運(yùn)動(dòng)生理學(xué)呼吸

第六章呼吸目的要求：掌握肺通氣、肺換氣的原理掌握運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸功能的變化規(guī)律第二節(jié)氣體交換第三節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)第一節(jié)肺通氣第一頁(yè)，共36頁(yè)。呼吸：人體與外界環(huán)境之間進(jìn)展的氣體交換過(guò)程。第一節(jié)、肺通氣一肺通氣原理肺通氣:肺與外界之間進(jìn)展氣體交換的過(guò)程。胸廓的節(jié)律性擴(kuò)大和縮小。構(gòu)成肺的通氣動(dòng)力。第二頁(yè)，共36頁(yè)。二、呼吸過(guò)程〔一〕呼吸過(guò)程中肺內(nèi)壓的變化肺內(nèi)壓：肺泡內(nèi)的壓力。第三頁(yè)，共36頁(yè)?！捕澈粑^(guò)程中的胸內(nèi)壓變化1、胸內(nèi)壓：胸膜腔內(nèi)的壓力。胸膜腔胸膜位于肺外表的部分為胸膜臟層，位于胸壁內(nèi)外表的部分為胸膜壁層。這兩個(gè)部分延續(xù)相連，形成密閉的間隙。第四頁(yè)，共36頁(yè)。2、胸內(nèi)負(fù)壓的形成原因：嬰兒出生后，胸廓和肺發(fā)育的速度不平衡，肺發(fā)育較慢，胸廓發(fā)育較快，胸廓容積大于肺。由于胸膜壁層和臟層的緊貼不分，即使在呼氣之末也是如此，因而肺始終處于被動(dòng)牽拉狀態(tài)，肺本身是有彈性的組織，肺泡又有外表張力，這兩種因素使肺具有了回縮力。所以胸膜腔內(nèi)的壓力應(yīng)是肺的回縮力與反方向作用于胸膜腔的肺內(nèi)壓(或大氣壓)之和，即：胸內(nèi)壓=肺內(nèi)壓(或大氣壓)-肺彈性回縮力3、胸內(nèi)壓變化過(guò)程：胸內(nèi)壓在呼吸過(guò)程中始終低于大氣壓，為負(fù)壓。平靜呼氣之末胸內(nèi)壓為-5~-3mmHg，平靜吸氣之末胸內(nèi)壓為-l0~-5mmHg，第五頁(yè)，共36頁(yè)。用力吸氣胸內(nèi)負(fù)壓可達(dá)-90mmHg用力呼氣胸內(nèi)負(fù)壓可升高到+110mmHg聲門緊閉4、胸內(nèi)負(fù)壓的意義：①保持肺泡呈擴(kuò)張狀態(tài),維持正常呼吸；②促進(jìn)靜脈血和淋巴液的回流。第六頁(yè)，共36頁(yè)。三、運(yùn)動(dòng)中的肺通氣(一)呼吸形式1、呼吸?。褐饕鼩饧。弘跫『屠唛g外肌主要呼氣?。豪唛g內(nèi)肌和腹壁肌2、呼吸形式:胸式呼吸〔以肋肌運(yùn)動(dòng)為主〕腹式呼吸〔以膈肌運(yùn)動(dòng)為主〕運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸形式應(yīng)與運(yùn)動(dòng)技術(shù)相適應(yīng)。(二)憋氣1、概念在較深或深吸氣后，聲門緊閉，然后做用力呼氣動(dòng)作。2、憋氣良好的作用①憋氣時(shí)可反射性地引起肌肉張力的增加，第七頁(yè)，共36頁(yè)。②可為有關(guān)的運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)創(chuàng)造最有效的收縮條件。如人的臂力和握力在憋氣時(shí)最大，呼氣時(shí)次之，吸氣時(shí)較小；3、不良影響①長(zhǎng)時(shí)憋氣壓迫胸腔，使胸內(nèi)負(fù)壓驟減，造成回心血減少，輸出量銳減，血壓大幅下降，導(dǎo)致心肌、腦細(xì)胞及視網(wǎng)膜供血不全，影響和干擾了運(yùn)動(dòng)的正常進(jìn)展。②憋氣完畢，加深呼吸，使胸內(nèi)負(fù)壓增加，血液迅速回心，沖擊心肌并過(guò)度伸展，心輸出量大增，血壓也驟升。這對(duì)心力儲(chǔ)藏差者非常不利。4、正確合理的憋氣方法①憋氣前不要吸氣太深；②憋氣完畢時(shí)，微啟聲門、喉嚨發(fā)出“嗨〞聲的呼氣③憋氣應(yīng)用于決勝的關(guān)鍵時(shí)刻。第八頁(yè)，共36頁(yè)。四、肺通氣功能的評(píng)定(一)肺總?cè)萘?.潮氣量:每一呼吸周期中，吸入或呼出的氣量2.補(bǔ)吸氣量:平靜吸氣之末，再做最大吸氣時(shí)，增補(bǔ)吸入的氣量3.補(bǔ)呼氣量:平靜呼氣之末，再做最大呼氣時(shí)，增補(bǔ)呼出的氣量。其大小反映了呼氣的貯備才能。4余氣量：盡最大力呼氣之末，仍貯留于肺內(nèi)的氣量。