1、112/26/2022第三章第三章 运动与心肺功能运动与心肺功能曹师承曹师承中国医科大学中国医科大学22引言引言 心肺功能是耐力运动的基础。科学合理的运动锻炼改善心肺功能，促进健康、减少疾病，提高人们的生活质量。同时，运动干预也是治疗某些慢性非传染性疾病的重要手段。因此，运动对疾病的防治作用逐渐被人们接受和重视。312/26/2022内容内容运动对心肺功运动对心肺功能的影响能的影响心肺功能异常心肺功能异常与运动与运动心肺功能评定心肺功能评定基础基础412/26/2022第一节第一节 运动对心肺功能的影响运动对心肺功能的影响 心肺功能对运动的适应性变化，主要取决于运动强度（小强度40%50%VO
2、2max、中等强度 60%85%VO2max及大强度85%VO2max以上）、运动时间与运动频率；同时，也应考虑不同运动个体对运动刺激的适应能力。512/26/2022学习内容学习内容 心血管系统对运动的反应和适应心血管系统对运动的反应和适应1 呼吸系统对运动的反应和适应呼吸系统对运动的反应和适应2有氧、无氧运动有氧、无氧运动3耐力运动处方耐力运动处方4612/26/2022（一）心脏对运动的反应与适应（一）心脏对运动的反应与适应1.1.运动与心率运动与心率2.2.每搏量与心排血量每搏量与心排血量3.3.心脏形态的适应心脏形态的适应 712/26/2022 指运动个体在65%85%最大心率时的
3、运动，又称有氧运动或有氧强度的运动。有氧心有氧心率率 运动时心率增加的极限值。最大心率的个体差异较大。最大心最大心率率 1.运动与心率运动与心率812/26/2022运动时心率变化运动时心率变化主要决主要决定于运动强度和持续时定于运动强度和持续时间，在一定时间内，心间，在一定时间内，心率与工作强度成正比关率与工作强度成正比关系系运动后心率运动后心率恢复到安静恢复到安静值的时间取决于运动强值的时间取决于运动强度、时间、机体机能状度、时间、机体机能状态。机体机能状态越好，态。机体机能状态越好，心率恢复至安静值越快心率恢复至安静值越快心率变心率变化规律化规律心率变心率变化规律化规律1.运动与心率运动
4、与心率912/26/20221.运动与心率运动与心率心率心率变化变化机制机制神经因素神经因素快相快相体液因素体液因素慢相慢相 肌肉肌肉和关和关节节心脏心脏朋氏朋氏反射反射牵张牵张窦房窦房结结交感交感神经神经兴奋兴奋体温体温升高升高交感肾上交感肾上腺系统分腺系统分泌激素泌激素血液的血液的化学变化学变化化心血管中枢心血管中枢1012/26/20221.运动与心率运动与心率 心率储备心率储备安静时心率与最大心率差值，因最高 心率不同，心率储备的个体差异较大。窦性心动徐缓窦性心动徐缓长期耐力运动可使安静时心率减慢的现象，某些优秀运动员安静时心率低至4060次/分。1112/26/20222.每搏量（每
5、搏量（SVSV）与心排血量）与心排血量 SV随着运动功率的提高而提高，但运动强度提高到40%60%VO2max的某点时，SV基本保持不变。心排血量是HR与SV的乘积，长期耐力运动有利于提高心排血量。1212/26/20223.心脏形态的适应心脏形态的适应运动与心脏扩大运动与心脏扩大 心脏扩大(心脏非同心肥大)主要表现为左、右心室内径增大，心容积增加，尤其是左室扩大更为明显。血流动力学过载血流动力学过载 心室壁应力增加心室壁应力增加 心室功能曲线心室功能曲线心肌合成代谢增强心肌合成代谢增强 室壁增厚室壁增厚机制机制1312/26/20223.心脏形态的适应心脏形态的适应1412/26/20223
