1、第二章 呼吸与运动第二节第二节 气体的运输气体的运输 第三节第三节 呼吸的调节呼吸的调节 第四节第四节 呼吸对运动的反应和适应呼吸对运动的反应和适应教学目标：1、明确呼吸全过程的主要环节。2、掌握评定肺功能有关指标的概念3、掌握肺通气的动力4、理解气体交换的原理；掌握气体交换的过程5、掌握气体在血液中的运输过程6、熟知运动过程中呼吸的反应及呼吸对运动训练的适应呼吸：机体与外界环境之间的呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程气体交换过程。呼吸全过程呼吸全过程外呼吸外呼吸气体在气体在血液中的运输血液中的运输内呼吸内呼吸从外界环境中摄取O2，并排出CO2外呼吸：外界环境与血液在肺部实现的气体交换组织
2、毛细血管中的血液与组织细胞之间的气体交换外呼吸肺通气肺换气 呼吸道：呼吸道：通道通道 肺肺 泡：泡：（交换场所）肺内气体（交换场所）肺内气体 血液血液 胸廓：胸廓：胸膜腔：胸膜腔：辅助装置辅助装置实现肺通气的结构：实现肺通气的结构：一、肺通气概念：肺与外界环境之间气体交换的过程。大气实现肺通气的动力：呼吸运动即呼吸肌的收缩与舒张引起胸廓节律性地扩大与缩小。憋气可使胸内压超过大气压，导致静脉血回流减少，心输出量随之下降，使脑供血不足出现眩晕。因此，在运动中应避免过多的憋气动作，老年和儿童更要注意。（一）肺通气的动力造成肺内压周期性变化，引起其与大气压之间的压力差，推动气体进出肺1、肺容积4种基本
3、肺容积，互不重叠，全部相加等于肺总容量平静呼吸时约为500ml左右。（二）肺容积和肺容量（二）肺容积和肺容量 平静吸气末再平静吸气末再尽力吸气所能尽力吸气所能吸入的气量吸入的气量平静呼气后再平静呼气后再尽力呼气所能尽力呼气所能呼出的气量呼出的气量尽最大力呼尽最大力呼气后，仍存气后，仍存留在肺内的留在肺内的气量气量平静呼气末再作最大吸气时，所能够吸入肺的气量平静呼气末仍存留在肺内的气量肺所能容纳的最大气量 2、肺容量 肺容积中的两项或两项以上的联合气量 深吸气量：衡量最大通气潜力的一个重要指标。功能余气量肺活量：在最大吸气后，再尽力呼气，所能呼出的气量。评价肺通气功能水平的指标。我国正常成人男性
4、平均为3600ml、女性约为2700ml。做时注意：做时注意：吸足均匀吐尽吸足均匀吐尽。个体差异大：年龄、个体差异大：年龄、性别、性别、体表面积、体位、呼吸肌体表面积、体位、呼吸肌强弱、胸廓弹性。强弱、胸廓弹性。反映了肺一次通气的反映了肺一次通气的最大能力，也是测定最大能力，也是测定肺通气功能简单易行肺通气功能简单易行的指标，应用较普遍，的指标，应用较普遍，常用于评定运动员的常用于评定运动员的训练水平和开展国民训练水平和开展国民体质测定。体质测定。时间肺活量：时间肺活量：在最大吸气之后，以最快速度进行最在最大吸气之后，以最快速度进行最大呼气，在一定时间内所能呼出的气量。大呼气，在一定时间内所能
5、呼出的气量。评价肺通气功能较好的动态指评价肺通气功能较好的动态指标，不仅能反映肺活量的大小，标，不仅能反映肺活量的大小，更能反映肺的弹性变化以及气更能反映肺的弹性变化以及气道是否通畅等情况。道是否通畅等情况。健康成人第1s为83%肺活量，第2s为96%，第3s为99%。肺阻塞性肺阻塞性肺部疾病者往往需要肺部疾病者往往需要56秒或更多时秒或更多时间才能呼出全部肺活量；所以，时间肺活量可间才能呼出全部肺活量；所以，时间肺活量可作为鉴别阻塞性或限制性通气障碍的参考作为鉴别阻塞性或限制性通气障碍的参考概念：概念：单位时间（每分钟）内吸入或呼出的气量单位时间（每分钟）内吸入或呼出的气量 =潮气量潮气量呼
