運動與心肺功能-運動對呼吸系統(tǒng)的影響（人體運動學(xué)）

通氣的肌肉平靜通氣：相對靜止的活動中,需要較低的代謝需求。用力通氣：劇烈活動中,這些活動需要快速、大量的空氣交換。通氣由改變可擴張胸腔體積的主動力和被動力的合力驅(qū)動。肌肉收縮胸腔擴張擴張肺部吸氣：呼氣：減少胸腔體積，增加肺泡壓力,進而將肺泡中的空氣排出肺部并且排放到大氣中去。

平靜呼氣：被動過程,該過程不依賴肌肉收縮。肺部、胸部以及被擴張的吸氣肌的結(jié)締組織的彈性回彈通常會減少胸腔體積。

諸如咳嗽或者吹蠟燭所需的用力呼氣需要。由呼氣肌(如腹肌)產(chǎn)生主動力。膈肌斜角肌肋間肌平靜吸氣的肌肉1膈肌平靜吸氣的肌肉在平靜的吸氣過程中,膈肌的頂部大約下降1.5cm。在用力吸氣過程中,膈肌變平,并且可能下降6~10cm。1膈肌平靜吸氣的肌肉最為重要的吸氣肌肉，在吸氣過程中60%~80%的功是由它執(zhí)行的。主導(dǎo)作用：在垂直、內(nèi)外和前后直徑增加胸腔體積的能力導(dǎo)致。1膈肌平靜吸氣的肌肉當(dāng)下肋穩(wěn)定時，膈肌初始收縮導(dǎo)致它的頂部下降、變平。腹部阻力可穩(wěn)定膈肌的頂部,從而使其能夠持續(xù)收縮來提升下6肋，在前后和內(nèi)外直徑方向上擴大胸腔。1斜角肌的雙邊收縮可通過提高上肋和附著的胸骨來增加胸腔的體積。平靜吸氣的肌肉斜角肌1肋間外肌是主要的吸氣肌肉。肋間外肌是對側(cè)軀干旋轉(zhuǎn)過程中最活躍的肌肉,而肋間內(nèi)肌是同側(cè)軀干旋轉(zhuǎn)過程中最活躍的肌肉。平靜吸氣的肌肉肋間外肌1擴張胸腔體積增加了胸腔的固定程度平靜吸氣的肌肉肋間外肌1平靜呼氣：是一個被動過程,主要受到胸腔、肺部和松弛的膈肌的彈性回彈的驅(qū)動。用力呼氣：4塊腹肌、胸橫肌和肋間內(nèi)肌。用力呼氣的肌肉2腹肌用力呼氣的肌肉腹直肌腹外斜肌腹內(nèi)斜肌腹橫肌2腹肌用力呼氣的肌肉直接作用：腹肌的收縮可以屈曲胸腔并且下壓肋骨和胸骨。間接作用：腹肌收縮，尤其是腹橫肌可增加腹內(nèi)壓力并且壓縮腹部內(nèi)臟。可以強有力地向上推動放松的膈肌,使其正好位于胸腔內(nèi)，來幫助排除胸腔內(nèi)的空氣。2胸橫肌和肋間內(nèi)肌用力呼氣的肌肉胸橫?。和ㄟ^下壓肋骨來減少胸內(nèi)體積。肋間內(nèi)?。汗情g纖維通過下壓肋骨來減少胸內(nèi)體積。2運動對呼吸系統(tǒng)的影響呼吸環(huán)節(jié)1運動時通氣功能的變化呼吸加深加快,肺通氣量增加。500ml2000ml12~18次/min40~60次/min6~8L/min80~150L/min潮氣量呼吸頻率每分通氣量1運動時通氣功能的變化呼吸深度呼吸頻率肺通氣量中等強度運動劇烈運動1運動時通氣功能的變化

