康复医学概论4 运动的生理学基础课件.pptx

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1、运动的生理学基础,Part1 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。运动时：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。,(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的血流量明显增加，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

2、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。,(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。,如果从事动力性运动，由于心输出量增加肌肉血管舒张，腹腔血管收缩，总的外周阻力不变，故主要表现为收缩压升高 如果从事静力性运动，由于心输出量增加幅度小，肌肉收缩压迫血管，腹腔血管收缩，总的外周阻力增大，故血压升高，以舒张压增高更明显。,二、运动训练对心血管系统的影响,(一)窦性心动徐缓正常安静时心率低于60次/分的

3、心率；优秀的耐力运动员可低至40-60次/分原因：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：一般认为，运动员的窦性心动徐缓是经过长期训练后心功能改善的良好反应，故可将窦性心动徐缓作为判断训练程度的参考指标。,(二)运动性心脏增大,运动员心脏：指由长时间训练引起的以心脏增大、心功能增加为主要表现的心脏适应现象。运动员心脏除增大、心泵血功能提高外，还伴有都行心动过缓、心脏内分泌功能改变等，最终可表现为心泵功能储备的增加运动性心脏增大是对长时间运动负荷的良好适应。,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

4、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。,(三)心血管机能改善-搏出量和心输出量增加,安静时 一般人: 50OOml/min=71ml/次*70次/min 运动员: 50OOml/min=lOO ml次*5O次/min最大运动时 一般人: 220OOml/min=113ml次*l95次/min 运动员: 350OOml/min=l79ml次*l95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。有训练者在进行定量工作时，心血管机能动员快、潜力大、恢复快。,Part2 运动对呼吸系统的影响,一、

5、运动时呼吸系统的调节,骨性胸廓发达，胸围增加呼吸肌发达且力量增大呼吸差增加肺活量和肺通气量增加肺泡弹性和通透性加大，微血管密度增加，生理性的死腔减少，利于气体交换呼吸深度增加而呼吸频率下降,二、长期运动时呼吸系统的适应,运动系统的肌属骨骼肌，每块肌都可看作一个器官。每块肌都有一定的形态、结构、位置和辅助装置，执行一定的功能，有丰富的血管和淋巴管分布，并接受神经的支配，所以每块肌都可视为一个器官,Part3 运动对骨骼肌的影响,一、骨骼肌概述,肌的构造肌腹位于肌的中间，色红，柔软，有收缩能力肌腱位于肌的两端，色白，较硬，无收缩能力,肌的辅助结构:筋膜、滑膜囊、腱鞘,深筋膜（固有筋膜）位于浅筋膜的

6、深面，包被在每块肌肉或肌群、腺体、大血管和神经等形成“筋膜鞘”。在四肢最发达外伸入肌群之间与骨相连，分隔肌群，称“肌间隔”；作 用：保护肌免受摩擦，有利肌或肌群进行活动。,浅筋膜（皮下筋膜）位于真皮之下，完整连续的覆盖全身，（内含有脂肪、浅动脉、皮下静脉、皮神经、淋巴管）；作 用：保护深部组织和保持体温。,2、滑膜囊垫于肌腱和骨之间，为封闭的结缔组织小囊，内含少量滑液（有的滑膜囊在关节附近和关节腔相通）；作 用：增加润滑，减少摩擦，促进运动的灵活性,3、腱鞘由内、外两层共同组成，内层（滑膜层）呈双层套管状包裹着肌腱，多见于手足摩擦较大的部位；作 用：约束肌腱，减少在运动时的摩擦。,骨骼肌超微结