6、吸频率呼吸频率（三）肺通气量（三）肺通气量1 1、每分通气量（、每分通气量（VEVE）：）：随年龄、性别、代谢水平而不同 成人安静值=500ml1216次/min68L 最大通气量：最大通气量：递增负荷的运动中，每分通气量随运动强度递增负荷的运动中，每分通气量随运动强度的增加而增加，所能达到的最大通气量。的增加而增加，所能达到的最大通气量。最大随意通气量（最大随意通气量（MVV）：在实验条件下，最大限度地在实验条件下，最大限度地做深而快的呼吸时，所测得的每分通气量。做深而快的呼吸时，所测得的每分通气量。VEmaxMVV肺通气的肺通气的实际实际能力能力肺通气的肺通气的最大最大能力能力2 2、最大
7、通气量最大通气量（VEmax)成年男性为100-180L/min，女性为70-120 L/min。有训练的耐力运动员高于一般人 一般人为120-140L/min,训练有素的运动员比一般人高随着训练水平随着训练水平的提高差值减的提高差值减小小衡量肺通气功能的重要指标，对评估人体能够完成多大生理负荷量有重要的生理意义 测定时，一般只测15s值再乘以4 概念：概念：每分种吸入肺泡能实际与血液进行气体交换的气量。每分种吸入肺泡能实际与血液进行气体交换的气量。计算：计算：肺泡通气量肺泡通气量=（潮气量（潮气量解剖无效腔解剖无效腔量）量）呼吸频率呼吸频率3、肺泡通气量、肺泡通气量从上呼吸道至呼吸性细支气从
8、上呼吸道至呼吸性细支气管的一段呼吸道，其管腔没管的一段呼吸道，其管腔没有气体交换功能，其内的气有气体交换功能，其内的气体就气体交换来说是无效的。体就气体交换来说是无效的。成人容积约为150mL 由于解剖无效腔的存在，深慢呼吸时肺泡通气量比由于解剖无效腔的存在，深慢呼吸时肺泡通气量比浅快呼吸时大。因此，从提高肺泡气更新率考虑，在一浅快呼吸时大。因此，从提高肺泡气更新率考虑，在一定范围内深慢呼吸比浅快呼吸要好。定范围内深慢呼吸比浅快呼吸要好。二、肺换气 肺换气组织换气 肺泡与肺泡毛细血管之间的气体交换毛细血管与组织之间的气体交换气体交换的动力：肺泡气与肺泡毛细血管血液之间各气体分压差。（一）气体交
9、换的原理气体分压：混合气体中各组成气体所具有的分压力，用PO2表示氧分压，用PCO2表示二氧化碳分压静脉血动脉血第二节第二节 气体的运输气体的运输 运输形式:1.物理溶解:量小,溶解量与分压呈正比 2.化学结合:量大,主要运输形式。物理溶解物理溶解动态平衡动态平衡化学结合化学结合气体直接溶解于血浆中气体与某些物质进行化学结合一、氧气的运输 肺部毛细血管肌肉毛细血管肺部毛细血管肌肉O2HbHbO2（一）氧与血红蛋白结合（氧合）该过程只受PO2高低的影响，血红蛋白氧饱和度是反映血红蛋白与氧结合程度的指标。在海平面地区生活的人，安静时动脉血中的PO2为100mmHg，氧饱和度约为96%-98%，静脉
10、血的PO2为40mmHg，氧饱和度约为75%Hb+O2HbO2肺部肺部组织组织（二）氧在血液中的运输过程（三）氧与血红蛋白解离（氧离）表示PO2与Hb结合O2或HbO2解离的关系曲线 氧解离曲线氧解离曲线近似近似“S”S”型型（1）上段：曲线平坦 Hb与O2结合的曲线段，有利于人体的肺换气，可保证人体生活在高原或剧烈运动时体内并不显著缺氧。（2）中下段：曲线较陡 HbO2释放O2的曲线段，有利人体的组织换气，对人体进行剧烈运动时增加肌肉组织O2的供应十分有利。PO2的变化对血氧饱和度的影响不大当PO2下降时，血氧饱和度随之明显下降波尔效应：在同样的PO2情况下，当血液的pH降低和PCO2升高时
