運動生理學(xué)血液循環(huán)

目的要求：掌握心血管活動的調(diào)節(jié)；掌握動脈血壓的成因和影響；掌握運動時心血管功能變化的調(diào)節(jié)。第七章血液循環(huán)第四節(jié)運動訓(xùn)對心血管功能的影響第三節(jié)心血管活動的調(diào)節(jié)

第一節(jié)心臟生理

第二節(jié)血管生理第一頁，共61頁。心臟的一般構(gòu)造四個腔室:右心房和右心室；左心房和左心室。瓣膜：房室瓣半月瓣功能：保證血流在心臟內(nèi)朝著一個方向流動，防止血液逆流。第一節(jié)心臟生理第二頁，共61頁。一心肌的生理特性血液循環(huán)—血液在心血管系統(tǒng)中，按一定方向周而復(fù)始的流動。自律性自律性細(xì)胞興奮性電生理特性工作性細(xì)胞傳導(dǎo)性收縮性機(jī)械特性按組織學(xué)、電生理、及功能分第三頁，共61頁。〔一〕興奮性心肌細(xì)胞興奮性：心肌細(xì)胞具有對刺激產(chǎn)生反響的才能，即興奮性。1、心肌細(xì)胞的生物電象現(xiàn)象1〕去極化過程〔0期〕St去極化閾電位Na+通道開放Na+迅速內(nèi)流膜電位倒轉(zhuǎn)Na+通道關(guān)閉上升支2〕復(fù)極化過程〔具有四期〕1期〔快速復(fù)極化初期〕Na+通道關(guān)閉Cl-通道開放Cl-內(nèi)流膜電位為0Cl-停流第四頁，共61頁。2期〔平臺期〕在去極化-40mv時Ca2+通道開放Ca2+緩慢內(nèi)流K+少外流電荷持平電位近0平臺時長〔100~150ms〕是心肌動作電位時間較長的原因，也是區(qū)別于肌肉、神經(jīng)的主要特征。3期〔快速復(fù)極末期〕平臺延長Ca2+通道關(guān)閉K+逐漸開放Ca2+全關(guān)閉K+全開放K+迅速外流電位復(fù)原4期〔靜息期〕復(fù)極化到靜息程度，在ATPase作用下，將各離子轉(zhuǎn)到正常狀態(tài)。第五頁，共61頁。2、興奮性的周期性變化心肌細(xì)胞每次興奮后，興奮性要經(jīng)歷有效不應(yīng)期、相對不應(yīng)期和超常期由于有效應(yīng)期特別長〔從收縮期到舒張早期之后〕所以心肌不產(chǎn)生強(qiáng)直收縮。A：動作電位曲線B:機(jī)械收縮曲線ERP：有效不應(yīng)期RRP:相對不應(yīng)期SNP：超常期第六頁，共61頁。有效不應(yīng)期相對不應(yīng)期超常期第七頁，共61頁。概念：心肌在不受外來刺激的情況下，能自動地產(chǎn)生興奮和收縮的特性。竇性心率：正常心臟活動的起搏點，以竇房結(jié)為起搏點的心臟活動。異位節(jié)律：以竇房結(jié)以外部位為起搏點引起的心臟活動?！捕匙詣庸?jié)律性第八頁，共61頁?！踩硞鲗?dǎo)性概念：心肌細(xì)胞有傳導(dǎo)興奮的才能心臟的特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)竇房結(jié)結(jié)間束房室結(jié)房室束(房結(jié)區(qū)、結(jié)區(qū)、完畢區(qū))浦肯野氏纖維第九頁，共61頁。正常興奮傳導(dǎo)途徑：竇房結(jié)↓↓結(jié)間束房間束〔優(yōu)勢傳導(dǎo)通路〕↓↓房室交界心房肌↓房室束↓左、右束支↓浦肯野纖維↓心室肌第十頁，共61頁?！菜摹呈湛s性1.“全或無〞同步收縮心房和心室內(nèi)特殊傳導(dǎo)系的傳導(dǎo)速度快，而心肌細(xì)胞間閏盤處的電阻又低，所以興奮一傳到心房或心室，幾乎同時普及整個心房或心室肌細(xì)胞，從而引起所有心房肌或心室肌同時收縮2．不發(fā)生強(qiáng)直收縮有效不應(yīng)期特別長，可達(dá)200毫秒(ms)，相當(dāng)于整個收縮期加舒張早期，在有效不應(yīng)期內(nèi)，任何刺激都不能使心肌細(xì)胞再發(fā)生擴(kuò)節(jié)性興奮和收縮。第十一頁，共61頁。3.期前收縮和代償間期在有效不應(yīng)期后，受到一次額外的刺激，心肌產(chǎn)生一次期前收縮，而緊接傳來的竇房結(jié)興奮，落在此次興奮的不應(yīng)期內(nèi)，出現(xiàn)一次收縮的“脫失〞，需下一次興奮的到來，期間有一個代償間期。無完全代償間期那么心跳不是由竇房結(jié)起動。第十二頁，共61頁。二心動周期與心臟泵血功能〔一〕心動周期與心率1、心動周期：心房或心室每收縮和舒張一次?！钐攸c：①舒張期時間＞收縮期時間②全心舒張期0.4s→利心肌休息和室充盈③心率快慢主要影響舒張期：心房0.1S0.7S心室0.3S0.5S第十三頁，共61頁。2、心率：每分鐘心臟搏動的次數(shù)☆正常變動范圍：60~100次/分☆年齡差異：新生兒的心率可達(dá)130次/分以上，隨著年齡增長，心率逐漸減緩，到15-16歲時，已接近成年人程度?！钚詣e差異：女性心率>男性,高3-4次/分。☆體質(zhì)差異：弱>強(qiáng)訓(xùn)練良好的耐力運發(fā)動，安靜時心率較慢?！钭畲笮穆?次/分)=220-年齡(歲)☆心率理論意義：在運動理論中常用心率來反映運動強(qiáng)度和生理負(fù)荷量，并用于運發(fā)動的自我監(jiān)視或醫(yī)務(wù)監(jiān)視。第十四頁，共61頁?！捕承呐K的泵血過程第十五頁，共61頁?！踩承碾妶D1心電圖(ECG):用引導(dǎo)電極置于肢體或軀體的一定部位記錄出來的心臟電變化曲線第十六頁，共61頁。2正常典型心電圖的波形及生理意義

