运动生理学血液循环

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,目的要求,：掌握心血管活动的调节；,掌握动脉血压的成因和影响；,掌握运动时心血管功能变化的调节。,第七章 血液循环,第四节 运动训对心血管功能的影响,第三节 心血管活动的调节,第一节 心脏生理,第二节 血管生理,心脏的一般结构,四个腔室:右心房和右心室；左心房和左心室。,瓣膜：房室瓣,半月瓣,功能：保证血流在心脏内朝着一个方向流动，防止血液逆流。,第一节 心脏生理,一 心肌的生理特性,血液循环血液在心血管系统中，按一定方向周而复,始的流动。,自律性,自律性细胞 兴奋性 电生理特性,工作性细胞 传导性,收缩性 机械特性,按组织学、电生理、及功能分,（一） 兴奋性,心肌细胞兴奋性：,心肌细胞具有对刺激产生反应的能力，即兴奋性,。,1、心肌细胞的生物电象现象,1）去极化过程（0期）,St,去极化,阈电位,Na,+,通道开放,Na,+,迅速内流,膜电位倒转,Na,+,通道关闭,上升支,2）复极化过程（具有四期）,1期（快速复极化初期）,Na,+,通道关闭,Cl,-,通道开放,Cl,-,内流,膜电位为0,Cl,-,停流,2期（平台期）,在去极化-40mv时,Ca,2+,通道开放,Ca,2+,缓慢内流K,+,少外流,电荷持平电位近0,平台时长（100150ms）,是心肌动作电位时间较长的原因，也是区别于肌,肉、神经的主要特征。,3期（快速复极末期）,平台延长,Ca,2+,通道关闭K,+,逐渐开放,Ca,2+,全关闭,K,+,全开放,K,+,迅速外流,电位复原,4期（静息期）,复极化到静息水平，在ATP,ase,作用下，将各离子,转到正常状态。,2、兴奋性的周期性变化,心肌细胞每次兴奋后，兴奋性要经历有效不,应期、相对不应期和超常期,由于有效应期特别长（从收缩期到舒张早期,之后）所以心肌不产生强直收缩。,A：动作电位曲线,B: 机械收缩曲线,ERP：有效不应期 RRP: 相对不应期,SNP：超常期,有效不应期,相对不应期,超 常,期,概念：心肌在不受外来刺激的情况下，能自动地产生兴奋和收缩的特性。,窦性心率：正常心脏活动的起搏点，以窦房结为起搏点的心脏活动。,异位节律：以窦房结以外部位为起搏点引起的心脏活动。,（二） 自动节律性,（三） 传导性,概念：心肌细胞有传导,兴奋的能力,心脏的特殊传导系统,窦房结,结间束,房室结,房室束(房结区、结,区、结束区),浦肯野氏纤维,正常兴奋传导途径：,窦 房 结, ,结间束 房间束,（优势传导通路）, ,房室交界 心房肌,房室束,左、右束支,浦肯野纤维,心室肌,（四） 收缩性,1. “全或无”同步收缩,心房和心室内特殊传导系的传导速度快，而心肌细,胞间闰盘处的电阻又低，所以兴奋一传到心房或心,室，几乎同时遍及整个心房或心室肌细胞，从而引起,所有心房肌或心室肌同时收缩,2不发生强直收缩,有效不应期特别长，可达200毫秒(ms)，相当于整,个收缩期加舒张早期，在有效不应期内，任何刺激都,不能使心肌细胞再发生扩节性兴奋和收缩。,3. 期前收缩和代偿间期,在有效不应期后，受到一次额外的刺激，心肌产生一次期前收缩，而紧接传来的窦房结兴奋，落在此次兴奋的不应期内，出现一次收缩的“脱失”，需下一次兴奋的到来，期间有一个代偿间期。无完全代偿间期则心跳不是由窦房结起动。,二 心动周期与心脏泵血功能,（一）心动周期与心率,1、心动周期：心房或心室每收缩和舒张一次。