运动生理学-循环与运动-课件

第一节心脏的机能第六章循环与运动

第二节血管生理第三节心血管活动的调节第四节运动对心血管系统的影响1PPT课件一、心脏的一般结构第一节心脏的机能三、心脏的泵血功能四、心电图二、心肌的生理特性2PPT课件第一节心脏的机能

心脏是一个由心肌组织构成并具有瓣膜结构的空腔器官，是血液循环的动力装置，是实现泵血功能的肌肉器官。3PPT课件心脏的一般结构

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。4PPT课件二、心肌的生理特性

兴奋性传导性自动节律性收缩性5PPT课件(一)兴奋性

心肌细胞具有对刺激产生反应的能力，即具有兴奋性。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6PPT课件心肌细胞兴奋后不能立即产生第二次兴奋的特性，称为不应性。有效不应期内，接受第二个刺激，肌膜都不会进一步发生去极化。相对不应期内，给予高于正常阈刺激的强刺激，则可能引起幅度较小、传导较慢的动作电位。超常期内，产生动作电位的刺激阈值较正常低，兴奋水平高于正常水平。兴奋性变化的特点：

有效不应期特别长7PPT课件(二)传导性

心肌细胞有传导兴奋的能力心脏的特殊传导系统包括窦房结、结间束、房室结、房室束(房结区、结区、结束区)和浦肯野氏纤维。

8PPT课件传导的速度

SAN：窦房结AM:心房肌AVN:结区BH：房室束PF:浦肯野氏纤维TPF：末梢浦肯野氏纤维VM:心室肌传导速度单位:m/s心脏各部心肌细胞动作电位与传导速度9PPT课件心内特殊传导系统（正常兴奋传导途径）：窦房结心房肌结间束房间束左、右心房房室交界房室束左束支右束支浦肯野纤维网心室肌延搁0.10秒窦房结房室结房室束（HIS束）浦肯野纤维网（Purkinje纤维）结间束

使心房兴奋之后，心室才开始兴奋，保证了心房初级泵的功能，有利于心室的充盈。10PPT课件(三)自动节律性

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。11PPT课件(四)收缩性

1.对细胞外液的Ca++浓度有明显的依赖性

心肌细胞的肌质网终池很不发达，容积很小，贮存Ca++量比骨骼肌少。2．“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。

3.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布性兴奋和收缩。

12PPT课件4、期前收缩和代偿间歇期前收缩：心室收缩活动发生于下次窦房结兴奋所产生的正常收缩之前，称期前收缩，亦称为早搏。代偿间歇：一次期前收缩之后，往往有一段较长的心舒张期，称为代偿间歇。13PPT课件期前收缩和代偿间歇

14PPT课件三、心脏的泵血功能

(一)心动周期与心率心动周期：心房或心室每收缩和舒张一次。时程：T∝1/f＝60s/75＝0.8s特点：①舒张期时间＞收缩期时间

②全心舒张期0.4s→有利心肌休息和室充盈

③心率快慢主要影响舒张期：15PPT课件心率：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：了解循环系统机能的简单易行指标。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。

16PPT课件芬兰普能POLAR（SPORTTESTER）心率遥测仪包括电极带和腕表可每5秒，15秒或60秒记录一次，最长可记录33小时，分多个独立文件处理数据，并可设定练习和间歇时间及相应的心率超限报警。17PPT课件(二)心脏的泵血过程

18PPT课件等容收缩期心室收缩→室内压＞房内压→房室瓣关闭半月瓣未及开放→心室容积不变等容收缩期：0.06秒19PPT课件快速射血期心室继续收缩→室内压↑＞主动脉压→半月瓣打开→血液迅速射入主动脉→心室容积↓↓快速射血期：0.11秒20PPT课件减慢射血期快速射血→心室收缩力↓→室内压↓→射血速度减慢室内压＜主动脉压、血液动能大→血液流向主动脉→心室容积↓减慢射血期：0.14秒21PPT课件舒张前期心室开始舒张、射血停止→室内压↓↓＜主动脉压→半月瓣关闭舒张前期：0.03秒22PPT课件等容舒张期半月瓣关闭、室内压↓＞房内压→室内压↓↓＜房内压→房室瓣开放心室容积不变等容舒张期：0.06秒23PPT课件快速充盈期房室瓣开放、心室继续舒张→心室容积↑→室内压＜房内压→心房、大静脉血液“抽吸”入心室→快速充盈快速充盈期：0.11秒24PPT课件减慢充盈期心室血液充盈→心室和心房压力差↓→血液流入心室速度↓减慢充盈期：0.20秒25PPT课件(三)心音在每一个心动周期中，一般可以听到两个心音，分别称第一心音和第二心音。在某些健康儿童或青年人，有时可听到第三心音。26PPT课件第一心音：心室开始收缩的标志，主要由房室瓣关闭和心室肌收缩造成。第一心音的音调较低、持续时间较长。第二心音：心室开始舒张的标志，主要由主动脉和肺动脉半月瓣关闭造成。第二心音的音调较高，持续时间较短。27PPT课件正常和异常心音正常心音主动脉瓣闭锁不全Aorticinsufficiency二尖瓣狭窄mitralstenosis肺动脉瓣狭窄pulmonarystenosis28PPT课件(四)心脏泵功能评定