P波：左右心房去極化~QRS波群：左右心室去極化~0.10S，各導(dǎo)聯(lián)電壓不同T波：心室復(fù)極化過程中的電位差~0.25S電壓一般不低于同導(dǎo)聯(lián)R~0.8mv〕方向與QRS波群的主波一樣第十七頁，共61頁。P-R間期：竇房結(jié)產(chǎn)生興奮至心室開場興奮所需時間，~0.20SP-R間期延長房室傳導(dǎo)阻滯S-T段：心室已全部進(jìn)入去極化狀態(tài)，與基線竇性心率:P波Ⅱ?qū)?lián)上在直立，在aVR導(dǎo)聯(lián)上倒立。Q-T間期:心室從去極化開場到完全復(fù)極化至安靜狀態(tài)所需要的時間。其時間長短與心率有關(guān)，心率快，Q-T時期短第十八頁，共61頁。三心臟泵血功能的評價

(一)每搏輸出量與射血分?jǐn)?shù)1．每搏輸出量每搏輸出量：一側(cè)心室每次收縮所射出的血量正常成年人，左心室舒張末期容積約145ml(升)，收縮末期容積約75ml，每搏輸出量約70ml。2射血分?jǐn)?shù)射血分?jǐn)?shù)：每搏輸出量占心室舒張末期容積百分比。即：〔每搏輸出量／心舒張末期容積〕*100%安康成年人，靜息時的射血分?jǐn)?shù)約為55%-65%。第十九頁，共61頁。(二)每分輸出量與心指數(shù)

1心輸出量：左心室每分鐘搏出的血量＝每搏輸出量×心率＝5～6L/min女性比同體重男性的心輸出量約低10%青年時期的心輸出量高于老年。優(yōu)秀運發(fā)動在劇烈運動時，心輸出量可高達(dá)25-35L/min。第二十頁，共61頁。2心指數(shù)：以每一平方米體外表積計算