6、.3.心脏形态的适应心脏形态的适应 运动与心脏肥大运动与心脏肥大：心脏肥大主要表现为心室后壁和室间隔肥厚，而心腔内径并无成比例扩大(心脏同心肥大)。机制：机制：运动（力量性或运动（力量性或静力性）静力性）心脏后负荷增加动脉血压与内分泌变化1512/26/20221.1.血管的适应血管的适应2.2.血压的变化血压的变化 1612/26/20221.1.血管的适应血管的适应新生毛细血管增多新生毛细血管增多 毛细血管开放增多毛细血管开放增多 毛细血管与肌纤维的比值增大毛细血管与肌纤维的比值增大1712/26/20222.2.血压的变化血压的变化 血压：血压：收缩压、舒张压与平均动脉压。运动时，收缩压
7、升高，并与运动强度的增大成正比；不论强度如何，舒张压的变化很小。1812/26/2022适应性变化改善冠状循环的运送能力增加冠状动脉侧支循环提高冠状血管的扩张能力1912/26/2022机制剪切应力代谢因素机械刺激神经激素2012/26/2022血量增血量增加加红细胞红细胞量增加量增加血浆容血浆容量增加量增加每搏输每搏输出量增出量增加加最大摄最大摄氧量增氧量增加加运动运动（四）其他（四）其他2112/26/2022二、呼吸系统对运动的反应和适应二、呼吸系统对运动的反应和适应 组成呼吸的三个组成呼吸的三个环节：环节：外呼吸，包括肺通气和肺换气；气体运输；内呼吸，也称组织换气。运动时机体代谢加强，
8、呼吸的三个环节也将发生一系列变化，以满足机体代谢的需要。长期运动训练可促使呼吸功能和调节能力产生良好的适应，从而提高人体工作能力。2212/26/2022二、呼吸系统对运动的反应和适应二、呼吸系统对运动的反应和适应2312/26/20222.2.运动时换气功能的变化运动时换气功能的变化 1.1.运动时通气功能的变化运动时通气功能的变化3.3.运动时呼吸的调节运动时呼吸的调节 2412/26/20221.运动时通气功能的变化运动时通气功能的变化运动时呼吸加深呼吸加深加快加快 ：肺通气量肺通气量增加增加 呼吸频呼吸频率增加：率增加：从每分钟从每分钟12121818次次增加到增加到40406060次
9、次每分通气每分通气量：从安量：从安静时每分静时每分钟钟6 68L8L增加到增加到8080150L150L2512/26/2022 呼吸当量呼吸当量：指每分钟通气量与摄氧量的比值。安静时的呼吸当量为2028，机体从24L左右的通气量中摄取到1L的O2；50%VO2max的运动呼吸当量增加到3035，机体要从3035L的通气中才能摄取1L的O2。呼吸当量越小，氧的摄取效率越高。运动生理学把呼吸当量最小的一点称为最佳呼吸效率点最佳呼吸效率点 。2612/26/20222.2.运动时换气功能的变化运动时换气功能的变化运动时器官组织代谢加强，运动时器官组织代谢加强，O2在肺部的扩散速率增大在肺部的扩散速
10、率增大血液中儿茶酚胺含量增多，通气肺泡的数量增多血液中儿茶酚胺含量增多，通气肺泡的数量增多肺泡毛细血管前括约肌扩张，呼吸膜的表面积增大肺泡毛细血管前括约肌扩张，呼吸膜的表面积增大右心室泵血量的增加也使肺血量增多右心室泵血量的增加也使肺血量增多2712/26/20222.2.运动时换气功能的变化运动时换气功能的变化活动的肌肉组织耗氧量增加，活动的肌肉组织耗氧量增加，O2在肌肉组织部位在肌肉组织部位的扩散速率增大的扩散速率增大活动组织毛细血管开放数量增多，增大了气活动组织毛细血管开放数量增多，增大了气体交换的面积体交换的面积组织中由于组织中由于CO2积累积累PCO2的升高和局部温度的升高的升高和局
11、部温度的升高使氧离曲线右移，促使使氧离曲线右移，促使HbO2解离进一步加强解离进一步加强 组织换组织换气的变气的变化化2812/26/20222.2.运动时换气功能的变化运动时换气功能的变化2912/26/20223.3.运动时呼吸的调节运动时呼吸的调节神经调节神经调节条件反射条件反射大脑皮质运动中枢大脑皮质运动中枢本体感受性反射本体感受性反射体液调节体液调节血液化学成分：血液化学成分：COCO2 2、O O2 2和和H H+3012/26/20223.3.运动时呼吸的调节运动时呼吸的调节多种因素共同多种因素共同调节调节运动时运动时呼吸的变化呼吸的变化体液调节和其他因素体液调节和其他因素（辅助
