第二章康復(fù)醫(yī)學(xué)運動學(xué)基礎(chǔ)

1、第二章 康復(fù)治療的運動學(xué)根底運動學(xué)是研究人體活動的科學(xué)，所涉及的根底內(nèi)容主要包括生物力學(xué)和生理學(xué)。生物力 學(xué)是應(yīng) 用力學(xué)的原理來分析人體運動規(guī)律的科學(xué)，運動生理學(xué)那么是研究運動中人體主要系統(tǒng) 和臟器功能生 理效應(yīng)規(guī)律的科學(xué)，兩者均是康復(fù)治療學(xué)的重要理論根底。正確認(rèn)識各運動器 官的力學(xué)特性及其在 運動中的相互作用和生理功能，對創(chuàng)傷和疾病的預(yù)防、治療和康復(fù)都極 為重要。一、運動力學(xué)根底一人體生物力學(xué)的概念1、人體力的種類 力學(xué)是研究物體間相互作用的力與物體發(fā)生位移運動之間關(guān)系的物理學(xué)分支。自然界常見的力有重力、引力、壓力等，這些力作用于物體使之發(fā)生位置或狀 態(tài)的改變，物 體之間發(fā)生位置變化的過程稱

2、之為運動。與人體運動有關(guān)的力主要有內(nèi)力和外 力兩種。1內(nèi)力 是指人體內(nèi)部各種組織器官相互作用的力。其中最重要的首先是肌肉收縮所產(chǎn)生的主動拉力，是維持人體姿勢和產(chǎn)生運動的動力；其次是各種組織器官的被動阻力，包 括肌肉、骨、 軟骨、關(guān)節(jié)囊、韌帶、筋膜等受壓力或拉力作用時對抗變形的阻力，軀體的慣 性力和內(nèi)臟器官間的 摩擦力及其固定裝置 如腹膜、腸系膜、大血管等 的阻力等。2外力 是指外界環(huán)境作用于人體的力，包括重力、器械的阻力、支撐反作用力、摩擦力及流體作用力。各種外力經(jīng)常被利用來作為運動訓(xùn)練的負(fù)荷，這種負(fù)荷要求肢體運動的 方向和力量與 之相適應(yīng)，因而選擇投入工作的肌群及其收縮強度，這是肌力訓(xùn)練的方

3、法學(xué)理 論根底。2、人體杠桿 人的軀體運動遵循杠桿原理， 各種復(fù)雜動作都可分解為一系列的杠桿運動。 杠桿 包括支點、力點和阻力點。支點到力點的垂直距離為力臂，支點到阻力點的垂直距離為 阻力臂。根 據(jù)杠桿上三個點的不同位置關(guān)系，可將杠桿分成三類：1第 1 類杠桿平衡杠桿 其支點位于力點與阻力點之間。如頭顱與脊柱的連結(jié)， 支點位 于寰枕關(guān)節(jié)的額狀軸上，力點 如斜方肌、肩胛提肌、頭夾肌等的作用點 在支點的后 方，阻力 點 頭的重心 位于支點的前方。主要作用是傳遞動力和保持平衡，支點靠近力點時 有增大速度 和幅度的作用，支點靠近阻力點時有省力的作用。2第 2 類杠桿省力杠桿 其阻力點位于力點和支點的之

4、間。如站立位提踵時，以 跖趾關(guān) 節(jié)為支點， 小腿三頭肌以粗大的跟腱附著于跟骨上的止點為力點， 人體重力通過距骨 體形成阻力點， 在跗骨與跖骨構(gòu)成的杠桿中位于支點和力點之間。這類杠桿力臂始終大于阻 力臂，可用較小的力來 克服較大的阻力，有利于作功。3第 3 類杠桿速度杠桿 其力點位于阻力點和支點的之間。如肱二頭肌屈起前臂 的動作， 支點在肘關(guān)節(jié)中心， 力點肱二頭肌在橈骨粗隆上的止點 在支點和阻力點 手及所持 重物的 重心 的中間。此類杠桿因為力臂始終小于阻力臂，力必須大于阻力才能引起運動，不 省力，但 可以獲得較大的運動速度。人體活動大局部是速度杠桿。二運動平面和運動軸 記述人體運動通常采用根本