正常男性為1500ml，女性為1000ml。老年人大于青壯年，男性高于女性。第九頁(yè)，共36頁(yè)。(二)深吸氣和功能余氣量1深吸氣量：補(bǔ)吸氣量+潮氣量。是衡量最大通氣潛力的一個(gè)重要指標(biāo)。2.功能余氣量:平靜呼氣之后，存留于肺中的氣量。正常成年男性約為250Oml，女性約為2000ml。(三)肺活量和時(shí)間肺活量1肺活量①肺活量：最大深吸氣后，再做最大呼氣時(shí)所呼出的氣量，稱為肺活量。②正常值：男性約為3500ml，女性約為2500ml，運(yùn)動(dòng)鍛煉既能使人的肺活量程度進(jìn)步，也能延緩肺活量的衰減，高程度的運(yùn)發(fā)動(dòng)肺活量可達(dá)7000ml之多第十頁(yè)，共36頁(yè)。③影響因素：性別、年齡、體外表積、胸廓大小、呼吸肌興隆程度以及肺和胸壁的彈性等因素有關(guān)，而且有較大的個(gè)體差異。2時(shí)間肺活量最大吸氣之后，以最快速度進(jìn)展最大呼氣，測(cè)定在一定時(shí)間內(nèi)所能呼出的氣量占肺活量的百分比。第l秒末：83%肺活量；第2秒末：96%肺活量；第3秒末：99%肺活量。時(shí)間肺活量是一個(gè)評(píng)價(jià)肺通氣功能較好的動(dòng)態(tài)指標(biāo)，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、呼吸阻力是否增加等情況。第十一頁(yè)，共36頁(yè)。(四)每分通氣量和每分最大通氣量1每分通氣量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)吸入(或呼出)的氣量=呼吸深度(潮氣量)×呼吸頻率安靜時(shí)：6-8L劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)：80-15OL或更多(180-200L)2最大通氣量：以適宜的呼吸頻率和呼吸深度進(jìn)展呼吸時(shí)所測(cè)得的每分通氣量，稱最大通氣量。一般只做15秒鐘通氣量的測(cè)定，并將所測(cè)得的值乘以4，即為每分最大通氣量。是衡量通氣功能的重要指標(biāo)，可用來(lái)評(píng)價(jià)受試者的通氣儲(chǔ)藏才能。還可用通氣貯量的百分比來(lái)表示：第十二頁(yè)，共36頁(yè)。〔五〕肺泡通氣量肺泡通氣量：指每分鐘吸入肺泡的實(shí)際能與血液進(jìn)展氣體交換的有效通氣量。=(呼吸深度-生理無(wú)效腔)×呼吸頻率在一定范圍內(nèi)，深慢呼吸比淺快呼吸有利？？(六)肺總?cè)萘糠嗡馨莸淖畲髿饬繛榉慰側(cè)萘?，肺總?cè)萘渴欠位盍亢陀鄽饬恐汀５谑?yè)，共36頁(yè)。五肺通氣功能對(duì)運(yùn)動(dòng)的反響與適應(yīng)〔一〕肺通氣功能對(duì)運(yùn)動(dòng)的反響功呼吸頻率↗12~18次/分↗50次/分呼吸深度500mL↗2000mL運(yùn)動(dòng)時(shí)肺通氣變化規(guī)律：較低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)。以潮氣量↗為主；而以大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，以呼吸頻率↗為主；且在一定范圍內(nèi)，肺通氣與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度呈正相關(guān)，超過(guò)范圍后，肺通氣↗大于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的↗。運(yùn)動(dòng)時(shí)肺通氣↗第十四頁(yè)，共36頁(yè)?！捕撤瓮夤δ軐?duì)運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)1每分通氣量的適應(yīng)訓(xùn)練對(duì)安靜時(shí)肺通氣量的影響不大,亞極量運(yùn)動(dòng)時(shí)每分通氣量增加幅度減少,而最大通氣量明顯加。2肺通氣效率進(jìn)步長(zhǎng)期系統(tǒng)訓(xùn)練可使安靜時(shí)呼吸深度加大，而呼吸頻率減慢；運(yùn)動(dòng)時(shí)，呼吸頻率變化變慢，而呼吸頻率與深度的匹配更加合理，從而肺泡通氣量增加，呼吸肌氧耗量下降。3氧通氣當(dāng)量下降氧通氣當(dāng)量：每分鐘肺通氣量與每分鐘吸氧量的比值