1．心输出量概念：每分钟左心室射入主动脉的血量

(1)每搏输出量与射血分数每搏输出量：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(毫升)，收缩末期容积约75ml，每搏输出量约70ml。29PPT课件射血分数：概念：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%。

30PPT课件(2)每分输出量与心指数

心输出量：左心室每分钟搏出的血量＝每搏输出量×心率＝5～6L/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。31PPT课件心指数：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1.6-1.7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3.0-3.5L/min.m2(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。32PPT课件(3)心输出量的测定经典的费克氏法是从气体代谢率来计算单位时间经过肺循环的血液量来测定心输出量的。33PPT课件(4)心输出量的影响因素

①心率和每搏输出量

心率加快和每搏输出量增多都会使心输出量增加。但心率超过140-150次/分时，因心室充盈不足，而心输出量下降。②心肌收缩力心肌收缩力强，每搏输出量就多，射血分数越高。心肌收缩力与心肌纤维收缩“初长度”，即充盈度有关，与神经体液调节有关。③静脉回流量是心输出量持续增加的前提。静脉回流与心输出量呈动态平衡，与肌肉收缩和胸内压相关。34PPT课件2.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。35PPT课件动用心率贮备，是心输出量的主要途径；动用搏出量贮备，主要取决于心室收缩末期的贮备量。36PPT课件三、心电图

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称心电图(ECG)（一）原理：心脏本身的生物电变化通过心脏周围的导电组织和体液，反映到身体表面上来，使身体各部位在每一心动周期中也都发生有规律的电变化活动。将测量电极放置在人体表面的一定部位记录出来的心脏电变化曲线，就是目前临床上常规记录的心电图。37PPT课件(二)正常典型心电图的波形及生理意义

P波P-Q(P-R)间期

QRS波群ST段

Q-T间期38PPT课件心电图的波形与意义P波：左右心房除极QRS波群：左右心室先后兴奋去极T波：心室复极QRP-R间期SQ-T间期S-T段P-R间期：心房除极开始到心室除极开始约0.12-0.20秒Q-T间期：心室开始兴奋去极到全部复极S-T段：心室去极完毕，各部无电位差0.04秒1mV39PPT课件第二节血管生理一、各类血管的功能特点

40PPT课件各类血管的功能特点：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血管。小动脉(阻力血管)：内径只有20-30μm，对血流阻力很大。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。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。41PPT课件二、血压

概念：指血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力(一)动脉血压的形成动脉血压是在有足够量的血液充满血管的前提下，由心室收缩射血、外周阻力和大动脉弹性的协同作用产生的。42PPT课件(二)动脉血压的正常值

收缩压：心室收缩时，动脉血压的最高值正常范围：l00-12OmmHg舒张压：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

30-4OmmHg43PPT课件人体正常动脉血压44PPT课件血压随性别、年龄及其他生理情况而变化。男性一般比女性略高。45PPT课件(三)动脉血压的影响因素1.每搏出量↑→心缩期射入动脉血量↑→管壁侧压力↑

2.心率↑→心舒期↓→心舒末期动脉血量↑→管壁侧压力↑

心舒末期动脉血量↑（不明显）→舒张压↑（不明显）收缩期血压↑(明显)↓↓血流速↑↓↓舒张压↑(明显)搏出量↓→收缩压↑（不明显）↓回心血量↓↓46PPT课件3.外周阻力↑→心舒期血流速↓→心舒期动脉血量↑

心缩期血流速↑

收缩压↑（不明显）4.大动脉弹性↓→缓冲收缩压能力↓维持舒张压↓

5.循环血量/血管容积的比例失调

如：大失血→循环血量→动脉血压↓（显著）

过敏休克→血管容积↑→回心血量↓→血压↓舒张压↑（明显）↓管壁侧压力↑↓→收缩压↑（明显）舒张压↓→脉压↑体循环平均充盈压变化→血压变化↓↓↓47PPT课件四、静脉血压和静脉回心血量

(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称为中心静脉压。

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。48PPT课件(二)静脉回心血量及其影响因素1.心缩力↑→射血分数↑→心室舒张期室内压↓静脉回流量↑←抽吸↑49PPT课件2.体位改变：

直立→下肢静脉回心量↓(约多容纳500ml)