5、姿勢位，將人體運動的方向用三個相互垂直的 平面和軸來表 示。1、根本姿勢位 1根本姿勢位 是人體運動的始發(fā)姿勢。身體直立，面向前，雙目平視，雙足并立， 足尖向 前，雙手下垂于身體兩側(cè)，掌心貼于體側(cè)。2解剖學(xué)體位 是闡述人體各部位結(jié)構(gòu)位置關(guān)系時采用的體位。身體直立，雙眼向前 平視， 兩腳跟靠攏，足尖向前，兩上肢垂于軀干兩側(cè)，手掌向前。2、根本運動平面 人體可分為三個根本運動平面，即矢狀面、額狀面和水平面，相互間 呈垂直 狀。矢狀面是與人體側(cè)面向平行的面，把人分為左右兩局部；額狀面是與身體前或后 面平行的面， 把身體分為前后兩局部；水平面那么是與地面平行的面，把人體分為上下兩局部。3、根本運動軸

6、與根本運動平面相適應(yīng)，有矢狀軸、額狀軸和垂直軸3 個根本運動軸。 矢狀軸是沿前前方向垂直通過額狀面的軸；額狀軸是沿左右方向垂直通過矢狀面的軸；垂直 軸是沿上下方 向垂直通過水平面的軸。三骨骼的生物力學(xué)特性 骨主要由細(xì)胞、膠原纖維與羥磷灰石組成，有密質(zhì)骨與松質(zhì)骨之分，二 者的強度與剛度不同。成人成熟密質(zhì)骨的極限應(yīng)力值為：壓縮拉伸剪切。影響骨骼強度與剛度的因素：1應(yīng)力 肌肉收縮時產(chǎn)生的壓應(yīng)力可減少或抵消作用于骨的拉應(yīng)力， 保護(hù)骨免受拉 伸骨折。2載荷速度 骨的能量儲存，隨著載荷速度增加而增加。骨折時所儲能量要釋放出 來。在 低速下能量可通過單個裂紋散失，使骨及軟組織保持相對完整性；但在高速下，所儲

7、 更大能量不能 通過單個裂紋散失， 故可發(fā)生粉碎性骨折及廣泛的軟組織損傷。3骨的大小、形狀和特性 骨的橫截面積 大小及骨組織在中軸周圍的分布 形狀均影響骨的強度。四關(guān)節(jié)的力學(xué)特性關(guān)節(jié)面的形態(tài)及結(jié)構(gòu)決定了關(guān)節(jié)可能活動的軸，所有的關(guān)節(jié)運動都可以分解為環(huán)繞三個 相互垂 直的軸心，沿三個相互垂直的平面上進(jìn)行運動。即環(huán)繞額狀軸在矢狀面上的運動，環(huán) 繞矢狀軸在額 狀面上的運動， 環(huán)繞垂直軸在水平面上的運動。 關(guān)節(jié)軸的活動方向就是自由度， 具有兩個以上自由度的關(guān)節(jié)都可做繞環(huán)運動。1、關(guān)節(jié)的分型1單軸關(guān)節(jié) 圍繞一個運動軸而在一個平面上運動， 如指間關(guān)節(jié) 滑車關(guān)節(jié)，近側(cè)、 遠(yuǎn) 側(cè)橈尺關(guān)節(jié) 車軸關(guān)節(jié) 的屈伸運動。

