班级：  社会体育（本科）  班            人数：  人

第七章 　　循环与运动

教学目标：

一、使学生理解掌握心肌的生理特性和心动周期的概念。

二、掌握心泵功能的评定；了解心泵功能的调解。

三、掌握动脉血压的概念、形成过程及影响因素；掌握动脉脉搏的概念及其在运动实践中的意义。

四、掌握微循环的三类通路及其物质交换特点，了解静脉回流及其影响因素。

五、了解心血管活动的调节；掌握运动训练对心血管功能的影响。

教学重点与难点：

一、教学重点

（一）心肌的生理特性、心动周期和心泵功能的评定。

（二）动脉血压和动脉脉搏。

（三）心血管系统对运动的反应和适应。

二、教学难点

（一）心泵功能的调节。

（二）心血管活动的调节。

教学要点及教学进程：

一、教学要点

（一）心肌的生理特性。

（二）心动周期与射血。

（三）心泵功能的评定及心泵功能的调节。                  

（四）动脉血压和动脉脉搏。

（五）微循环与静脉回流量。                 

（六）心血管活动的调节。                  

（七）心血管系统对运动的反应和适应。

二、教学进程

（一）利用多媒体幻灯片展示本章内容纲要和本章学习重点。并结合氧运输系统，对血液循环的重要作用进行概括性讲解说明。

（二）采用讲解法、讨论法和启发式教学法，结合多媒体图片与动画演示，利用5学时对血液循环系统的机能、机制及其与运动的关系等基本知识和基本理论进行系统讲解与应用分析。

