11第三章運動與心肺功能曹師承中國醫(yī)科大學第三章運動與心肺功能曹師承引言

心肺功能是耐力運動的基礎?？茖W合理的運動鍛煉改善心肺功能，促進健康、減少疾病，提高人們的生活質(zhì)量。同時，運動干預也是治療某些慢性非傳染性疾病的重要手段。因此，運動對疾病的防治作用逐漸被人們接受和重視。引言內(nèi)容運動對心肺功能的影響心肺功能異常與運動心肺功能評定基礎內(nèi)容運動對心肺功能的影響心肺功能異常與運動心肺功能評定基礎

第一節(jié)運動對心肺功能的影響

心肺功能對運動的適應性變化，主要取決于運動強度（小強度40%~50%VO2max、中等強度60%~85%VO2max及大強度85%VO2max以上）、運動時間與運動頻率；同時，也應考慮不同運動個體對運動刺激的適應能力。

第一節(jié)運動對心肺功能的影響

心學習內(nèi)容心血管系統(tǒng)對運動的反應和適應1呼吸系統(tǒng)對運動的反應和適應2有氧、無氧運動3耐力運動處方4學習內(nèi)容心血管系統(tǒng)對運動的反應和適應1呼吸系統(tǒng)對運動的反（一）心臟對運動的反應與適應一、心血管系統(tǒng)對運動的反應和適應

1.運動與心率2.每搏量與心排血量3.心臟形態(tài)的適應（一）心臟對運動的反應與適應一、心血管系統(tǒng)對運動的反應和適應有氧心率

指運動個體在65%~85%最大心率時的運動，又稱有氧運動或有氧強度的運動。最大心率運動時心率增加的極限值。最大心率的個體差異較大。1.運動與心率有氧心率指運動個體在65%~85%最大心率時的運動，又運動時心率變化主要決定于運動強度和持續(xù)時間，在一定時間內(nèi)，心率與工作強度成正比關系運動后心率恢復到安靜值的時間取決于運動強度、時間、機體機能狀態(tài)。機體機能狀態(tài)越好，心率恢復至安靜值越快心率變化規(guī)律心率變化規(guī)律1.運動與心率運動時心率變化主要決定于運動強度和持續(xù)時間，在一定時間內(nèi)，心1.運動與心率心率變化機制神經(jīng)因素——快相體液因素——慢相肌肉和關節(jié)心臟朋氏反射牽張竇房結交感神經(jīng)興奮體溫升高交感腎上腺系統(tǒng)分泌激素血液的化學變化心血管中樞1.運動與心率心率變化機制神經(jīng)因素體液因素肌肉和關節(jié)心臟朋1.運動與心率

心率儲備——安靜時心率與最大心率差值，因最高心率不同，心率儲備的個體差異較大。

竇性心動徐緩——長期耐力運動可使安靜時心率減慢的現(xiàn)象，某些優(yōu)秀運動員安靜時心率低至40～60次/分。1.運動與心率2.每搏量（SV）與心排血量

SV隨著運動功率的提高而提高，但運動強度提高到40%~60%VO2max的某點時，SV基本保持不變。

心排血量是HR與SV的乘積，長期耐力運動有利于提高心排血量。2.每搏量（SV）與心排血量3.心臟形態(tài)的適應運動與心臟擴大

心臟擴大(心臟非同心肥大)主要表現(xiàn)為左、右心室內(nèi)徑增大，心容積增加，尤其是左室擴大更為明顯。血流動力學過載

心室壁應力增加

心室功能曲線心肌合成代謝增強

室壁增厚機制3.心臟形態(tài)的適應運動與心臟擴大機制3.心臟形態(tài)的適應3.心臟形態(tài)的適應3.心臟形態(tài)的適應

運動與心臟肥大：心臟肥大主要表現(xiàn)為心室后壁和室間隔肥厚，而心腔內(nèi)徑并無成比例擴大(心臟同心肥大)。

機制：

運動（力量性或靜力性）心臟后負荷增加動脈血壓與內(nèi)分泌變化3.心臟形態(tài)的適應運動（力量性或靜力性）心臟后負荷增（二）血管對運動的反應和適應1.血管的適應2.血壓的變化（二）血管對運動的反應和適應1.血管的適應2.血壓的變化1.血管的適應新生毛細血管增多毛細血管開放增多毛細血管與肌纖維的比值增大受過訓練者1.血管的適應新生毛細血管增多毛細血管與肌纖維的比值增大2.血壓的變化

