运动生理学笔记

定程度的波动。

2.评定心脏功能及身体机能状况

通过定量负荷或最大强度负荷试验，比较负荷前后心率的变化及运动后心率恢复过程，可以对心脏功能及身体机能状况作出恰当的判断。心率的测定还可以检查运动员的神经系统的调节机能，对判断运动员的训练水平有一定的意义。心率可以评定：运动强度、疲劳度、恢复状况、了解对运动负荷的适应能力。 3.控制运动强度 运动中的吸氧量是运动负荷对机体刺激的综合反应，目前在运动生理学中广泛使用吸氧量来表示运动强度。心率和吸氧量及最大吸氧量呈线性相关，最大心率百分比和最大吸氧量的百分比也呈线性相关，这就为使用心率控制运动强度奠定了理论基础。 在耐力训练中，使用心率控制运动强度最为普遍，常用的公式为:(最大心率-运动前安静心率)/2+运动前心率。所测定的心率可为教学、训练及健身锻炼提供生理学依据。耐力负荷的适宜强度也可以用安静时心率修正最大心率百分比的方法来确定，运动时心率=安静时心率+60%（最大心率-安静时心率）

在涉及游泳等运动的间歇训练中，一般多将心率控制在120-150次/分的最佳范围内。一般学生在早操跑步中的强度，可控制在130-150次/分之间。成年人健身跑可用170减去年龄所得的心率数值来控制运动强度。

五、测定血压在运动实践中的意义

1.清晨卧床时血压和一般安静时血压较为稳定，测定清晨卧床血压和一般安静时血压对训练程度和运动疲劳的判定有重要参考价值。随着训练程度的提高，运动员安静时的血压可略有降低，如果清晨卧床血压比同年龄组血压高15%-20%，持续一段时间不复原，又无引起血压升高的其他诱因，就可能是运动负荷过大所致。如果清晨卧床血压比平时高20%左右且持续二天，往往是机能下降或过度疲劳的表现。 2测定定量负荷前后血压及心率的升降幅度及恢复状况可检查心血管系统机能并区别其机能反应类型，从而对心血管机能做出恰当的判断。

3.运动训练时，可根据血压变化了解心血管机能对运动负荷的适应情况。由于收缩压主要反映心肌收缩力量和每搏输出量，舒张压主要反映动脉血管的弹性及外周小血管的阻力，因此运动后理想的反应应当是收缩压升高而舒张压适当下降或保持不变。一般而言，收缩压随着运动强度的加大而上升。大强度负荷时，收缩压可高达19OmmHg或更高，舒张压一般不变或轻度波动。根据运动训练时血压的变化可判断心血管机能对运动负荷是否适应。

第四章 呼吸机能

１．呼吸的概念：在生命活动过程中人体不断地从外界摄取氧气，同时不断地向外界排出代谢中产生的二氧化碳的过程。 人体与外界环境之间进行的气体交换称为呼吸。

２．呼吸的三个环节（连续过程）：外呼吸（肺通气、肺换气），气体运输，内呼吸（组织换气、细胞内氧化代谢）。

呼吸系统结构：呼吸道和肺泡（数量、面积、壁6层=1微米、功能、弹力纤维、表面张力）。呼吸道由上呼吸道（鼻、咽、喉）和下呼吸道（气管及各种支气管）组成。

呼吸的全过程： 外呼吸：在肺部实现的外界环境与血液间的气体交换，包括肺通气（外界环境与肺之间的气体交换过程）和肺换气（肺与肺毛细血管中血液之间的气体交换过程）。 气体运输：气体由血液载运，血液在肺部获得的氧气，经循环将氧气运送到组织毛细血管；组织细胞代谢产生的二氧化碳通过组织毛细血管进入血液，经循环将二氧化碳运送到肺部。内呼吸：组织毛细血管中血液通过组织液与组织细胞间实现的气体交换。

从由单层上皮细胞构成的肺泡膜到肺毛细血管壁，是气体交换必须穿越的结构，该结构称作呼吸膜，呼吸膜共六层结构，厚1微米，厚度越薄，通透性越强。

（一）呼吸运动 ：胸廓的节律性扩大与缩小 。产生机制：呼吸肌舒缩→胸廓运动→肺扩张回缩 。 呼吸肌：吸气肌：肋间外肌、膈肌、胸颈背肌肉 。 呼气肌：肋间内肌、腹部肌 。平静呼吸过程：主动吸气，被动呼气 。用力呼吸过程：呼吸气均为主动 。呼吸形式：腹式呼吸：膈肌活动为主 。 胸式呼吸：肋间肌活动为主 。混合呼吸 。逆呼吸：吸气时收腹 解释：可改变呼吸形式，保证动作的正常发挥。 疾病状