,时程：T1/f60s/75,特点：舒张期时间 收缩期时间,全心舒张期0.4s 利心肌休息和室充盈,心率快慢主要影响舒张期：,心房,0.1S,0.7S,心室,0.3S,0.5S,2、心率：每分钟心脏搏动的次数,正常变动范围：60,100次/分,年龄差异：新生儿的心率可达130次/分以上，随着,年龄增长，心率逐渐减缓，到15-16岁时，已接,近成年人水平。,性别差异：女性心率男性,高3-4次/分。,体质差异：弱强,训练良好的耐力运动员，安静时心率较慢。,最大心率(次/分)=220-年龄(岁),心率实践意义： 在运动实践中常用心率来反映运动,强度和生理负荷量，并用于运动员的自我监督或医,务监督。,（二） 心脏的泵血过程,（三）心电图,1 心电图(ECG):用引导电极置于肢体或躯体的,一定部位记录出来的心脏电变化曲线,2 正常典型心电图的波形及生理意义,P波：左右心房去极化,圆、小，时间,电压,QRS波群：左右心室去极化,时间约,0.10S ，各,导联电压不同,T波：心室复极化过程中的电,位差,时间,0.25S,电压一般不低于同导联R,波的1/10（约,）,方向与QRS波群的主波相同,P-R间期：窦房结产生兴奋至心室开始兴奋所,需时间，,时间,0.20S,P-R间期延长房室传导阻滞,S-T段：心室已全部进入去极化状态，与基线,平齐，可上下波动，一般不,窦性心率:P波导联上在直立，在aVR导,联上倒立。,Q-T间期:心室从去极化开始到完全复极化至安,静状态所需要的时间。,其时间长短与心率有关，心率快，Q-T时期短,三 心脏泵血功能的评价,(一)每搏输出量与射血分数,1每搏输出量,每搏输出量：一侧心室每次收缩所射出的血量,正常成年人，左心室舒张末期容积约145ml(升)，,收缩末期容积约75ml，每搏输出量约70ml。,2 射血分数,射血分数,：每搏输出量占心室舒张末期容积百分比。,即：,（,每搏输出量心舒张末期容积）*100%,健康成年人，静息时的射血分数约为55%-65%。,(二)每分输出量与心指数,1 心输出量：左心室每分钟搏出的血量,每搏输出量心率,56L/min,女性比同体重男性的心输出量约低10%,青年时期的心输出量高于老年。,优秀运动员在剧烈运动时，心输出量可高达25-35L/min。,2 心指数：以每一平方米体表面积计算 的心输出量,中等身材的成年人体表面积为平方米，安静和空腹情况下心输出量约为5-6升/分，故心指数约为,2,(升/分每平方米)。,安静或空腹情况下的心指数称为静息心指数，是分析比较不同个体心脏功能的常用评定指标。,(三)心脏泵功能的贮备,心力贮备：心输出量随机体代谢需要而增长的能力,心力贮备的大小反映心脏泵血功能对代谢需要,的适应能力，也反映心脏的训练水平。,取决于HR、SV可能发生的最大适宜变化,HR贮备,分 收缩期贮备,舒张期贮备,搏出量贮备,1 HR贮备 通过HR,使CO,训练使HR,rest,HR,max,与,HR,rest,差,2 收缩期贮备 安静时收缩末容积75ml,而强力收缩后,为20ml,贮备有55ml,3 舒张期贮备 安静时舒张期末容积145ml,而最大可,为160ml,贮备只有15ml.,可见收缩期贮备舒张期贮备.,故收缩期贮备是增加搏出量的主,要来源。,长期系统训练,可使心肌增粗,收缩力增强,同时HR,rest,则心力,贮备增加,能反映心脏训练水平。,四 影呼心输出量的因素,SV=心室舒张末容积-心室收缩末容积,（一）每搏输出量,1前负荷（心泵功能的异长自身调节）,心室收缩的前负荷是舒张末容积的大小，在一定范,围内，回心血量,舒张末容积,前负荷,SV,但当HR,心动周期,（以舒张期明显）,回心血量,不明显,舒张末容积没有,，说明运动时SV,与异长自,身调节关系不大,2 心肌收缩能力（等长自身调节）,与初长度无关，由肌肉收缩能力而定（活化横桥数,ATP,ase,等）,3 后负荷（动脉血压）,动脉血压是心脏收缩的后负荷。