11、，Hb与O2亲和力降低。生理意义：促进氧的运输，肺换气中使肺静脉血的载氧量增加，组织换气中有利于组织对O2的摄取和利用。2、影响氧解离的因素（1）pH与PCO2在肌肉运动时，对满足肌肉对O2的需求十分有利（3）2，3-二磷酸苷油酸的影响2，3-二磷酸苷油酸增多可降低Hb与O2的亲和力，有利于O2的释放。（2）温度的影响温度升高促使HbO2解离增加人在缺氧、登山、长时间运动、贫血等情况下，该物质增多（4）其他因素的影响 CO降低甚至剥夺Hb与O2的亲合，而且也妨碍O2的解离，造成低氧血症，即煤气中毒。在运动过程中，由于肌肉代谢增强，CO2和H+产生增多，体温上升，PCO2升高，PH值降低，2，3
12、-二磷酸苷油酸也增多，这些都会导致氧解离增加，以满足机体代谢增强对O2需求的增加。与Hb有很强的亲和力，可和O2竞争性的与Hb结合呼吸在维持体内酸碱平衡中的作用：通过改变呼吸运动的强弱来调节肺通气量，从而调节血浆H2CO3的含量，使血浆中NaHCO3/H2CO3的比值保持正常而实现的。血液中重要的缓冲对：NaHCO3/H2CO3，该缓冲对比值为20/1时，血液的pH 值即可保持在7.35-7.45。第三节第三节 呼吸的调节呼吸的调节 中枢神经系统内，产生和调节呼吸运动的神经群 1、延髓呼吸中枢：产生和调节呼吸运动的最基本的中枢，具有自动节律性，引发节律性呼吸。2、脑桥：有呼吸调整中枢和长吸中枢
13、3、大脑皮层：随意呼吸运动的调控部位。在CO2和H+的作用下其吸气和呼气中枢交替发生兴奋和抑制，从而引发节律性呼吸如运动过程中根据技术动作要求进行憋气和调整呼吸节律等缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制轻度缺氧时轻度缺氧时:通过刺激外周化学感受器引起的通过刺激外周化学感受器引起的呼吸中枢的兴奋能对抗轻度缺氧对呼吸中枢呼吸中枢的兴奋能对抗轻度缺氧对呼吸中枢的直接抑制作用，的直接抑制作用，反射性地加强呼吸反射性地加强呼吸。严重缺氧时严重缺氧时:呼吸减弱，甚至停止呼吸减弱，甚至停止第四节第四节 呼吸对运动的反应和适应呼吸对运动的反应和适应一、运动时呼吸功能的变化（一）运动时肺
14、通气功能的变化 运动时呼吸加深加快，肺通气量增加。潮气量：500ml2000ml；呼吸频率：1218次/min4060次/min。肺通气量：可增加到100Lmin-1以上 1、运动时肺通气量与潮气量和呼吸频率运动强度较低时，肺通气量的增加主要靠潮气量的增加，呼吸运动强度较低时，肺通气量的增加主要靠潮气量的增加，呼吸频率增加不明显；当运动强度超过某一强度后，肺通气量的增频率增加不明显；当运动强度超过某一强度后，肺通气量的增加主要靠呼吸频率的增加。加主要靠呼吸频率的增加。w一般认为肺通一般认为肺通气的快速增长气的快速增长期和快速下降期和快速下降期由神经调节期由神经调节机制实现的机制实现的w缓慢增长
15、期和缓慢增长期和缓慢下降期则缓慢下降期则是通过体液调是通过体液调节机制来实现节机制来实现的的 过程 时间较长、强度较低的运动 长期的体育锻炼和运动训练可改善与增进呼吸系统的功能二、呼吸对训练的适应 除潮气量外有训练者的肺容积的各个成分都比无训练者大，如肺活量，锻炼还可延缓肺活量随年龄增长而下降的趋势。（一）肺容积对训练的适应无训练者无训练者有训练者有训练者180160140120100 80 60 40 20 0VEl/min(BTPS)安静安静运动运动 最大运动时最大运动时 VO2 l/min(STPD)三个状态比较：三个状态比较：(1)安静安静：VE相同相同(2)相同次最大运动时相同次最大