血壓：收縮壓、舒張壓與平均動脈壓。

運動時，收縮壓升高，并與運動強度的增大成正比；不論強度如何，舒張壓的變化很小。2.血壓的變化（三）運動對冠狀動脈的影響適應性變化改善冠狀循環(huán)的運送能力增加冠狀動脈側支循環(huán)提高冠狀血管的擴張能力（三）運動對冠狀動脈的影響適應性變化改善冠狀循環(huán)的運送能力增（三）運動對冠狀動脈的影響機制剪切應力代謝因素機械刺激神經(jīng)激素（三）運動對冠狀動脈的影響機制剪切應力代謝因素機械刺激神經(jīng)激血量增加紅細胞量增加血漿容量增加每搏輸出量增加最大攝氧量增加運動（四）其他血量增加紅細胞量增加血漿容量增加每搏輸出量增加最大攝氧量增加二、呼吸系統(tǒng)對運動的反應和適應組成呼吸的三個環(huán)節(jié)：外呼吸，包括肺通氣和肺換氣；氣體運輸；內(nèi)呼吸，也稱組織換氣。

運動時機體代謝加強，呼吸的三個環(huán)節(jié)也將發(fā)生一系列變化，以滿足機體代謝的需要。長期運動訓練可促使呼吸功能和調(diào)節(jié)能力產(chǎn)生良好的適應，從而提高人體工作能力。二、呼吸系統(tǒng)對運動的反應和適應組成呼吸的三個二、呼吸系統(tǒng)對運動的反應和適應二、呼吸系統(tǒng)對運動的反應和適應（一）呼吸功能對運動的反應2.運動時換氣功能的變化1.運動時通氣功能的變化3.運動時呼吸的調(diào)節(jié)（一）呼吸功能對運動的反應2.運動時換氣功能的變化1.運動1.運動時通氣功能的變化運動時呼吸加深加快：肺通氣量增加呼吸頻率增加：從每分鐘12～18次增加到40～60次每分通氣量：從安靜時每分鐘6～8L增加到80～150L1.運動時通氣功能的變化運動時呼吸加深加快：肺通氣量增加

呼吸當量：指每分鐘通氣量與攝氧量的比值。安靜時的呼吸當量為20～28，機體從24L左右的通氣量中攝取到1L的O2；50%VO2max的運動呼吸當量增加到30～35，機體要從30～35L的通氣中才能攝取1L的O2。呼吸當量越小，氧的攝取效率越高。運動生理學把呼吸當量最小的一點稱為最佳呼吸效率點。1.運動時通氣功能的變化呼吸當量：指每分鐘通氣量與攝氧量的比值。1.運動時通氣2.運動時換氣功能的變化運動時器官組織代謝加強，O2在肺部的擴散速率增大血液中兒茶酚胺含量增多，通氣肺泡的數(shù)量增多肺泡毛細血管前括約肌擴張，呼吸膜的表面積增大右心室泵血量的增加也使肺血量增多肺換氣的變化2.運動時換氣功能的變化運動時器官組織代謝加強，O2在肺部的2.運動時換氣功能的變化活動的肌肉組織耗氧量增加，O2在肌肉組織部位的擴散速率增大活動組織毛細血管開放數(shù)量增多，增大了氣體交換的面積組織中由于CO2積累PCO2的升高和局部溫度的升高使氧離曲線右移，促使HbO2解離進一步加強組織換氣的變化2.運動時換氣功能的變化活動的肌肉組織耗氧量增加，O2在肌2.運動時換氣功能的變化2.運動時換氣功能的變化3.運動時呼吸的調(diào)節(jié)神經(jīng)調(diào)節(jié)條件反射大腦皮質(zhì)運動中樞本體感受性反射體液調(diào)節(jié)血液化學成分：CO2、O2和H+3.運動時呼吸的調(diào)節(jié)條件反射大腦皮質(zhì)運動中樞本體感受性反射3.運動時呼吸的調(diào)節(jié)多種因素共同調(diào)節(jié)運動時呼吸的變化體液調(diào)節(jié)和其他因素（輔助作用）神經(jīng)調(diào)節(jié)（主要作用）通氣量迅速升降通氣量緩慢升降3.運動時呼吸的調(diào)節(jié)多種因素共同調(diào)節(jié)運動時體液調(diào)節(jié)和其他因3.運動時呼吸的調(diào)節(jié)3.運動時呼吸的調(diào)節(jié)（二）呼吸功能對運動的適應肺通氣的適應性變化：耐力訓練后安靜狀態(tài)下，肺通氣量基本不變或稍下降；盡管是增加運動強度的訓練，呼吸系統(tǒng)對運動仍保持適應。耐力運動有利于提高肺功能。