的心輸出量2(升/分·每平方米)。安靜或空腹情況下的心指數(shù)稱為靜息心指數(shù)，是分析比較不同個體心臟功能的常用評定指標(biāo)。第二十一頁，共61頁。(三)心臟泵功能的貯備

心力貯備：心輸出量隨機(jī)體代謝需要而增長的才能心力貯備的大小反映心臟泵血功能對代謝需要的適應(yīng)才能，也反映心臟的訓(xùn)練程度。取決于HR、SV可能發(fā)生的最大適宜變化HR貯備分收縮期貯備舒張期貯備

搏出量貯備第二十二頁，共61頁。

1HR貯備通過HR使CO,訓(xùn)練使HRrestHRmax與HRrest差2收縮期貯備安靜時收縮末容積75ml,而強(qiáng)力收縮后為20ml,貯備有55ml3舒張期貯備安靜時舒張期末容積145ml,而最大可為160ml,貯備只有15ml.可見收縮期貯備>舒張期貯備.故收縮期貯備是增加搏出量的主要來源。長期系統(tǒng)訓(xùn)練,可使心肌增粗,收縮力增強(qiáng),同時HRrest,那么心力貯備增加,能反映心臟訓(xùn)練程度。第二十三頁，共61頁。四影呼心輸出量的因素SV=心室舒張末容積-心室收縮末容積〔一〕每搏輸出量1前負(fù)荷〔心泵功能的異長自身調(diào)節(jié)〕心室收縮的前負(fù)荷是舒張末容積的大小，在一定范圍內(nèi)，回心血量舒張末容積前負(fù)荷SV但當(dāng)HR心動周期〔以舒張期明顯〕回心血量不明顯舒張末容積沒有，說明運動時SV與異長自身調(diào)節(jié)關(guān)系不大2心肌收縮才能〔等長自身調(diào)節(jié)〕與初長度無關(guān)，由肌肉收縮才能而定〔活化橫橋數(shù)ATPase等〕第二十四頁，共61頁。3后負(fù)荷〔動脈血壓〕動脈血壓是心臟收縮的后負(fù)荷。在其他條件不變時，Bp等容收縮期射血時SV而在機(jī)體內(nèi)，又可通過異長自身調(diào)節(jié)恢復(fù)到原SV〔二〕心率CO=HR×SV在SV不變時，HRCO而心率在110~120—170~180次·min-1內(nèi)HRCO第二十五頁，共61頁。第二節(jié)血管生理各類血管的功能特點一動脈血壓和動脈脈搏第二十六頁，共61頁。主動脈和大動脈：管壁較厚，含有豐富的彈力纖維。主動脈和大動脈可稱為彈性貯器血管。小動脈(阻力血管)：內(nèi)徑只有20-30μm，對血流阻力很大第二十七頁，共61頁。靜脈〔容量血管〕：數(shù)量較多、口徑較大而管壁較薄，故容量大。循環(huán)血量的60%-70%包容在靜脈中。第二十八頁，共61頁。毛細(xì)血管〔交換血管〕：口徑很細(xì)，但因數(shù)量多，故總的截面積非常大，因此血液在毛細(xì)血管內(nèi)的流速非常緩慢第二十九頁，共61頁。(一)動脈血壓概念：指血管內(nèi)的血液對單位面積血管壁的側(cè)壓力第三十頁，共61頁。(二)動脈血壓的正常值

收縮壓〔SP〕：心室收縮時，動脈血壓的最高值正常范圍：l00~12OmmHg舒張壓〔DP〕：心室舒張時動脈血壓的最低值。正常范圍：60~8OmmHg脈搏壓或脈壓：收縮壓和舒張壓之差30~4OmmHg高血壓：安靜時血壓持續(xù)超過160/95mmHg臨界高血壓：血壓在140/90~160/95mmHg低血壓：血壓持續(xù)低于90/50mmHg第三十一頁，共61頁。血壓隨性別、年齡及其他生理情況而變化。男性一般比女性略高。第三十二頁，共61頁。人體正常動脈血壓第三十三頁，共61頁。(三)動脈血壓的影響因素1.每搏出量每搏出量↑→心縮期射入A血量↑→管壁側(cè)壓力↑