态下可表现以某种呼吸形式为主。

（二）肺内压 ：肺泡内的压力。吸气时减小，呼气时增大，均与大气压相差2-3或2-4毫米汞柱。憋气时肺内压高于大气压60-140毫米汞柱，憋气后再吸气肺内压可迅速下降至-130——-100毫米汞柱。 （三）胸内压 ：胸膜腔内的压力。 胸内压=肺内压（大气压）-肺的弹性回缩力。 生理作用： 牵拉肺扩张，有利于气体交换；牵拉胸腔脏器，使心脏及大血管扩张，压力降低，促进血液及淋巴液回流；气胸状态可因胸膜腔负压破坏造成机能障碍。 二、肺通气机能

人体活动状态不同通气量发生变化。

肺容量及其变化： 肺所容纳的气量称为肺容量。呼吸过程中肺容量发生周期性变化。 基本组成： 潮气量：每一呼吸周期中，吸入或呼出的气量。平静呼吸时约400-600毫升。

补吸气量：平静吸气之后，再做最大吸气时，增补吸入的气量。约1200毫升。 深吸气量：补吸气量与潮气量之和。补呼气量：平静呼气之后，再做最大呼气时，增补呼出的气量。约900-1200毫升。补呼气量的大小反映了呼气的贮备能力。 余气量：最大呼气后仍贮留于肺内的气量。 1+2=深吸气量 1+2+3=肺活量 3+4=功能余气量

１．肺活量：最大深吸气后，再做最大呼气时所呼出的气量。身体素质及训练程度评定指标之一，因限制因素较多，供参考。男：3500毫升 女：2500毫升 。有时用肺活量的相对值，即肺活量除以体重或身高，来评定肺通气功能水平和作横向的比较研究。

２．功能余气量：平静呼气之后，仍存留与肺内的气量。平衡肺泡内气体分压，使吸气时不致于O2分压过高，呼气时不致O2分压过低，造成静脉血液动脉化时断时续，影响气体交换。呼气困难会使功能余气量增加。

３.肺总容量：肺所能容纳的最大气量。男：5000毫升，女：3500毫升 。等于肺活量加余气量。 （三）肺通气量 ：单位时间内吸入或呼出的气量（即每分肺通气量）=潮气量（呼吸深度）*呼吸频率 。成年人：6-8升 代谢水平高时增加。

（四）肺泡通气量 ：每分钟吸入肺泡的实际能与血液进行气体交换的有效通气量。 每分肺泡通气量=（潮气量-无效腔气量）* 呼吸频率 。解剖无效腔：呼吸道，无气体交换功能 。 生理无效腔：解剖无效腔+肺泡无效腔 气量约150毫升。运动状态下肺泡无效腔可减小。 过于表浅的呼吸可减少潮气量，故深而慢的呼吸肺泡通气量增大。

三．肺通气量的指标 ： 肺活量：反映肺一次通气的最大能力。每十年下降9%以内。连续肺活量：连续五次测肺活量。一次强于一次说明呼吸肌机能能力强。 时间肺活量：最大吸气后最快速度作最大呼气，记录一定时间内所能呼出的气量测呼气第一秒（83%）、第二秒（96%）、第三秒（99%）呼出的气量。第一秒值最有（临床）意义。 最大通气量：以适宜的呼吸频率和呼吸深度进行呼吸时所测得的每分通气量，可评定通气贮备能力。 通气贮量百分比=（最大通气量-安静时通气量）/最大通气量*100% 。 正常值﹥或=93% 肺换气：肺泡内的气体与肺泡毛细血管血液中的气体进行气体交换。 组织换气：体内毛细血管血液中的气体与组织细胞中的气体进行气体交换。气体的交换过程都必须遵循着一定的物理化学规律，即O2和CO2都要通过理化扩散的方式才能完成气体交换。 （一）气体交换的原理

1. 气体分压和分压差：在混合气体总压力中某种气体所占有的压力即为该气体的分压。

某一气体高分压与低分压之差叫做该气体的分压差。气体分子总是顺分压差从分压高的一侧流向分压低的一侧。即气体的扩散或弥散。

2.人体不同部位氧和二氧化碳的分压 ： O2：肺泡104﹥动脉血100﹥静脉血40﹥组织0-30 ；CO2：肺泡40=动脉血40﹤静脉血46﹤组织50-80

3.气体扩散的速率：单位时间内气体的扩散容积。 正比于扩散面积、气体分压差、溶解度、温度 。反比于气体分子量的平方根和扩散距离。

4.气体的肺扩散容量：在1毫米汞柱的分压差下，每分钟通过呼吸膜的气体扩散量。 成年、男性、

立位、活动该量加大。（呼吸膜面积及流经的血流量增加）

（二）肺换气和组织换气 ：O2及CO2均顺分压差换进或换出。 运动中O2摄入增多，组织代谢旺盛，CO2产生增多，分压差加大，换气效率高。

（三）影响换气的因素 ：气体的分子量愈大，溶解度愈大，换气愈快。CO2的实际扩散速度为O2的2倍。机体缺氧较CO2潴留容易发生。 呼吸膜愈薄，面积愈大，通透性愈好，换气愈容易。 通气/血流比值：是指每分钟肺泡通气量和每分钟肺毛细血管血流量之间的比值=0.84时肺换气效率高 局部器官血流量,组织血流量愈大组织换气愈容易。