是評(píng)價(jià)呼吸效率的一項(xiàng)重要指標(biāo)。人體安靜時(shí)，氧通氣當(dāng)量為20〔5L/0.25L〕一般情況：氧通氣當(dāng)量小，氧的攝取率高，呼吸效率高。在一定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，氧通當(dāng)量不變。第十五頁(yè)，共36頁(yè)。第二節(jié)氣體的交換肺換氣—肺泡與肺泡毛細(xì)血管之間的氣體交換。組織換氣-—組織細(xì)胞與組織毛細(xì)血管之間的氣體交換一氣體交換的原理(一)氣體交換動(dòng)力1.分壓：在混合氣體總壓力中，各氣體所占有的壓力。氣體分壓差是氣體交換的動(dòng)力.第十六頁(yè)，共36頁(yè)。二氣體交換的過(guò)程換氣動(dòng)力：分壓差

換氣方向：分壓高→分壓低換氣結(jié)果：肺靜脈血→動(dòng)脈血組織動(dòng)脈→靜脈血第十七頁(yè)，共36頁(yè)。肺換氣肺換氣過(guò)程第十八頁(yè)，共36頁(yè)。組織換氣組織換氣過(guò)程第十九頁(yè)，共36頁(yè)。三影響換氣的因素(一)氣體擴(kuò)散的速率單位時(shí)間內(nèi)氣體擴(kuò)散的容積。O2、CO2擴(kuò)散速率〔D〕的比較分子量血漿溶解度肺泡氣動(dòng)脈血靜脈血DO23221.413.913.35.31CO244515.05.35.36.12綜合考慮氣體的分子量、溶解度以及分壓差，CO2實(shí)際的擴(kuò)散速度約為O2的2倍。第二十頁(yè)，共36頁(yè)。(二)呼吸膜非常薄，平均厚度不到1μm，通透性與面積極大(約60～100m2)僅有40m2參與氣體交換可達(dá)70m2，故呼吸膜有相當(dāng)大的貯備面積第二十一頁(yè)，共36頁(yè)。〔三〕通氣/血流比值通氣/血流比值：指每分鐘肺泡通氣量(VA)和每分鐘肺毛細(xì)血管血流量(Qc)之比值，簡(jiǎn)寫(xiě)為VA/Qc。安靜時(shí)：VA/Qc比值(4200/5000)=0.84。小于0.84，意味著通氣缺乏；大于0.84，意味著通氣過(guò)剩，血流缺乏。第二十二頁(yè)，共36頁(yè)。第三節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)