2.心率心率↑→心舒期↓→心舒末期A血量↑→管壁側(cè)壓力↑

心舒末期A血量↑（不明顯）→DP↑（不明顯）SP↑(明顯)↓↓血流速↑↓↓DP↑(明顯)搏出量↓→SP↑（不明顯）↓回心血量↓↓第三十四頁，共61頁。3.外周阻力外周阻力↑→心舒期血流速↓→心舒期A血量↑

心縮期血流速↑

SP↑（不明顯）4.大動脈彈性大動脈彈性↓→緩沖SP↓維持DP↓

5.循環(huán)血量/血管容積的比例失調(diào)循環(huán)血量/血管容積的比例失調(diào)

如：大失血→循環(huán)血量→Bp↓（顯著）過敏休克→血管容積↑→回心血量↓→Bp↓DP↑（明顯）↓管壁側(cè)壓力↑↓→SP↑（明顯）DP↓→脈壓↑體循環(huán)平均壓變→Bp變↓↓↓第三十五頁，共61頁。二靜脈回心血量

(一)靜脈血壓中心靜脈壓：通常將右心房和胸腔內(nèi)大靜脈的血壓。心臟射血才能↑→中心靜脈壓↓靜脈回流速度↑→中心靜脈壓↑血量↑→中心靜脈壓↑

外周靜脈壓：各器官靜脈的血壓。第三十六頁，共61頁。(二)靜脈回流及其影響因素心縮力↑→射血分?jǐn)?shù)↑→心室舒張期室內(nèi)壓↓2.體位改變：直立→下肢V回心量↓(約多包容500ml)臥位→下肢V回心量＞直立臥位迅速轉(zhuǎn)為立位→總V回心量↓立位迅速轉(zhuǎn)為臥位→總V回心量↑久蹲突站→血滯留下肢→V回心量↓→心輸量↓→Bp↓→腦、視網(wǎng)膜供血缺乏→暫時的頭暈、昏厥，視物不清。抽吸↑→靜脈回流量↑第三十七頁，共61頁。3.骨骼肌的擠壓作用第三十八頁，共61頁。4.呼吸運動右室心輸出量↑↓V回心量↑↓心房與V壓差↑↓心房+大V擴(kuò)張↓Bp↓↓左室心輸出量↓↓肺V回流左室↓↓肺血管擴(kuò)張↓胸內(nèi)負(fù)壓↑↓胸廓↑↓吸氣第三十九頁，共61頁。影響靜脈回流的因素〔小結(jié)〕影響因素靜脈回流量心縮力（心泵）↑↑骨骼肌收縮（肌泵）↑↑呼吸運動（呼吸泵）↑↑體位：臥→立↓（頭部回流↑下肢回流↓）立→臥↑（頭部回流↓下肢回流↑）第四十頁，共61頁。三微循環(huán)1.微循環(huán)：由微動脈和微靜脈之間的血液循環(huán)。微動脈后微動脈毛細(xì)血管前括約肌2.組成真毛細(xì)血管通血毛細(xì)血管動-靜脈吻合支微靜脈迂回通路〔營養(yǎng)通路〕交換物質(zhì)直捷通路利于血液回流動-靜脈短路能調(diào)節(jié)體溫動脈靜脈微動脈微靜脈毛細(xì)血管前括約肌后微動脈真毛細(xì)血管微循環(huán)組成第四十一頁，共61頁。第三節(jié)心血管活動的調(diào)節(jié)