7、构示意图,肌丝滑行理论：肌肉的缩短或伸长是由于肌小节中粗丝和细丝的相互滑行，而肌丝本身结构和长度不变。当肌肉缩短时，由Z线发出的细丝沿着粗丝向暗带中央滑动，结果相邻的的各Z线都相互靠近，肌小节长度变短，从而出现了整个肌肉缩短。,此理论的证据是：肌肉缩短后，A带不变，I带明显缩短，由于肌节两端的细丝在肌节中相接触，H消失。当肌肉拉长时，细肌丝沿粗丝向暗带外侧滑动，故明带和H带均加宽。,运动单位：一个-运动神经元和受其支配的肌纤维所组成的最基本的肌肉收缩单位 (简称MU)。张力不但与兴奋的运动单位数目有关，而且也与运动神经元传到肌纤维的冲动频率有关。参与活动的运动单位数目与兴奋频率的结合，称为运动

8、单位动员(简称MUI),也可称为运动单位募集。,二、长期运动对骨骼肌的影响,不同肌纤维的形态特征,不同肌纤维的生理学特征快肌纤维收缩速度快，慢肌纤维收缩速度慢。和慢肌纤维相比，快肌纤维在收缩时能产生较大的力量，但容易疲劳。,(一)肌纤维选择性肥大 耐力训练可引起慢肌纤维选择性肥大速度、爆发力训练可引起快肌纤维选择性肥大。,（二）酶活性改变耐力训练使慢肌纤维面积、琥珀酸脱氢酶活性和磷酸丙糖激酶显著提高速度、爆发力训练使LDH、磷酸化酶活性升高,（三）肌肉体积增大，收缩力量增大骨骼肌肌纤维增粗，横断面积增加大负荷、少重复的训练增加肌肉力量小负荷、多重复的训练增加肌肉耐力,Part4 运动对骨代谢的

9、影响,一、骨概述,骨的形态分类,长骨短骨扁骨不规则骨,骨外膜,骨内膜,骨膜,（内层的成骨细胞有造骨功能）,（破骨细胞有破骨功能）,骨密质,骨质,骨松质,红骨髓,黄骨髓,骨髓,骨的化学成分和物理特性,有机物无机物,成人约占1/3。有机物使骨具韧性。,成人约占2/3。无机物使骨具一定硬度。,骨的发生,膜内成骨软骨内成骨,长粗：成骨细胞和破骨细胞相互作用。长长：骺软骨不断增生和骨化。,骨的生长,运动通过改善骨的血液循环，加强骨的新陈代谢，使骨径增粗，基质增厚，骨质的排列规则、整齐，并随着骨形态结构的良好变化，骨的抗折、抗弯、抗压缩等方面的能力有较大提高。人体从事体育锻炼的项目不同，对人体各部分骨的影

10、响也不同。经常从事以下肢活动为主的项目，如跑、跳等，对下肢骨的影响较大；从事以上肢活动为主的项目，如举重、投掷等，对上肢骨的影响较大。,二、运动对骨的影响,运动能够增加骨密度的峰值，缓解骨量丢失，预防骨质疏松的发生。进行对骨骼有负载作用的抗重力或抗阻力性运动有利于骨的形成，提高骨密度。运动产生的肌肉张力和机械力作用于骨骼，导致骨组织的特异性变形，改变骨内的压电位，进而刺激成骨细胞生长，促进骨形成和重建，以维持骨量或增加骨密度，并使骨的弹性增加，抗弯曲，抗挤压和抗扭转的能力增强。,C.只有一定强度的运动才可以刺激骨小梁的生长，大负重的运动比小负重、长时间的运动更能使骨密度值增加。D.过量的运动会

11、加剧骨组织微缺损,使骨塑造、骨重建频率加快，自我更新修复已缺损组织的能力降低。E.当骨与软组织接壤的地方因长期承受压力，会造成软骨失去水分与弹性，导致骨骼出现退化性改变。,F.内分泌在维持骨骼正常代谢方面起着十分重要的作用可以促进骨的蛋白质合成，使骨基质总量增加，及有利于骨的钙化；尤其是睾酮和雌二醇，可促进骨骼的生长、发育，使骨皮质增厚和骨密质增高。运动能够通过调节内分泌功能来促进骨形成，并可增加睾酮和雌激素的分泌,促进骨代谢。,G.体育锻炼的效果并不是永久的，当体育锻炼停止后，对骨的影响作用也会逐渐消失，因此，体育锻炼应经常化。体育锻炼的项目要多样化，以免造成骨的畸形发展。,运动既可增加大关

