康复运动学基础-运动力学基础.ppt
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1、,第三章 康复医学基础理论,主讲人:黄朝露黔东南民族职业技术学院,第一节 运动力学基础,学习目标,掌握运动的生理生化效应熟悉牛顿运动定律的在人体运动中的应用;熟悉骨、关节、韧带和肌腱的生物力学特性及其在康复治疗中的应用。了解运动中力的合成与分解及其在人体运动中受力分析中的应用。,运动是生命的标志,不仅表现为物体的物理性位移,而且也表现为生物体内部结构的动态变化和功能的发挥。,运动是良医(Exercise is Medicine)作为一种学术理念和健康促进项目在2007年11月由美国运动医学和美国医学会正式提出。,一 人体运动学,运动学是理论力学的一个分支,是运用几何学的方法来研究物体运动的一门
2、学科。人体运动学是研究机体活动时各系统生理效应变化的科学,主要包括运动生理学(exercise physiology)和生物力学(biomechanics)。,人体运动学是力学,生理学,生物学和医学相互渗透的学科,运动学知识在康复医学中用于分析运动功能障碍的原因,指导康复治疗实践,是康复医学的重要基础理论之一,(一)运动的生理生化效应,运动是人类最常见的生理性刺激,对多个系统和器官的功能具有明显的调节作用,只要生命存在,运动就不会停止。运动时身体的各个系统都将产生适应性变化,继而引起功能的改变,心脏大比拼,1.运动对心血管系统的影响,心脏即是储血器官,也是动力器官。心血管系统是以心脏为中心通过
3、血管与全身各器官,组织相连,血液在其中循环流动,体循环:,左心室,主动脉,各级动脉,毛细血管,各级静脉,上下腔静脉,右心房,肺循环:,右心室,肺动脉,肺部毛细血管,肺静脉,左心房,血液循环,心脏的一次收缩和舒张,构成一个机械活动周期,称为心动周期。分为收缩期和舒张期。,运动时心血管活动的调节,神经调节,体液调节,局部血流调节,冠状血流的调节,交感神经VS副交感神经,交感神经VS副交感神经,交感神经兴奋的场景就像在战场上,战士们杀敌的场面:他们手拿冲锋枪,大喊一声:冲啊!然后向敌人阵地冲去,神经调节,心脏接受心血管中枢发出的心交感神经和心迷走神经的双重支配,心交感神经紧张:心跳加快,收缩加强,每
4、搏输出量增加,心排出量增加,血管收缩,外周阻力加强,副交感神经:心跳减慢,收缩变弱,每搏输出量减少,心排出量减少,返回,体液调节,运动时交感神经兴奋,肾上腺素和去甲肾上腺素进入血液,使心率加快,心肌收缩力增强,心排出量增加,血压升高。皮肤,肾脏,肠胃等内脏的血管收缩,骨骼肌和肝脏中血管及冠状动脉舒张,有助于血液的重新分配。,返回,局部血流调节,运动使组织代谢活动增强,局部组织中氧分压降低,代谢产物积聚增加,CO2,H+,腺苷,ATP,K+等能刺激局部的微动脉和毛细血管舒张,使局部的血流量增多,能向组织提供更多的氧,并带走代谢产物,返回,冠状血流的调节,在运动或精神紧张等情况下,心肌代谢活动增强
5、,耗氧量也随加。此时,机体主要通过舒张冠状动脉,即增加冠状动脉血流量来满足,返回,运动时心血管功能的变化,心率变化,每搏输出量和心排出量变化,血压的变化,运动时器官的血流变化,心率的变化,低强度运动:100次/min中等强度运动:150次/min极量运动:200次/min,正常心率:60-100次/min平均:75次/min,返回,每搏输出量和心排出量的变化,运动时血流速度加快,静脉回心血量增加,使舒张末期心室容积提高。交感神经兴奋及儿茶酚胺分泌增加,使心肌收缩力增强,减少收缩末期心室容积,二者共同作用使每搏输出量明显增加,每搏量的增加和心率的加快使心排出量显著加大。心率超过150-160次/
