運(yùn)動生理學(xué) 第六章 呼吸

第六章呼吸呼吸：機(jī)體在新陳代謝過程中，需要不斷從外界環(huán)境中攝取氧并排除二氧化碳，這種機(jī)體與環(huán)境之間的氣體交換稱為呼吸。

呼吸過程的三個環(huán)節(jié)：呼吸肺呼吸（外呼吸）氣體在血液中的運(yùn)輸細(xì)胞呼吸（內(nèi)呼吸）肺通氣肺換氣第一節(jié)肺通氣

一、肺通氣原理肺通氣指肺與外界環(huán)境之間的氣體交換。肺通氣的結(jié)構(gòu)：呼吸道、肺泡、胸廓和胸膜腔等。肺通氣的結(jié)構(gòu)肺通氣的動力：胸廓的節(jié)律性運(yùn)動即呼吸運(yùn)動是實現(xiàn)肺通氣的動力。主要呼吸?。弘跫『屠唛g外/外肌。二、呼吸過程中胸內(nèi)壓的變化胸內(nèi)壓：指胸膜腔內(nèi)的壓力。在呼吸過程中始終低于大氣壓，稱為胸內(nèi)負(fù)壓。是維持正常呼吸的必要條件。胸內(nèi)負(fù)壓形成的原因：肺的彈性回縮力。吸氣時肺的回縮力大于呼氣時，因此胸內(nèi)負(fù)壓也大。胸膜腔內(nèi)負(fù)壓的生理意義

維持肺的擴(kuò)張狀態(tài)，有利肺泡的氣體交換。吸氣時胸內(nèi)負(fù)壓加大，有利于肺的擴(kuò)張，呼氣時胸內(nèi)負(fù)壓減小，有利于肺的回縮。吸氣時胸內(nèi)負(fù)壓加大，使心房、腔靜脈和胸導(dǎo)管的容積擴(kuò)大，壓力降低，這有利于心房的充盈和靜脈與淋巴液的回流。憋氣可使胸內(nèi)壓超過大氣壓，導(dǎo)致靜脈血回流減少，心輸出量隨之下降，使腦供血不足出現(xiàn)眩暈。在運(yùn)動中應(yīng)避免過多的憋氣動作，兒童少年更要注意。2.肺內(nèi)壓

肺內(nèi)壓：肺泡內(nèi)的壓力，正?！?-2mmHg。影響因素：呼吸快慢、深淺、氣道通暢程度。氣道不通暢時，吸氣可達(dá)－100～－30mmHg，呼氣90-140mmHg。人工呼吸：用人工方法造成肺內(nèi)壓與外界氣體之間的壓力差，維持肺通氣。如口對口人工呼吸、節(jié)律性地舉臂壓背或擠壓胸廓、呼吸機(jī)正壓通氣。三、運(yùn)動中的肺通氣1、呼吸形式腹式呼吸：以膈肌運(yùn)動為主的呼吸運(yùn)動。胸式呼吸：以肋間外肌運(yùn)動為主的呼吸運(yùn)動。成人呼吸一般為混合呼吸。運(yùn)動中隨動作的特點(diǎn)靈活轉(zhuǎn)變呼吸形式。2、憋氣憋氣可反射性地引起肌張力加強(qiáng)，使胸廓固定，為上肢發(fā)力獲得穩(wěn)定支撐。不利反應(yīng)：憋氣時胸內(nèi)壓呈正壓，導(dǎo)致靜脈血回流困難，心輸出量減少，血壓下降，致使心肌、腦細(xì)胞、視網(wǎng)膜供血不足，易產(chǎn)生頭暈、惡心、耳鳴及眼冒金花的感覺。憋氣后血壓驟升。憋氣對兒童和老年人不利。訓(xùn)練水平低者：憋氣前的吸氣不要太深、憋氣應(yīng)用于關(guān)鍵時刻。3、過度通氣過度通氣：指通氣量超過合理水平。后果：可使血中CO2和H+濃度下降，降低了肺通氣的動力，且不能使血氧含量升高。（潛水運(yùn)動）四、肺通氣功能的評定（一）肺總?cè)萘糠慰側(cè)萘浚褐阜嗡苋菁{的最大氣體量，是最大吸氣末肺內(nèi)氣體的總量。組成：潮氣量、補(bǔ)吸氣量、補(bǔ)呼氣量和余氣量。正常值：正常成人約3900～5200ml。

