第三章运动氧供应

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划宸衡
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1 心肺运动生理基础郑大五附院心肺康复科张文礼

2 心排血量增加, 血流量重新分配肺通气量增加, 氧气摄入增加, 二氧化碳排出增加 2

3 心肺的运动生理学是运动处方的核心理论呼吸系统疾病康复心血管疾病康复内分泌疾病康复等 3

4 目录骨骼肌能量供应和营养素气体交换动力学运动中呼吸循环系统的反应 4

5 一骨骼肌 5

6 肌纤维类型划分快纤维 (Ⅱ): 高糖酵解, 快收缩 ( 适合于急停第四节肌纤维类型与运动能力急动的项目, 如 : 篮球 ) 慢纤维 (Ⅰ): 有多的线粒体和氧化酶, 可持续性进行有氧代谢 ( 中长跑游泳等 ) 收缩速度慢, 抗疲劳性强快肌白肌 Ⅱ Ⅱb 快缩白肌 FG Ⅱa 快缩红肌 FOG 慢肌红肌 Ⅰ 慢缩红肌 SO

7 肌纤维特性三种不同功能肌纤维的特征 Ⅰ(SO) Ⅱ(FOG) Ⅱ b (FG) 形态特征生理特征代谢特征肌纤维大小肌浆网运动神经原相对肌纤维数量 / 运动单位毛细血管 ( 最大血流量 ) 收缩速度肌浆网吸收钙的能力肌张力耐疲劳力发挥效率神经冲动传导速度线粒体线粒体的有氧能力糖原储备肌球蛋白 ATP 酶活性线粒体的无氧代谢能力小不发达细少密慢低低高高慢多高少低低中发达粗中等中等快高高中等中快中等中等中等中等中等大发达粗多少快高高低低快少低多高高

8 肌纤维基本结构快缩纤维 (Ⅱ) 高糖酵解收缩速率快 ; 急停急动的项目 A: 快速氧化糖原分解型 B: 快速糖原分解型慢缩纤维 (Ⅰ) 高线粒体和高浓度的氧化酶 ; 耐力运动

9 运动单位概念 : 一条神经纤维及其末梢分支所支配的肌纤维

10 运动训练对肌纤维的影响运动员肌纤维类型 : ⑴ 短时间大强度项目运动员快肌纤维百分比占优势 ⑵ 耐力项目运动员慢肌纤维百分比占优势 ⑶ 速度耐力项目运动员两类肌纤维分布接近相等肌纤维类型争论 : ⑴ 自然选择 : 先天遗传决定 ; ⑵ 训练适应 : 运动训练可肌纤维类型改变

11 不同运动形式对骨骼肌代谢和功能的影响附 : 下表

12 运动类别主要刺激主要适应对肌功能的影响耐力运动力量运动代偿性负荷固定肢体在相对低强度下的反复收缩募集增多或收缩频率增加每一横截面积很慢增加的负荷减少收缩频率增加线粒体量质少见无氧代谢的途径改变肌纤维稍有增粗以慢肌纤维改变为主, 并增加肌肉的血液循环肌纤维增粗 ( 快肌 ) 蛋白合成能力增强线粒体相对减少对肌纤维无改变肌纤维增粗保持氧化能力并增强快酵解纤维向快氧化酵解型转变肌萎缩线粒体少, 氧化能力减弱, 无氧代谢减弱肌内血流减少 1. 增加耐力 2. 运动中可节省糖原利用 3. 作功中乳酸形成减少 1. 增强肌力 2. 爆发力增强 3. 耐力下降 1. 增加机械功 2. 增强维持肌张力的能力 3. 不易疲劳 1. 力量和耐力都下降 2. 抗应力降低

13 二能量供应和营养素 13

14 ATP ATP( 三磷酸腺苷或称腺苷三磷酸 ) 是肌肉收缩的直接能源细胞内能量的获得转换储存和利用等环节的关系纽带 ; 在分解代谢时,ATP 是一种既是能量受体又是能量供体的物质

15 能量供应与代谢能量供应高能磷化物系统 : 三磷酸腺苷磷酸肌酸乳酸系统 ( 糖 ) 有氧系统 ( 糖和脂肪 ) 能量代谢无氧代谢有氧代谢

16 磷酸原供能系统 ATP ADP+Pi+E CP+ADP C+ATP 特点 : 无氧代谢 ; 供能速度极快 ; 能源 :CP; ATP 生成很少 ; 肌中贮量少, 最大强度运动持续供能时间 6-8 秒 ; 用于短跑或任何高功率短时间活动

17 糖的无氧酵解供能系统肌糖元 +ADP+ Pi 乳酸 + ATP 特点 : 无氧代谢 ; 供能速度快 ; 能源 : 肌糖元 ; ATP 生成有限 ; 终产物乳酸可导致肌肉疲劳 ; 用于 2-3 的最大强度运动