呼吸肌耐力的增強：經(jīng)過運動訓練后，呼吸肌也會在訓練過程中受到負荷的刺激而產(chǎn)生一些適應性變化。（二）呼吸功能對運動的適應肺通氣的適應性變化：耐力訓練后三、有氧、無氧運動內(nèi)容運動能力有氧運動能力無氧運動能力三、有氧、無氧運動內(nèi)容運動能力有氧運動能力無氧運動能力（一）有氧運動能力3.有氧運動的作用4.有氧運動的形式與項目

2.有氧運動的特點1.有氧運動的生理基礎（一）有氧運動能力3.有氧運動的作用2.有氧運動的特點1.

需氧量：人體為維持某種生理活動所需要的氧量稱為需氧量。正常成人安靜時需氧量約為250ml/min

攝氧量：單位時間內(nèi)，機體攝取并被實際消耗或利用的氧量稱為攝氧量

最大攝氧量

定義：人體在進行有大量肌肉群參加的長時間劇烈運動中，當心肺功能和肌肉利用氧的能力達到本人極限水平時，單位時間內(nèi)所能攝取的氧量稱為最大攝氧量。正常值:我國正常成年男子最大攝氧量絕對值約為3.0～3.5L/min，相對值為50～55ml/(kg·min)；女子較男子略低，其絕對值為2.0～2.5L/min，相對值為40～45ml/(kg·min)。1.有氧運動的生理基礎最大攝氧量1.有氧運動的生理基礎

1.有氧運動的生理基礎最大攝氧量影響因素氧運輸系統(tǒng)對VO2max的影響，包括肺功能、心臟的泵血功能和血紅蛋白含量肌組織利用氧能力對VO2max的影響，主要由慢肌纖維的含量與攝氧能力決定其他，遺傳因素、年齡、性別因素及訓練因素等1.有氧運動的生理基礎最大攝氧量影響因素氧運輸系統(tǒng)對VO21.有氧運動的生理基礎乳酸閾定義：在漸增負荷運動中，血乳酸濃度隨運動負荷的遞增而增加，當運動強度達到某一負荷時，血乳酸出現(xiàn)急劇增加的那一點(乳酸拐點)稱為乳酸閾有氧運動的乳酸拐點多在4mmol/L。

意義：乳酸閾反映了人體在漸增負荷運動中血乳酸開始積累時的VO2max百分利用率，其閾值的高低是反映人體有氧工作能力的又一重要生理指標。1.有氧運動的生理基礎乳酸閾特點以中、小運動強度為主運動時間和距離長全身大肌群參加的動力性活動周期性運動2.有氧運動的特點特點以中、小運動強度為主運動時間和距離長全身大肌群參加的動力3.有氧運動的作用作用提高機體心肺功能改善和提高機體氧化代謝能力調(diào)節(jié)代謝3.有氧運動的作用作用提高機體心肺功能改善和提高機體氧化代謝4.有氧運動形式有氧運動形式非競賽性球類項目：籃球、排球、足球、羽毛球、乒乓球和網(wǎng)球等也是良好的有氧運動適于老年健身用的地擲球、門球、柔力球等典型的有氧運動包括走、慢跑、跑、騎自行車、上下臺階等傳統(tǒng)體育運動項目：氣功、太極拳（劍）、木蘭拳（扇）、五禽戲和八段錦等周期性有氧運動有：爬山、游泳、劃船、滑冰、旱冰和滑雪等4.有氧運動形式有氧運動形式非競賽性球類項目：籃球、排球、（二）無氧運動能力內(nèi)容無氧運動的生理基礎無氧運動訓練（二）無氧運動能力內(nèi)容無氧運動的生理基礎無氧運動訓練1.無氧運動的生理基礎