二、气体运输 ：氧和二氧化碳在血液中的运输 。方式：物理溶解（1.5%）←→化学结合（98.5%） （一）氧的运输：运输载体：血红蛋白（Hb）结构的亚铁离子 。结合量：每100毫升血红蛋白可结合1.34——1.36毫升氧。 氧容量：每100毫升血液中血红蛋白与氧结合的最大量。 氧含量：每100毫升血液中血红蛋白与氧结合的实际量。 氧饱和度：每100毫升血液中氧含量占氧容量的百分比。 例：动脉血：氧分压96——100毫米汞柱时 19毫升/20毫升=95%以上接近100% 。静脉血：氧分压40毫米汞柱时 15毫升/20毫升=75%

1.血红蛋白与氧的结合 ：Hb+O2→→HbO2（可逆 氧分压高结合 氧分压低解离） 2.氧离曲线：是表示PO2与Hb结合O2量关系或PO2与氧饱和度关系的曲线。

氧分压60——100毫米汞柱时：曲线平坦，即使PO2从100毫米汞柱降至80毫米汞柱血氧饱和度仅从98%降至96%，这种特点对高原适应或有轻度呼吸机能不全的人均有好处。只要保持动脉血中PO2在60毫米汞柱以上，血氧饱和度仍有90%，不至造成因供氧不足而产生的严重后果。对人体肺换气有利； 氧分压40——60毫米汞柱时：曲线开始下降，意味着PO2下降，使血氧饱和度明显下降，氧分压40毫米汞柱以下时：曲线陡降，此时，PO2稍有下降血氧饱和度大幅度下降。释放出大量氧气，保证组织换气。

影响因素：血二氧化碳分压↑、血液酸碱度↓、体温↑、红细胞糖酵解产物：2，3——二磷酸甘油酸↑→氧解离作用增强（氧离曲线右移） 。一氧化碳对血红蛋白结合氧的竞争性抑制 3.氧储备

血液、肺：1300——2300毫升

肌红蛋白（骨骼肌、心肌、肝脏）：240——500毫升，与氧的亲和力大于血红蛋白，在体内氧分压极度下降时才解离氧。

4.氧利用率 ：每100毫升动脉血流经组织时所释放的氧占动脉血氧含量的百分数。为评定训练程度的指标，训练程度愈高则氧离用率愈好。 氧利用率=动脉血氧含量-静脉血氧含量/动脉血氧含量*100% 。安静时：25% 。运动时：65% 。剧烈运动：接近100%

5．氧脉搏 ：心脏每次搏动输出的血量所摄取的氧量。为评定心肺功能的综合指标。 值愈高说明心肺功能愈好，效率愈高。

（二）二氧化碳的运输 ：形式：1.物理溶解6% 2.化学结合：（1）氨基甲酸血红蛋白7%，血红蛋白氨基与二氧化碳结合，其分压为条件。 （2）碳酸氢盐 87%，在血液中以碳酸氢根离子的形式运输，在此过程中排除CO2，调节酸碱平衡。

（三）呼吸与酸碱平衡：血液在运输二氧化碳的过程中，形成了碳酸和碳酸氢钠，而这是血液中重要的缓冲物质，当代谢产物中有大量酸性物质时，他们与碳酸根作用，生成碳酸，后者分解为水和二氧化碳，使血液中二氧化碳分压上升，导致呼吸运动加强，二氧化碳排出量增加，因而血液中酸碱度变化不大；当体内碱性物质增多时，与碳酸作用时血中碳酸氢钠等盐浓度的增高，于是碳酸浓度和二氧化碳分压降低，导致呼吸减弱，呼吸减弱又使碳酸浓度逐渐回升，维持了其与碳酸氢钠的正常比值，因此对血浆酸碱度影响也较小。由此可见，血液酸碱度发生变化，呼吸机能可发生代偿反应。 第三节 呼吸运动的调节