8、 2雙軸關(guān)節(jié) 圍繞兩個互為垂直的運動軸并在兩個平面上運動， 包括：橈腕關(guān)節(jié)橢 圓關(guān)節(jié)、 拇指腕掌關(guān)節(jié)鞍狀關(guān)節(jié)的屈伸、收展和環(huán)轉(zhuǎn)運動。3三軸關(guān)節(jié) 圍繞三個互相垂直的運動軸并在三個平面上運動，可做屈伸、收展及旋轉(zhuǎn)、環(huán)轉(zhuǎn)等多方向的運動。包括：肩關(guān)節(jié)球窩關(guān)節(jié) 、髖關(guān)節(jié)杵臼關(guān)節(jié) 、肩鎖關(guān)節(jié)平 面關(guān)節(jié)。2、關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和靈活性 關(guān)節(jié)的運動方式和運動幅度取決于關(guān)節(jié)的形態(tài)結(jié)構(gòu)，后者又 決定了 關(guān)節(jié)的功能。各關(guān)節(jié)在形態(tài)和結(jié)構(gòu)上各有其特點，穩(wěn)定性大的關(guān)節(jié)例如膝關(guān)節(jié)活 動度較小，靈 活性較差；而靈活性大的關(guān)節(jié)例如肩關(guān)節(jié)穩(wěn)定性較差。影響關(guān)節(jié)穩(wěn)定性和 靈活性的因素：構(gòu)成 關(guān)節(jié)的兩個關(guān)節(jié)面的弧度之差、關(guān)節(jié)囊的厚薄與松緊度

9、、關(guān)節(jié)韌帶的強 弱與多少、關(guān)節(jié)周圍肌群的 強弱與伸展性。骨骼和韌帶對關(guān)節(jié)的靜態(tài)穩(wěn)定起主要作用，肌肉 對動態(tài)穩(wěn)定起重要作用。 五肌肉的力學(xué)特性每塊肌肉由許多肌纖維組成。每條肌纖維是一個肌細(xì)胞，外包肌膜 即細(xì)胞膜 ，內(nèi)有肌 漿即細(xì)胞質(zhì) 。在肌漿中含有豐富的肌原纖維，每條肌原纖維上都呈現(xiàn)出明暗相間的橫紋， 故 骨骼肌又稱橫紋肌。1、肌肉的理化特性 1興奮性和收縮性 肌肉的興奮性和收縮性表現(xiàn)為在刺激作用下能發(fā)生興奮和產(chǎn)生收 縮的反 應(yīng)。2伸展性和彈性 肌肉的伸展性指肌肉在放松狀態(tài)下，受到外力的作用時長度延伸的 能力； 肌肉的彈性是指當(dāng)外力去除后，肌肉恢復(fù)原來長度的能力。2、肌力的影響因素1肌肉的生理橫

10、斷面 每條肌纖維橫斷面之和為肌肉的生理橫斷面，單位生理橫斷面 肌纖維 全部興奮時所能產(chǎn)生的最大肌力，稱為絕對肌力。2肌肉的初長度 指收縮前的長度。 當(dāng)肌肉被牽拉至靜息長度的 1.2 倍時，肌力最大。 3運動單位募集 指進(jìn)行特定活動動作時，通過大腦皮質(zhì)的運動程序，調(diào)集相應(yīng)數(shù)量 的運動 神經(jīng)元及其所支配的肌肉纖維的興奮和收縮過程。運動單位募集越多，肌力就越大。 運動單位募集 受中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能狀態(tài)的影響，當(dāng)運動神經(jīng)發(fā)出的沖動強度大時，發(fā)動的運 動單位就多；當(dāng)運動神經(jīng)沖動的頻率高時，激活的運動單位也多。4肌纖維走向與肌腱長軸的關(guān)系：一般肌纖維走向與肌腱長軸相一致，但也有不一致的。如在一些較大的肌肉中