16、运动时：VE有训有训无训（无训（能量节省化：能量节省化：在相同强度下，运动员只须较在相同强度下，运动员只须较小的小的VE就可满足能量需要，就可满足能量需要，而无训者则需要较多而无训者则需要较多）(3)最大运动时最大运动时：VE有训有训 无训（无训（有训练者所有训练者所能承担的最大运动强度比无训能承担的最大运动强度比无训练者大练者大)l安静安静：潮气量：潮气量（呼吸深度（呼吸深度）频率）频率 l运动时运动时：（：（1）呼吸深度和频率的匹配更合理。）呼吸深度和频率的匹配更合理。（2）相同肺通气量时：潮气量）相同肺通气量时：潮气量 频率频率无训练者无训练者 意义：意义：较深的通气较深的通气肺泡通气肺
17、泡通气 气体交换率气体交换率 呼吸肌耗氧呼吸肌耗氧工作肌供氧工作肌供氧 对长时间运动有利对长时间运动有利 运动新手运动新手：呼吸紊乱，胸肋痛（呼吸肌供氧不足）：呼吸紊乱，胸肋痛（呼吸肌供氧不足）呼吸肌疲劳，耗氧量呼吸肌疲劳，耗氧量优秀耐力运动员的呼吸当量较一般人低，呼吸效率提高。3、呼吸效率提高 长期耐力训练提高肺换气功能，且肺换气功能随年龄增加而降低的趋势将推迟。（三）肺换气功能对训练的适应 耐力训练使肌肉摄取氧利用氧的能力增强，动-静脉氧差增大。（四）肌肉摄氧能力对训练的适应三、运动与呼吸三、运动与呼吸（一）呼吸方法（一）呼吸方法 安静安静：正常人用鼻呼吸：正常人用鼻呼吸 慢跑时，对氧需要
18、量不是太大时，采用鼻吸气，嘴吐慢跑时，对氧需要量不是太大时，采用鼻吸气，嘴吐气，随着运动速度加快，可增加嘴吐气的深度和频率。气，随着运动速度加快，可增加嘴吐气的深度和频率。对于健身锻炼者，如果必须用嘴帮忙吸气时，说明跑对于健身锻炼者，如果必须用嘴帮忙吸气时，说明跑步速度太快，此时放慢速度比调节呼吸深度和频率来得步速度太快，此时放慢速度比调节呼吸深度和频率来得更加重要。更加重要。但在剧烈运动时，氧需求增长几倍至几十倍，可采用但在剧烈运动时，氧需求增长几倍至几十倍，可采用口鼻同时呼吸口鼻同时呼吸2.注意呼吸深度少年儿童呼吸机能较弱，在运动中一般表现为呼吸频率快而呼吸深度浅。所以在较长时间的紧张运动
19、中，就会出现呼吸表浅而急促，影响了肺的换气量，胸部涨满难受，透气困难，影响运动成绩。（二）呼吸型式（二）呼吸型式（三）憋气（三）憋气 憋气能反射性地引起肌张力加强，使胸廓固定，为上肢发力的运动获得稳定的支撑。l憋气使胸内呈正压憋气使胸内呈正压 静脉回流静脉回流、心输出量、心输出量、血压血压 心肌、脑细胞、视网膜供血不足，产生心肌、脑细胞、视网膜供血不足，产生头晕、恶心、耳鸣及头晕、恶心、耳鸣及“眼冒金花眼冒金花”等感觉。等感觉。l憋气结束后反射性深吸气憋气结束后反射性深吸气 胸内压骤减，潴留胸内压骤减，潴留于静脉的血液迅速回流，血压骤升。于静脉的血液迅速回流，血压骤升。对儿童少年的心脏发育不利
20、对儿童少年的心脏发育不利,对心力贮备差者或老人的心血管功能产生极为对心力贮备差者或老人的心血管功能产生极为不利的影响。不利的影响。冠状病毒引起的人类疾病主要是冠状病毒引起的人类疾病主要是呼吸系统感染呼吸系统感染（包括严重（包括严重急性呼吸综合征，急性呼吸综合征，SARSSARS）。该病毒对温度很敏感，在）。该病毒对温度很敏感，在3333时生时生长良好，但长良好，但3535就使之受到抑制。由于这个特性，冬季和早春就使之受到抑制。由于这个特性，冬季和早春是该病毒疾病的流行季节。是该病毒疾病的流行季节。传染性非典型肺炎传染性非典型肺炎,严重急性呼吸综合征严重急性呼吸综合征,SARS,SARS 严重急性呼吸综合征（severe acute respiratory syndrome,SARS）临床上以发热、乏力、头痛 肌肉关节酸痛等全身症状和干咳、胸闷、乏力 头痛、肌肉关节酸痛等全身症状和干咳、胸闷 呼吸困难等呼吸道症状为主要表现，部分病例可有腹泻等消化道症状；重症病例表现明显的呼吸困难，并可迅速发展成为急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome,ARDS）