18 有氧化能系统糖脂肪蛋白质 +ADP+Pi+O 2 CO 2 +H 2 O +ATP 特点 : 有氧代谢 ; 供能速度慢 ; 能源 : 糖脂肪蛋白质 ; 没有导致疲劳的副产品 ; 用于耐力或长时间的活动

20 三气体交换动力学 20

21 呼吸的全过程肺通气吸气外呼吸 ( 肺呼吸 ) 呼气肺换气呼吸气体在血液中的运输组织换气内呼吸 ( 组织呼吸 ) 氧的利用 21

22 运动与氧耗人体有氧工作能力的基础是指机体的氧运输能力与组织 ( 特别是骨骼肌 ) 摄取和利用氧的能力需氧量是指人体每分钟所需要的氧气量成人安静时, 需氧量约 250 ml/min, 相当于每千克体重 3.5ml 吸氧量是指人体每分钟所摄取的氧气量, 又称摄氧量, 通常是指人体每分钟从肺泡气中摄取或组织细胞从组织毛细血管中摄氧的氧气量 22

23 最大摄氧量最大摄氧量 (V0 2 max) : 指人长时间进行力竭运动时, 心肺功能和肌肉的氧利用能力到达机体极限时单位时间内的氧利用量最大吸氧量人体最大工作能力的主要指标这种能力通过有氧耐力运动训练可以得到提高 23

最大摄氧量测定方法 : 直接测定法 Bruce 方法 : 通过跑台和心率监测仪, 当心率出现 180 次 / 分时, 便可断定机体已经力竭了 ; 公式为 :VO 2 max=6.70-2.

24 最大摄氧量测定方法 : 直接测定法 Bruce 方法 : 通过跑台和心率监测仪, 当心率出现 180 次 / 分时, 便可断定机体已经力竭了 ; 公式为 :VO 2 max= x 性别 x 时间 (s)( 健康成人, 其中性别 : 男 =1, 女 =2) 12 分跑 : 受试者竭尽全力的跑 12 分钟, 记录完成的距离 ; VO 2 max=35.97 x 距离

25 最大摄氧量测定方法 : 间接推算测定法 25

26 影响因素 (1) 心脏泵血功能和肌利用氧的能力 (2) 年龄与性别因素 (3) 运动训练 26

27 二氧化碳排出量运动开始 : 磷酸肌酸水解,CO 2 保留到组织内被固定有氧代谢 :CO 2 排出量减少,VCO 2 增加比 VO 2 增加缓慢无氧阈值点以下 :VCO 2 和 VO 2 达到真正稳态值无氧阈值点以上 :VCO 2 和 VO 2 比率开始增加

28 无氧阈值氧债理论运动中亏欠的耗氧量称为氧亏或氧债恢复期主要是偿还 ATP 磷酸肌酸(CP) 乳酸供能欠下的氧债剧烈运动后的氧亏则更为明显 28

29 250ml/min 29

30 无氧阈 (AT) (1) 无氧阈 (AT): 指人体的代谢方式由有氧代谢为主开始向无氧代谢为主过渡的临界点 (2) 乳酸阈 (LT): 指当运动强度超过某一负荷时, 乳酸浓度急剧上升的开始点 (3) 通气阈 (VT): 指在递增负荷运动时, 用肺通气变化的拐点来测定乳酸阈 2 无氧阈 (AT) 常用表示法 (1)VO2AT: 无氧阈时的吸氧量 (2)%VO2max: 无氧阈时吸氧量占本人最大吸氧量的百分比 ( 常人 : 55 65% VO2max 时, 运动员 80 90% VO2max 时 ) (3)LAT: 乳酸无氧阈 ( 血乳酸值大约在 mmol/L 范围之间 ) (4)VAT: 通气无氧阈, 多采用肺通气量剧烈上升的开始点来确定

31 四运动中呼吸循环系统的反应 31

32 运动与心血管功能关系心血管中枢调节血流重新分配运动心率心排血量局部酸性代谢产物骨骼肌氧供增加 32

33 运动时心脏活动的变化心脏活动的变化安静时心率心力储备运动时心率 75 次 / 分 160~180 次 / 分心排血量 4~5L 心排血量 30L 心力储备 : 心脏泵血功能的贮备, 机体随代谢的需要而增加心输 ( 排 ) 出量的能力可表示为 : 最大心输出量 - 安静时心输出量心率 : 每分钟心脏搏动次数极限心率 Hrmax=220- 年龄 ( 一般以 180 次 / 分为最高 ) 心输 ( 排 ) 出量 : 每搏输出量与心率的乘积 (L/min) 33

