卢旻鹏康复医学运动学基础

1,第二章康复医学相关基础,重庆医科大学附属永川医院骨科卢旻鹏,2,人体运动学（Kinesiology） ：研究在外力作用下，身体位置、速 度、加速度间的相互关系。 身体的运动形式有平移和旋转,第一节运动学基础,3,人体运动学,人体运动学是力学、生理学、生物学和医学相互渗透的学科，是康复治疗学的基础。,4,掌握运动引起的心血管系统的主要反应、运动对肌肉、骨代谢的影响；掌握制动对机体心血管系统的主要影响；熟悉应力对骨生长的作用；了解运动、制动对其他系统的影响。,5,一、运动的生理效应,（一）运动对心血管系统的影响1.循环调节：等张运动（等张收缩）：在肌肉收缩时整个肌纤维长度发生改变，张力基本不变，可产生关节的运动。等张运动：心率回心血量外周阻力收缩压舒张压心肌摄氧量,6,等长运动（等长收缩）：肌肉收缩时整个肌纤维的长度基本不变，所做功变现为肌张力增高，不产生关节运动。等长运动：血压心肌摄氧量心率心排出量每搏输出量外周阻力,7,肾素-血管紧张素抑制肾脏水钠排出血容量运动时骨骼肌血管扩张血流灌注 骨骼肌收缩静脉受挤压回心血量 骨骼肌舒张静脉充盈回心血量呼吸运动加强胸腔负压 回心血量,8,2.心率调节心率增加是心排血量增加的主要原因。运动时心脏做功负荷、心率与氧摄入量呈线性增加关系低强度运动和恒定的做功负荷：心率在数分钟内达到稳定状态。高负荷状态：心率需较长时间达到更高平台。年龄 心脏退变最大心率,9,3.血压调节运动时心排出量增多和血管阻力因素可以引起血压升高。运动时骨骼肌血管床扩张，总外周血管阻力明显下降。一般情况下，运动时收缩压舒张压无氧、等长收缩及仅有小肌群参加的大强度运动时，收缩压舒张压运动时中枢神经抑制迷走神经、兴奋交感神经，促进儿茶酚胺分泌导致血压,10,4.心血管功能调节通过自主神经和血管内皮细胞衍生的舒缓因子双重调节冠脉血流。仅持续运动数秒，心血管系统就会出现复杂的适应性变化，其程度取决于运动的种类和强度 运动时机体通过复杂的的心血管调节反应，参加运动的肌肉血管扩张，阻力下降，不参加运动的组织血管收缩，阻力增加，既保证运动的肌肉有足够的血液供应和热量，同时保证重要脏器的血液供应。,11,心肌收缩力增强是心搏出量增加的重要代偿机制长期参加锻炼：心脏收缩能力 收缩末期左心室容积 每搏输出量 低心率状态下每分输出量不变 更多的心脏储备,12,（二）运动对呼吸系统的影响 肺的功能在于进行气体交换、调节血容量和分泌部分激素。运动疗法可增加呼吸容量，改善O2的吸入和CO2的排出。主动运动可改善肺组织的弹性和顺应性。稳定状态；非稳态期氧亏；氧债,13,在运动中，一般是随功率的加大每分摄氧量逐渐增加，但当功率加大到一定值时，每分摄氧量达到最大而不再增加，此值称为最大摄氧量（VO2max）。 VO2max的绝对值以每升每分为单位（L/min），相对值以毫升每分千克体重为单位（ml/kg .min）。相对值消除了体重的影响，在进行个体比较时更有实际意义。一般人的VO2max以20岁左右大到最大值，男性的绝对值为33.5L/min，女性为22.5L/min。,14,（三）运动对骨骼肌类型的影响型：慢缩纤维；a型：快速氧化发酵解型；b型：快酵解型在一定条件下不同肌纤维的类型可发生转变。耐力训练：a型b型力量训练：a型b型刺激型纤维的低频电型：型型,15,（四）运动对骨骼肌的影响1.力量训练大负荷和少重复次数训练肌肉力量和体积，增加肌肉横截面积（肌肉收缩蛋白含量增加），增加中枢神经系统对运动单位的作用。抗阻训练选择阻力通常是在阻力负荷上完成1-15次动作。原则：重复练习至不可再继续,16,2.耐力训练抗阻力负荷运动20次以上肌肉适应性改变肌肉能量供应的改变，肌纤维内的线粒体数量和密度3.