,在其他条件不变时，Bp,等容收缩期,射,血时,SV,而在机体内，又可通过异长自身调节恢复,到原SV,（二）心率,CO=HRSV,在SV不变时，HR,CO,而心率在110,120,170,180次min,-1,内HR,CO,第二节 血管生理,各类血管的功能特点,一 动脉血压和动脉脉搏,主动脉和大动脉：管壁较厚，含有丰富的弹力纤维。,主动脉和大动脉可称为弹性贮器血管。,小动脉(阻力血管)：内径只有20-30m，对血流阻力,很大,静脉（容量血管）：数量较多、口径较大而管壁较,薄，故容量大。循环血量的60%-70%容纳在静脉中。,毛细血管（交换血管）：口径很细，但因数量多，,故总的截面积非常大，因此血液在毛细血管内,的流速十分缓慢,(一)动脉血压,概念：指血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力,(二)动脉血压的正常值,收缩压（SP）：心室收缩时，动脉血压的最高值,正常范围：l00,12OmmHg,舒张压（DP）：心室舒张时动脉血压的最低值。,正常范围：60,8OmmHg,脉搏压或脉压：收缩压和舒张压之差30,4OmmHg,高血压：安静时血压持续超过160/95mmHg,临界高血压：血压在140/90,160/95mmHg,低血压：血压持续低于90/50mmHg,血压随性别、年龄及其他生理情况而变化。男性一般比女性略高。,人体正常动脉血压,(三)动脉血压的影响因素,1.每搏出量,每搏出量,心缩期射入A血量管壁侧压力,2.心率,心率,心舒期,心舒末期A血量,管壁侧压力,心舒末期A血量（不明显） DP（不明显）,SP(明显),血流速,DP(明显),搏出量SP（不明显）,回心血量,3.外周阻力,外周阻力心舒期血流速心舒期A血量,心缩期血流速,SP（不明显）,4.大动脉弹性,大动脉弹性缓冲SP维持DP,5.循环血量/血管容积的比例失调,循环血量/血管容积的比例失调,如：大失血循环血量Bp（显著）,过敏休克血管容积回心血量Bp,DP（明显）,管壁侧压力,SP（明显）DP脉压,体循环平均压变Bp变,二 静脉回心血量,(一)静脉血压,中心静脉压：通常将右心房和胸腔内大静脉的血压。,心脏射血能力中心静脉压,静脉回流速度中心静脉压,血量中心静脉压,外周静脉压：各器官静脉的血压。,(二)静脉回流及其影响因素,心缩力射血分数心室舒张期室内压,2.体位改变：,直立下肢V回心量(约多容纳500ml),卧位下肢V回心量直立,卧位迅速转为立位总V回心量,立位迅速转为卧位总V回心量,久蹲突站血滞留下肢V回心量心输量 Bp脑、视网膜供血不足暂时的头晕、昏厥，视物不清。,抽吸,静脉回流量,3.骨骼肌的挤压作用,4.呼吸运动,右室心输出量,V回心量,心房与V压差,心房 + 大V扩张,Bp,左室心输出量,肺V回流左室,肺血管扩张,胸 内 负 压 ,胸 廓 ,吸 气,影响静脉回流的因素（小结）,影 响 因 素 静脉回流量,心缩力（心泵） ,骨骼肌收缩（肌泵） ,呼吸运动（呼吸泵） ,体位：卧立 ,（头部回流下肢回流）,立卧 ,（头部回流下肢回流）,三 微循环,1.微循环：由微动脉和微静,脉之间的血液循环。,微动脉,后微动脉,毛细血管前括约肌,2.