运动生理学——10-11-运动与心肺机能——心血管

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12导心电监测ST段的变化作为判定心肌 缺血程度的依据。 测定实验前及实验中每一级负荷最后1分 钟血压、RPE、血乳酸；每30秒记录一 次HR。 由整合代谢分析中提取每30秒时的 VO2 、VE、RQ； 测定运动前、运动负荷完成即刻心脏泵 功能指标。

2.运动试验时监测的指标

心率(HR) 血压(BP) 血乳酸(BL) RPE

⑷ 增加心肌电稳定性：

运动训练可减轻运动时心肌的局部缺血， 减少安静和运动时血浆儿茶酚胺的水平，从而增加室 颤阈值。
2.周围效应

⑴ 骨骼肌功能增强：

运动训练后骨骼肌内线粒体数目和体积增加， 有氧代谢酶活性增加 同时肌动蛋白及肌组织糖原含量增加。
从而使氧的利用率增加，减轻心脏负担


⑵ 血管贮备力增强：

等容舒张期： 0.06秒， 快速充盈期： 0.11秒， 减慢充盈期： 0.20秒，
房室瓣关闭，动脉瓣关闭 房室瓣开放，动脉瓣关闭 房室瓣开放，动脉瓣关闭
时间(s)
舒张期 收缩期
60
120
180 心率（次/分）
（二）心率




成人心率60-100次/分 心率是反映运动强度和生理负荷量的最简单易行 指标之一。 最大心率=220-年龄（健康人） 心率储备=最大心率-安静心率 靶心率=心率储备×心率储备%+安静心率

（五）心脏指数（cardiac index, CI）

（CI）=CO/BSA（BSA为体表面积）


[体表面积BSA（m2）=0.0061· 身长（cm） +0.0128· 体重（kg）-0.1529] 静息CI ，10岁左右最大：约4L/min/ m2 老年以后：约2L/min/ m2
比心输出量更具有个体化特性
在健康人，最大心率=220-年龄 心血管疾病患者，最大心率=峰值心率 HRpk ：峰值心率（极限或症状限制性运动） 靶心率=安静心率+最大心率储备60-85%
160 HRpk 140
HR(beats/m in)
85%HRpk 70%HRpk Optimal aerobic training zone

运动时心输出量增加，伴随血流重新分配

意义：



优先供重要器官：心脏和进行运动的肌肉、散热的皮 肤 内脏血管收缩 可以从心输出量中省出大约3L／min的血液，分配至 运动的肌肉
如果，每ml/100ml血液的氧含量为20ml 则即使心输出量不增加，仅通过血流量的 重新分配;就可向运动的肌肉每分钟多提供 600ml的氧;
间接法测量最大摄氧量

Astrand 列线图 方法。
(三) 每搏量与射血分数
每搏量占左室舒张末期 容积的百分比。 EF=SV/Vd

耐力训练：

SV增加，EF基本不变 离心性肥大 SV增加，EF增大 向心性肥大

力量速度训练：

（四） 心输出量（cardiac output, CO） 每分钟从一侧心室射入动脉的血量。

（长时间大运动量，肝肾缺血、损害。）
第二节 心血管疾病的运动疗法
一 运动在治疗心血管疾病的作用机制

运动对心血管疾病防治作用的机制可归纳为 三方面，即中心效应，周围效应，及其他效 应。

1.中心效应
⑴ 维持或增加心肌氧的供应：


延缓冠脉粥样硬化

增加冠脉侧枝循环，增加冠脉直径，
改善心肌的血液灌注和分布。
第八章 运动与心血管机能
第一节 运动与心脏泵功能
（一）心动周期 心房或心室每收缩和舒张一次，为一个心动周期
心房

心室
心脏的泵血过程

房缩期： 等容收缩期： 快速射血期： 减慢射血期：
0.1秒， 0.06秒， 0.11秒， 0.14秒，
房室瓣开放，动脉瓣关闭 房室瓣关闭，动脉瓣关闭 房室瓣关闭，动脉瓣开放 房室瓣关闭，动脉瓣开放


⑵ 减少心肌工作的氧耗量：

运动降低安静和运动时的心率、收缩压和平均 动脉压，从而节省心脏的做功；

运动训练还可减少循环血液中儿茶酚胺的水平， 从而使心脏的氧耗量下降。

⑶ 增进心肌的功能：


运动可致生理性心肌肥大，从而增加休息和运动时心 肌收缩力 经过训练心肌微细结构会发生改变 心肌纤维内ATP酶活性提高 2+的贮存、释放、摄取能力提高 心肌肌浆网对Ca 线粒体与细胞膜功能改善，ATP再合成速度增加
总之，运动对心血管疾病的治疗和康复 有重要的理论和实际意义。