12、作用辅助作用）神经调节神经调节（主要作用主要作用）通气量迅通气量迅速升降速升降通气量缓通气量缓慢升降慢升降3112/26/20223.3.运动时呼吸的调节运动时呼吸的调节3212/26/2022（二）呼吸功能对运动的适应（二）呼吸功能对运动的适应肺通气的适应性变化肺通气的适应性变化 ：耐力训练后安静状态下，肺通气量基本不变或稍下降；尽管是增加运动强度的训练，呼吸系统对运动仍保持适应。耐力运动有利于提高肺功能。呼吸肌耐力的增强呼吸肌耐力的增强 ：经过运动训练后，呼吸肌也会在训练过程中受到负荷的刺激而产生一些适应性变化。3312/26/2022三、有氧、无氧运动三、有氧、无氧运动内容运动能力有氧运
13、动能力无氧运动能力3412/26/2022（一）有氧运动能力（一）有氧运动能力3.3.有氧运动的作用有氧运动的作用 4.4.有氧运动的形式与项目有氧运动的形式与项目 2.2.有氧运动的特点有氧运动的特点1.1.有氧运动的生理基础有氧运动的生理基础3512/26/2022 需氧量：需氧量：人体为维持某种生理活动所需要的氧量称为需氧量。正常成人安静时需氧量约为250ml/min 摄氧量：摄氧量：单位时间内，机体摄取并被实际消耗或利用的氧量称为摄氧量 3612/26/2022最大摄氧量最大摄氧量 定义：定义：人体在进行有大量肌肉群参加的长时间剧烈运动中，当心肺功能和肌肉利用氧的能力达到本人极限水平时
14、，单位时间内所能摄取的氧量称为最大摄氧量。正常值正常值:我国正常成年男子最大摄氧量绝对值约为3.03.5 L/min，相对值为5055 ml/(kgmin)；女子较男子略低，其绝对值为2.02.5 L/min，相对值为4045 ml/(kgmin)。3712/26/2022 最大摄氧量影响因素最大摄氧量影响因素氧运输系统对VO2max的影响，包括肺功能、心脏的泵血功能和血红蛋白含量肌组织利用氧能力对VO2max的影响，主要由慢肌纤维的含量与摄氧能力决定其他，遗传因素、年龄、性别因素及训练因素等3812/26/2022乳酸阈乳酸阈 定义：在渐增负荷运动中，血乳酸浓度随运动定义：在渐增负荷运动中，
15、血乳酸浓度随运动负荷的递增而增加，当运动强度达到某一负荷时，负荷的递增而增加，当运动强度达到某一负荷时，血乳酸出现急剧增加的那一点血乳酸出现急剧增加的那一点(乳酸拐点乳酸拐点)称为乳酸称为乳酸阈有氧运动的乳酸拐点多在阈有氧运动的乳酸拐点多在4mmol/L4mmol/L。意义：乳酸阈反映了人体在渐增负荷运动中血意义：乳酸阈反映了人体在渐增负荷运动中血乳酸开始积累时的乳酸开始积累时的VOVO2 2maxmax百分利用率，其阈值的高低百分利用率，其阈值的高低是反映人体有氧工作能力的又一重要生理指标。是反映人体有氧工作能力的又一重要生理指标。3912/26/2022特特点点以中、小运动强以中、小运动强
16、度为主度为主运动时运动时间和距间和距离长离长全身大肌群参全身大肌群参加的动力性活加的动力性活动动周期性周期性运动运动4012/26/2022作用提高机体提高机体心肺功能心肺功能改善和提改善和提高机体氧高机体氧化代谢能化代谢能力力调节代谢调节代谢4112/26/2022有氧有氧运动运动形式形式非竞赛性球类项目：非竞赛性球类项目：篮球、排球、足球、篮球、排球、足球、羽毛球、乒乓球和羽毛球、乒乓球和网球等也是良好的网球等也是良好的有氧运动有氧运动适于老年健身用的适于老年健身用的地掷球、门球、柔地掷球、门球、柔力球等力球等典型的有氧运动包典型的有氧运动包括走、慢跑、跑、括走、慢跑、跑、骑自行车、上下台
