运动生理学-呼吸课件.ppt

1、第二章 呼吸 学习目标：学习目标：1.1.明确呼吸全过程的主要环节。明确呼吸全过程的主要环节。2.2.掌握肺评定肺功能有关指标概念：掌握肺评定肺功能有关指标概念：肺活量、时间肺活量、肺泡通气量。肺活量、时间肺活量、肺泡通气量。3.3.掌握肺通气动力，了解肺通气阻力掌握肺通气动力，了解肺通气阻力及调节。及调节。4.4.理解气体交换的原理，掌握气体交理解气体交换的原理，掌握气体交换的过程及影响气体交换的因素。换的过程及影响气体交换的因素。5 5、掌握气体在血液中的运输过程。、掌握气体在血液中的运输过程。6 6、熟知呼吸对运动反应和对训练的、熟知呼吸对运动反应和对训练的反应。反应。1第二章 呼吸 呼

2、吸呼吸：人体在进行新陈代谢过程中，不断地从外界环境中摄：人体在进行新陈代谢过程中，不断地从外界环境中摄取取O2O2并排出并排出 CO2 CO2，机体与外界环境之间进行的气体交换过程。，机体与外界环境之间进行的气体交换过程。呼吸全过程：外呼吸血液运输内呼吸呼吸全过程：外呼吸血液运输内呼吸外呼吸：外界环境与血液在肺部实现的气体交换，包括肺通气外呼吸：外界环境与血液在肺部实现的气体交换，包括肺通气和肺换气。和肺换气。内呼吸：组织毛细血管中的血液与组织细胞之间的气体交换内呼吸：组织毛细血管中的血液与组织细胞之间的气体交换气体在血液中的运载：是指肺换气后，血液载氧通过血液循环，气体在血液中的运载：是指肺

3、换气后，血液载氧通过血液循环，将氧运送到组织细胞，同时把组织代谢产生的运送到肺部的过将氧运送到组织细胞，同时把组织代谢产生的运送到肺部的过程程2第二章 呼吸空空气气呼呼吸吸道道肺肺泡泡肺肺毛毛细细血血管管肺肺静静脉脉左左心心动动脉脉肺肺动动脉脉毛毛细细血血管管右右心心静静脉脉组组织织细细胞胞O O2 2COCO2 2O O2 2COCO2 2外呼吸外呼吸血液运输血液运输内呼吸内呼吸 呼吸呼吸：人体在进行新陈代谢过程中，不断地从外界环境中摄取：人体在进行新陈代谢过程中，不断地从外界环境中摄取 O O2 2并排出并排出 COCO2 2，机体与外界环境之间进行的气体交换过程。，机体与外界环境之间进行

4、的气体交换过程。呼吸全过程呼吸全过程：外呼吸血液运输内呼吸：外呼吸血液运输内呼吸3第一节第一节 肺通气肺通气 和肺换气和肺换气空空气气呼呼吸吸道道肺肺泡泡外呼吸外呼吸O O2 2COCO2 2一、肺通气肺通气（一）肺通气的动力与阻力（一）肺通气的动力与阻力1 1、肺通气的动力、肺通气的动力：呼吸肌的收缩与舒张引起胸廓节律性地扩大：呼吸肌的收缩与舒张引起胸廓节律性地扩大 与缩小是实现肺通气的动力与缩小是实现肺通气的动力 肺内压及肺泡内压力：呼吸肌的舒缩引起肺内压变化，生肺内压及肺泡内压力：呼吸肌的舒缩引起肺内压变化，生 呼吸；平静呼吸时吸气是主动的呼气是被动的，用力呼吸呼吸；平静呼吸时吸气是主动