11、，局部肌纖維與肌腱形成一定的角度而呈羽狀連接。羽狀連接的 肌纖維越多， 成角也較大，肌肉較粗，能產(chǎn)生較多的力，如腓腸肌，具有較強的收縮力。而 比目魚肌，肌纖維與 肌腱的連接很少成角， 故具有較高的持續(xù)等長收縮能力。5杠桿效率：肌肉收縮產(chǎn)生的實際力矩輸出，受運動節(jié)段杠桿效率的影響。有報道髕骨切除后股四頭肌力臂縮短，使伸膝力矩減小約 30% 。六纖維的力學(xué)特性 骨骼周圍的肌腱、韌帶、關(guān)節(jié)囊、皮膚，以及外傷后引起的瘢痕組織中的纖 維組織，主 要由膠原纖維構(gòu)成。由于膠原纖維內(nèi)的細(xì)纖維在末受載荷時呈波浪狀，載荷開始后膠原 纖維 被拉直、伸長，直至屈服點，繼而產(chǎn)生非彈性變形，直至到達(dá)極限而斷裂破壞。破壞時

12、的變 形 范圍為 6%8% 。1、韌帶的力學(xué)特性1韌帶的粘彈性 韌帶在牽拉載荷的應(yīng)力作用下呈現(xiàn)以下力學(xué)特征。 非線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 韌帶膠原纖維并非全部平行排列，當(dāng)韌帶的拉伸載荷開始時， 僅與 載荷作用方向一致的纖維承受最大牽伸而被完全拉直。隨著牽伸力越加越大時，越來越 多的非平行 纖維受到載荷而被拉直。載荷的不斷增大，韌帶進(jìn)一步延長，呈現(xiàn)越來越大的剛 性，有利于在應(yīng)力 下保持關(guān)節(jié)的穩(wěn)定和牢固。 蠕變 在靜力學(xué)試驗時， 如載荷不再增加， 但恒定地維持下去， 韌帶還可以緩慢地繼 續(xù)延長。 在反復(fù)屢次牽伸后也有類似的蠕變現(xiàn)象， 即牽伸到達(dá)同樣長度所需的載荷逐步減少。 應(yīng)力松弛 在韌帶受載荷牽伸而延長

13、時，如其長度被維持不變，那么韌帶內(nèi)因牽伸而提 高的張 力會逐步下降，稱之為應(yīng)力松弛現(xiàn)象。 2 塑性延長 肌腱在載荷牽伸下發(fā)生彈性延長和塑性延長。前者在應(yīng)力去除后回縮，后者那么為持久地延長。2、肌腱的力學(xué)特性 肌腱的膠原纖維幾乎完全呈平行排列， 使其能承受較高的拉伸載荷。 人體 韌帶的拉伸變形范圍為 6%8% 屈服點 ，腱的應(yīng)變范圍為 10%15% 。通常肌腱的橫截面積 越 大，所能承受的載荷也越大。 健康肌腱的拉伸載荷強度極限為肌肉的 2 倍。上述特性對牽伸肌腱、韌帶及粘連組織，改善關(guān)節(jié)柔韌性，矯治關(guān)節(jié)的纖維性攣縮強直 有重要意義。二、運動生理學(xué)根底一運動與骨骼肌運動通常指軀體的活動。盡管運動

14、的形式十分復(fù)雜，但每一個單一動作根本上都是由骨 骼肌在神經(jīng)支配下，以骨骼肌收縮為動力，以關(guān)節(jié)為軸心，牽動骨骼所完成的杠桿運動。運動的根本類型取決于關(guān)節(jié)形態(tài)、參與運動的關(guān)節(jié)數(shù)量、肌肉分布特點和神經(jīng)發(fā)放沖動的強弱、頻率等。1、 運動單位由運動神經(jīng)元及其所支配的肌纖維合稱為運動單位。每一塊肌肉可包含很多的運 動單位。運動單位的功能是按全或無定律進(jìn)行。同一塊肌肉的運動單位越多，動作的精細(xì)程度越高。 同樣，一個運動神經(jīng)元所支配的肌纖維數(shù)量越少，動作的精細(xì)程度也越高。2、骨骼肌的分型 骨骼肌纖維肌細(xì)胞由肌膜即細(xì)胞膜、肌漿即細(xì)胞質(zhì)和肌原纖 維 組成。肌原纖維由粗肌絲和細(xì)肌絲組成，前者為肌球蛋白，后者由肌動蛋