一呼吸中樞及其呼吸的反射性調(diào)節(jié)(一)呼吸中樞:中樞神經(jīng)系統(tǒng)中,產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)元群體.(二)呼吸中樞的分布延髓是產(chǎn)生呼吸節(jié)律的最根本中樞腦橋調(diào)節(jié)延髓中的節(jié)律,防止過(guò)度吸氣.第二十三頁(yè)，共36頁(yè)。二化學(xué)因素對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)

(一)化學(xué)感受器化學(xué)感受器是指其能承受化學(xué)物質(zhì)刺激的感受器。1.外周化學(xué)感受器位于頸內(nèi)外動(dòng)脈分叉處的頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈弓血管壁外的主動(dòng)脈體。適宜刺激：對(duì)PO2↓、PCO2↑、[H+]↑高度敏感(對(duì)PO2↓敏感，對(duì)O2含量↓不敏感)，且三者對(duì)化學(xué)感受器的刺激有互相增強(qiáng)的現(xiàn)象?！踩澈粑〉谋倔w感受性反射呼吸肌本體感受器傳入沖動(dòng)所引起的反射性呼吸變化。第二十四頁(yè)，共36頁(yè)。

位置：延髓腹外側(cè)的淺表部位適宜刺激：對(duì)H+高度敏感，不感受缺O(jiān)2的刺激。因H+不易透過(guò)血-腦屏障，但CO2易透過(guò)血-腦屏障進(jìn)入腦脊液:CO2＋H2O→H2CO3→H+＋HCO3-發(fā)揮刺激作用。由于血液中H+不易通過(guò)血腦屏障，故血液pH值的變化對(duì)中樞化學(xué)感受器直接作用不大。中樞化學(xué)感受器也不感受O2變化的刺激。第二十五頁(yè)，共36頁(yè)。(二)CO2、H+和O2對(duì)呼吸的影響

2對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)CO2對(duì)呼吸有很強(qiáng)的刺激作用，它是維持正常呼吸的最重要生理性刺激?！?％時(shí)→呼吸開(kāi)場(chǎng)加深；↑4％時(shí)→呼吸加深加快,肺通氣量↑1倍以上;↑6％時(shí)→肺通氣量可增大6-7倍;↑7％以上→呼吸減弱=CO2麻醉。ＰCO2↓→呼吸減慢〔過(guò)度通氣后可發(fā)生呼吸暫〕。機(jī)制：呼吸加深加快延髓呼吸中樞+外周化學(xué)感受器+中樞化學(xué)感受器+CO2透過(guò)血腦屏障進(jìn)入腦脊液:CO2＋H2O→H2CO3→H+＋HCO3-ＰCO2↑ＰCO2↑第二十六頁(yè)，共36頁(yè)。+對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)[H+]↑→呼吸加強(qiáng)[H+]↓→呼吸抑制機(jī)制:類似CO2特點(diǎn)：血液[H+]增加時(shí)，是以刺激外周化學(xué)感受器為主。第二十七頁(yè)，共36頁(yè)。缺氧對(duì)呼吸中樞的直接作用是抑制,并與缺氧程度呈正相關(guān):輕度缺氧時(shí):通過(guò)外周化學(xué)感受器的傳入沖動(dòng)興奮呼吸中樞的作用,能對(duì)抗缺氧對(duì)中樞的直接抑制作用，表現(xiàn)為呼吸增強(qiáng)。嚴(yán)重缺氧時(shí):來(lái)自外周化學(xué)感受器的傳入沖動(dòng)，對(duì)抗不了缺氧對(duì)呼吸中樞的抑制作用，因此可使呼吸減弱，甚至停頓。第二十八頁(yè)，共36頁(yè)。2、H+和PO2三個(gè)因素在調(diào)節(jié)呼吸中的互相作用