12、节的固定性，提高关节承受载荷的能力，又可提高关节的灵活性，适应大幅度运动的需要，这对减少和防止关节的损伤、增强体质、提高运动成绩具有十分重要的意义。,Part5 运动对关节的影响,增大关节的稳固性在系统的体育锻炼中，由于机械的作用，关节面的骨密质增厚，使其承受载荷的力学性增强；关节软骨增厚，提高了关节的缓冲能力；关节囊和关节韧带等胶原组织增生，抗拉伸的能力增强；关节周围的肌肉力量增大，使关节稳固性增大。,提高关节的灵活性坚持采用各种科学、有效的拉伸练习方法，可使关节囊、韧带及关节周围的肌肉等软组织在力的作用下被伸展，增大关节的灵活性，提高关节运动幅度，这对减慢软组织的退行性变化、延缓衰老，以及

13、提高动作质量，防止运动损伤是必不可少的。,促进关节损伤后的修复关节附近的骨折、关节置换术后，应采用适当的运动疗法，以刺激软骨细胞、增加胶原和氨基已糖的合成，防止滑膜粘连和血管翳的形成，从而增加ROM，恢复关节功能。,运动可以降低成年人关节软骨的量，还能使非钙化区软骨变薄，但运动可以增加儿童关节软骨的量 。中等强度的运动对机体是很有益的，可以增加软骨细胞的数量及刺激蛋白多糖的合成，而长期 、 高强度的运动则会带来负面的影响 。,Part6 运动对中枢神经系统的影响,多种形式的运动能影响大脑皮质内锥体细胞树突棘的数量增多运动可以向中枢神经系统提供感觉、运动和反射性传入，从而保持CNS的紧张度和兴奋

14、性多次重复的训练提高神经活动的兴奋性、灵活性和反应性。运动促进脑血液循环，改善脑组织的氧气和营养物质供应。,制动与卧床对机体的影响,52,制动 (immobilization)：是指人体局部或全身保持固定或限制活动，是临床医学常用的保护性治疗措施。制动的三种形式1.局部固定（如骨折或脱位后的石膏固定）2.卧床休息3.神经性瘫痪,53,制动的积极作用1.有助于减轻局部损伤的疼痛和肿胀，保证损伤组织的自然修复过程。2.减少在病情不稳定的情况下发生进一步损伤的危险。2.降低组织和器官的能量消耗，以保护受损的组织和器官的功能。,54,制动的负面作用1.废用综合征。2.增加并发症的出现。3.增加新的功能

15、障碍。正确认识制动对机体的影响，处理好制动与运动之间的关系，是康复医学工作中的重要内容之一。,55,一、制动对骨骼肌的影响（一）肌代谢障碍1.在制动的最初几个小时内，肌蛋白的合成速度便开始下降。2.制动30天，肌细胞胰岛素受体对胰岛素的敏感性下降。3.制动45天，肌线粒体密度减小、氧化酶活性降低、总毛细血管密度降低、毛细血管长度缩短，导致肌局部的血流量减少。,56,（二）肌萎缩1.制动可造成废用性肌萎缩，以神经性瘫痪引起的肌萎缩最为明显。肌萎缩速度为非线性的，即制动早期肌萎缩最快，呈指数下降趋势。2.快肌纤维横截面积减少超过慢肌纤维。3.伸肌萎缩的程度要重于屈肌。,57,（三）肌力下降 1.由