潮氣量（TV）：每次呼吸時吸入或呼出的氣體量，平靜呼吸約500ml，補(bǔ)吸氣量（IRV）：平靜吸氣末再盡力吸氣所能吸入的氣體量，約1500-2000ml。

補(bǔ)呼氣量（ERV）：平靜呼氣末再盡力呼氣所能呼出的氣體量，900-1200ml。

余氣量（RV）：最大呼氣末仍殘留在肺內(nèi)不能呼出的氣量，約1000～1500ml。肺氣腫、支氣管哮喘時增大。（一）肺基本容積和肺容量潮氣量400~600ml補(bǔ)吸氣量(吸氣儲備量)1500~2000ml補(bǔ)呼氣量(呼氣儲備量)900~1200ml余氣量1000~1500ml深吸氣量功能余氣量肺活量肺總量（一）肺基本容積和肺容量應(yīng)用：評價運(yùn)動員訓(xùn)練水平，評價普通人健康水平。連續(xù)5次肺活量測定，可判斷呼吸肌的疲勞程度和身體的機(jī)能狀況。正常遞減速度：隨年齡增長，每10年下降在9%以內(nèi)（超過此百分?jǐn)?shù)預(yù)示著衰老加?。?。時間肺活量：在最大吸氣之后，以最快速度進(jìn)行最大呼氣，計算第1、2、3s末的呼出氣量占肺活量的百分?jǐn)?shù)，稱時間肺活量。正常值：正常成年人最大呼氣時，前3秒呼出的氣量分別占總肺活量的83%、96%和99%。意義：第1秒的時間肺活量的百分率最有意義，功能檢查中簡稱FEV1。應(yīng)用：既評價肺的容量的大小，也反映了肺的通氣速度和呼吸道暢通程度，是一個較好的動態(tài)指標(biāo)。阻塞型肺疾病患者FEV1下降，有訓(xùn)練的運(yùn)動員FEV1較正常人高。（三）每分最大通氣量和每分最大隨意通氣量每分通氣量：每分鐘吸入或呼出的氣體總量。為潮氣量與每分鐘呼吸頻率的乘積。正常成人平靜呼吸時，每分通氣量約為6～8L。500ml×(12～18)≈6～8L每分最大通氣量：指在遞增負(fù)荷運(yùn)動中，每分通氣量隨運(yùn)動強(qiáng)度的增加而增加，所能達(dá)到的最大通氣量。一般人在120～140L／min之間，運(yùn)動員約為一般人的2～2.5倍。每分最大隨意通氣量：在實驗條件下，最大限度地做深而快的呼吸，每分鐘吸入或呼出的氣體量。我國成年男性最大隨意通氣量為100～180L／min，女性為70-120L／min，運(yùn)動員高于一般人。（四）肺泡通氣量肺泡通氣量：每分鐘吸入肺泡真正參與氣體交換的新鮮空氣量。肺泡通氣量＝（潮氣量－無效腔）×呼吸頻率（次／分）應(yīng)用：深呼吸既節(jié)省呼吸肌工作的能耗，又能提高肺泡通氣量和氣體交換效率。五、肺通氣功能對運(yùn)動的反應(yīng)與適應(yīng)（一）肺通氣功能對訓(xùn)練的反應(yīng)有氧運(yùn)動時：呼吸深度：500ml→↑2000ml呼吸頻率：12～18次/min→↑50次/min每分通氣量：6～8L→↑100L以上規(guī)律：低強(qiáng)度時，VE的增加主要是呼吸深度增加；強(qiáng)度升高到一定程度時，依靠呼吸頻度增加。過程：運(yùn)動開始前通氣量稍上升；運(yùn)動開始后，先突然升高，再緩慢升高，隨后達(dá)到平穩(wěn)水平。運(yùn)動停止時，先驟降，再緩降達(dá)運(yùn)動前水平。（二）肺通氣功能對訓(xùn)練的適應(yīng)1、每分通氣量的適應(yīng)對安靜時肺通氣量的影響不大亞極量運(yùn)動時每分通氣量增加的幅度減少。極量運(yùn)動時運(yùn)動員的最大通氣量明顯較無訓(xùn)練者大。遞增負(fù)荷運(yùn)動時，通氣閾增大。2、肺通氣效率提高安靜時呼吸深度增加、呼吸頻率下降運(yùn)動時呼吸深度和頻率的匹配更加合理。在相同肺通氣量的情況下，運(yùn)動員的呼吸頻率比無訓(xùn)練者低。。3、氧通氣當(dāng)量下降氧通氣當(dāng)量：每分通氣量與每分吸氧量的比值（VE/VO2）。氧通氣當(dāng)量是評價呼吸效率的一項重要指標(biāo)，其值小說明氧的攝取效率高。安靜時為20（5L/0.25L），最大強(qiáng)度運(yùn)動中可達(dá)35。說明運(yùn)動時肺通氣能力的增加相對高于氧化代謝能力的增加。相同強(qiáng)度運(yùn)動時，優(yōu)秀耐力運(yùn)動員的氧通氣當(dāng)量較一般人低，呼吸效率高。第二節(jié)氣體的交換氣體交換：肺泡與血液之間，血液與組織細(xì)胞之間的O2和CO2的交換。前者為肺換氣，后者為組織換氣。一、氣體交換的原理(一)氣體交換的方式和動力氣體交換的方式──擴(kuò)散氣體擴(kuò)散的動力─區(qū)域間的氣體分壓差氣體分壓(P):混合氣體中每種組成氣體分子所產(chǎn)生的壓力稱為該氣體的分壓。氣體分壓=總壓力×該氣體的容積百分比