5、的呼气是被动的，用力呼吸 时吸气和呼气都是被动的。时吸气和呼气都是被动的。胸膜前内压：大气压胸膜前内压：大气压-肺的回缩力肺的回缩力 胸内负压的生理意义：维持肺的扩张有利于肺泡气体交换；胸内负压的生理意义：维持肺的扩张有利于肺泡气体交换；利于心房的充盈和静脉与淋巴液的回流。利于心房的充盈和静脉与淋巴液的回流。在运动中应避免过多的憋气动作。在运动中应避免过多的憋气动作。4空空气气呼呼吸吸道道肺肺泡泡O O2 2COCO2 2外呼吸外呼吸第一节第一节 肺通气肺通气 肺换气肺换气2 2、肺通气的阻力、肺通气的阻力 肺通气的阻力非为弹性阻力和肺通气的阻力非为弹性阻力和 非弹性阻力非弹性阻力(以弹性阻力

6、为主以弹性阻力为主)。弹性阻力弹性阻力-来自胸廓和肺，其大小可用来自胸廓和肺，其大小可用“顺应性顺应性”（容积变化压力变化比值）（容积变化压力变化比值）”来衡量。儿童胸肺来衡量。儿童胸肺 “顺应性顺应性”小，易疲劳。小，易疲劳。非弹性阻力非弹性阻力-气道的摩擦力和组织的粘滞性阻力气道的摩擦力和组织的粘滞性阻力5(二二)肺容积和肺容量肺容积和肺容量1、肺容积：有四种基本容积，他们互不重肺容积：有四种基本容积，他们互不重叠，全部相加等于叠，全部相加等于 潮气量；潮气量；补吸气量；补吸气量；补呼气量；补呼气量；余气量余气量2 2、肺容量：肺容量中的两项或两项以上的联合气量、肺容量：肺容量中的两项或两

7、项以上的联合气量深吸气量深吸气量功能余气量：维持气体交换的稳定性和连续性功能余气量：维持气体交换的稳定性和连续性肺活量：肺通气功能（我国正常成人男肺活量：肺通气功能（我国正常成人男3600ml,3600ml,女女700ml700ml）时间肺活量（健康成人时间肺活量（健康成人83%83%，96%96%，99%99%）反应：肺活量的大）反应：肺活量的大小、肺的弹性变化、气道是否通畅。小、肺的弹性变化、气道是否通畅。肺总容量：我国正常成人平均男肺总容量：我国正常成人平均男5300ml,5300ml,女女4000ml4000ml6(二二)肺容积和肺容量肺容积和肺容量71 1、每分通气量、每分通气量(m

8、l)=(ml)=潮气量（潮气量（mlml）*呼吸频率（次呼吸频率（次.min.min）安静是成人为安静是成人为6-8L,6-8L,剧烈运动时可增至剧烈运动时可增至80-150L80-150L2 2、最大通气量、最大通气量3 3、肺泡通气量：肺泡通气量：每分钟吸入肺泡能实际与血液进行气每分钟吸入肺泡能实际与血液进行气 体交换的气量；体交换的气量；肺泡通气量肺泡通气量=（潮气量（潮气量-解剖无效腔）解剖无效腔）*呼吸频率呼吸频率4 4、由于无效腔的存在，在一定范围内深而慢的呼吸比、由于无效腔的存在，在一定范围内深而慢的呼吸比 浅而快的呼吸好。浅而快的呼吸好。5 5、安静时用于呼吸肌实现安静时用于呼

9、吸肌实现肺通气的耗氧量仅占肺通气的耗氧量仅占2.4%高强高强 度运动时则可达度运动时则可达120ml.min,因此呼吸节律要规则。因此呼吸节律要规则。（三）肺通气三）肺通气8 二、肺换气二、肺换气（一）气体交换的原理（一）气体交换的原理:空气空气呼吸道呼吸道O O2 2COCO2 2外外 呼呼 吸吸1 1、气体交换的动力：、气体交换的动力：肺泡和肺泡毛细血管血液肺泡和肺泡毛细血管血液之间个之间个气体的分压差。气体的分压差。2 2、氧扩散容量：（肺泡两侧、氧扩散容量：（肺泡两侧的的PoPo2 2=1mmHg=1mmHg时时,每分钟可扩散每分钟可扩散的氧量）的氧量）-是评定肺换气功能的是评定肺换气

