运动生理学_06呼吸

②可为有关的运动环节创造最有效的收缩条件。 如人的臂力和握力在憋气时最大，呼气时次之， 吸气时较小； 3、不良影响 ① 长时憋气压迫胸腔，使胸内负压骤减，造成回心血 减少，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，影响和干扰了运动的正常进行。 ②憋气结束，加深呼吸，使胸内负压增加，血液迅速 回心，冲击心肌并过度伸展，心输出量大增，血压也 骤升。这对心力储备差者十分不利。 4、正确合理的憋气方法 ①憋气前不要吸气太深； ②憋气结束时，微启声门、喉咙发出“嗨”声的呼气 ③憋气应用于决胜的关键时刻。
延髓呼吸中枢+
呼吸加深加快
2.H+对呼吸的调节 [H+]↑→呼吸加强 [H+]↓→呼吸抑制 机制:类似CO2 特点：血液[H+]增加时，是以刺激外周化学感受器 为主。
3.低氧对呼吸的调节
缺氧对呼吸中枢的直接 作用是抑制,并与缺氧程度 呈正相关: 轻度缺氧时:通过外周 化学感受器的传入冲动兴 奋呼吸中枢的作用,能对抗 缺氧对中枢的直接抑制作 用，表现为呼吸增强。 严重缺氧时:来自外周 化学感受器的传入冲动， 对抗不了缺氧对呼吸中枢 的抑制作用，因而可使呼 吸减弱，甚至停止。
综合考虑气体的分子量、溶解度以及分压差，
CO2实际的扩散速度约为O2的2倍。
(二) 呼吸膜 1.正常呼吸膜 非常薄，平均厚度不到 1μm，通透性与面积极大 (约60 ～100m2) 2.安静状态时 仅有40m2参与气体交换 3.运动时 可达70m2 ，故呼吸膜有
相当大的贮备面积
（三）通气/血流比值 通气/血流比值：指每分钟肺泡通气量(VA)和每分钟肺 毛细血管血流量(Qc)之比值，简写为VA/Qc。 安静时： VA/Qc比值(4200/5000)=0.84。 小于0.84，意味着通气不足； 大于0.84，意味着通气过剩，血流不足 。
位臵：延髓腹外侧的浅表部位 适宜刺激：对H+高度敏感，不感受缺O2的刺激。因H+ 不易透过血-脑屏障，但CO2易透过血-脑屏障进入脑脊 液: CO2＋H2O→H2CO3→H+＋HCO3- 发挥刺激作用。
由于血液中H+不易通 过血脑屏障，故血液pH 值的变化对中枢化学感 受器直接作用不大。中 枢化学感受器也不感受 O2变化的刺激。
(二)CO2、 H+和O2对呼吸的影响
l.CO2对呼吸的调节 CO2对呼吸有很强的刺激作用，它是维持正常呼吸的最重要 生理性刺激。 ↑1％时→呼吸开始加深； ↑4％时→呼吸加深加快,肺通气量↑1倍以上; ＰCO2↑ ↑6％时→肺通气量可增大6-7倍; ↑7％以上→呼吸减弱=CO2麻醉。 ＰCO2↓→呼吸减慢（过度通气后可发生呼吸暂）。 机制： ＰCO2↑ CO2透过血脑屏障进入脑脊液: CO2＋H2O→H2CO3→H+＋HCO3中枢化学感受器+ 外周化学感受器+
起的肺通气反应的程度基本接近
三
呼吸运动的调节
动脉的
( 一) 运动时通气机能的变化 运动时随着强度的增大，机 体为适应代谢的需求，需要消 耗更多的O2和排出更多的CO2 ， 为此，通气机能将发生相应的 变化。
具体表现：潮气量 安静时的500ml 2000ml以上，呼吸频 率随运动强度而增加，由12-18次/分 40-60次/分 肺通气 量增加。运动时肺通气变化规律：较低强度运动时,以潮气量↗ 为主，而以大强度运动时,以呼吸频率↗为主；且在一定范围内， 肺通气与运动强度呈正相关，超过范围后，肺通气↗大于运动 强度的↗ 。
4.PCO2、H+和PO2三个因素在调节 呼吸中的相互作用 PCO2升高时，[H+]也随之升高， 两者的作用总和起来，使肺通气 较单独PCO2升高时为大； [H+]增加时，因肺通气增大排 出更多CO2,PCO2下降，抵消了一 部分H+的刺激作用。 另外CO2含量的下降，也使[H+] 有所降低。这两者均使肺通气的 增加较单独[H+]升高时为小； PO2下降时，也因肺通气量增加， 呼出较多的CO2，使PCO2和[H+]下 降，而减弱了低氧的刺激作用。 当只改变一个因素时，三者引
换气方向： 分压高→分压低
换气结果： 肺静脉血→动脉血 组织动脉→静脉血
肺换气
肺换气过程
组织换气
组织换气过程
三 影响换气的因素 (一) 气体扩散的速率 单位时间内气体扩散的容积。
O2、CO2扩散速率（D）的比较 分子量 O2 CO2 32 44 血浆溶解度 21.4 515.0 肺泡气 13.9 5.3 动脉血 13.3 5.3 静脉血 5.3 6.1 D 1 2
第六章
呼吸
目的要求：掌握肺通气、肺换气的原理 掌握运动时呼吸功能的变化规律 第一节 第二节 第三节 肺通气 气体交换
呼吸运动的调节
第一节、肺通气
呼吸：人体与外界环境之间进行的气体交换过程。 一 肺通气原理
肺通气:肺与外界之间进行气体交换的过程。
胸廓的节律性扩大和缩小。构成肺的通气动力。
二、 呼吸过程 （一）呼吸过程中肺内压的变化 肺内压：肺泡内的压力。
(四) 每分通气量和每分最大通气量 1 每分通气量：单位时间内吸入(或呼出)的气量 =呼吸深度(潮气量)×呼吸频率 安静时：6-8L 剧烈运动时：80-15OL或更多(180200L) 2 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，称最大通气量。 一般只做15秒钟通气量的测定，并将所测得的值乘 以4，即为每分最大通气量。是衡量通气功能的重要指 标，可用来评价受试者的通气储备能力。 还可用通气贮量的百分比来表示：
不同强度运动肘，潮气量和呼吸频率的变化
(二) 运动过程中肺通气量的时相性变化：
运动开始后，通气量立即快速上升，随后在前一时相升高的 基础上，出现持续的缓慢的上升；运动结束时，肺通气量同样 是先出现快速下降，随后缓慢地恢复到安静时的水平。
快时相：通气量迅速升、 降的时相 慢时相：缓慢升、降的时相 中等强度运动：主要是靠呼 吸深度的增加
第三节 呼吸运动的调节
一
呼吸中枢及其呼吸的反射性调节
( 一 ) 呼吸中枢 : 中枢神经系统中 , 产生和调节呼吸运 动的神经元群体. (二)呼吸中枢的分布 延髓 是产生呼吸节律的最基本中枢 脑桥 调节延髓中的节律,防止过度吸气.
