第六章：呼吸与运动《运动生理学课件》

四、肺换气功能的评定
肺换气功能可用氧扩散容量来评定。 氧扩散容量：是指肺泡膜的氧分压差为1mmHg时每分钟
可扩散的氧量。值大。说明肺换气效率高。 肺的高扩散能力能够保证加快氧从肺泡中扩散到肺毛细 血管，并使它在负荷强度很大时迅速饱和。
在静息情况下，青年男子氧扩散容量为20～33ml/min.mmHg；运
三、影响气体交换的因素
（二）通气／血流比值（VA/Qc）
VA/Qc＝(4200/5000)=0.84：恰好使静脉血全 部动脉化，肺换气效率最高； VA/Qc <0.84：通气不足，血流过剩，部分静 脉血通过通气不良的肺泡，使气体未充分更新， 未能变成动脉血就流回心脏，造成功能性“动－ 静脉短路”； VA/Qc >0.84：通气过剩，血流不足，使静脉 血充分动脉化后仍能有部分肺泡气未能与血液交 换，形成肺泡无效腔。
1、肺通气：是指肺与外界环境之间的气体交换过程。 2、实现肺通气的结构：呼吸道、肺泡、胸膜和胸膜腔。 （1）呼吸道是气体进出肺泡的通道 （2）肺泡是气体交换的场所 （3）呼吸运动（胸廓的节律性运动）是实现肺通气的动 力
一、肺通气功能的评定
（一）肺容积
肺容量：肺能容纳的最大气体量，正常人约为
3900～5200毫升。由以下几部分组成： 1、潮气量：每呼吸周期中，吸入或呼出的气量； 2、补吸气量：平静吸气后，做最大吸气增补吸入 的气量； 3、补呼气量：平静呼气后，做最大呼气增补呼出 的气量； 4、余气量：尽最大力呼气后仍留于肺内的气量；
（一）呼吸方法
正常人安静时的呼吸是经过鼻呼吸的方法 进行的，鼻腔对空气具有净化、湿润和温暖的作 用。但在运动时，为提高呼吸的效率，增加散热 途径，常采取嘴鼻共用的呼吸方法。 当人体进行慢跑时，对氧需求量不是太大 时，采用以鼻吸气、嘴吐气的方式为佳。随着速 度的加快，可增加嘴吐气的深度和频率。对于健 身锻炼者来说，主观感觉必须使用嘴帮忙吸气时， 说明跑步速度太快，此时应适当放慢运动速度。
机体在新陈代谢过程中，需要不断地从外 界环境中摄取氧并排出二氧化碳。 机体这种与环境之间的气体交换称为呼吸。 呼吸的全过程：
– 1、外呼吸：指外界环境与血液在肺部实现的气 体交换。它包括肺通气和肺换气。

2、气体在血液中的运输
3、内呼吸：指血液通过
组织液与组织细胞间
的气体交换。
第一节 肺通气
三、影响气体交换的因素
（一）气体扩散速率
气体扩散速度越快，气体交换也越快，且气体交 换速度取决于分子量。 气体溶解度：CO2约为O2的24倍；两侧分压差： Po2约为Pco2的10倍。 综合考虑气体分子量、溶解度及分压差，CO2 实际扩散速度约为O22倍。 O2扩散速度小于CO2，正常情况很少发生CO2扩 散障碍，往往是机体缺O2显著，而CO2潴留不明 显。
三、运动与呼吸
（四）过度通气
过度通气是指人体在运动时通气量超过 合理深度的一种呼吸。在运动期待、焦虑 以及呼吸紊乱时均可出现过度通气现象。 弊端：过度通气使血中氢离子浓度下降，降 低了肺通气的动力，但不会使血液中的氧 含量升高。不利于肌肉中能量物质的氧化， 会影响运动成绩。
三、运动与呼吸
（五）哮喘和运动诱发的支气管痉挛
