn)動(dòng)時(shí) 由于心輸出量顯著增加，故

7、收縮壓升高 肌肉血管舒張對外周阻力的影響大于其他不活動(dòng)器官血管收縮的代償作用故總的外周阻力仍有降低；表現(xiàn)為動(dòng)脈舒張壓變化不大或有降低,5. 靜脈回流量,體循環(huán)充盈度：血容量，血管順應(yīng)性 心肌功能狀態(tài) 體位變化 骨骼肌擠壓 呼吸運(yùn)動(dòng)：吸氣時(shí)胸腔內(nèi)大靜脈跨壁壓加大，利于回流,CO與耐力訓(xùn)練：,優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員 安靜時(shí)CO常人； 劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)， CO：平均2535L/min，高達(dá)40L/min 提高機(jī)體攝取、運(yùn)輸、利用氧的能力是耐力運(yùn)動(dòng)員最重要訓(xùn)練目的。 劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)通氣/血流增加明顯,（通氣增加20倍，CO增加8倍） CO是限制耐力素質(zhì)的重要因素。,每分輸出量每分鐘攝氧量/動(dòng)靜脈血含氧量差 例如，每分?jǐn)z

8、氧量為250ml，動(dòng)脈血含氧量為0.2mlml，靜脈血含氧量為0.15mlml 每分鐘心輸出量250/（0.2-0.15）=5000ml,心輸出量的測定,（CI）=CO/BSA（BSA為體表面積） 體表面積BSA（m2）=0.0061身長（cm）+0.0128體重（kg）-0.1529 靜息CI ，10歲左右最大：約4L/min/ m2 老年以后：約2L/min/ m2,（五）心臟指數(shù)（cardiac index, CI）,比心輸出量更具有個(gè)體化特性,比心輸出量更具有個(gè)體化特性,（六） 心力貯備（cardiac reserve）： 心輸出量可以隨機(jī)體代謝的需要而增加，具有一定的貯備，稱為心臟的

9、泵功能貯備，簡稱心力貯備。 心率貯備：最大HR-安靜HR 每搏量儲(chǔ)備： 收縮期貯備：心肌收縮力 舒張期貯備：舒張末期容積,（八）血液的分配,（七）血液重新分配,運(yùn)動(dòng)時(shí)心輸出量增加，伴隨血流重新分配 意義： 優(yōu)先供重要器官：心臟和進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的肌肉、散熱的皮膚 內(nèi)臟血管收縮 可以從心輸出量中省出大約3Lmin的血液，分配至運(yùn)動(dòng)的肌肉,如果，每ml/100ml血液的氧含量為20ml 則即使心輸出量不增加，僅通過血流量的重新分配;就可向運(yùn)動(dòng)的肌肉每分鐘多提供600ml的氧; （長時(shí)間大運(yùn)動(dòng)量，肝腎缺血、損害。）,第二節(jié) 心血管疾病的運(yùn)動(dòng)療法,一 運(yùn)動(dòng)在治療心血管疾病的作用機(jī)制,運(yùn)動(dòng)對心血管疾病防治作用的

10、機(jī)制可歸納為三方面，即中心效應(yīng)，周圍效應(yīng)，及其他效應(yīng)。,1.中心效應(yīng) 維持或增加心肌氧的供應(yīng)： 延緩冠脈粥樣硬化 增加冠脈側(cè)枝循環(huán)，增加冠脈直徑， 改善心肌的血液灌注和分布。, 減少心肌工作的氧耗量： 運(yùn)動(dòng)降低安靜和運(yùn)動(dòng)時(shí)的心率、收縮壓和平均動(dòng)脈壓，從而節(jié)省心臟的做功； 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練還可減少循環(huán)血液中兒茶酚胺的水平，從而使心臟的氧耗量下降。, 增進(jìn)心肌的功能： 運(yùn)動(dòng)可致生理性心肌肥大，從而增加休息和運(yùn)動(dòng)時(shí)心肌收縮力 經(jīng)過訓(xùn)練心肌微細(xì)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變 心肌纖維內(nèi)ATP酶活性提高 心肌肌漿網(wǎng)對Ca2+的貯存、釋放、攝取能力提高 線粒體與細(xì)胞膜功能改善，ATP再合成速度增加 增加心肌電穩(wěn)定性： 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可

11、減輕運(yùn)動(dòng)時(shí)心肌的局部缺血， 減少安靜和運(yùn)動(dòng)時(shí)血漿兒茶酚胺的水平，從而增加室顫閾值。,2.周圍效應(yīng), 骨骼肌功能增強(qiáng)： 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后骨骼肌內(nèi)線粒體數(shù)目和體積增加，有氧代謝酶活性增加 同時(shí)肌動(dòng)蛋白及肌組織糖原含量增加。 從而使氧的利用率增加，減輕心臟負(fù)擔(dān), 血管貯備力增強(qiáng)： 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可致肌肉內(nèi)毛細(xì)血管數(shù)增加； 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后血管舒張功能增強(qiáng)， 血管內(nèi)皮可產(chǎn)生內(nèi)皮舒張因子（EDRF），參與心血管功能的調(diào)節(jié)； 運(yùn)動(dòng)后血管對縮血管物質(zhì)的反應(yīng)性減弱 造成心臟負(fù)荷降低，心功能改善。,（3）肌肉泵功能 運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉對血管的擠壓起到“肌肉泵”作用，回心血量增加，每搏量增加，減少心肌氧耗量,3. 其他效應(yīng),改善脂代謝，