10、功能的重要生理指标，与体表面积成重要生理指标，与体表面积成正比，与年龄、性别、体位及正比，与年龄、性别、体位及训练有关。训练有关。肺毛细血管肺毛细血管肺泡肺泡肺肺换换气气9肺肺换换气气组组织织换换气气（二）（二）气气体体交交换换过过程程 1、肺换气 2、组织换气101.1.肺换气肺换气11（三）影响气体交换的因素（三）影响气体交换的因素1、气体扩散的速度2、呼吸膜：通透性、面积（储备面积很大）3、通气/血流比值(4200ml/5000ml=0.84)（每分钟肺泡通气量4200ml/每分心输出量5000ml）通气/血流比值时，肺泡通气量与肺的血流 量匹配 最合适，流经飞不到静脉血能完全动脉化4、

11、局部组织器官血流量5、温度：气体扩散的速度与温度成正比。12第二节第二节 气体的运输气体的运输气体在血液中的运输形式为：物理溶解和化学结合气体在血液中的运输形式为：物理溶解和化学结合一、氧气的运输一、氧气的运输:物理溶解物理溶解(1.5%)和化学结合和化学结合(98.5%)(一一)氧与血红蛋白（氧与血红蛋白（Hb）的结合及运输）的结合及运输 Po2高的肺部高的肺部 Hb+O2 HbO2 Po2低的组织低的组织13肺部毛细血管肌肉毛细血管肺部毛细血管肌肉O2HbHbO2（一）（一）氧与血红蛋白氧与血红蛋白的结合及在血液中的结合及在血液中 的运输的运输 .物理溶解（物理溶解（1.5%1.5%）.化

12、学结合（化学结合（98%98%）一、氧的运输一、氧的运输14（二）（二）氧解离曲线氧解离曲线:氧解离曲线近似氧解离曲线近似“S”“S”型，这一特征具有型，这一特征具有重要的生理意义：重要的生理意义：上段：曲线平坦上段：曲线平坦 保证机体不缺保证机体不缺O O2 2；中下段：曲线较陡中下段：曲线较陡 有利于组织供有利于组织供O O2 2表示表示Po2与与Hb结合结合O2或或HbO2解离的关系曲线解离的关系曲线15（三）影响氧离曲线的因素：（三）影响氧离曲线的因素：a.a.PCOPCO2 2和和PHPH对氧解离曲线的影响：对氧解离曲线的影响：当血液流经组织时，当血液流经组织时，高高PCOPCO2

13、2和低和低PHPH促使促使HbOHbO2 2解离，有利于向组织供氧解离，有利于向组织供氧;而当而当血液流经肺时，低血液流经肺时，低PCOPCO2 2和高和高PHPH，促使，促使HbHb与与O O2 2结合，有利结合，有利于血液的载氧。因此，波尔效应既有利于肺毛细血管于血液的载氧。因此，波尔效应既有利于肺毛细血管血液的氧合，又有利于组织毛细血管血液向组织供血液的氧合，又有利于组织毛细血管血液向组织供O O2 2，具有重要生理意义。具有重要生理意义。b.b.温度对氧解离曲线的影响：温度对氧解离曲线的影响：温度升高，氧离曲线右移，温度升高，氧离曲线右移，HbHb与与O O2 2的亲和力减小的亲和力减