6、min,每搏输出量逐渐减少。心率超过180次/min,心室充盈期缩短,心输出量减少,返回,血压的变化,动脉血压水平取决于心排出量和外周阻力两者之间的关系。运动时,心排出量增加,故收缩压升高,外周阻力变化不大。等长收缩运动时,因心排出量增加不明显,而骨骼肌持续收缩压迫血管,使外周阻力增加,故血压变化主要表现为舒张压升高。长期有氧运动有助于降压,高血压长期坚持有氧运动对血压降低(尤其舒张压)有较大意义。,人体血压,血压(blood pressure)是指血液在血管内流动时对单位面积血管壁的侧压力。平常所说的血压是指动脉血压。收缩压:心室收缩时血液对动脉管壁的最大压强,一定程度上反映了心脏的收缩能力
7、和大动脉的弹性贮器能力舒张压:心脏舒张时血液对动脉管壁的最小压强,一定程度上反映了外周阻力高低,高血压,原发性高血压:是体循环动脉压升高为主要临床表现的心血管综合征。收缩压140mmHg或舒张压90mmHg.,返回,运动时器官的血流变化,人体安静时骨骼肌血流量约占心排出量20%。运动状况下,骨骼肌的血流量比安静时增加4-20倍,心肌血流量增加3-5倍,而内脏器官,皮肤等部位的血管收缩,血流量比安静时减少2-5倍如果持续运动,肌肉产热增加,体温升高有利于散热,返回,运动在心血管疾病防治中的作用及机制,适当的运动可增加体能并在心血管疾病的防治上有重要意义。运动可以预防和控制高血压 可以延缓动脉粥样
8、斑块的进展 增加冠状动脉血流贮备,有利于冠心病对于心功能不全的患者,适当的运动可使患者症状得到改善,提高心血管疾病患者的整体功能,生活质量,存活率。,维持或增加心肌氧的供应,减少心肌工作耗氧量:可预防或延缓冠状动脉样硬化的进展,并且能增加冠脉侧支循环,增加冠脉直径,从而改善心肌的血流灌注和分布,运动训练能降低安静心率和动脉血压,减少循环血液中的儿茶酚胺水平,从而减少心脏负荷,降低心脏耗氧量。,提高心肌功能和电稳定性:运动可以增加休息和运动时的每搏输出量,射血分数,提高心肌抗缺氧能力,从而增加心肌收缩力和电稳定性。,血管贮备力增强,运动使毛细血管增加,促进血管内产生内皮舒张因子,更好的参与心血管
9、功能的调节。运动后血管对缩血管物质的反应性减弱,从而使心脏负荷降低,心功能改善。,缩血管物质:内皮素,儿茶酚胺,血管紧张素,血管升压素,血栓烷A2,舒血管物质:内啡肽,激肽,PGI2,NO,腺苷,组胺,提高抗动脉粥样硬化能力:改善HDL-c/LDL-c比值,改善糖代谢,增加胰岛素敏感性,减少血小板聚集,增加纤溶酶活性,减轻肥胖等,2.运动对呼吸系统的影响,运动时机体代谢加快,呼吸系统也将发生一系列变化,以适应机体代谢的需求和保证运动的顺利完成,肺通气的动力,呼吸肌收缩和舒张 胸廓扩大和缩小 肺的舒缩 外界环境和肺泡间周期性压力差 通气,肺通气的直接动力是外界环境和肺泡间的压力差 原动力是呼吸肌
10、的收缩和舒张引起的节律性呼吸运动,肺通气的阻力,肺容积和肺容量,肺换气,肺换气是指肺泡与毛细血管之间的气体交换。在肺泡,O2从分压高的肺泡通过呼吸膜扩散到血液CO2则从分压高的毛细血管血液中扩散到分压低的肺泡中,每分钟肺泡通气量 Va/Q=每分钟血流量=4.2/5=0.84,1.O2,CO2在血液中存在形式,1.肺扩张反射:肺充气或扩张时,抑制吸气 冲动传导:肺扩张 感受器 迷走神经 髓延 切断吸气转入呼气 加快呼吸频率 2.肺萎缩反射:肺萎缩时,增强吸气,使呼气转为吸气冲动传导:肺萎缩 感受器 迷走神经 阻止呼气过深,防止肺不张,2.呼吸运动的调节,运动与肺通气功能的变化,运动时机体需要消耗