15、白、原肌球蛋白和肌鈣蛋白構(gòu)成，興奮時通過肌膜傳播動作電位，鈣離子釋放入肌漿網(wǎng)，與肌鈣蛋白結(jié)合，啟動肌動蛋白激活肌球蛋白上的 ATP肌絲的滑行引起收縮。人類骨骼肌存在三種不同功能的肌纖維 ：型慢縮纖維，又稱紅肌，即緩慢一氧化型肌 纖維SO, Ha型快速氧化一糖原分解型纖維FOG 和Hb型快縮纖維，又稱白肌，即快速一 糖原分解型肌 纖維FG。各型骨骼肌纖維的特征如表 2-1所示。表2-1骨骼肌纖維的類型及其特征肌纖維特征I 型(SO)H a 型(FOG)H b 型(FG)能量供給形式氧化磷酸化氧化磷酸化糖酵解線粒體多多少肌紅蛋白含量高高低毛細(xì)血管數(shù)致密致密稀疏肌肉顏色紅紅白糖原貯備少多多糖酵解酶活

16、性低中等高肌球蛋白ATP酶活性少多多收縮速度慢快快耐疲勞能力高中等低肌纖維大小小最大大3、肌肉的收縮形式1等張收縮 肌力大于阻力時產(chǎn)生的加速度運動和小于阻力時產(chǎn)生的減速度運動。運動時肌張力大致恒定，故稱等張收縮。因引起明顯的關(guān)節(jié)運動，故也稱動力收縮。等張收縮又分向心收縮肌肉的止點和起點互相靠近的肌肉收縮，如上樓梯時的股四頭肌收縮和離心收縮肌力低于阻力，使原先縮短的肌肉被動地延長，如下樓梯時股四頭肌收縮。2等長收縮當(dāng)肌肉收縮力與阻力相等時，肌肉長度不變，也不引起關(guān)節(jié)運動，稱等長收縮 或靜力收縮，如半蹲位時的股四頭肌收縮。此時肌張力恒定，在對抗固定物件作等長 收縮時，肌肉 的張力視主觀用力程度而定

17、。3等速收縮 肌肉收縮的速度保持一定。這不是人類肌肉的自然收縮形式，而是人為地借助于等速肌力訓(xùn)練器將其收縮速度限制在一定的范圍之內(nèi)，以便測定關(guān)節(jié)活動度及處于 任意關(guān)節(jié)角度 時的肌力，并進(jìn)行訓(xùn)練。4、肌肉的協(xié)同 肢體的每一動作都需要多組肌肉恰當(dāng)?shù)赝献鞑拍芡瓿伞?1 原動肌 直接完成動作的肌群稱原動肌。其中起主要作用者稱主動肌，協(xié)助完成動作或僅在動作的某一階段起作用者稱副動肌。2 拮抗肌 與原動肌作用相反的肌群。原動肌收縮時，拮抗肌應(yīng)協(xié)調(diào)地放松或作適當(dāng)?shù)碾x心收縮，以保持關(guān)節(jié)活動的穩(wěn)定性及增加動作的精確性， 并能防止關(guān)節(jié)損傷。3固定肌 為了發(fā)揮原動肌對肢體運動的動力作用，需要參加固定作用的肌群。