14、小;反之，曲线左移。当温度升高，反之，曲线左移。当温度升高，组织代谢加强，对氧的需求增加，这时组织代谢加强，对氧的需求增加，这时HbHb与与O O2 2的亲和力的亲和力减小，促使减小，促使O O2 2释放，供组织利用。释放，供组织利用。当人体运动时，肌肉产热量明显增加，导致血温升当人体运动时，肌肉产热量明显增加，导致血温升高，促使高，促使O O2 2释放，满足肌肉运动的需要。释放，满足肌肉运动的需要。16c.2,3-c.2,3-二磷酸甘油酸、和二磷酸甘油酸、和COCO的影响的影响:红细胞中含有多种有机磷化物，特别是红细胞中含有多种有机磷化物，特别是2,32,3二二磷酸甘油酸（磷酸甘油酸（2,3

15、2,3DPGDPG），），2,32,3DPGDPG能降低能降低HbHb与与O O2 2的亲和力，使氧离曲线右移。的亲和力，使氧离曲线右移。2,3-DPG 2,3-DPG是红细胞无氧酵解的产物，人在缺氧、是红细胞无氧酵解的产物，人在缺氧、登山和长时间运动时，红细胞中登山和长时间运动时，红细胞中2,32,3DPGDPG均会增加，均会增加，使氧离曲线右移，释放更多的使氧离曲线右移，释放更多的O O2 2。（三）影响氧离曲线的因素：（三）影响氧离曲线的因素：17（三）影响氧离曲线的因素：（三）影响氧离曲线的因素：H+H+、P PCO2CO2、T T 和和 2 2，3-DPG3-DPG 曲线右移曲线右移

16、血氧饱和度血氧饱和度 HbHb与与O O2 2亲合力亲合力 18 动脉血动脉血O2 2含量含量静脉血静脉血 O2 2含量含量氧利用率氧利用率=*100%动脉血动脉血O2 2含量含量 安静时氧利用率为25%，剧烈运动时由于局部血流增加3倍以上，氧利用率也提高3倍以上，氧利用率接近100%（四）氧利用率（四）氧利用率19二、二氧化碳的运输二、二氧化碳的运输物理溶解7%化学结合：（1）HCO3-（碳酸氢盐的形成与分解）70%（2）氨基甲酸血红蛋白的形成与分解23%20 红细胞内含有较高浓度的碳酸酐酶，它促使二氧化碳和水形成碳酸，这一反应比在血浆中的水合快13000倍，形成的碳酸又迅速解离成H+和HC

17、O3,HCO3扩散进入血浆,并与血浆中的Na+结合Na HCO3，少数形成K HCO3这种结合形式的二氧化碳在总的二氧化碳运输中占75。是二氧化碳最主要的运输形式。CO2H2OH2CO3 H+HCO3氯转移氯转移:由于二氧化碳不断进入红细胞，使得红细胞中的HCO3的浓度逐渐增多，使其在红细胞膜内外侧形成浓度差。因HCO3易于透过红细胞膜，故HCO3扩散进入血浆，同时血浆中的Cl则向红细胞内转移，以恢复膜两侧的电学平衡，这种现象称为氯转移碳酸氢盐形式的运输碳酸氢盐形式的运输:21碳酸氢盐碳酸氢盐氯离子转移氯离子转移示意图示意图22二氧化碳在血液中的运输示意图二氧化碳在血液中的运输示意图co223

18、氨基甲酸血红蛋白形式的运输 n进入红细胞的一部分二氧化碳能直接与血红蛋白的自由氨基结合，形成氨基甲酸血红蛋白，并能迅速解离 HbNH2O2 H+CO2 HbNHCOOHO2这种结合形式的二氧化碳在总的二氧化碳运输中占23。在组织在组织在肺部在肺部24三、呼吸与酸碱平衡nCO2在运输过程中行成的H2CO3和NaHCO3是血液中重要的缓冲对。只要NaHCO3/H2CO3 的比值为20/1,血液的PH值即可保持在正常范围之间。n呼吸在体内维持酸碱平衡中的作用是通过改变呼吸运动的强弱来调节肺通气量，从而调节血浆H2CO3的含量，使血浆中NaHCO3/H2CO3比值保持中场而实现的。25第三节第三节 呼