二、氣體交換的過程(一)肺換氣過程：

肺泡氣血液

O2CO2靜脈血

動脈血

特點(diǎn):迅速,不到0.3s即可達(dá)平衡.而通常情況下,血液流經(jīng)肺泡約0.7s,即當(dāng)血液流經(jīng)肺泡全長的約1/3時,已基本完成肺換氣.肺：肺泡內(nèi)PO2>靜脈血PO2肺泡內(nèi)PCO2<靜脈血PCO2組織：相反。三、影響氣體交換的因素（一）氣體擴(kuò)散速率氣體分子擴(kuò)散速度快，氣體交換也快；反之則慢。運(yùn)動時，組織換氣和肺換氣速度均加快。運(yùn)動時體溫升高也有利于氣體的擴(kuò)散。（二）通氣/血流比值VE/Q：每分肺泡通氣量和肺血流量的比值，稱通氣／血流比值。正常值：安靜時為0.84（4.2L／5L），此時通氣量與血流量匹配最合適，氣體交換效率最高。中小強(qiáng)度運(yùn)動時：肺通氣量和心輸出量增加，使通氣／血流比值保持穩(wěn)定。運(yùn)動強(qiáng)度過大時：肺通氣量的增加多，此值升高。四、肺換氣功能的評定氧擴(kuò)散容量：指肺泡膜的氧分壓差為1mmHg時每分鐘可擴(kuò)散的氧量。此值大說明肺換氣效率高。長期耐力運(yùn)動對氧擴(kuò)散容量有良好影響。第三節(jié)呼吸運(yùn)動的調(diào)節(jié)一、呼吸中樞及呼吸的反射性調(diào)節(jié)1、呼吸的反射性調(diào)節(jié)呼吸中樞分布在大腦皮質(zhì)、間腦、腦橋、延髓和脊髓等部位，最基本中樞位于延髓。肺牽張反射：由肺擴(kuò)張或縮小所引起的反射性呼吸變化。此反射與腦橋呼吸調(diào)整中樞共同調(diào)節(jié)著呼吸的頻率和深度呼吸肌本體感受性反射：由呼吸肌本體感受器傳入沖動所引起的反射性呼吸變化。防御性呼吸反射：咳嗽反射、噴嚏反射等。二、化學(xué)因素對呼吸的調(diào)節(jié)化學(xué)感受器：外周化學(xué)感受