（三） 呼吸肌的本体感受性反射 呼吸肌本体感受器传入冲动所引起的反射性呼吸变化。 二 化学因素对呼吸的调节
（五）肺泡通气量 肺泡通气量： 指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。 =(呼吸深度-生理无效腔)×呼吸频率 在一定范围内，深慢呼吸比浅快呼吸有利？？
(六) 肺总容量 肺所能容纳的最大气量为肺总容量，肺总容量 是肺活量和余气量之和。
五 肺通气功能对运动的反应与适应 （一）肺通气功能对运动的反应 运动时肺 功呼吸频率↗ 12~18次/分↗ 50次/分 通气↗ 呼吸深度500mL↗ 2000mL 运动时肺通气变化规律： 较低强度运动时。以潮气量↗为主； 而以大强度运动时，以呼吸频率↗为主； 且在一定范围内，肺通气 与运动强度呈正相关，超 过范围后，肺通气↗大于 运动强度的↗。
(二)深吸气和功能余气量 1 深吸气量：补吸气量 + 潮气量。是衡量最大通气潜 力的一个重要指标 。 2. 功能余气量 : 平静呼气之后，存留于肺中的气量。 正常成年男性约为250Oml，女性约为2000ml。 (三)肺活量和时间肺活量 1 肺活量 ① 肺活量：最大深吸气后，再做最大呼气时所呼出 的气量，称为肺活量。 ② 正常值：男性约为3500ml，女性约为2500ml，运 动锻炼既能使人的肺活量水平提高，也能延缓肺活 量的衰减，高水平的运动员肺活量可达7000ml之多
（二）呼吸过程中的胸内压变化 1、胸内压：胸膜腔内的压力。 胸膜腔 胸膜位于肺表面的部分为胸膜脏层，位于胸壁 内表面的部分为胸膜壁层。这两个部分延续相连，形 成密闭的间隙。
2、胸内负压的形成原因： 婴儿出生后，胸廓和肺发育的速度不均衡，肺发育 较慢，胸廓发育较快，胸廓容积大于肺。由于胸膜壁 层和脏层的紧贴不分，即使在呼气之末也是如此，因 而肺始终处于被动牵拉状态，肺本身是有弹性的组 织，肺泡又有表面张力，这两种因素使肺具有了回缩 力。 所以胸膜腔内的压力应是肺的回缩力与反方向作 用于胸膜腔的肺内压(或大气压)之和，即： 胸内压=肺内压(或大气压)-肺弹性回缩力 3、胸内压变化过程： 胸内压在呼吸过程中始终低于大气压，为负压。 平静呼气之末胸内压为-5 ~ -3mmHg， 平静吸气之末胸内压为-l0 ~ -5mmHg，
四、肺通气功能的评定 (一)肺总容量 1.潮气量: 每一呼吸周期中，吸入或呼出的气量 2.补吸气量:平静吸气之末，再做最大吸气时，增补吸 入的气量 3.补呼气量:平静呼气之末，再做最大呼气时，增补呼 出的气量。其大小反映了呼气的贮备能力。 4 余气量：尽最大力呼气之末，仍贮留于肺内的气量。 正常男性为1500ml，女性为1000ml。老年人大于青 壮年，男性高于女性。
（二）肺通气功能对运动的适应 1 每分通气量的适应 训练对安静时肺通气量的影响不大,亚极量运动时每分通 气量增加幅度减少,而最大通气量明显加。 2 肺通气效率提高 长期系统训练可使安静时呼吸深度加大，而呼吸频率减 慢；运动时，呼吸频率变化变慢，而呼吸频率与深度的匹 配更加合理，从而肺泡通气量增加，呼吸肌氧耗量下降。 3 氧通气当量下降 氧通气当量：每分钟肺通气量与每分钟吸氧量的比值 是评价呼吸效率的一项重要指标。 人体安静时，氧通气当量为20（5L/0.25L） 一般情况：氧通气当量小，氧的摄取率高，呼吸效率高。 在一定范围内运动时，氧通当量不变。
(一)化学感受器 化学感受器是指其能接受化学物质 刺激的感受器。 1.外周化学感受器 位于颈内外动脉分叉处的颈动脉体 和主动脉弓血管壁外的主动脉体。 适宜刺激： 对PO2↓、PCO2↑、[H+]↑高度敏感 (对PO2↓敏感，对O2含量↓不敏感)， 且三者对化学感受器的刺激有相互增 强的现象。