二. 心血管疾病的运动实验
1. 改良Bruce递增负荷运动试验
级别 时间(min) 速度（km/h） 坡度(%)
1
3
2.7
0
2
3 4
3
3 3
2.7
2.7 4
5
10 12
5
6 7
3
3 3
5.5
6.8 8
14
16 18
8
9
3
3
8.9
9.7
20
有训练者 安静时 50 最大 195
SV
CO
80
5.6
110
21.5
110
5.5
160
31.2
心输出量的测定

每分输出量＝每分钟摄氧量/动静脉血含氧量差

例如，每分摄氧量为 250ml，动脉血含氧量为 0.2ml／ml，静脉血含氧量为0.15ml／ml 每分钟心输出量＝250/（0.2-0.15）=5000ml

通常运动时 由于心输出量显著增加，故收缩压升高 肌肉血管舒张对外周阻力的影响大于其他不活动器官血 管收缩的代偿作用故总的外周阻力仍有降低；表现为动 脉舒张压变化不大或有降低
5. 静脉回流量


体循环充盈度：血容量，血管顺应性 心肌功能状态 体位变化 骨骼肌挤压 呼吸运动：吸气时胸腔内大静脉跨壁压加大，利 于回流

运动训练可致肌肉内毛细血管数增加； 运动训练后血管舒张功能增强，


血管内皮可产生内皮舒张因子（EDRF），参与心血 管功能的调节；

运动后血管对缩血管物质的反应性减弱 造成心脏负荷降低，心功能改善。

（3）肌肉泵功能

运动时肌肉对血管的挤压起到“肌肉泵”作用， 回心血量增加，每搏量增加，减少心肌氧耗量

安静时

一般人： 5000ml／min＝70ml／beat×72beats／min
运动员： 5000ml／min＝100ml／beat×50beats／min


最大运动时

一般人:22000ml／min＝113ml／beat×195beats／min 运动员:35000ml／min＝179ml／beat ×195beats／min


静息状态：男性4.5~6.0L/min 女性比男性低约10%
受多方面因素的影响

心输出量的影响因素及运动对其影响

1. 心率和每搏量的匹配

适量运动时随心率加快，心输出量增加，达到一定程度后，心输 出量反而减少。
CO
安静CO
安静HR
150
180
HR(b/min)
运动员安静时，HR很低，但SV很高，具有较高的心 率储备，可超过200次/分


变时性心功能不全


定义：人体运动时，在各种生理或病理 因素的作用下，心率不能随着机体代谢 需要的增加而增加并达到一定程度。 诊断标准：运动后的最高心率<最大预测 心率的80%。最大心率=220-年龄
三. 运动处方设计
（一）强度设计 取最大心率储备的60-85%为运动适宜心 率 心率储备=最大心率-安静心率
CO与耐力训练： 优秀耐力运动员

安静时CO≈常人； 剧烈运动时， CO：平均25~35L/min，高达40L/min

提高机体摄取、运输、利用氧的能力是耐 力运动员最重要训练目的。


剧烈运动时通气/血流增加明显,（通气增加20 倍，CO增加8倍） CO是限制耐力素质的重要因素。
无训练者 安静时 HR 70 最大 195
比心输出量更具有个体化特性
（六） 心力贮备（cardiac reserve）：
心输出量可以随机体代谢的需要而增加，具有一定 的贮备，称为心脏的泵功能贮备，简称心力贮备。


心率贮备：最大HR-安静HR 每搏量储备：

收缩期贮备：心肌收缩力 舒张期贮备：舒张末期容积
（七）血液重新分配
（八）血液的分配
作业题

某运动员血红蛋白浓度为160g/l，剧烈运动时 心率180次/min，摄氧量达到5L/min，肺通气 量为120L/min，心输出量为30l/min。剧烈运 动时动脉血氧饱和度为95%。 请计算该运动员剧烈运动时的氧通气当量、氧 脉搏、氧利用率、每搏量、静脉血氧饱和度。 (注：氧容量=血红蛋白浓度×1.34ml/g)
3. 其他效应



改善脂代谢， 改善糖的代谢，增加胰岛素的敏感性， 减少血小板聚集性，增加纤溶酶活性（预 防血栓形成）， 减轻肥胖，从而抗动脉粥样硬化的能力增 强。 另外，运动可消除情绪紧张和抑郁，增加 病人生活的信心和兴趣。

冠心病与糖尿病、高血压、肥胖症等都 具有很高的相关性。通过运动可预防和 治疗其他疾病。


RM值



1RM：肌肉尽最大努力收缩，某动作只能完成1 次就达到力竭。 n RM：肌肉尽最大努力收缩，某动作完成n次达 到力竭。 n值越大,力量练习的强度越小。