17、骑自行车、上下台阶等阶等传统体育运动项目：传统体育运动项目：气功、太极拳气功、太极拳（剑）、木兰拳（剑）、木兰拳（扇）、五禽戏和（扇）、五禽戏和八段锦等八段锦等周期性有氧运动有：周期性有氧运动有：爬山、游泳、划船、爬山、游泳、划船、滑冰、旱冰和滑雪滑冰、旱冰和滑雪等等4212/26/2022（二）无氧运动能力内容内容无氧运无氧运动的生动的生理基础理基础无氧运无氧运动训练动训练4312/26/20221.1.无氧运动的生理基础无氧运动的生理基础 能源物质的贮备；ATP和CP的含量、糖原含量及其酵解酶活性。代谢过程的调节能力：酶活性、神经与激素、内环境变化。4412/26/20221.1.无氧运动
18、的生理基础无氧运动的生理基础 最大氧亏积累最大氧亏积累：指人体从事极限强度运动时（一般持续运动23min），完成该项运动的理论需氧量与实际耗氧量之差。最大氧亏积累是衡量机体无氧供能能力的重要标志。4512/26/20222.2.无氧运动训练无氧运动训练 最大练习时间不超过10秒，每次练习的休息间歇不能短于30秒 成组练习后，组间的练习不能短于34min ATPCPATPCP供供能训练能训练 最大乳酸训练，血乳酸在1220mmol/L 乳酸耐受能力训练，血乳酸在12mml/L左右提高糖酵提高糖酵解供能系解供能系统的训练统的训练4612/26/2022四、耐力运动处方四、耐力运动处方内容耐力运动处
19、方组成 耐力运动训练方法与分析 耐力运动处方应用 4712/26/2022（一）耐力运动处方组成（一）耐力运动处方组成 概念 耐力训练是心肺功能训练的最主要方法，其运动训练以运动处方进行指导与实施，也称耐力运动处方。运动方式运动方式运动强度运动强度运动时间运动时间运动频率运动频率运动注意事项运动注意事项4812/26/2022个体化运动强个体化运动强度是运动处方度是运动处方的关键要素之的关键要素之一。一。有氧训练的有氧训练的运动强度应运动强度应为中小运动为中小运动强度。强度。运运 动动强强度度4912/26/2022（一）耐力运动处方组成（一）耐力运动处方组成最大摄氧量百分比（最大摄氧量百分比
20、（VOVO2 2maxmax）最大心率百分比（最大心率百分比（HRmaxHRmax）靶心率靶心率 代谢当量代谢当量 主观强度感觉主观强度感觉 运动强度的运动强度的评价指标评价指标5012/26/2022运动持续时间：运动持续时间：运动处方的三要素之一。运动持续时间应结合运动强度、患者健康状况及体力适应情况而定。运动强度与运动持续时间的积为运动量。5112/26/2022（一）耐力运动处方组成（一）耐力运动处方组成运动频率：运动频率：运动处方的三要素之一，运动频率取决于运动量大小。运动量大，每周训练3次；运动量小，最好每天活动；一般运动频度为每周37次。每周少于2次的运动训练无治疗作用。5212
21、/26/2022加强医务监督，牢记安全第一加强医务监督，牢记安全第一应循序渐进，量力而行应循序渐进，量力而行 个别对待，持之以恒个别对待，持之以恒 防止疲劳，注意训练卫生防止疲劳，注意训练卫生运动注意运动注意事项事项5312/26/2022（二）耐力运动训练方法与分析（二）耐力运动训练方法与分析方法持续训练法（主要）循环训练法间歇训练法法特莱克速度游戏等。组成准备活动（510min）运动训练（3060min）靶心率（15min）整理运动（510min）5412/26/2022（三）耐力运动处方应用（三）耐力运动处方应用应用健身预防治疗康复5512/26/2022l1.1.掌握掌握 （1）概念：
