康复医学概论4-运动的生理学基础.ppt
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1、运动的生理学基础Part1 Part1 运动运动对心血管系统的影响对心血管系统的影响 一、肌肉运动时血液循环功能的一、肌肉运动时血液循环功能的变化变化(一一)肌肉运动时心输出量的变化肌肉运动时心输出量的变化运动开始: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: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。(二二)肌肉运动时各器官血液量的变化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
2、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。(三三)肌肉运动时动脉血压的变化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收缩压升高升高 如果从事静力性运动静力性运动,由于心
3、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,以舒张压增高舒张压增高更明显。二、运动训练对心血管系统的影响二、运动训练对心血管系统的影响 (一一)窦性心动徐缓窦性心动徐缓正常安静时心率低于60次/分的心率;优秀的耐力运动员可低至40-60次/分原原因因: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:变化:窦性心动徐缓是可逆的应应用用: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
4、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
5、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 Part2 运动对呼吸系统运动对呼吸系统的影响的影响 一、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运动系系统的肌属骨骼肌,每的肌属骨骼肌,每块肌都可看作一个器官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
6、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 Part3 运动对骨骼肌的运动对骨骼肌的影响影响 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肌的辅助结构结构:筋膜、滑膜囊、筋膜、滑膜囊、腱鞘腱鞘深筋膜深筋膜(固有筋膜)位于浅筋膜的深面,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”;作作 用:用:保护肌免受摩擦,有利肌或肌群进行活动。浅筋膜浅筋膜(皮下筋膜)位于真皮之下,完整连续的覆盖全身,(内含有脂肪
7、、浅动脉、皮下静脉、皮神经、淋巴管);作作 用:用:保护深部组织和保持体温。2 2、滑膜囊、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);作作 用:用:增加润滑,减少摩擦,促进运动的灵活性3 3、腱鞘、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;作作 用:用:约束肌腱,减少在运动时的摩擦。骨骼肌超微结构示意图肌丝滑行肌丝滑行理论: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
8、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形态特征形态学特征形态学特征型(慢型(慢肌)肌)(快肌)(快肌)在一肌肉中的位置在一肌肉中的
9、位置肌纤维的直径肌纤维的直径肌纤维数量肌纤维数量肌浆网(内质网)肌浆网(内质网)突触小泡突触小泡-运动神经元运动神经元神经肌肉接点神经肌肉接点终板面积终板面积肌节肌节Z Z线宽度(埃)线宽度(埃)毛细血管网毛细血管网血液供应血液供应神经支配神经支配深部深部细细少少不发达不发达少少小小无皱折无皱折小小800-1000800-1000较丰富较丰富多多少少表浅表浅粗粗多多发达发达多多大大后膜有皱折后膜有皱折大大400-500400-500不太丰富不太丰富少少多多不同肌纤维的不同肌纤维的生理学特征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
10、疲劳。(一一)肌纤维选择性肥大肌纤维选择性肥大 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)(二)酶活性改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(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 Part4 运动对骨代谢的运动对骨代谢的影响影响 一、骨概述骨骨的形态分类的形态分类长骨长骨短骨短骨扁骨扁骨不规则骨不规则骨骨骨外外膜膜骨骨内内膜膜骨膜骨膜(内层的成骨细胞有造
11、骨功能)(内层的成骨细胞有造骨功能)(破骨细胞有破骨功能)(破骨细胞有破骨功能)骨密质骨密质骨质骨质骨松质骨松质红骨髓红骨髓黄骨髓黄骨髓骨髓骨髓骨的化学成分和物理特性骨的化学成分和物理特性 有机物有机物无机物无机物成人约占成人约占1/3。有机物使骨具韧性。有机物使骨具韧性。成人约占成人约占2/3。无机物使骨具一定硬度。无机物使骨具一定硬度。骨的发生骨的发生膜内成骨膜内成骨软骨内成骨软骨内成骨长粗:成骨细胞和破骨细胞相互作用。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。长长:骺软骨不断增生和骨化。骨的生长骨的生长运动运动通过通过改善骨的血液循环,加强骨改善骨的血液循环,加强骨的
12、的新新陈代陈代谢谢,使骨径增粗,使骨径增粗,基基质质增厚,骨质的排列规则、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A.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。B.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
13、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
14、,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,体育锻炼应经常化经常化。体育锻炼的项目要多样化多样化,以免造成骨的畸形发展。运动既可增加大关节的固定性,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 Part5 运动对运动对关节关节的的影响影响 增大关节的稳固性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
15、,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
16、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 Part6 运动对中枢神经系统的运动对中枢神经系统的影响影响 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制动制动 (immobilizationimmobilizat
17、ion):是是指人体局部或指人体局部或全身保持固定或限制活动全身保持固定或限制活动,是,是临床医学常用临床医学常用的保护性治疗措施的保护性治疗措施。制动制动的三种的三种形式形式1.1.局部固定(如骨折或脱位后的石膏固定)局部固定(如骨折或脱位后的石膏固定)2.2.卧床休息卧床休息3.3.神经性瘫痪神经性瘫痪53制动的积极作用制动的积极作用1.1.有助于减轻局部损伤的疼痛和肿胀,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。保证损伤组织的自然修复过程。2.2.减少在病情不稳定的情况下发生进一减少在病情不稳定的情况下发生进一步损伤的危险。步损伤的危险。2.2.降低组织和器官的能量消耗
18、,以保护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。受损的组织和器官的功能。54制动的负面作用制动的负面作用1.1.废用综合征。废用综合征。2.2.增加并发症的出现。增加并发症的出现。3.3.增加新的功能障碍。增加新的功能障碍。正确认识制动对机体的影响,处理好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工作中的重要内容之一。55一一、制动对骨骼肌的影响、制动对骨骼肌的影响(一)肌代谢障碍(一)肌代谢障碍1 1.在制动的最初几个小时内,肌蛋白的合成在制动的最初几个小时内,肌蛋白的合成速度速度便开便开始下降。始下降
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