34 某些心脏病患者静息时心输出量与正常人没有明显差别, 但最大输出量低于正常人运动时心输出量不能相应增加, 表现为心力储备明显不足, 出现心悸气急等症状 34

35 长期运动训练后, 心功能贮备增加 1 2 搏出量的贮备增加心室腔扩大, 心室容积增加 3 心肌增厚, 心肌收缩力增加 4 心室舒张末期容积收缩末期容积每搏输出量 35

36 心率储备心率储备是指在一定范围内心率增快, 使心排血量量增加健康成人心排血量随心率加快而增多的最高心率为 160~180 次 / 分钟一定范围内, 心率变化与运动强度具有线性关系长期运动训练的运动员, 由于心肌纤维增粗心肌收缩能力增强, 射血充分, 安静时心率反而减慢, 可低于一般健康人 36

37 自认的劳累分级表 (ratings of perceived exertion) 37

38 运动时血流的分配二各器官血流的重新分配安静状态下, 骨骼肌血流量约占心输出量的 20% 运动时, 骨骼肌血流量可增加到占心排血量的 80% 左右各器官组织的血流量重新分配满足对氧和营养物质的需求及时运走多的代谢产物 38

39 运动时各器官血液量的变化器官心排血量 ( 安静 ) 5.0L/min 心脏 5%(0,25L) 4%(0.75L) 心排血量 ( 中等运动 ) 25.0L/min 胃肠道 27%(1.25L) 3%(0.6L) 骨 5%(0.25L) 1%(0.15L) 骨骼肌 20%(1.0L) 71%(13.7L) 肾 22%(1.25L) 3%(0.6L) 脑 14%(0.75L) 4%(0.75L) 皮肤 6%(0.25L) 12%(1.9L) 39

40 运动时血压变化运动时肌的血管舒张使外周阻力下降不活动器官收缩血管外周阻力增加两方面的变化总外周阻力变化不大 40

41 运动形式对血压的影响动力性运动 : 主要为收缩压升高, 舒张压变化不大或略下降静力性运动 : 主要为舒张压升高长期有氧运动 : 有助于降低血压, 尤其对舒张压下降有较大意义高血压患者避免静力性运动, 特别是闭气的力量运动 41

42 三运动与心血管活动的调节运动情绪激动心交感中枢 (+) 心迷走中枢 ( ) 心跳加快加强心输出量增加交感缩血管中枢 (+) 血管收缩外周阻力增加 42

43 长期坚持有氧运动心交感中枢紧张性下降心迷走中枢紧张性升高交感缩血管中枢紧张性下降血管舒张血压下降 43

有氧运动对冠脉血流量的影响 1 2 3 增加心脏侧支循环的形成, 使冠状动脉血流量增高,

44 有氧运动对冠脉血流量的影响增加心脏侧支循环的形成, 使冠状动脉血流量增高, 引起更多的冠脉侧支吻合心肌毛细血管大量开放, 降低外周血管的阻力提高心钠素的分泌, 有利尿与排钠作用, 对进一步降低血压有利 44

45 运动对呼吸系统的影响 ( 一 ) 肺通气指标肺活量和时间肺活量最大吸气补吸气量深吸气量最大呼气补呼气量

46 运动时肺通气功能的变化在一定范围内深慢呼吸比浅快呼吸效率高选择较合适的深慢呼吸形式对阻塞性肺疾病的患者是有利的, 可以 : 1. 增加肺泡的有效通气量 ; 2. 降低呼吸肌的能量消耗 46

47 通气 / 灌流比值每分肺泡通气量 (VA)/ 每分肺血流量 (Q) (4.2L/min) (5L/min =0.84) 1.VA/Q 肺通气或肺血流增大生理无效腔换气效率 ( 如心衰肺动脉栓塞 ) 2.VA/Q 肺通气增大功能性 A-V 短路换气效率 ( 如支哮肺气肿支气管栓塞 )

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第五章运动训练的机体能量供应赣南医学院生物化学与分子生物学教研室

第五章运动训练的机体能量供应赣南医学院生物化学与分子生物学教研室第五章运动训练的机体能量供应赣南医学院生物化学与分子生物学教研室第一节运动时物质代谢和能量代谢的基本过程能量的间接来源 u 来自糖脂肪和蛋白质的分解 ( 一 ) 食物的消化与吸收 1 消化: 食物在消化道中被分解的过程消化的过程 : 口腔胃小肠大肠 2 吸收 u 概念 : 食物中的某种成份或消化后的产物通过小肠上皮进入血液或淋巴液的过程 u 吸收的主要部位 : 小肠原因 : 与小肠的结构与特点有关

第三章 运动氧供应

第三章运动氧供应