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1、第七章 呼吸与运动,目的与要求：1.了解肺通气原理，掌握合理呼吸 的方法；2.掌握肺通气的评定方法和呼吸的 基本过程；3.掌握肺换气的评定方法和肺换气 功能对训练的适应性规律；4.了解运动时呼吸功能的变化规律 及调节机制。,第一节 肺通气1.呼吸系统简述,呼吸系统包括：呼吸道和肺泡 呼吸道：上呼吸道由鼻、咽、喉组成，下 呼吸道由气管及各级支气管组成。呼吸道有加温、润湿和净化空气 的功能，但呼吸道不具备气体交 换的功能。肺 泡：人体左右肺共有6-7亿个，总面积约 为70-100平方米，是气体交换的结构。,2.呼吸：人体与外界环境之间进行的气体交换过程。3.呼吸全过程外呼吸血液运输内呼吸,4.外呼
2、吸：肺通气：肺 外界 肺换气：肺泡 血液,一、肺通气的动力学,（一）呼吸运动呼吸道是气体进出的通道肺泡是气体交换的场所胸廓的节律性运动即呼吸运动是实现肺通气的动力呼气还是吸气决定于大气压和肺内压的气压差,（二）呼吸形式：腹式呼吸（膈肌；胸固定的动作：倒立）胸式呼吸（肋间外肌；腹肌紧张：仰卧起坐）混合式呼吸,（三）胸膜腔内压胸内压是指胸膜腔内的压力。胸膜腔是胸膜壁层和脏层之间的腔隙(是一个密闭的腔隙)，在正常情况下呼吸时，胸膜腔内的压力总是低于大气压，称胸内负压。原因：肺的回缩力造成了胸内负压。吸气时，胸内负压增大。憋气：正常人体胸内呈负压有利于静脉血和淋巴液的回流。憋气使胸内呈正压。,二、肺通
3、气功能的评定（一）肺容积：,潮气量：每一呼吸周期中，吸入或呼出的气量。补吸气量：平静吸气之后，再做最大吸气时所吸入 的气量。补呼气量：平静呼气之后，再做最大呼气时呼出的 气量。余气量：尽最大力呼气之后，仍贮留于肺内的气量。正常男性为1500ml，女性为1000ml。老年 人大于青壮年，男性高于女性。,（二）肺活量：最大深吸气后再最大呼出的气量。影响肺活量的因素：性别、年龄、体表面积、胸 廓大小、呼吸肌、胸壁的弹性。,（三）时间肺活量：在最大吸气之后，以最快速度进行最大呼气，记录在一定时间内所能呼出的气量。正常人：第l秒：83%肺活量（最有意义）第2秒：96%肺活量 第3秒：99%肺活量 时间肺
4、活量反映：a.肺活量的大小 b.肺的弹性情况 c.气道是否狭窄 d.呼吸阻力情况,（四）肺通气量每分通气量潮气量呼吸频率（五）每分最大通气量：随运动负荷的增加，每分通气量达到最大，称每分最大通气量。（六）每分最大随意通气量 在实验条件下，最大限度地做深而快的呼吸，每分钟吸入或呼出的气体量为每分最大随意通气量。测定时通常测12 s，再换算成1 min。（七）肺泡通气量 每分钟肺泡吸入的真正参与气体交换的新鲜空气量。等于（潮气量-无效腔）呼吸频率（次/min）意义：能更好反应肺的实际有效通气功能,三、肺通气对运动的反应与适应,（一）肺通气对运动的反应运动时，肺通气量上升运动强度较低时，以潮气量增加
5、为主当运动强度增加到一定程度时，则主要依靠呼吸频率增加,（二）肺通气功能对训练的适应训练对运动时每分通气量的影响（）通气效率（）和呼吸肌耗氧量（）氧通气当量（）氧通气当量=每分通气量/每分吸氧量,第二节 肺换气和组织换气一、气体交换原理分压：在混合气体的总压力中，某种气体所占有的压力。气体的分压差：某一气体高分压与低分压之差气体扩散动力：气体的分压差,二、气体交换的过程,三、影响气体交换的因素,(一)影响气体扩散的因素肺换气和组织换气的扩散面积氧气和二氧化碳的分压差温度,(二)通气血流比值气体交换还有赖于肺泡通气量和肺血流量的相互配合，通常用通气血流比值来表示，即每分肺泡通气量和肺血流量(心输
6、出量)的比值。正常人安静时通气血流比值为084(42 L5 L)，此时肺通气量与血流量匹配最合适，气体交换效率最高。在进行中小强度运动时，机体一方面通过调节呼吸运动增大肺通气量，另一方面心输出量增加，使通气血流比值保持稳定。,但当运动强度过大时，心输出量的加大跟不上肺通气量的增加，通气血流比值升高。在这种情况下部分肺泡得不到血液灌流，以致其中的气体不能与血液充分交换，气体交换率相对下降。所以，增强心脏功能，使运动时单位时间内流经肺泡的血量增多，有利于通气血流比值保持在较合理水平，以提高肺换气效率。,肺部毛细血管,肌肉毛细血管,肺部毛细血管,肌肉,O2,Hb,HbO2,一、氧的运输.物理溶解.化