12、改善糖的代謝，增加胰島素的敏感性， 減少血小板聚集性，增加纖溶酶活性（預(yù)防血栓形成）， 減輕肥胖，從而抗動(dòng)脈粥樣硬化的能力增強(qiáng)。 另外，運(yùn)動(dòng)可消除情緒緊張和抑郁，增加病人生活的信心和興趣。,冠心病與糖尿病、高血壓、肥胖癥等都具有很高的相關(guān)性。通過運(yùn)動(dòng)可預(yù)防和治療其他疾病。 總之，運(yùn)動(dòng)對心血管疾病的治療和康復(fù)有重要的理論和實(shí)際意義。,二. 心血管疾病的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn),1. 改良Bruce遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)試驗(yàn),12導(dǎo)心電監(jiān)測ST段的變化作為判定心肌缺血程度的依據(jù)。 測定實(shí)驗(yàn)前及實(shí)驗(yàn)中每一級負(fù)荷最后1分鐘血壓、RPE、血乳酸；每30秒記錄一次HR。 由整合代謝分析中提取每30秒時(shí)的VO2 、VE、RQ； 測定

13、運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)負(fù)荷完成即刻心臟泵功能指標(biāo)。,2.運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)時(shí)監(jiān)測的指標(biāo) 心率(HR) 血壓(BP) 血乳酸(BL) RPE 氣體代謝指標(biāo) 通氣量(VE) 攝氧量(VO2) 二氧化碳呼出量(VCO2) 呼吸商(RQ) 心臟泵功能指標(biāo),RPE 主觀體力感覺、自覺勞累分級 瑞典生理學(xué)家岡奈爾鮑格(Borg,1973) RPE與工作負(fù)荷高度相關(guān) 工作強(qiáng)度和自我感覺的關(guān)系,據(jù)上述指標(biāo)，當(dāng)出現(xiàn)心肌缺血加重到一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)（參考：美國運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)提供的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)停止標(biāo)準(zhǔn)），應(yīng)該立即停止試驗(yàn)。 尋找運(yùn)動(dòng)終止時(shí)的心率（癥狀限制性心率），作為運(yùn)動(dòng)過程的極限心率，運(yùn)動(dòng)終止時(shí)的RPE、血壓、血乳酸等指標(biāo)作為運(yùn)動(dòng)鍛煉的最大強(qiáng)度指標(biāo)

14、。 （注：受試者為恢復(fù)期冠心病患者）,變時(shí)性心功能不全,定義：人體運(yùn)動(dòng)時(shí)，在各種生理或病理因素的作用下，心率不能隨著機(jī)體代謝需要的增加而增加并達(dá)到一定程度。 診斷標(biāo)準(zhǔn)：運(yùn)動(dòng)后的最高心率最大預(yù)測心率的80%。最大心率=220-年齡,三. 運(yùn)動(dòng)處方設(shè)計(jì),（一）強(qiáng)度設(shè)計(jì) 取最大心率儲(chǔ)備的60-85%為運(yùn)動(dòng)適宜心率 心率儲(chǔ)備=最大心率-安靜心率 在健康人，最大心率=220-年齡 心血管疾病患者，最大心率=峰值心率 HRpk ：峰值心率（極限或癥狀限制性運(yùn)動(dòng)） 靶心率=安靜心率+最大心率儲(chǔ)備60-85%,為確保安全并獲得滿意效果 ，康復(fù)過程中應(yīng)分段設(shè)計(jì)漸進(jìn)性強(qiáng)度，可以心率儲(chǔ)備的65%、75%、85%作為靶心率的監(jiān)測值。 對個(gè)別患者，運(yùn)用血壓、血乳酸作為監(jiān)測強(qiáng)度的輔助指標(biāo)。 力量練習(xí)部分運(yùn)用RM值來控制,RM值 1RM：肌肉盡最大努力收縮，某動(dòng)作只能完成1次就達(dá)到力竭。 n RM：肌肉盡最大努力收縮，某動(dòng)作完成n次達(dá)到力竭。 n值越大,力量練習(xí)的強(qiáng)度越小。 練習(xí)者不同或練習(xí)的目的不同采用的強(qiáng)度范圍不同 冠心病患者采用:1520RM強(qiáng)度，6080%n的模式,（二）運(yùn)動(dòng)形式,有氧運(yùn)動(dòng)+低強(qiáng)度力量練習(xí) 具體形式應(yīng)