局部性體液調(diào)節(jié)全身性體液調(diào)節(jié)神經(jīng)支配心血管中樞反射性調(diào)節(jié)神經(jīng)調(diào)節(jié)體液調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)第四十二頁，共61頁。一、神經(jīng)調(diào)節(jié)(一〕自主神經(jīng)系統(tǒng)概述①來源：脊髓灰質(zhì)側(cè)角及Ⅲ〔動眼神經(jīng)〕Ⅶ〔面神經(jīng)〕Ⅸ〔舌咽神經(jīng)〕Ⅹ〔迷走神經(jīng)〕②換元后支配：中樞發(fā)出后在神經(jīng)結(jié)換元再支配器官〔包括節(jié)前和節(jié)后纖維〕③神經(jīng)遞質(zhì)：節(jié)前纖維釋放Ach，節(jié)后纖維釋放Ach或NE④自主活動：節(jié)后纖維主要支配心臟、平滑肌和腺體，活動不受意識控制⑤具有持久的緊張性作用⑥作用特點：有時與效應(yīng)器本身的功能狀態(tài)有關(guān)。2自主神經(jīng)系統(tǒng)的主要功能交感和副交感神經(jīng)的功能是互相對立矛盾，而又互相配合與協(xié)調(diào)。①脊髓交感、副交感纖維的初級中樞②低位腦干尤其是延髓，是根本生命中樞③下丘腦是皮層下最高級的內(nèi)臟活動調(diào)整中④大腦皮層〔邊緣系統(tǒng)〕是最高級的調(diào)節(jié)和整合中樞3自主神經(jīng)的中樞部

1與支配軀體功能的神經(jīng)相比，其主要特點有：第四十三頁，共61頁。一、神經(jīng)調(diào)節(jié)(二〕心血管的神經(jīng)支配第四十四頁，共61頁。(1)心交感N及其作用(2)心迷走N及其作用起源脊髓胸段T1～T5延髓的迷走神經(jīng)側(cè)角神經(jīng)元背核和疑核分布右：竇房結(jié)、房室肌前壁右：竇房結(jié)左：房室交界、束支、左：房室交界房室肌后壁房室肌少量遞質(zhì)去甲腎上腺素乙酰膽堿作用心率↑心縮力↑心率↓心縮力↓第四十五頁，共61頁。①縮血管神經(jīng)纖維遞質(zhì):釋放NE受體:血管α受體作用:血管收縮分布:皮膚血管最密集骨骼肌、內(nèi)臟血管其次冠狀動脈及腦血管最少特點:大多數(shù)是單一支配血管平時有一定的緊張性，維持血管一定的收縮狀態(tài)

②舒血管神經(jīng)纖維釋放Ach血管M受體血管舒張

骨骼肌血管在靜息狀態(tài)，不參與血管的調(diào)節(jié)，只有在激動、恐怖、準(zhǔn)備劇烈運動時起作用?！步桓猩窠?jīng)〕第四十六頁，共61頁。部位特點

脊頸T、胸L、腰S段①活動受上級中樞控制髓灰質(zhì)側(cè)角②能完成原始不準(zhǔn)確的心血管反響縮血管中樞①是最根本的心血管中樞延〔頭端腹外側(cè)〕②始終有緊張性，且＞交感緊張性心交感中樞③互相間有突觸聯(lián)絡(luò)〔尾端腹外側(cè)〕④呼吸可改變其緊張性：〔吸氣迷髓心迷走中樞緊張↓交感緊張↑呼氣：相反〕〔迷走背核、疑核〕延下丘腦、髓大腦邊緣系統(tǒng)以大腦新皮層運動區(qū)上小腦頂核.．．．．(三)心血管中樞第四十七頁，共61頁。(四)心血管反射

感受性反射(簡稱減壓反射):血壓突然升高或降低時，頸動脈竇、主動脈弓壓力感受器受刺激，使心迷走中樞緊張加強(qiáng)，心血管交感中樞緊張減弱，引起B(yǎng)p↓或↑。人和許多哺乳動物的頸脈竇和主動脈弓的血管外膜下有豐富的對壓力變化非常敏感的感覺神經(jīng)末梢，分別稱為頸動脈竇和主動脈弓壓力感受器第四十八頁，共61頁。減壓竇弓減壓反射的意義：緩沖血壓急劇變化，維持血壓相恒定。只對突然血壓變化有調(diào)節(jié)作用，而對持續(xù)緩慢血壓變化無效第四十九頁，共61頁。反射效應(yīng)第五十頁，共61頁?！獕骸i動脈體和主動脈體外周化學(xué)感受器（+）PO2↓[H+]↑PCO2↑等↓↓竇、弓N孤束核心血管中樞興奮性改變呼吸中樞（+）心率↓、冠脈舒張心輸出量↓皮膚、內(nèi)臟骨骼肌血管收縮