能源物質(zhì)的貯備；ATP和CP的含量、糖原含量及其酵解酶活性。

代謝過程的調(diào)節(jié)能力：酶活性、神經(jīng)與激素、內(nèi)環(huán)境變化。1.無氧運動的生理基礎1.無氧運動的生理基礎

最大氧虧積累：指人體從事極限強度運動時（一般持續(xù)運動2～3min），完成該項運動的理論需氧量與實際耗氧量之差。

最大氧虧積累是衡量機體無氧供能能力的重要標志。1.無氧運動的生理基礎2.無氧運動訓練ATP—CP供能訓練最大練習時間不超過10秒，每次練習的休息間歇不能短于30秒成組練習后，組間的練習不能短于3～4min

提高糖酵解供能系統(tǒng)的訓練最大乳酸訓練，血乳酸在12～20mmol/L乳酸耐受能力訓練，血乳酸在12mml/L左右2.無氧運動訓練ATP—CP供能訓練最大練習時間不超過1四、耐力運動處方內(nèi)容耐力運動處方組成耐力運動訓練方法與分析耐力運動處方應用四、耐力運動處方內(nèi)容耐力運動處方組成耐力運動訓練方法與分析（一）耐力運動處方組成

概念

耐力訓練是心肺功能訓練的最主要方法，其運動訓練以運動處方進行指導與實施，也稱耐力運動處方。運動方式運動強度運動時間運動頻率運動注意事項組成（一）耐力運動處方組成概念運動方式運動強度運動時間運動頻（一）耐力運動處方組成個體化運動強度是運動處方的關鍵要素之一。有氧訓練的運動強度應為中小運動強度。運動強度（一）耐力運動處方組成個體化運動強度是運動處方的關鍵要素之一（一）耐力運動處方組成最大攝氧量百分比（％VO2max）最大心率百分比（％HRmax）靶心率代謝當量主觀強度感覺運動強度的評價指標（一）耐力運動處方組成最大攝氧量百分比（％VO2max）最運動持續(xù)時間：運動處方的三要素之一。運動持續(xù)時間應結合運動強度、患者健康狀況及體力適應情況而定。運動強度與運動持續(xù)時間的積為運動量。（一）耐力運動處方組成（一）耐力運動處方組成（一）耐力運動處方組成運動頻率：運動處方的三要素之一，運動頻率取決于運動量大小。運動量大，每周訓練3次；運動量小，最好每天活動；一般運動頻度為每周3～7次。每周少于2次的運動訓練無治療作用。（一）耐力運動處方組成運動頻率：運動處方的三要素之一，運動頻（一）耐力運動處方組成加強醫(yī)務監(jiān)督，牢記安全第一應循序漸進，量力而行個別對待，持之以恒防止疲勞，注意訓練衛(wèi)生運動注意事項（一）耐力運動處方組成加強醫(yī)務監(jiān)督，牢記安全第一應循序漸進，（二）耐力運動訓練方法與分析方法持續(xù)訓練法（主要）循環(huán)訓練法間歇訓練法法特萊克速度游戲等。組成準備活動（5～10min）運動訓練（30～60min）

靶心率（15min）整理運動（5～10min）（二）耐力運動訓練方法與分析方法組成（三）耐力運動處方應用應用健身預防治療康復（三）耐力運動處方應用應用健身預防治療康復學習小結1.掌握（1）概念：有氧心率、最大心率、竇性心動徐緩、呼吸當量、最大攝氧量、乳酸閾、耐力訓練。（2）運動時心率變化與負荷強度和持續(xù)時間的關系；運動對血壓影響的特點；冠壯動脈對運動的適應性變化。（3）運動時肺通氣與換氣功能的變化規(guī)律。（4）有氧運動的生理作用。（5）耐力運動處方的三要素及其相互關系。學習小結1.掌握學習小結2.熟悉：（1）長期運動引起心臟擴大的主要表現(xiàn)。（2）有氧運動的生理基礎與常見的運動形式。（3）耐力運動處方的應用及注意事項。3.了解：

運動項目與心臟肥大的關系；運動引起血管的適應性變化；無氧運動的生理基礎。學習小結2.熟悉：第二節(jié)心肺功能評定基礎運動試驗1學習內(nèi)容第二節(jié)心肺功能評定基礎運動試驗1學習內(nèi)容一、運動試驗運動試驗的目的運動試驗分類及其適應證運動試驗的禁忌證常用的運動試驗方案運動試驗終止指標一、運動試驗1．運動試驗的目的運動試驗的目的協(xié)助診斷、判斷病變程度及預后評定功能狀態(tài)指導康復治療1．運動試驗的目的協(xié)助診斷、判斷病變程度及預后評定功能狀態(tài)2．運動試驗分類及其適應證極量運動試驗用于正常人和運動員癥狀限制性運動試驗用于診斷冠心病、評估心功能和體力活動能力、制定運動處方低水平運動試驗適宜對象是心肌梗死后、穩(wěn)定性心力衰竭患者等2．運動試驗分類及其適應證極量運動試驗用于正常人和運動員