PCO2升高時(shí)，[H+]也隨之升高，兩者的作用總和起來(lái)，使肺通氣較單獨(dú)PCO2升高時(shí)為大；

[H+]增加時(shí)，因肺通氣增大排出更多CO2,PCO2下降，抵消了一部分H+的刺激作用。

另外CO2含量的下降，也使[H+]有所降低。這兩者均使肺通氣的增加較單獨(dú)[H+]升高時(shí)為??；PO2下降時(shí)，也因肺通氣量增加，呼出較多的CO2，使PCO2和[H+]下降，而減弱了低氧的刺激作用。當(dāng)只改變一個(gè)因素時(shí)，三者引起的肺通氣反應(yīng)的程度基本接近第二十九頁(yè)，共36頁(yè)。三呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)(一)運(yùn)動(dòng)時(shí)通氣機(jī)能的變化運(yùn)動(dòng)時(shí)隨著強(qiáng)度的增大，機(jī)體為適應(yīng)代謝的需求，需要消耗更多的O2和排出更多的CO2，為此，通氣機(jī)能將發(fā)生相應(yīng)的變化。詳細(xì)表現(xiàn)：潮氣量安靜時(shí)的500ml2000ml以上，呼吸頻率隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度而增加，由12-18次/分40-60次/分肺通氣量增加。運(yùn)動(dòng)時(shí)肺通氣變化規(guī)律：較低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí),以潮氣量↗為主，而以大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí),以呼吸頻率↗為主；且在一定范圍內(nèi)，肺通氣與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度呈正相關(guān)，超過(guò)范圍后，肺通氣↗大于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的↗。動(dòng)脈的第三十頁(yè)，共36頁(yè)。不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)肘，潮氣量和呼吸頻率的變化第三十一頁(yè)，共36頁(yè)。(二)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中肺通氣量的時(shí)相性變化：

運(yùn)動(dòng)開(kāi)場(chǎng)后，通氣量立即快速上升，隨后在前一時(shí)相升高的根底上，出現(xiàn)持續(xù)的緩慢的上升；運(yùn)動(dòng)完畢時(shí)，肺通氣量同樣是先出現(xiàn)快速下降，隨后緩慢地恢復(fù)到安靜時(shí)的程度。

快時(shí)相：通氣量迅速升、降的時(shí)相慢時(shí)相：緩慢升、降的時(shí)相中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)：主要是靠呼吸深度的增加劇烈運(yùn)動(dòng)：主要是靠呼吸頻率的增多第三十二頁(yè)，共36頁(yè)。(二)運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸的調(diào)節(jié)

運(yùn)動(dòng)時(shí)肺通氣的多因素調(diào)節(jié)1神經(jīng)調(diào)節(jié)①條件反射的影響②大腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)中樞的影響③本體感受性反射的影響2體液調(diào)節(jié)①CO2增加對(duì)呼吸的影響②缺氧對(duì)呼吸的影響③[H+]增加對(duì)呼吸的影響3溫度調(diào)節(jié)第三十三頁(yè)，共36頁(yè)。附、運(yùn)動(dòng)時(shí)合理呼吸

(一)減小呼吸道阻力在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，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。其利有三：①減少肺通氣阻力，增加通氣；②減少呼吸肌為抑制阻力而增加的額外能量消耗，推遲疲勞出現(xiàn)；③