组成 真毛细血管,通血毛细血管,动-静脉吻合支,微静脉,迂回通路（,营养通路）,交换物质,直捷通路 利于血液回流,动-静脉短路 能调节体温,动脉,静脉,微动脉,微,静,脉,毛细血管,前括约肌,后微动脉,真毛细血管,微循环组成,第三节 心血管活动的调节,局部性体液调节,全身性体,液调节,神经支配,心血管中枢,反射性调节,神经调节,体液调节,调节,一、神经调节,(一）自主神经系统概述, 来源：脊髓灰质侧角及（动眼神经）（面神经）（舌咽神经）,（迷走神经）, 换元后支配：中枢发出后在神经结换元再支配器官（包括节前和节后纤,维）, 神经递质：节前纤维释放Ach，节后纤维释放Ach或NE, 自主活动：节后纤维主要支配心脏、平滑肌和腺体，活动不受意识控制, 具有持久的紧张性作用, 作用特点：有时与效应器本身的功能状态有关。,2 自主神经系统的主要功能,交感和副交感神经的功能是互相对立矛盾，而又相互配合与协调。,脊髓 交感、副交感纤维的初级中枢,低位脑干尤其是延髓，是基本生命中枢,下丘脑是皮层下最高级的内脏活动调整中,大脑皮层（边缘系统）是最高级的调节和整合中枢,3 自主神经的中枢部,1,与支配躯体功能的神经相比，其主要特点有：,一、神经调节,(二）心血管的神经支配,(1)心交感N及其作用 (2)心迷走N及其作用,起源 脊髓胸段T,1,T,5,延髓的迷走神经,侧角神经元 背核和疑核,分布 右：窦房结、房室肌前壁 右：窦房结,左：房室交界、束支、 左：房室交界,房室肌后壁 房室肌少量,递质 去甲肾上腺素 乙酰胆碱,作用 心率心缩力 心率心缩力, 缩血管神经纤维,递质: 释放NE,受体: 血管受体,作用: 血管收缩,分布: 皮肤血管最密集,骨骼肌、内脏血管其次,冠状动脉及脑血管最少,特点: 大多数是单一支配血管,平时有一定的紧张性，,维持血管一定的收缩状,态, 舒血管神经纤维,释放Ach,血管M受体,血管舒张,骨骼肌血管,在静息状态，不参与血管的调,节，只有在激动、恐怖、准备,剧烈运动时起作用。,（交感神经）,部 位 特 点,脊 颈T、胸L、腰S段 活动受上级中枢控制,髓 灰质侧角 能完成原始不精确的心血管反应,缩血管中枢 是最基本的心血管中枢,延 （头端腹外侧）, 始终有紧张性，且交感紧张性,心交感中枢 相互间有突触联系,（尾端腹外侧）, 呼吸可改变其紧张性：（,吸气迷,髓 心迷走中枢 紧张交感紧张呼气：相反）,（迷走背核、疑核）,延 下丘脑、,髓 大脑边缘系统,以 大脑新皮层运动区,上 小脑顶核.,(三)心 血 管 中 枢,(四)心血管反射,感受性反射(简称减压反射):,血压突然升高或降低时，,颈动脉窦、主动脉弓压力感,受器受刺激，使心迷走中枢,紧张加强，心血管交感中枢,紧张减弱，,引起Bp或,。,人和许多哺乳动物的颈,脉窦和主动脉弓的血管外膜,下有丰富的对压力变化非常,敏感的感觉神经末梢，分别,称为颈动脉窦和主动脉弓压,力感受器,减压窦弓,减压反射的意义： 缓冲血压急剧变化，维持血压相,恒定。,只对突然血压变化有调节作用，而对持续缓慢血压,变化无效,反射效应,血 压,颈动脉体和主动脉体外周化学感受器,（+）,PO,2, H,+, PCO,2, 等,窦、弓N,孤 束 核,心血管中枢兴奋性改变,呼吸中枢,（+）,心率,、,冠脉舒张,心输出量,皮肤、内脏,骨骼肌血管收缩,心率、心输出量、外周阻力,外周阻力心输出量,呼吸加深加快,间接,二 体液调节,体液调节是指血液和组织液中的化,学物质对心肌和血管平滑肌的调节作用。,(一)肾上腺素和去甲肾上腺素,肾上腺素：心率，心肌收缩力量,，心输出量，血压；对外,周血管的作用可使皮肤、肾脏、,肠胃等内脏的血管收缩，而使骨,骼肌和肝脏中的血管及冠状血管,舒张。,去甲肾上腺素：心脏活动，其作,用比肾上腺素小。去甲肾上腺素,对血管的作用是对体内大多数血,管(冠状血管除外)都有明显的缩,血管作用，导致外用阻力增大，,动脉血压升高。