18、4中和肌 其作用為抵消原動肌收縮時所產(chǎn)生的一局部不需要的動作。5、不同運動形式對骨骼肌的影響表 22二運動時心血管的調(diào)節(jié) 運動時心血管系統(tǒng)為了滿足運動肌群的代謝性需要自動進(jìn)行復(fù)雜的功能 調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)程 度取決于運動的強度。這種調(diào)節(jié)主要表現(xiàn)為局部的自動調(diào)節(jié) auto regulation 和 神經(jīng)性調(diào) 節(jié) neurogenic control ,前者為組織提供氧的需求和去除代謝廢物，后者參與血壓的維持。1、肌肉血流的自動調(diào)節(jié)由于肌肉系統(tǒng)中血管的總?cè)萘繕O大，假設(shè)完全擴(kuò)張，那么可超過全身總血容量。因此，在作功肌肉血管開放的同時，其它臟器血管相應(yīng)收縮，使血液重新分 配。在 正常安靜情況下，內(nèi)臟器官 心

19、、肝、腎、脾、胃腸 接受的血流量約為 3.0L min ， 而皮膚 為0.25L/min，肌肉1.0 L/min。運動中，內(nèi)臟除心臟外的血流量均減少，皮膚血 管那么先收縮后 擴(kuò)張，便于散熱。這樣可使作功肌肉獲得較多的血流，以攝取較安靜時高達(dá) 5075 倍的氧量。運動 前后各臟器的血流量分布如表 23 所示。表 2-2 不同運動形式對骨骼肌代謝和功能的影響運動類別主要刺激主要適應(yīng)耐力運動在相對低強度下1、增加線粒體量和質(zhì)，能量釋的反復(fù)收縮放酶三羧酸循環(huán)酶和長鏈脂肪酸氧化酶和電子傳送能力提咼；2、少見無氧代謝途徑的改變；3、肌纖維稍有增粗；4、以紅肌纖維改變?yōu)橹?，并增加肌肉的血液循環(huán)每一肌橫斷面積

20、范1、肌纖維增粗橫斷面積增圍內(nèi)增加力的負(fù)荷大1 ,以白肌纖維為主；即募集增多和或2、蛋白合成能力增強，分解降頻率增加低;3、可能使線粒體數(shù)量相對減少,氧化能力無改變，無氧代謝能每一肌橫斷面積力1、增強；肌纖維增粗；范圍內(nèi)很慢增加2、保持氧化能力并有所增強；力的負(fù)荷3、快酵解纖維向快氧化酵解型纖維轉(zhuǎn)變力量運動*代償性過負(fù)荷慢性代償性肥對肌功能的影響1、增加肌耐力；2、運動中可節(jié)省糖原的利用；3、作功中乳酸形成相 對較少1、增強肌力；2、 單位時間內(nèi)爆發(fā)力 增強，相應(yīng)肌群中協(xié)調(diào)能 力改善；3、可能耐力下降1、增加機(jī)械功；2、增強維持肌張力的 能肢體制動每一肌橫斷面積肌萎縮;圍內(nèi)減少力的負(fù)2、線粒體

21、減少，氧化能力下降，荷，減少收縮頻率無氧代謝能力也減退;力；3、不易疲勞1、降；力量和耐力均下2、抗應(yīng)激能力減退3、肌內(nèi)血流量減少器官肺消化器心腎骨腦皮膚肌肉安靜L/min5.01.250.251.250.250.750.251.00占每搏出量%10025525525520中等運動L/min15.00.750.750.750.150.7512.012.0占每搏出量100343141271代償性過負(fù)荷是指機(jī)體內(nèi)肌或肌群受到損傷后，相鄰肌產(chǎn)生代償性功能，因而出現(xiàn)過負(fù)荷現(xiàn)象表2-3安靜和運動中各臟器的血流分布2、神經(jīng)性調(diào)節(jié) 運動中血流分布的改變主要由于交感神經(jīng)和激素的調(diào)節(jié)作用所致。交感神經(jīng)分布廣泛，