22、有氧心率、最大心率、窦性心动徐缓、呼吸当量、最大摄氧量、乳酸阈、耐力训练。（2）运动时心率变化与负荷强度和持续时间的关系；运动对血压影响的特点；冠壮动脉对运动的适应性变化。（3）运动时肺通气与换气功能的变化规律。（4）有氧运动的生理作用。（5）耐力运动处方的三要素及其相互关系。5612/26/2022l2.2.熟悉：熟悉：（1）长期运动引起心脏扩大的主要表现。（2）有氧运动的生理基础与常见的运动形式。（3）耐力运动处方的应用及注意事项。l3.3.了解：了解：运动项目与心脏肥大的关系；运动引起血管的适应性变化；无氧运动的生理基础。5712/26/2022第二节 心肺功能评定基础心肺功能评定基础运
23、动试验运动试验1 肺通气功能评定肺通气功能评定2 最大摄氧量评定最大摄氧量评定 3 乳酸阈评定乳酸阈评定 4学习内容学习内容5812/26/2022一、运动试验一、运动试验运动试验的目的运动试验的目的运动试验分类及其适应证运动试验分类及其适应证 运动试验的禁忌证运动试验的禁忌证 常用的运动试验方案常用的运动试验方案 运动试验终止指标运动试验终止指标 5912/26/20221 1运动试验的目的运动试验的目的运动试验运动试验 的目的的目的协助诊断、判断病变协助诊断、判断病变程度及预后程度及预后 评定功能状态评定功能状态 指导康复治疗指导康复治疗6012/26/20222 2运动试验分类及其适应证
24、运动试验分类及其适应证 用于正常人和运动员 极量运动试验极量运动试验 用于诊断冠心病、评估心功能和体力活动能力、制定运动处方 症状限制性症状限制性运动试验运动试验 适宜对象是心肌梗死后、稳定性心力衰竭患者等低水平运动低水平运动试验试验 6112/26/20223 3运动试验的禁忌证运动试验的禁忌证 绝对禁忌证主要包括：绝对禁忌证主要包括：急性或近期的心肌梗死、不稳定性心绞痛、急性心肌炎和急性心包炎等。相对禁忌证主要包括：相对禁忌证主要包括：不引起临床症状加重，或可以控制不引起严重后果的病症等。6212/26/20224 4常用的运动试验方案常用的运动试验方案运动试验方案BruceBruce方案
25、：方案：为变速度为变速度斜率运动斜率运动NaughtonNaughton方案：为方案：为恒速变斜恒速变斜率试验率试验ACIPACIP和其和其改良方案改良方案（mACIPmACIP）6312/26/20225 5运动试验终止指标运动试验终止指标 心脏表现：心绞痛、心律不齐；心电图严重异常；外周循环障碍表现：脸色苍白、皮肤湿冷、血压下降；呼吸系统：严重呼吸困难；中枢神经系统及胃肠表现：头痛、头晕、共济失调；恶性、呕吐；其他：仪器故障。6412/26/2022二、肺通气功能评定二、肺通气功能评定肺功能测定肺功能测定 用力肺活量最大呼气中期流速最大自主通气量6512/26/2022肺功能评定肺功能评定
26、6612/26/2022三最大摄氧量评定三最大摄氧量评定 心率心率达达180次次/分分 呼吸商（呼吸商（RQ）达到或接）达到或接近近1.15 摄氧量随运动强度增加摄氧量随运动强度增加而出现平台而出现平台 直接测定法标准：直接测定法标准：根据其心率、摄氧量或根据其心率、摄氧量或达到某一定量心率的做达到某一定量心率的做功量等数值推算或预测功量等数值推算或预测出出VO2max间接推算法：间接推算法：6712/26/2022 乳酸阈测定乳酸阈测定：受试者在渐增负荷运动试验中，连续采集每一级运动负荷时的血样（一般用耳垂或指尖末梢血）测得其血乳酸阈值。通气阈测定通气阈测定：在渐增负荷运动中，将肺通气量变化
27、的拐点称为“通气阈”。在渐增负荷运动中，当乳酸急剧增加时，肺通气量、二氧化碳呼出量等指标出现明显的变化，可以此来判定乳酸阈。6812/26/20221.1.掌握掌握 （1 1）运动实验的目的；区别不同负荷运动实验的选择与应用。）运动实验的目的；区别不同负荷运动实验的选择与应用。（2 2）区别运动实验的绝对与相对禁忌证。）区别运动实验的绝对与相对禁忌证。2.2.熟悉熟悉 （1 1）运动实验的方案与终止指标。）运动实验的方案与终止指标。（2 2）肺功能、最大摄氧量与乳酸阈的评定。）肺功能、最大摄氧量与乳酸阈的评定。3.3.了解了解 通气阈的评定及意义。通气阈的评定及意义。6912/26/2022第