心率、心輸出量、外周阻力↑外周阻力↑＞心輸出量↓↓↓↓↓↓呼吸加深加快↓間接第五十一頁，共61頁。二體液調(diào)節(jié)

體液調(diào)節(jié)是指血液和組織液中的化學(xué)物質(zhì)對心肌和血管平滑肌的調(diào)節(jié)作用。(一)腎上腺素和去甲腎上腺素腎上腺素：心率↑，心肌收縮力量↑，心輸出量↑，血壓↑；對外周血管的作用可使皮膚、腎臟、腸胃等內(nèi)臟的血管收縮，而使骨骼肌和肝臟中的血管及冠狀血管舒張。去甲腎上腺素：心臟活動↑，其作用比腎上腺素小。去甲腎上腺素對血管的作用是對體內(nèi)大多數(shù)血管(冠狀血管除外)都有明顯的縮血管作用，導(dǎo)致外用阻力增大，動脈血壓升高。去甲腎上腺素第五十二頁，共61頁。(二)腎素-血管緊張素動脈血壓↑水重吸收↑動脈血壓↓血管緊張素原Ⅰ血管緊張素原血管緊張素原Ⅱ血管緊張素轉(zhuǎn)化酶腎素血管緊張素原Ⅲ血管緊張素酶第五十三頁，共61頁。(三)血管升壓素血管升壓素是在下丘腦視上核和室旁核一部分神經(jīng)元內(nèi)合成的。血管升壓素在腎集合管可促進(jìn)水的重吸收，故又稱為抗利尿激素。(四)心鈉素心鈉素是由心房肌細(xì)胞合成和釋放的一類多肽，可使血管舒張，外圍阻力降低；也可使每搏輸出量減少，心率減慢，心輸出量減少。第五十四頁，共61頁。第四節(jié)運動訓(xùn)練對心血管功能的影響一、心血管系統(tǒng)對運動訓(xùn)練的反響(一)心輸出量的反響運動開場：心輸出量就急劇增加，通常一分鐘到達(dá)頂峰，并維持在該程度。運動時心輸出量的增加與運動量或耗氧量成正比。運動時：運動時由于交感心血管中樞興奮，心肌收縮力增加，容量血管收縮，回心血量大大增加，使體循環(huán)平均充盈壓升高，同時，肌肉的節(jié)律性舒縮和呼吸運動加強(qiáng)，也有利于增加靜脈回流。保證了心輸出量的增加。第五十五頁，共61頁。(二)肌肉運動時各器官血液量的變化運動時各器官的血流量將進(jìn)展重新分配。其結(jié)果是使心臟和進(jìn)展運動的肌肉的血流量明顯增加，不參與運動的骨骼肌及內(nèi)臟的血流量減少。

在運動開場時，皮膚血流也減少，但以后由于肌肉產(chǎn)熱增加，體溫升高，通過體溫調(diào)節(jié)機(jī)制，使皮膚血管舒張，血流增加，以增加皮膚散熱。血液重新分配的意義：①減少不參與運動器官血量，保證有較多血分配到運動肌肉和重要器官②使肌肉外器官血管收縮，總外周阻力下降，促進(jìn)肌肉血量增加→皮膚、腎及未參與運動的肌肉血管收縮→血量舒血管神經(jīng)（+）→運動肌肉血管擴(kuò)張→血流量

運動時縮血管神經(jīng)（+）E、NE交感神經(jīng)（+）第五十六頁，共61頁。(三)肌肉運動時動脈血壓的變化運動時的動脈血壓程度取決于心輸出量和外周阻力兩者之間的關(guān)系。假如心輸出量的增加和外周阻力的降低兩者的比例恰當(dāng)，那么動脈血壓變化不大。否那么，動脈血壓就會升高或降低。