22、對脾、腎、腸管和皮膚血管的作用強烈，對腦、骨骼肌和心臟的作用相對較 弱。運動時交 感神經(jīng)興奮，使得血液重新分配，以適應(yīng)運動中的代謝需要；同時也會引起靜 脈血管的收縮，增加 回心血量。腎上腺髓質(zhì)分泌的腎上腺素和去甲腎上腺素作用于心血管系統(tǒng)，去甲腎上腺素促進(jìn)末梢 血管的 收縮，腎上腺素的少量分泌可以擴(kuò)張血管。 腎素 -血管緊張素可以引起動靜脈血管的收 縮，參與運 動時的血壓調(diào)節(jié)，同時抑制腎臟的水和鈉的排出，增加循環(huán)血量。運動中，還通過腔靜脈壓力感受器的加壓反射和通過主動脈弓、頸動脈竇壓力感受器的 減壓反 射調(diào)節(jié)血管活動。3、局部因素的調(diào)節(jié) 在安靜狀態(tài)下，由于骨骼肌中血管平滑肌具有較高的張力 (血管

23、 收縮)，血 液流經(jīng)每克肌肉的流量極低。運動中，這種肌張力很快減弱，即使在剛開始運動后 的數(shù)秒鐘內(nèi)就已 出現(xiàn)，因而血管很快舒張。自主神經(jīng)無疑起著主導(dǎo)作用外，局部作用的調(diào)節(jié) 更為重要。局部作用的 因素包括：局部組織的氧張力降低；二氧化碳張力提高；乳酸 堆積；因ATP水解，細(xì)胞內(nèi) X、組織胺和腺苷等釋放。由于活動肌肉中氧耗增加，使組織中的氧張力低下，擴(kuò)大了血液和組織間的氧梯度，并 因二氧 化碳增多和乳酸的堆積，血液中血紅蛋白氧別離曲線右移，因而即使組織中的氧張力 不變，仍可使 肌細(xì)胞獲得更多的氧，其結(jié)果擴(kuò)大了動靜脈之間的氧分壓差。由于血液是人體 內(nèi)環(huán)境中主要的物質(zhì) 載體，不僅提供給作功肌以較多的氧

24、和營養(yǎng)物質(zhì)，而且由于酶、激素、無機(jī)鹽、免疫物的運送，對全身均產(chǎn)生強烈的調(diào)節(jié)作用。4、運動中的循環(huán)調(diào)節(jié)(1) 心率和心搏出量 在運動中，心臟每分輸出量的增加或維持，可通過增快心率或 增加搏出 量或二者均增加來到達(dá)。心率的變化是受神經(jīng)和體液的調(diào)節(jié)。影響心搏出量的主要 因素有：心室收 縮力、心室流出道和血管的阻力、回心血量。(2) 心輸出量 運動中必須保持較高的心輸出量，以保證肌肉、呼吸和全身臟器的需 要。安靜 仰臥時，成人每分輸出量是 45 L, 站立時略有減少，運動中心輸出量增加，健康 人每分輸出量可增 至 20L 左右。其計算公式是：心輸出量 =每搏出量 x 心率 =每分?jǐn)z氧量 / 動靜脈氧分

25、壓差。(3) 血壓和血管阻力 運動時，心輸出量增多和血管阻力因素可以引起相應(yīng)的血壓增 高。但在 運動中由于骨骼肌血管床的擴(kuò)張，總外周血管阻力明顯下降，這樣有利于增加心輸 出量，并減少輸 送氧給作功肌的阻力。 在血管反響良好的人體， 動力性、 耐力性和大肌群參 與的運動工程 (如跑步、 騎自行車等)，劇烈運動時收縮壓可以增高，舒張壓僅輕微升高或不 變或稍下降。在無氧、等長收 縮及僅有小肌群參與的大強度運動時，雖可明顯增加心輸出量， 但由于此時局部血管擴(kuò)張機(jī)制的作用較少，總外周血管阻力沒有相應(yīng)的下降，舒張壓升高明顯，心室的后負(fù)荷加大4靜脈血回流運動時，因骨骼肌血管床擴(kuò)張而引起大量血流灌注，假設(shè)沒有