7、学结合,第三节气体在血液中的运输,.运输方式：.运输途径：（见右图）,Hb,+O2,HbO2,肺部,组织,一、运输功能,（二）氧解离曲线氧容量：每升血液中Hb理论上能结合O2的最大量。氧含量：每升血液中Hb实际能结合O2的量。氧饱和度：氧含量占氧容量的百分比。血氧饱和度与血氧分压之间关系的曲线称血红蛋白氧离曲线，简称氧解离曲线（见下图）。,氧离曲线,氧解离曲线近似“S”型，这一特征具有重要的生理意义：上段：曲线平坦 保证机体不缺O2；中下段：曲线较陡 有利于组织供O2,a.PCO2和PH对氧解离曲线的影响：当血液流经组织时，高PCO2和低PH促使HbO2解离，有利于向组织供氧;而当血液流经肺时
8、，低PCO2和高PH，促使Hb与O2结合，有利于血液的载氧。因此，波尔效应既有利于肺毛细血管血液的氧合，又有利于组织毛细血管血液向组织供O2，具有重要生理意义。b.温度对氧解离曲线的影响：温度升高，氧离曲线右移，Hb与O2的亲和力减小;反之，曲线左移。当温度升高，组织代谢加强，对氧的需求增加，这时Hb与O2的亲和力减小，促使O2释放，供组织利用。当人体运动时，肌肉产热量明显增加，导致血温升高，促使O2释放，满足肌肉运动的需要。,c.2,3-二磷酸甘油酸的影响:红细胞中含有多种有机磷化物，特别是2,3二磷酸甘油酸（2,3DPG），2,3DPG能降低Hb与O2的亲和力，使氧离曲线右移。2,3-DP
9、G是红细胞无氧酵解的产物，人在缺氧、登山和长时间运动时，红细胞中2,3DPG均会增加，使氧离曲线右移，释放更多的O2。,4）影响氧解离曲线的因素,氧储备：储存于血液、肺、肌红蛋白（骨骼肌、心肌、肝脏）氧脉搏：人体从心脏每次搏动输出的血量所摄取的氧量。,碳酸氢盐（88%）与红细胞内的K+结合 CO2+H2O H2CO3 H+HCO3 与Hb结合 与血浆中的Na+结合 HHb+CO2 HbNHCOOH氨基甲酸血红蛋白（7%）：CO2直接与Hb的氨基结合生成.,2.CO2的运输,第四节 呼吸运动的调节,1.调节呼吸运动的神经调节 呼吸运动的神经支配 节律性呼吸是由延髓和脑桥通过膈神经和肋间神经进行调
10、节的。呼吸中枢 调节呼吸运动的主要中枢在延髓和脑桥。,2.呼吸运动的反射性调节肺牵张反射 由肺扩张或缩小引起吸气抑制或兴奋的反射，称为肺牵张反射感受器分布：在支气管及细支气管的平滑肌内。运动时发生的肺牵张反射，对呼吸频率和深度的调节更具有重要意义。呼吸肌的本体感受性反射 呼吸肌本体感受器传入冲动所引起的反射性呼吸变化。防御性呼吸反射：如咳嗽反射、喷嚏反射等。,3.化学感受器化学感受器是指其能接受化学物质刺激的感受器。外周化学感受器 位于颈内外动脉分叉处的颈动脉体和主动脉弓血管壁外的主动脉体。适宜刺激：对PO2、PCO2、H+高度敏感(对PO2敏感，对O2含量不敏感)，且三者对化学感受器的刺激有
11、相互增强的现象。,中枢化学感受器位置：延髓腹外侧的浅表部位 适宜刺激：对H+高度敏感，不感受缺O2的刺激。因H+不易透过血-脑屏障，但CO2易透过血-脑屏障进入脑脊液:CO2H2OH2CO3H+HCO3-发挥刺激作用。由于血液中H+不易通过血脑屏障，故血液pH值的变化对中枢化学感受器直接作用不大。中枢化学感受器也不感受O2变化的刺激。,4.CO2、H+和O2对呼吸的影响,.CO2对呼吸的调节CO2对呼吸有很强的刺激作用，它是维持正常呼吸的最重要生理性刺激。机制：,H+对呼吸的调节 H+呼吸加强 H+呼吸抑制 机制:类似CO2 特点：血液H+增加时，是以刺激外周化学感受器为主。,低氧对呼吸的调节
12、缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制,并与缺氧程度呈正相关:轻度缺氧时:通过外周化学感受器的传入冲动兴奋呼吸中枢的作用,能对抗缺氧对中枢的直接抑制作用，表现为呼吸增强。严重缺氧时:来自外周化学感受器的传入冲动，对抗不了缺氧对呼吸中枢的抑制作用，因而可使呼吸减弱，甚至停止。,运动时呼吸变化的调节,运动前的通气量增大是条件反射性的。运动开始后通气量的骤升，是由于大脑皮层在发出冲动使肌肉收缩的同时，也发出冲动到达脑干呼吸中枢，引起呼吸加强。同时，呼吸器官和运动器官本体感受器的传人冲动对呼吸的加快、加强起着重要的作用。然而，呼吸的缓慢增加一般认为与化学感受性反射等调节过程有关。运动时，温度的升高在促使肺通气量的增加中可能有较重要的作用。肺牵张反射对呼吸的调节作用也较安静时增强。,此外，运动时甲状腺素分泌的增多、静脉回流增加对腔静脉和右心房的传人冲动、心输出量的增加和K离子浓度的升高等对增强呼吸也都有一定的刺激作用。一般认为：肺通气的快速增长和减少期主要是神经调节的结果，而慢速增长和减少期则是体液和温度等调节的结果。,