1、在运动过程中当呼吸频率过快时，气体将 主要往返于解剖无效腔，而真正进入肺泡 内的气体量却较少。 2、运动员肺通气量的增长主要是依靠呼吸深 度来增加的。运动中较深的呼吸，将使肺 泡通气量和气体交换率提高，呼吸肌的能 耗量和耗氧量也随之下降，使通气变得更 为有效，这对进行长时间的运动是很有力 的。
三、运动与呼吸
3、氧通气当量下降
氧通气当量是指每分通气量和每分吸氧量的比值。氧通气当 量小说明氧的摄取效率高，它是评价呼吸效率的一项重要指标。 即：在相同吸氧量情况下，运动员的通气量比无训练者要少，在 相同肺通气量情况下，运动员的吸氧量较无训练者大，即呼吸效 率高，能完成的运动强度也大。
为什么在一定范围内深而慢的 呼吸比浅而快的呼吸效果好？
（二）肺通气功能对训练的适应
1、每分通气量的适应
训练对安静时肺通气量的影响不大，亚极量运动时的每分通 气量增加的幅度减少，而最大通气量明显较无训练者大。有训练 的耐力运动员在进行递增负荷运动时，肺通气量发生非线性变化 的时间延迟，通气阈增大。
2、肺通气效率提高
训练可使安静时呼吸深度增加、呼吸频率下降，运动时呼吸深 度和频率的匹配更加合理。运动时，在相同肺通气量的情况下， 运动员的呼吸频率比无训练者要低。
1、哮喘：由于呼吸道的敏感性较高，伴随 咳嗽、喘息、气短等现象。表现为运动前 10分钟内经常会出现节段性的气道阻塞， 30～90分钟内可恢复。 2、运动诱发的支气管痉挛：非哮喘患者、非 遗传性过敏者在运动后出现的呼吸道敏感 性增高的现象。如：运动诱发支气管痉挛 后会出现咳嗽、胸闷、呼吸困难、痰多等 现象。（突然降温或升温中游泳或冰上项 目）
第三节
呼吸运动的调节
一、呼吸中枢及其呼吸运动的反射性调节
2、肺牵张反射（负反馈） 肺扩张或缩小引起吸气抑制或兴奋； 适宜刺激：肺扩大或缩小 吸气肺扩张→牵张感受器↑→迷走神经↑→延髓吸 气中枢↓→膈神经、肋间神经↓→吸气转呼气； 呼气肺缩小→牵张感受器↓→迷走神经↓→延髓吸 气中枢↑→膈神经、肋间神经↑→呼气转吸气。 生理意义：维持呼吸节律，使吸气不致过长过深，促 使吸气及时向呼气转化。
三、运动与呼吸
(三)憋气 不良影响：
②憋气结束出现反射性深呼吸，造成胸内压骤减， 潴留于静脉的血液迅速回心，冲击心肌使心肌过 度伸展，心输出量大增，血压也骤升，对心力储 备差者十分不利 ◆正确合理憋气方法： ①憋气前吸气不宜过深； ②结束憋气时，为免胸内压骤减，使胸内压有个 缓冲逐渐变小过程，呼出气应逐步少许地从声门 挤出，即“微启声门”，喉咙发出“嗨”声呼气； ③憋气应用于决胜关键时刻，如冲刺、杠铃过头。
第三节
呼吸运动的调节
一、呼吸中枢及其呼吸运动的反射性调节
1、呼吸中枢 脑桥 上部：呼吸调整中枢（抑制吸气，调整呼吸节律）
下部：长吸中枢（加强吸气）
延髓 呼气中枢和舒张引起 的，而呼吸肌的节律性活 动是受中枢神经系统的支 配，即呼吸中枢。
自动产生节律性呼吸（基本中枢）
102mmHg 40mmHg
静脉血
40mmHg 46mmHg
动脉血
100mmHg 40mmHg
组织
30mmHg 50mmHg
二、气体交换的过程