19、吸的调节呼吸的调节一、呼吸中枢（大脑呼吸中枢（大脑皮层、脑桥、皮层、脑桥、延髓延髓、脊髓）及呼吸的反脊髓）及呼吸的反射性调节射性调节1、呼吸肌本体感受性反射2、肺牵张反射3、防御性呼吸反射26二、化学因二、化学因素对呼吸的素对呼吸的调节调节n二、化学因素对呼吸的调节二、化学因素对呼吸的调节n1、PCO2的变化；n吸入含CO2的混合气，将使肺泡气PCO2升高，动脉血PCO2也随之升高，呼吸加深加快，肺通气量增加。n2、H+的变化；n动脉血H+增加，呼吸加深加快，肺通气增加；H+降低，呼吸受到抑制。n3、PO2的变化n吸入气PO2降低时，肺泡气、动脉血PO2都随之降低，呼吸加深、加快，肺通气增加

20、nP66调节示意图27（一）运动时肺通气功能的变化（一）运动时肺通气功能的变化 1 1、呼吸加深加快，肺通气量增加。潮气量可从安静时、呼吸加深加快，肺通气量增加。潮气量可从安静时的的500ml500ml上升到上升到2000ml2000ml以上，呼吸频率随运动强度而增以上，呼吸频率随运动强度而增加，可由每分钟加，可由每分钟12-1812-18次增加到每分钟次增加到每分钟40-6040-60次。次。结合潮气量与呼吸频率的变化，运动时的每分通结合潮气量与呼吸频率的变化，运动时的每分通气量可从安静时的每分钟气量可从安静时的每分钟6-8L6-8L增加到增加到80-150L80-150L，较安静，较安静时

21、可增大时可增大10-1210-12倍倍 。第四节第四节 呼吸对运动和训练的反应和适应呼吸对运动和训练的反应和适应28 29w快时相：快时相：通气量迅速升、降通气量迅速升、降的时相的时相 w慢时相：慢时相：缓慢升、降的时相缓慢升、降的时相 w中等强度运动：中等强度运动：主要是靠呼主要是靠呼吸深度的增加吸深度的增加 w剧烈运动：剧烈运动：主要是靠呼吸频主要是靠呼吸频率的增多率的增多 303132二、呼吸对训练的适应二、呼吸对训练的适应n（一）肺容积对训练的适应（一）肺容积对训练的适应 n（二）肺通气功能对训练的适应（二）肺通气功能对训练的适应33三、运动时三、运动时呼吸的调节呼吸的调节 n(一一)

22、神经调节神经调节 1.条件反射的影响条件反射的影响 2.大脑皮质运动中枢的影响大脑皮质运动中枢的影响 3.本体感受性反射的影响本体感受性反射的影响 n(二二)体液调节体液调节 1.CO2增加对呼吸的影响增加对呼吸的影响 2.缺氧对呼吸的影响缺氧对呼吸的影响 3.H+增加对呼吸的影响增加对呼吸的影响 34 35 36(三三)与技术动作相适应与技术动作相适应n1.呼吸形式与技术动作的配合呼吸形式与技术动作的配合 根据有利于技术动作的运用而又不妨碍正常根据有利于技术动作的运用而又不妨碍正常呼吸为原则，灵活转换。呼吸为原则，灵活转换。2.呼吸时相与技术动作的配合呼吸时相与技术动作的配合 以人体关节运动的解剖学特征与技术动作的以人体关节运动的解剖学特征与技术动作的结构特点为转移。结构特点为转移。3.呼吸节奏与技术动作的配合呼吸节奏与技术动作的配合周期性的运动采用富有节奏的、混合型的呼吸周期性的运动采用富有节奏的、混合型的呼吸将会使运动更加轻松和协调，更有利于创造出将会使运动更加轻松和协调，更有利于创造出好的运动成绩。好的运动成绩。3738 39 40