16、于肌萎缩、支配肌运动的神经兴奋性下降、运动单元募集减少等因素，导致肌力下降。2.肌力下降的速度要比肌萎缩的速度快。3.肌力下降和神经功能障碍又是造成步态不稳和运动协调性下降的主要原因。,58,（四）肌性挛缩制动会导致肌膜的胶原纤维发生改变，使肌膜硬化、弹性下降。由于肌膜的限制作用，将会使整块肌丧失其伸展性，造成肌性挛缩。,59,二、制动对骨关节的影响,（一）骨代谢异常1.骨钙负平衡制动12天尿钙即开始增高，510天内显著增高，7周时达到高峰。由于大量的钙随尿液排出，使血钙降低，低血钙又促进了骨组织中的钙转移至血中，从而产生了高钙血症，最终导致骨钙负平衡。,60,2.骨密度降低（1）制动使相对或

17、绝对骨质吸收超过骨质形成，特别是骨小梁和骨皮质的吸收增加，使骨密度减低，表现为骨质疏松。 （2）骨密度降低主要发生于身体承重的下肢骨和维持躯干姿势相关的骨，以承重最大的跟骨骨密度减低最明显。（3）神经性瘫痪引起的骨密度减低最为显著。,61,（二）关节挛缩 1.制动可导致关节周围的软组织、韧带和关节囊的病变，使关节活动范围严重受限，产生关节挛缩。2.下肢骨关节挛缩的典型改变是髋关节和膝关节的屈曲畸形，踝关节跖屈畸形。3.上肢骨关节挛缩的典型改变是指间关节、肘关节和腕关节屈曲畸形，肩关节内旋畸形。,62,（三）关节退行性变 1.主要与骨承重应力改变而引起的关节囊挛缩、关节软骨面受压、关节软骨含水量

18、下降、透明质酸盐和硫酸软骨素减少等一系列改变有关。2.由于关节周围韧带的刚度降低，强度下降，能量吸收减少，韧带附着点处变得脆弱，易于发生韧带断裂。,63,（四）异位骨化1.异位骨化是指在软组织中出现成骨细胞，并形成骨组织，包括关节周围的异位骨质增生和肌中的骨化性肌炎。2.脊髓损伤后异位骨化的发生率为16%58%，一般发生于伤后14个月。主要累及髋关节，其次为膝关节、肩关节、肘关节及脊柱。,64,三、制动对心血管系统的影响,（一）血容量减少1.制动12 小时血容量迅速减少，这是短时间卧床所造成的最明显的心血管改变。2.制动24小时血容量减少5%，6天减少10%，14天减少15%，20天减少20%

19、。3.血容量的减少对心肌梗死患者非常不利，可造成非心源性的循环功能以及相应的运动功能减退。,65,（二）心率增加 1.制动34周后，心率约增加415次/分。卧床后进行直立位活动时，心率增加更显著，且心率的增加与卧床时间长短呈正相关。2.心率增加与血容量减少、每搏量下降、自主神经功能失调等因素有关。3.若基础心率加快，心脏舒张期缩短，将使冠脉血流灌注减少，引发心肌缺血。,66,（三）每搏量下降神经病变导致肌瘫痪时，由于肌泵作用降低，致使下肢静脉回流减少、静脉顺应性增加，加之循环血容量减少，导致心室充盈量下降，每搏量减少，在直立位时每搏量减少更为显著。,67,（四）有氧运动能力降低1.制动30天，

20、VO2 max以每天0.9%的速度下降，这一速率与老年生理性衰退的年下降率相似。2.制动对VO2max的短期影响主要与心输出量减少和血容量减少有关，长期影响则主要与肌萎缩、肌功能容量减退、肌力和耐力下降等因素有关。,68,（五）血流速度减慢1.制动后每搏量下降、心输出量下降、交感神经兴奋性降低、血管外周阻力增加及血液本身理化特性的改变，从而引起血流动力学上的一系列变化。2.以腹主动脉、股动脉及大脑中动脉血流速度减少最为明显。,69,（六）血栓形成1.制动后血容量减少，而血液中有形成分并不减少，故红细胞压积增高，血液粘滞度明显增加；血小板凝聚力和纤维蛋白原水平也有所增高；加之动、静脉血流速度减慢