在肺泡内Po2高于静脉血Po2，而PO2则低于静脉血， 因此，O2由肺泡向静脉血扩散，而co2则由静脉血向肺 泡扩散，经肺换气后使静脉血变成了动脉血。当动脉血 流经组织时，由于组织的PO2低于动脉血PO2，而PCO2高 于动脉血，因此，O2由血液向组织扩散，而CO2则由组 织向血液扩散，经组织换气后，动脉血变成了静脉血。 所以，肺循环毛细血管的血液不断从肺泡获得O2，放出 CO2；而体循环毛细血管的血液则不断向组织提供O2， 运走CO2，以确保组织代谢的正常进行。
三、运动与呼吸
(三)憋气
憋气：吸气之后，紧闭声门作尽力呼气动作； 屏气：暂时的呼吸停止，声门不关闭（射击）。 良好作用：①反射性引起肌力加强：肌力在憋气 时最大，呼气时次之，吸气时最小；②使胸廓和 骨盆固定，为肌肉收缩提供坚的支撑点，为有关 运动环节创造最有效的收缩条件。 不良影响：①长时间憋气压迫胸腔，胸内压上升， 静脉血回心受阻，心脏充盈不充分，心输出量锐 减，血压大幅下降，导致心肌、脑细胞及视网膜 供血不全，干扰正常运动；因此，运用憋气 一 定要谨慎。
（三）肺活量和时间肺活量
1、肺活量：最大深吸气后，做最大呼气所呼出的气量， 肺活量=潮气量+补吸气量+补呼气量；实践中测定5次肺 活量，可判定呼吸肌的疲劳状况。但肺活量只能反应一 次通气的最大能力，测定时不限制呼气时间，所以不能 充分反映肺通气功能。 ★ 成人男性：3500毫升 ★ 成人女性：2500毫升 ★ 有训练的运动员（划船、游泳）：7000毫升 2、时间肺活量：一次尽力吸气之后，用力并以最快速度 呼气，记录一定时间所能呼出气量；第l秒：83%肺活量 （最有意义），第2秒：96%肺活量，第3秒：99%肺活量。 评价肺通气功能较好的动态指标，不仅反映肺活量 大小，还反映肺弹性是否降低、气道是否狭窄、呼吸阻 力是否增加等。
（五）肺泡通气量
肺泡通气量：是指人体每分钟吸入肺泡真正参与
气体交换的新鲜空气量。 肺泡通气量＝（潮气量－解剖无效腔）×呼吸频 率（次／分） 解剖无效腔：在呼吸过程中，每次吸入的气体中， 流在呼吸道内气体是不能进行交换的，这一部分 空间称为解剖无效腔。 在运动过程中，当呼吸频率过快时，气体将主要 往返于解剖无效腔，而真正进入肺泡内的气体量 却较少，因此，从提高肺泡气更新率的角度考虑， 增加呼吸深度是运动时呼吸调节的重点，采取适 当的呼吸深度既能节省呼吸肌工作的能量消耗， 又能提高肺泡通气量和气体交换的效率。
动时可达60优秀运动员ml/min.mmHg；优秀耐力运动员可达 80ml/min.mmHg。氧扩散容量随年龄、性别、体位、机能活动和 训练水平的改变有所不同。运动时氧扩散容量的增大与运动强度 成正比。 一般情况下，成人>老人和儿童；男性>女性；平卧位>直立位； 运动时>安静时。不同运动项目，氧扩散容量增加的幅度不同： 耐力性划船运动员>游泳。 运动员之所以有较高的氧扩散容量，是由于其心输出量大，参与 气体交换的肺泡表面积增大，以及呼吸膜弥散阻力下降等因素共 同作用的结果。
第二节 气体交换的组成：
气体的交换
1、肺换气：肺泡与血液之间O2与CO2的交换。 2、组织换气：血液与组织细胞之间O2与CO2的交换。 气体交换的方式：扩散 一、气体交换的原理 气体交换的动力是分压差。 分压差：混合气中各组成气体所具有的压力。在人体肺 泡内、血液和组织中Po2和Po2并不相同，它们彼此间存 在着一定的分压差，于是，气体就从分压高的地方向分 压低的地方扩散。 肺泡气 PO2 PCO2