11、更多的O2和排出更多的CO2。通气功能会发生相应的变化,主要表现为:呼吸加深加快,肺通气量增加。潮气量:500ml-2000ml呼吸:12-18-40-60次/min每分通气量:6-8L-80-150L通气耗氧量:安静时占总耗氧量的1%-2%,剧烈运动时占8%-10%。,运动与肺换气,运动时换气机能的变化,主要通过O2的扩散与CO2的交换体现。,(1)通气血流比值:Va/Q大于0.84,意味肺泡通气量过剩,而血流不足,有部分肺泡气未能与血液充分交换,增加肺泡无效腔,使通气效率下降。反之比值小于0.84,则意味着肺泡通气量不足,部分血液不能得到充分的气体交换,造成机体缺氧,2.运动时肺换气的具体
12、变化:(1)PO2比安静时更低,呼吸膜两侧PO2差增加,O2在肺部的扩散速度增大(2)儿茶酚胺增多(3)毛细血管前括约肌扩张(4)右心室泵血量增加,运动与氧耗,最大摄氧量(maximal oxygen consumption,VO2max):指长时间进行有大量骨骼肌参与的激烈运动时,人体单位时间内所能摄取的最大摄氧量。,氧亏和氧债:在摄氧量能瞒足需氧量的小或中等强度不变能量消耗恒定时,摄氧量能保持在一定水平,称为“稳定状态”。但在运动起始阶段,因呼吸,循环的调节较为迟缓,氧在体内的运输滞后,致使摄氧水平不能立即到位,而是呈指数函数曲线样逐渐上升,称为“非稳定期”。这一阶段的摄氧量与根据稳定状态
13、推断的需氧量相比,不足部分叫“氧亏”。运动后通过快速,慢速两个阶段逐渐移行到安静水平,超过安静水平的耗氧量叫“氧债”。,3.运动对中枢神经系统的影响,所有的运动都可向中枢神经提供感觉,运动和反射传入。随着复杂性的增加,神经活动的兴奋性,灵活性和反应性都可以得到提高。,周围神经按部位可分为:脑神经(12对)脊神经(31对)。根据分布的对象不同分为躯体神经和内脏神经周围神经。可根据传递神经冲动的方向不同分为传入神经(感觉神经)和传出神经(运动神经),内分泌系统,内分泌系统(endocrine system)是一种整合性的调节机制,通过分泌特殊的化学物质来实现对有机体的控制与调节。同时它也是机体的重
14、要调节系统,它与神经系统相辅相成,共同调节机体的生长发育和各种代谢,维持内环境的稳定,并影响行为和控制生殖等。,运动对内分泌系统的影响,胰腺,肾上腺,性激素,胰腺,胰腺分为外分泌腺和内分泌腺两部分。外分泌腺由腺泡和腺管组成,腺泡分泌胰液,腺管是胰液排出的通道。胰岛能分泌胰岛素与胰高血糖素等激素。人类的胰岛细胞按其染色和形态学特点,主要分为细胞、细胞、细胞及PP细胞。细胞约占胰岛细胞的20%,分泌胰高血糖素;细胞占胰岛细胞的60%-70%,分泌胰岛素;细胞占胰岛细胞的10%,分泌“生长抑素”;PP细胞数量很少,分泌胰多肽。,运动使体内胰岛素水平下降,且降低程度与运动强度,运动时间相关。运动结束后
15、需要1小时或更多时间,血浆胰岛素才可以恢复到运动以前的水平。运动可以提高血浆胰高血糖素水平,后者与运动负荷有关,大幅度运动后胰高血糖素水平明显提高。,肾上腺,肾上腺主要产生肾上腺皮质素和肾上腺髓质素。,肾上腺皮质素主要生理效应是调节机体水盐糖,蛋白质代谢,并与第二性征及及性器官的发育有关。肾上腺髓质包括肾上腺素和去甲肾上腺素(合称儿茶酚胺),与受体结合 跟血管收缩有关,与受体结合跟糖原分解,脂肪动员,血管扩张,心率增加,支气管扩张有关,性激素,性激素sexhormone(化学本质是脂质)是指由动物体的性腺,以及胎盘、肾上腺皮质网状带等组织合成的甾体激素,具有促进性器官成熟、副性征发育及维持性功
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