爆发力训练（无氧训练）持续数秒至2分钟的高强度训练肌肉爆发力磷酸肌酸储存量，参与糖酵解酶活性,17,快速短跑的过程中提供能量的不是靠当时的呼吸作用提供的，而是靠另一种直接能源物质磷酸肌酸供能的。 在慢速长跑过程中，肌细胞是进行需氧呼吸（有氧呼吸）产生的ATP供能的。 如果快速长跑，则主要是需氧呼吸，少量是厌氧呼吸（无氧呼吸）产生的ATP供能的。,18,（五）运动对关节代谢的影响（六）运动对骨代谢的影响1，运动对骨密度的影响骨骼的密度与形态取决于施加在骨上的力，运动可增加力，对骨形成有明显影响 受力可刺激骨生长-骨盐沉积-骨量-粗大、肥厚、骨密度增加受力可抑制骨生长-骨盐沉积-骨量-骨质疏松中等强度承重训练能维持骨量和保持骨的弹性。合并骨性关节病患者应采用等长抗阻训练（疼痛最小化和骨骼受力最大化）。,19,2.运动对雌激素的影响 运动时绝经后妇女雌激素水平轻度骨钙含量（七）运动对肌腱的影响 运动训练对肌腱的结构和力学性能有长期的正面效应（八）运动对脂代谢的影响（九）运动对中枢神经系统的影响,20,二、制动与卧床对机体的影响,制动（immobilization）是常用的保护措施，但长期制动可导致严重并发症。形式：固定、卧床、瘫痪（一）制动对心血管系统的影响1.心率: 基础心率，最大摄氧量（VO2max） VO2max是衡量心血管功能的常用指标，既反应心排出量，又反应氧的分配和利用。,21,2.血容量: 血容量，血小板聚集，血流速度下肢血流阻力血液粘滞度静脉血栓 卧床1-2小时 血容量减少明显 卧床24小时 血容量降低5% 卧床14天 血容量降低20%,22,3.直立性低血压患者由卧位转为直立位时血压明显下降，出现头昏、恶心、出汗、心动过速，甚至晕厥。机制：重力作用导致血液重新分配 交感肾上腺系统反应不良4.心功能 心功能血容量下肢静脉顺应性肌肉萎缩肌肉泵作用 心室充盈,23,（二）制动对呼吸系统的影响1、肺的顺应性变小，肺活量明显下降；肺通气不良血流灌注过度造成动静脉短路通气/血流比值的失调；2、气管纤毛的功能下降分泌物的排出困难粘附于支气管壁诱发呼吸道感染,24,（三）制动对骨骼肌的影响,肌肉体积减小,非收缩成分增加,肌肉运动神经的兴奋性下降,肌肉单位面积的张力下降,肌（张）力下降,25,肌糖和ATP储存减少肌糖和ATP迅速消耗乳酸含量增加脂肪酸抗氧化能力下降肌肉的血流量及呼吸效率的下降,肌肉迅速疲劳,肌耐力下降,26,（四）制动对韧带的影响 固定可明显降低骨-韧带-复合体的结构特性和韧带的力学特性，同时显著减少附着区的结构特性。解除固定后，韧带本身的力学特性可以短时间内恢复，但附着区需较长时间才能恢复，在这一时期，复合体易发生撕脱损伤。,27,（五）制动对关节的影响 1、长期制动可产生严重的关节退变。关节周围韧带的刚度降低，强度下降，能量吸收减少，弹性模量下降，肌腱附着点处变的脆弱，韧带易于断裂。 2、制动可导致关节软骨的萎缩和退变,28,（六）制动对中枢神经系统的影响 感觉异常 痛阈下降 反应迟钝 情感障碍,29,（七）制动对消化系统的影响,减少胃液的分泌，胃排空的速率减慢，食欲下降造成蛋白和碳水化合物吸收减少，产生一定程度的低蛋白血症。胃肠蠕动减弱，造成便秘,30,（八）制动对泌尿系统的影响泌尿系统结石尿路感染,31,（九）制动对皮肤系统的影响,食欲不佳、营养不良、单一姿势,褥 疮,32,（十）制动对代谢和内分泌的影响1、负氮平衡：抗利尿激素多尿尿氮排除低蛋白血症2、内分泌变化：抗利尿激素肾上腺皮质激素雄激素糖耐量3、水、电解质改变：高钙血症,33,三、骨与关节的生物力学（一）人体的力学杠杆力点，支点，阻力点第一类杠杆即平衡杠杆第二类杠杆即省力杠杆第三类杠杆即速度杠杆人体中多数是一、三类杠杆 （二）骨骼生物力学,34,（三）应力对骨生长的作用应力的刺激对骨的强度和功