26、相應(yīng)的代償機(jī)制常可阻礙靜脈血回流。因為靜脈管壁較薄，且有靜脈瓣，故可阻止血液逆流。當(dāng)肌肉收縮時，可使靜脈受擠壓，迫使血液向心臟流動；當(dāng)下一次肌肉舒張可使靜脈重新充盈。這樣反復(fù)擠壓，會產(chǎn)生“按摩效應(yīng)，可防止血流的淤積。同樣，運動時的呼吸動作也促使肢體的靜脈血回流入胸腹腔。另外，交感神經(jīng)可使容量血管收縮，使靜脈系統(tǒng)中血流量減少，也是保證回心血量增加的重要因素。三對呼吸系統(tǒng)的影響肺的功能在于進(jìn)行氣體交換、調(diào)節(jié)血容量及分泌某些內(nèi)分泌激素。每分通氣量是潮氣量和呼吸頻率的乘積。潮氣量又分兩局部。一局部氣體進(jìn)入肺泡進(jìn)行氣體交換，稱為肺泡通氣量；另一局部氣體并不進(jìn)入肺泡，只存在于呼吸道解剖無效腔內(nèi)，稱為死腔通

27、氣量。死腔通氣量和潮氣量的比值表示肺泡通氣效率。1、運動中攝氧量的變化在攝氧量V02能夠滿足需氧量的輕或中等強度運動，只要運動強度不變，即能量消耗恒定時， 攝氧量便能保持在一定水平，被稱為“穩(wěn)定狀態(tài)"。但在運動剛開始的短時間內(nèi)，因呼吸、循環(huán)的調(diào)節(jié)較為緩慢，氧在體內(nèi)的運輸滯后，致使攝氧量水平不能立即到位，而是呈指數(shù)函數(shù)曲線樣逐漸上升，此即進(jìn)入工作的非穩(wěn)態(tài)期，或“進(jìn)入工作狀態(tài)，通常是從無氧供能開始，逐漸增加有氧成分，呈特定的攝氧動力學(xué)變化。“穩(wěn)定狀態(tài)是完全的有氧供能，而“進(jìn)入工作狀態(tài)"這一階段的攝氧量與根據(jù)穩(wěn)定狀態(tài)推斷的需氧量相比，其缺乏局部即無氧供能局部，那么傳統(tǒng)地被稱為&q

28、uot;氧虧"。當(dāng)運動結(jié)束進(jìn)入恢復(fù)期時，攝氧量也并非從高水平立即降至安靜時的水平，而是通過快、慢兩個下降曲線逐漸移行到安靜水平。這一超過安靜狀態(tài)水平多消耗的氧量，那么傳統(tǒng)地被稱為“氧債， 并認(rèn)為“氧債與總的“氧虧等量。2、最大攝氧量運動時消耗的能量隨運動強度加大而增加。隨著運動強度的加大，攝氧量到達(dá)最大而不再能增加的值，稱為最大攝氧量VQmax 。3、運動對呼吸的影響 健康人大運動量后對呼吸的影響如表2 4所示表2-4健康人運動前后呼吸各指標(biāo)的變化呼吸指標(biāo)安靜大運動量后呼吸頻率次/min 1050潮氣量L/min 0.63.2每分通氣量L6160吸氧量L0.254.57二氧化碳排出量L0.200.52呼吸商0.791.21通氣氧耗值ml/L ? min6120肺泡通氣率0.30.12肺血流量L/min426肺動脈平均壓kPa1.873.60肺泡-動脈氧壓力梯度kPa1.334.00四對代謝的影響1、運動中的能量代謝 能量的產(chǎn)生有無氧代謝過程和有氧代謝過程兩種機(jī)制。1無氧代謝過程 非乳酸性能量的產(chǎn)生：腺嘌吟激酶反響：ATP ADP + Pi ; 2ADP ATP+ AMP肌酸激酶反響：CP + ADP ATP + Cr ADP + Pi + Cr ; ATP + Cr ADP +