安靜時機體從24L左右的通氣量中才能攝取到1L的O2。不超過50%VO2max的運動時，呼吸當(dāng)量保持恒定不變。超過50%VO2max的運動,每分通氣量的增加將明顯大于每分?jǐn)z氧量的增加,機體要從30~35L的通氣中才能攝取1L的O2。呼吸當(dāng)量越小，氧的攝取效率越高。運動生理學(xué)上把呼吸當(dāng)量最小的一點稱為最佳呼吸效率點(POE)。1運動時通氣功能的變化在攝氧量能夠滿足需氧量的輕或中等強度運動中,只要運動強度不變,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,02在體內(nèi)的運輸滯后,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,此即做功的非穩(wěn)態(tài)期,或“進入工作狀態(tài)”，通常是從無氧供能開始,逐漸增加有氧成分,呈特定的攝氧量動力學(xué)變化。1運動時通氣功能的變化“穩(wěn)定狀態(tài)”是完全的有氧供能，而“進入工作狀態(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，傳統(tǒng)上被稱為“氧虧”。當(dāng)運動結(jié)束進入恢復(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。這一超過安靜水平多消耗的02,傳統(tǒng)上被稱為“氧債”,并認(rèn)為“氧債”與總的“氧虧”等量。2運動時換氣功能的變化①人體各器官組織代謝的加強，使流向肺部的靜脈血中PO2比安靜時低，從而使呼吸膜兩側(cè)的PO2差增大,O2在肺部的擴散速率增大;②血液中兒茶酚胺含量增多，導(dǎo)致呼吸細(xì)支氣管擴張，使通氣肺泡的數(shù)量增多;肺換氣的變化2運動時換氣功能的變化③肺泡毛細(xì)血管前括約肌擴張，開放的肺毛細(xì)血管增多,從而使呼吸膜的表面積增大;④右心室泵血量的增加也使肺血量增多，使得通氣血流比值仍維持在0.84左右。但劇烈運動也會造成過度通氣,使通氣血流比值大于0.84。肺換氣的變化2運動時換氣功能的變化①運動的肌肉組織耗氧量增加，組織的PO2下降迅速，使組織和血液間的PO2差增大,O2在肌肉組織部位的擴散速率增大;②運動組織毛細(xì)血管開放數(shù)量增多,增大了組織血流量,增加了氣體交換的面積;③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3運動時呼吸的調(diào)節(jié)條件反射的建立是準(zhǔn)備運動時增加肺通氣的主要調(diào)節(jié)因素;大腦皮質(zhì)在發(fā)出神經(jīng)沖動使肌肉收縮的同時，也發(fā)出沖動到達腦干呼吸中樞,使之發(fā)生興奮,從而增強呼吸;運動使肌肉和關(guān)節(jié)的本體感受器受到牽拉刺激，產(chǎn)生的沖動傳到呼吸中樞，同樣引起肺通氣的增加。是指由血液中一些化學(xué)成分的改變刺激周圍或中樞化學(xué)感受器，從而引起呼吸增強。這里的化學(xué)成分指動脈血液與其他組織液中的CO2、O2和H＋。神經(jīng)調(diào)節(jié)體液調(diào)節(jié)3運動時呼吸的調(diào)節(jié)運動時CO2、O2和H＋的變化與呼吸運動的關(guān)系表現(xiàn)為:健康人在不斷增加工作負(fù)荷時，通氣量可以5倍、10倍或15倍的增加，而動脈血PCO2卻無任何改變。這說明如果動脈血PCO2沒有相當(dāng)數(shù)量的改變,CO2就不可能是引起運動時呼吸增加的主要刺激因素。研究認(rèn)為運動時的呼吸增強不會是由低氧刺激所引起的。3運動時呼吸的調(diào)節(jié)當(dāng)進行輕度或中等強度運動時，機體由有氧代謝供給能量,此時通氣量的增加可以滿足O2需要的增加,代謝終產(chǎn)物為CO2和H2O,pH值保持正常穩(wěn)定，這時H＋很低，對化學(xué)感受器的刺激可忽略不計;當(dāng)進行強度大的運動時，通氣量的增加不能滿足機體對O2的需求，有一部分能量需靠糖的酵解來供給,這就造成酸性終產(chǎn)物(乳酸)的積累。但血液中的堿性緩沖物質(zhì)可在一定的范圍內(nèi)將乳酸中和緩沖。在進行劇烈運動過程中，即貯備的堿性緩沖物質(zhì)過多的消耗后，

H＋上升，血液的pH值才有所下降。因此，動脈血H＋增加只能看做是較劇烈運動時呼吸增強的因素之一。綜上所述,運動時呼吸的變化神經(jīng)機制起主要作用,而體液機制和其他因素則起輔助和調(diào)整作用。4呼吸功能對運動的適應(yīng)肺通氣的適應(yīng)性變化耐力訓(xùn)練后安靜狀態(tài)下，潮氣量和肺擴散不變、呼吸頻率通常降低、肺通氣量基本不變或稍下降。在亞極量或極量水平運動時,表現(xiàn)為潮氣量增大、呼吸頻率加快、最大通氣量增加、肺擴散增大的幅度提高,但動脈血氧含量基本保持不變。這些運動作用說明，耐力運動有利于提高和改善肺功能。4呼吸功能對