28、三节第三节 心肺功能异常与运动心肺功能异常与运动高血压与运动高血压与运动1冠心病与运动冠心病与运动2慢性阻塞性肺疾病与运动慢性阻塞性肺疾病与运动3学习内容学习内容7012/26/2022一、高血压与运动一、高血压与运动（一）运动对高血压的预防（一）运动对高血压的预防作用作用 经常运动的个体血压要低于安静不活动的个体。而且，运动与血压成负相关。运动越多的个体血压越低，不论男女均是如此。(二二)运动对高血压的降压作用运动对高血压的降压作用运动降压的特点 运动降压的机制 抗阻运动的应用7112/26/20221 1运动降压的特点运动降运动降压的特压的特点点一般情况，一般情况，运动时收缩运动时收缩压和
29、舒张压压和舒张压均会上升均会上升较长时间运较长时间运动收缩压升动收缩压升高，舒张压高，舒张压变化可不明变化可不明显或下降显或下降 一旦停止运一旦停止运动，血压又动，血压又会回到运动会回到运动前的水平前的水平7212/26/20222 2运动降压的机制运动降压的机制作用于大脑皮质和皮质下血管运动作用于大脑皮质和皮质下血管运动中枢，使血压下降中枢，使血压下降调节自主神经功能调节自主神经功能，血压下降，血压下降运动中肌肉的节律收缩与舒张运动中肌肉的节律收缩与舒张，有助于降压，有助于降压 改善情绪，减少血压波动幅度。改善情绪，减少血压波动幅度。7312/26/20223 3抗阻运动降压应用抗阻运动降压
30、应用 方法：方法：注意：注意：小强度、多重复小强度、多重复次数的力量耐力次数的力量耐力训练，用于轻度训练，用于轻度高血压患者。提高血压患者。提倡采用小强度循倡采用小强度循环训练法环训练法 进行力量锻炼时，进行力量锻炼时，仍需注意调节呼仍需注意调节呼吸，不要憋气，吸，不要憋气，注意心率监测，注意心率监测，保持其在靶心率保持其在靶心率范围之内范围之内7412/26/2022二、冠心病与运动二、冠心病与运动（一）运动降低（一）运动降低CHDCHD的危险的危险因素因素降低血脂 降低血压（二）冠心病的运动疗法（二）冠心病的运动疗法冠心病人的运动处方冠心病人的运动反应与适应 冠心病人运动适应的可能机制 7
31、512/26/2022慢性冠心病慢性冠心病 运动强度运动强度：最大摄氧量60%的有氧运动，从小强度逐渐过度到中等强度，心率在110130次/分；运动时间：运动时间：每次2030min，辅助性放松运动每天1020min；运动频率：运动频率：每周34次。7612/26/2022反应：反应：冠心病运动摄氧量增加时，可出现心绞痛。适应：适应：冠心病长期耐力运动训练后，心肌灌注有改善，最大有氧能力提高，最大运动时ST段降低幅度减少和最大心率增加。7712/26/2022耐力运动训练后，自主神耐力运动训练后，自主神经在降低安静和运动时心经在降低安静和运动时心肌耗氧量上起重要作用。肌耗氧量上起重要作用。运动
32、增加冠状侧支血管氧供，运动增加冠状侧支血管氧供，改善冠脉血流，使患者症状改善冠脉血流，使患者症状减轻，运动能力提高减轻，运动能力提高7812/26/2022三、慢性阻塞性肺疾病与运动三、慢性阻塞性肺疾病与运动(一一)运动训练方法：运动训练方法：呼吸运动训练；促进排痰的运动训练；全身性耐力训练。(二二)运动训练机制：运动训练机制：呼吸运动和排痰运动训练，促进肺内分泌物排出，改善肺通气。全身耐力训练，可以改善全身组织血液循环，增强体质和机体耐力。7912/26/2022l1.掌握掌握 （1）运动降压的作用与特点。（2）慢性冠心病的运动处方，运动反应与适应。l2.熟悉熟悉 运动频率与血压的关系；运动降低血脂预防冠心病的作用。l3.了解了解 慢性阻塞性肺病的运动训练方法。8012/26/20228112/26/2022