3．運動試驗的禁忌證

絕對禁忌證主要包括：急性或近期的心肌梗死、不穩(wěn)定性心絞痛、急性心肌炎和急性心包炎等。

相對禁忌證主要包括：不引起臨床癥狀加重，或可以控制不引起嚴重后果的病癥等。

3．運動試驗的禁忌證

4．常用的運動試驗方案運動試驗方案Bruce方案：為變速度斜率運動Naughton方案：為恒速變斜率試驗ACIP和其改良方案（mACIP）4．常用的運動試驗方案運動試驗方案Bruce方案：為變速度斜

5．運動試驗終止指標

心臟表現(xiàn)：心絞痛、心律不齊；心電圖嚴重異常；外周循環(huán)障礙表現(xiàn)：臉色蒼白、皮膚濕冷、血壓下降；呼吸系統(tǒng)：嚴重呼吸困難；中樞神經(jīng)系統(tǒng)及胃腸表現(xiàn)：頭痛、頭暈、共濟失調(diào)；惡性、嘔吐；其他：儀器故障。

5．運動試驗終止指標

心臟表現(xiàn)：心絞痛、心律不齊；心電

二、肺通氣功能評定

肺功能測定用力肺活量最大呼氣中期流速最大自主通氣量

二、肺通氣功能評定

肺功能評定肺功能評定三．最大攝氧量評定直接測定法標準：心率達180次/分呼吸商（RQ）達到或接近1.15攝氧量隨運動強度增加而出現(xiàn)平臺間接推算法：根據(jù)其心率、攝氧量或達到某一定量心率的做功量等數(shù)值推算或預測出VO2max三．最大攝氧量評定直接測定法標準：心率達180次/分呼吸商四、乳酸閾評定

乳酸閾測定：受試者在漸增負荷運動試驗中，連續(xù)采集每一級運動負荷時的血樣（一般用耳垂或指尖末梢血）測得其血乳酸閾值。

通氣閾測定：在漸增負荷運動中，將肺通氣量變化的拐點稱為“通氣閾”。在漸增負荷運動中，當乳酸急劇增加時，肺通氣量、二氧化碳呼出量等指標出現(xiàn)明顯的變化，可以此來判定乳酸閾。四、乳酸閾評定學習小結1.掌握（1）運動實驗的目的；區(qū)別不同負荷運動實驗的選擇與應用。（2）區(qū)別運動實驗的絕對與相對禁忌證。2.熟悉（1）運動實驗的方案與終止指標。（2）肺功能、最大攝氧量與乳酸閾的評定。3.了解通氣閾的評定及意義。

學習小結1.掌握第三節(jié)心肺功能異常與運動高血壓與運動1冠心病與運動2慢性阻塞性肺疾病與運動3學習內(nèi)容第三節(jié)心肺功能異常與運動高血壓與運動1冠心病與運動2慢性阻一、高血壓與運動（一）運動對高血壓的預防作用經(jīng)常運動的個體血壓要低于安靜不活動的個體。而且，運動與血壓成負相關。運動越多的個體血壓越低，不論男女均是如此。(二)運動對高血壓的降壓作用運動降壓的特點運動降壓的機制抗阻運動的應用一、高血壓與運動（一）運動對高血壓的預防作用(二)運動對高1．運動降壓的特點運動降壓的特點一般情況，運動時收縮壓和舒張壓均會上升較長時間運動收縮壓升高，舒張壓變化可不明顯或下降一旦停止運動，血壓又會回到運動前的水平1．運動降壓的特點運動降壓的特點一般情況，運動時收縮壓和舒張2．運動降壓的機制作用于大腦皮質(zhì)和皮質(zhì)下血管運動中樞，使血壓下降調(diào)節(jié)自主神經(jīng)功能，血壓下降運動中肌肉的節(jié)律收縮與舒張，有助于降壓改善情緒，減少血壓波動幅度。運動降壓的機制2．運動降壓的機制作用于大腦皮質(zhì)和皮質(zhì)下血管運動調(diào)節(jié)自主神經(jīng)3．抗阻運動降壓應用

方法：注意：小強度、多重復次數(shù)的力量耐力