呼吸运动为非意识性节律活动，同时具有一定的随意性。 一、调节呼吸运动的神经系统

中枢：大脑皮质高级中枢 桥脑呼吸调整中枢、长吸中枢 延脑呼吸基本中枢 脊髓呼吸神经元

神经支配：膈神经——膈肌下降、复位——胸腔上下径线变化 肋间神经——肋间肌活动——胸腔前后左右径线变化

二、呼吸运动的反射性调节 ：反射：1.肺牵张反射：维持呼吸的节律性。为负反馈调节。 吸气——肺泡扩张——感受器——延髓中枢——抑制吸气，引起呼气。

2.呼吸肌本体感受性反射 正反馈 ：骨骼肌运动——呼吸运动加强。 3.防御性呼吸反射 ：病理因素、异物——咳嗽等活动。

三、化学因素对呼吸的调节 ：化学因素：动脉血中的O2、CO2、H+浓度 ；呼吸——动脉血中的O2、CO2、H+浓度——化学感受器——呼吸 ；化学感受器 ；中枢化学感受器（CO2、H+）：延髓腹外侧浅表部 ；外周化学感受器（PO2、PCO2、H+）：颈动脉体、主动脉体

化学因素对呼吸的影响 ：CO2：维持正常呼吸最重要的生理性刺激。可刺激外周及中枢感受器。 吸如气中﹤7%则可增大肺通气量，如﹥10%则可抑制中枢神经活动。 运动时中浓度增加。H+：直接刺激外周感受器，间接刺激中枢感受器，使呼吸加深加快。 O2：刺激外周感受器，使呼吸加强。（轻度缺氧）。抑制呼吸中枢，抑制呼吸。（重度缺氧）

化学因素在调节呼吸中的相互作用 ：如保持其他两个因素不变，只改变一个因素： PCO2↑使肺通气量增加最明显﹥H+﹥PO2↓。几种因素同时改变：作用互相抵消或增强 PCO2↑：H+↑——呼吸明显增强 。H+↑：呼吸↑—— PCO2↓——H+↓——呼吸↓ ， PCO2↓——肺通气量↑——CO呼出↑——PCO2↓H+↓——肺通气量↓：抵消低氧刺激

第四节 运动对呼吸机能的影响

一、运动时通气机能的变化 ：呼吸加深加快，肺通气量增加。 中等强度运动：呼吸深度增加 。最大强度运动：呼吸频率增加 。肺通气氧耗增加 。 呼吸当量：每分通气量/每分摄氧量 每1升的氧要经24升的通气量获得。 呼吸当量值愈大，摄氧率愈低，反之则愈高。 最佳呼吸效率点（50%最大摄氧量强度）：呼吸当量最小的一点。有训练者﹤20； 无训练者=30——35时不能坚持运动；优秀者=40-60时仍能坚持；耐力性项目者优于非耐力性项目。呼吸当量小为训练程度高的评定指标之一。

二、运动时换气机能的变化 ：氧的扩散与交换加强。 肺：呼吸膜两侧氧分压差加大；

儿茶酚胺↑——细支气管扩张——参与肺泡数量↑； 开放肺毛细血管↑； 右心泵血增多 。组织：组织与血液间氧分压差增大，氧扩散速率↑；组织毛细血管开放，组织血流量增加；氧离曲线右移，氧解离↑ 三、运动时呼吸的调节 ：神经调节：条件反射、运动中枢刺激呼吸中枢、本体感受器反射 。体液调节：CO2↑明显增加、O2↓刺激较小、H+↑剧烈运动时表现增多。体温增高、静脉回流量增加等。 四、运动时的合理呼吸 ：（一）减小呼吸道阻力：口鼻并用，以口代鼻；（二）提高肺泡通气效率：深而慢的呼吸形式；（三）与技术动作相适应：呼吸形式、时相、节奏的配合；

（四）合理运用憋气 ：良好作用：反射性肌张力增加；可为有关的运动环节创造最有效的收缩条件。不良影响：胸内压上升，心输出量减少； 停止后胸内压陡降，回心血量剧增 合理方法：憋气前吸气勿太深，结束后吐气勿过快；憋气应用于决胜的关键时刻。 第五章 物质与能量代谢 第一节 物质代谢

一、人体主要营养物质的消化与吸收 ：主要能源物质：糖、脂肪、蛋白质 。通过氧化释放能量。 能量单位：千卡（Kcal）、千焦尔(KJ) 1千卡=4.186千焦耳 。生理功用：糖：主要供能物质（总能量70%）每克糖完全氧化释放4.1千卡热量，需氧少，经济；脂肪：含热量高，每克脂肪完全氧化释放9.3千卡热量；蛋白质：可供能，但主要用于组织生长、构成、更新、修补。每克蛋白质完全氧化可释放4.3千卡热量。 二、消化与吸收的概念 ：消化：食物在消化道内被分解成小分子的过程。机械性消化：消化道平滑