,去甲肾上腺素,(二)肾素-血管紧张素,动脉血压,水重吸收,动脉血压,血管紧张素原,血管紧张素原,血管紧张素原,血管紧张素转化酶,肾素,血管紧张素原,血管紧张素酶,(三)血管升压素,血管升压素是在下丘脑视上核和室旁核一部分神经元内合成的。,血管升压素在肾集合管可促进水的重吸收，故又称为抗利尿激素。,(四)心钠素,心钠素是由心房肌细胞合成和释放的一类多肽，可使血管舒张，外围阻力降低；也可使每搏输出量减少，心率减慢，心输出量减少。,第四节 运动训练对心血管功能的影响,一、心血管系统对运动训练的反应,(一) 心输出量的反应,运动开始：心输出量就急剧增加，通常一分钟达到高峰，并维持在该水平。运动时心输出量的增加与运动量或耗氧量成正比。,运动时：运动时由于交感心血管中枢兴奋，心肌收缩力增加，容量血管收缩，回心血量大大增加，使体循环平均充盈压升高，同时，肌肉的节律性舒缩和呼吸运动加强，也有利于增加静脉回流。保证了心输出量的增加。,(二)肌肉运动时各器官血液量的变化,运动时各器官的血流量将进行重新分配。其结果是使心,脏和进行运动的肌肉的血流量明显增加，不参与运动的骨骼肌,及内脏的血流量减少。,在运动开始时，皮肤血流也减少，但以后由于肌肉产热增,加，体温升高，通过体温调节机制，使皮肤血管舒张，血流增,加，以增加皮肤散热。,血液重新分配的意义：, 减少不参与运动器官血量，保证有较多血分配到运动肌肉和重,要器官, 使肌肉外器官血管收缩，总外周阻力下降，促进肌肉血量增加,皮肤、肾及未参与运动的肌,肉血管收缩,血量,舒血管神经（+）运动肌肉血管扩张血流量,运动时 缩血管神经（+）,E、NE,交感神经（+）,(三)肌肉运动时动脉血压的变化,运动时的动脉血压水平取决于心输出量和外周阻,力两者之间的关系。如果心输出量的增加和外周阻力,的降低两者的比例恰当，则动脉血压变化不大。否,则，动脉血压就会升高或降低。,SV,收缩压,动力性运动交感神经（+） 运动肌肉血管扩张,内脏血管收缩,SV,收缩压,静力性运动交感神经（+） 运动肌肉持续收缩,内脏血管收缩,外周阻力？,舒张压？,外周阻力,舒张压,静力及力量性项目：投掷、摔跤和举重运动员心,脏的运动性增大是以心肌增厚为主。,耐力性项目：游泳和长跑等运动员的心脏增大却,以心室腔增大为主，也有报道心肌厚度也增加，但心,腔内半径与心壁厚之比维持在正常范围。,心肌增大是对抗超负荷刺激的一种基本生物学适应,运动性心脏增大是对长时间运动负荷的良好适应,二、心血管系统对运动训练的适应,(一)运动性心脏增大,(二)运动心脏微细结构的重塑,在运动心脏外部形态肥大的同时，其内部的微细,结构也发生了重塑。在细胞体积增大，心肌纤维直径,增粗时：,心肌内肌原纤维增粗，肌节增长；,心肌间毛细血管增多，管径增粗；,心细胞内线粒体增大，ATP酶和琥珀酸酶活性提高；,心肌细胞膜对钙离子通透性增加，使兴奋-收缩耦联过程及收缩功能提高；,这样提高了心泵功能能力。,（三）运动心脏功能改善,1 安静时心跳徐缓,概念：正常安静时心率低于60次/分的心率,优秀的耐力运动员可低至40-60次/分,原因：心迷走神经作用加强，而交感神经的作用减弱,变化：窦性心动徐缓是可逆的,应用：一般认为，运动员的窦性心动徐缓是经过长期训练后心功能改善的良好反应，故可将窦性心动徐缓作为判断训练程度的参考指标。,2 亚极量强度运动时心泵功能的节省化,在亚时运动时，有训练者心率增幅减小，而每搏,输出量增幅加大,3 极量运动时心泵功能储备大,极量运动时，有训练者每搏输出量明显大于无训练,者，可达160mL左右,结合实践，分析心率在体育运动中的意义和作用。,要点：基础心率衡量健康状况，又可作为生理负荷,和运动性疲劳程度的指标之一；衡量教学训练课的生,理负荷；控制有氧训练强度；控制训练的休息时间；,间接测定最大摄氧量。,