21、，以上因素均为血栓的形成提供了良好的环境。 2.最常见的是深部静脉血栓、血栓性脉管炎和肺栓塞。3.冠状动脉粥样硬化部位血栓形成的机率也会增加，容易诱发心绞痛和心肌梗死。,70,（七）体位性低血压体位性低血压是指由卧位转换为直立位时出现血压显著下降，表现为头晕、恶心、出汗、心动过速、甚至晕厥，老年人更为严重。卧床休息数天即可产生体位性低血压。,71,四、 制动对呼吸系统的影响,（一）肺通气/血流比例失调 由于肺循环是低压系统，长期卧位时，上肺部的血流量增加，但通气没有增加，所以上肺部的通气/血流比值减小，产生动-静脉短路；而下肺部的血流量减少，但通气却没有减少，所以下肺部的通气/血流比值增加，使

22、肺泡无效腔增加，从而影响正常的气体交换。,72,（二）肺通气效率降低 卧位时，膈肌上移，胸廓容积减小，膈肌的运动部分受阻，胸廓弹性阻力加大，导致胸廓扩张受限，肺呼吸幅度减小。此外，长期卧床，可出现全身肌力的减退，呼吸肌肌力也随之下降。诸多因素导致肺的顺应性下降，肺活量减少，使肺通气效率降低，气体交换受阻。,73,（三）坠积性肺炎发生率增加 长期卧床可导致支气管平滑肌收缩无力，气管纤毛的摆动功能下降，不利于粘附于支气管壁的分泌物的排出。加之患者咳嗽、咳痰无力，不能有效地清除呼吸道内的分泌物，使坠积性肺炎、支气管感染、支气管阻塞的发生率大大增加。,74,五、制动对泌尿系统的影响,（一）尿路结石由于

23、制动时抗利尿激素分泌减少，尿量增加，故随尿液排出的钙、磷、钾、钠等电解质也随之增加，从而产生了高钙尿症、高磷尿症。 高钙尿症和高磷尿症又促进了尿路结石的形成。,75,（二）尿潴留卧位时由于膈肌活动受限、腹肌收缩无力、盆底肌松弛及神经损伤患者神经支配异常等因素，使膀胱括约肌与逼尿肌活动不协调，不利于膀胱排空，从而导致尿潴留的发生。,76,（三）尿路感染尿路结石的形成、导尿次数的增多，加之饮水不足、尿液浓缩，增加了尿路感染的发生机率。,77,（四）肾功能衰竭尿路结石的形成可降低抗生素的疗效，使尿路感染易反复发作，严重者形成脓毒尿症。长期尿路感染和结石均可导致肾功能衰竭，成为病人死亡的主要原因。,7

24、8,六、制动对内分泌的影响,长期卧床往往伴有代谢和内分泌的障碍，其出现较肌肉骨骼和心血管系统并发症为晚，但恢复也较迟。 肾上腺皮质激素分泌增高 雄激素分泌减少 肾上腺素、去甲肾上腺素分泌增加 甲状腺素和甲状旁腺素分泌增高心钠素早期升高，后期下降 胰岛素和前胰岛素肽分泌增高,长期卧床制动以后，产生感觉剥夺和心理社会剥夺。感觉异常情感障碍智力障碍,感觉异常痛阈下降,焦虑、抑郁感情淡漠、退缩触觉、运动觉、幻视与幻听,认知能力下降，判断力、记忆力、协调力、精神运动能力、警觉性,七、制动对CNS的影响,八、制动对消化的影响,长期卧床对于消化道的影响最普通的是消化腺分泌减少而食欲下降，特别是不愿摄人蛋白质丰富的食物。,括约肌痉挛,便秘,血浆容积减少,脱水,低蛋白血症,