卧位→下肢静脉回心量＞直立

卧位迅速转为立位→总静脉回心量↓

立位迅速转为卧位→总静脉回心量↑

久蹲突站→血滞留下肢→静脉回心量↓→心输量↓→血压↓→脑、视网膜供血不足→暂时的头晕、昏厥，视物不清。50PPT课件

3.骨骼肌的挤压作用

1）肌肉收缩对肌肉内和肌间的静脉发生挤压，血流加快。2）静脉内瓣膜使血流只能向心脏方向流动。静脉泵，或肌肉泵51PPT课件4.呼吸运动

右室心输出量↑↓静脉回心量↑↓心房与静脉压↓↓心房+大静脉扩张↓胸内负压↑↓胸廓↑

↓吸气52PPT课件影响静脉回流的因素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↑）53PPT课件第三节心血管活动的调节

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54PPT课件(一）心血管的神经支配一、神经调节

(1)心交感N及其作用(2)心迷走N及其作用起源脊髓胸段T1～T5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↓1.心脏的神经支配56PPT课件2.血管的神经支配（1）大多数血管只接受交感缩血管神经的单一支配。如四肢及头部末稍血管。（2）少数血管接受交感缩血管神经支配，也接受舒血管神经支配。57PPT课件(二)心血管中枢部

位特

点脊髓T、L、S段灰质侧角①活动受上级中枢控制②能完成原始不精确的心血管反应延髓缩血管中枢（头端腹外侧）①是最基本的心血管中枢②始终有紧张性③相互间有突触联系④呼吸可改变其紧张吸气时迷走紧张↓交感紧张↑心交感中枢（尾端腹外侧）心迷走中枢（迷走背核、疑核）延髓以上下丘脑大脑边缘系统大脑新皮层运动区小脑顶核.．．58PPT课件(三)心血管反射

1.颈动脉窦和主动脉弓压力感受性反射(简称减压反射)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。

59PPT课件反射效应2.颈动脉体和主动脉体化学感受性反射PO2↓[H+]↑PCO2↑等↓颈动脉体和主动脉体外周化学感受器（+）↓窦神经、弓神经延髓心血管中枢兴奋性改变呼吸中枢（+）心率↑、冠脉舒心输出量↑内脏肾脏的血流量

↓↓↓↓↓呼吸加深加快↓61PPT课件3.本体感受性反射骨骼肌的肌纤维、肌腱和关节囊中有本体感受器。肌肉收缩时，这些感受器受到刺激，反射性地引起心率加快，血压升高。目前认为，强烈的肌肉运动一开始心率立即加快是神经反射所引起的，而本体感受性反应可能是其中的一部分。62PPT课件二、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（儿茶酚胺）去甲肾上腺素63PPT课件肾上腺素：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。64PPT课件(二)肾素-血管紧张素动脉血压↑水重吸收↑动脉血压↓肾脏近球细胞分泌的一种蛋白水解酶，称为肾素。肾素进入血流中可将血管紧张素原转变成有活性的血管紧张素。可直接收缩血管，也可促进释放肾上腺素收缩心血管。65PPT课件(三)血管升压素在下丘脑视上核和室旁核一部分神经元内合成的。神经分泌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。66PPT课件第四节运动对心血管系统的影响

一、肌肉运动时血液循环功能的变化(一)肌肉运动时心输出量的变化运动开始：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。运动过程中：由于肌肉的节律性舒缩和呼吸运动加强，回心血量大大增加，这是增加心输出量的保证。另外，运动时交感缩血管中枢兴奋，使容量血管收缩，体循环平均充盈压升高，也有利于增加静脉回流。

67PPT课件(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。

68PPT课件(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。69PPT课件二、运动训练对心血管系统的影响

(一)窦性心动徐缓概念：运动训练使安静时心率减慢，可低至40-60次/分的现象。原因：控制心脏活动的迷走神经作用加强，而交感神经的作用减弱。变化：窦性心动徐缓是可逆的。应用：是经过长期训练后心功能改善的良好反应，故可作为判断训练程度的参考指标。70PPT课件(二)运动性心脏增大

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，是对长时间运动负荷的良好适应。71PPT课件(三)心血管机能改善

安静时

一般人:50OOml/min=71ml/次x70次/min

运动员:50OOml/min=lOOml次x5O次/min最大运动时

一般人:220OOml/min=113mml/次xl95次/min

运动员:350OOml/min=l79ml/次xl95次/min

运动训练不仅使心脏在形态和机能上产生良好适应，而且也可使调节机能得到改善。72PPT课件三、测定脉搏(心率)和血压在运动实践中的意义

(一)脉搏(心率)1.基础心率及安静心率基础心率：清晨起床前静卧时的心率。基础心率稳定并随训练水平及健康状况的提高而趋平稳下降。如身体状况不良或感染疾病等，基础脉