（三）对本章教学内容进行总结（含重点）。

（四）布置本章复习思考题，给出参考书目。

教学措施与手段：

一、讲解法和启发式教学法系统讲解本章基本知识和基本理论。

二、利用多媒体（幻灯片）展示本章和每次课的内容纲要和主要概念、基本理论和图片、动画等内容，讲解中适时利用板书，展开相关内容，补充有关材料进行讲解。

三、采用讨论法对心血管系统对运动的反应和适应等内容进行分析。

教学内容：

第一节 心脏生理

一、心脏的基本结构（复习）

（一）基本形态

（二）心壁的结构

（三）心房和心室

（四）瓣膜

（五）心传导系的结构

1.窦房结：由特殊分化的心肌细胞构成，位于上腔静脉与右心房结合处的侧面。

内部：自律细胞（P细胞）、过渡细胞和致密胶质纤维网

2.房室结：位于房间膈下部心内膜深处。内部有少量胶质细胞和P细胞及大量过渡细胞。

3.结间束：连接窦房结和房室结的纤维，包括前、中、后三条。

4.房室束：（希氏束）起始于房室结，下行进入心室后分成左右两束支配左右心室肌。

5.浦肯野氏纤维：房室束的左、右分支，分散成细小的纤维与左右心室肌相连。

二、心肌的生理特性

 （一）自动节律性:心肌细胞在没在外来刺激的作用下,能够自动地产生节律性兴奋的能力。

 （二）传导性：心肌细胞具有传导兴奋的能力。

1.单一细胞和一般心肌细胞间的传导 

2.心传导系的传导

 （三）兴奋性：心肌细胞受到刺激能够产生兴奋的能力。

1.心肌的动作电位与神经纤维或骨骼肌纤维上记录的动作电位不一样，其主要特征在于复极化过程较复杂，持续时间较长。

2.心肌的动作电位通常分为0，1，2，3，4，五个时期。

3.心肌细胞兴奋后兴奋性的周期变化。

①有效不应期（较绝对不应期的时间略长）

②相对不应期（40ms），较正常阈值高的强刺激可引起兴奋。

③超常期：阈下刺激也能引起兴奋。

（四）收缩性

1.对细胞外液Ca²⁺浓度有明显的依赖性

2.全或无式的同步收缩（功能合胞体）

3.不产生强直收缩（有效不应期长）

三、心动周期与射血

（一）心率（HR）：每分钟心脏搏动的次数。

（二）心动周期：心脏每收缩和舒张一次，称为一个心动周期。

（三）心脏的射血过程（以左心为例）

（四）心音

四、心泵功能的评定

  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。  

射血分数：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%。

(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。

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。

(3)心输出量的测定

经典的费克民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。

(4)心输出量的影响因素

①心率和每搏输出量

②心肌收缩力

③静脉回流量

2.心脏作功（略） 

3.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。  

四、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)正常典型心电图的描记及导联

1.肢体导联

2.加压肢体导联

3.心前区导联（胸导联）

第二节 血管生理

一、动脉血压和动脉脉搏

（一）动脉的结构（复习）

（二）动脉血压：

1.血压：血液在血管内流动时，对单位面积血管壁的侧压力。

2.动脉血压的形成：是在有足够量的血液充满血管的前提下，由心室收缩射血，外周围阻力和大动脉弹性的协同作用下产生的。

3.收缩压和舒张压

①收缩压：心室收缩时，动脉血压的最高值（高压）

②舒张压：心室舒张时，动脉血压的最低值（低压）

③脉搏压和平均动脉压

脉搏压（脉压）：收缩压与舒张压之差。平均动脉压=舒张压+1/3脉压。

4.动脉血压的表示方法和正常值

①正常值：收缩压100-120mmHg舒张压60-80mmHg。书写方式：收/舒mmHg

②高血压和低血压

高血压：  

5.动脉血压保持相对稳定的意义

6.影响动脉血压的因素

（三）动脉脉搏：每一心动周期，由于大动脉内压力和容积的变化所造成的动脉管壁的周期性搏动。

二、毛细血管与微循环 

（一）微循环的概念与组成

典型的微循环是由微动脉，后微动脉、毛细血管前括约肌、真毛细血管、通毛细血管、动静脉吻合支和微静脉七部分组成（参见P187图7-5）

1.迂回通路

2.直捷通路

3.动静脉短路

（二）毛细血管的血压和血流速度

（三）毛细血管的开闭

三、静脉

（一）结构与特性

（二）机能

（三）影响静脉回流的因素

四、拓展——关于血流速度和运动时血液的重新分配。

（一）血流速度：

（二）运动时血液的重新分配

第三节 心血管活动的调节

一、神经调节

（一）心脏的神经调节

1.心交感中枢和心交感神经

2.心迷走中枢和心迷走神经(迷走神经心支)

3.心交感中枢与心迷走中枢的协同性

（二）血管的神经调节

血管运动中枢(缩血管中枢)：交感缩血管神经和交感舒血管神经

（三）心血管反射：

1.减压反射(主动脉弓和颈动脉窦压力感受性反射)

2.化学感受性反射：

3.本体感受性反射、眼心反射和高尔茨反射。

二、体液调节

（一）全身性体液调节

（二）局部性体液调节

（三）心脏的自分泌功能

（四）局部血流的自身调节

第四节 运动时心血管功能的变化

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。

二、运动训练对心血管系统的影响

(一)窦性心动徐缓

概念：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

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。

运动性心脏增大是对长时间运动负荷的良好适应。

(三)心血管机能改善

安静时

    一般人:  50OOml/min=71ml/次×70次/min

    运动员:  50OOml/min=lOOml次×5O次/min

最大运动时

    一般人:  220OOml/min=113mml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。  

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。

  　身体健康、机能状况良好时，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，基础脉搏则会有一定程度的波动。

在运动训练期间，运动量适宜时，基础心率平稳，如果在没有其他影响心率因素(如疾病、强烈的精神刺激、失眠等)存在的情况下，在一段时间内基础心率波动幅度增大，可能是运动量过大，身体疲劳积累所致。

安静心率：空腹不运动状态下的心率。

运动员的安静心率低于非运动员，有的运动员的安静心率可减慢到每分钟30余次。

不同项目运动员的安静心率也有差别，一般来说，耐力项目运动员的安静心率低于其他项目运动员，训练水平高的运动员安静心率较低。

评定运动员安静心率时，应采用运动训练前后自身安静心率进行比较，运动后心率恢复的速度和程度也可衡量运动员对负荷的适应水平。

2.评定心脏功能及身体机能状况

安静时一般人和运动员心脏机能差异并不十分明显，只有在进行强度较大运动时，这种差异才能明显地表现出来。通过定量负荷或最大强度负荷试验，比较负荷前后心率的变化及运动后心率恢复过程，可以对心脏功能及身体机能状况作出恰当的判断。目前常用的定量负荷试验有联合机能负荷试验及台阶试验等。

测试受试者在定量负荷中或负荷后的心率还可测定PWCl70或间接推测受试者的最大吸氧量。根据PWCl70功率的大小可评定运动员的机能能力，根据最大吸氧量可评定运动员有氧工作能力。

心率的测定还可以检查运动员的神经系统的调节机能，对判断运动员的训练水平有一定的意义。

常用的卧倒-直立试验和直立-卧倒试验，通过测定试验前后的心率并根据心率增减次数可评定受试者植物性神经系统机能。

3.控制运动强度

在耐力训练中，使用心率控制运动强度最为普遍，有人提出耐力训练心率=(最大负荷后心率-运动前心率)/2+运动前心率。

耐力负荷的适宜强度也可以用安静时心率修正最大心率百分比的方法来确定，即运动时心率=安静时心率+60%(最大心率-安静时心率)

卡尔森等提出了运动强度心率测定方法，目的是用心率控制在不同状态下的运动强度而获得良好的训练效果。常用的卡尔森公式为:(最大心率-运动前安静心率)/2+运动前心率。所测定的心率可为教学、训练及健身锻炼提供生理学依据。

 在涉及游泳等运动的间歇训练中，一般多将心率控制在120-150次/分的最佳范围内。一般学生在早操跑步中的强度，可控制在130-150次/分之间。成年人健身跑可用170减去年龄所得的心率数值来控制运动强度。

(二)血压

1.清晨卧床时血压和一般安静时血压较为稳定，测定清晨卧床血压和一般安静时血压对训练程度和运动疲劳的判定有重要参考价值。随着训练程度的提高，运动员安静时的血压可略有降低，如果清晨卧床血压比同年龄组血压高15%-20%，持续一段时间不复原，又无引起血压升高的其他诱因，就可能是运动负荷过大所致。如果清晨卧床血压比平时高20%左右且持续两天，往往是机能下降或过度疲劳的表现。

2.测定定量负荷前后血压及心率的升降幅度及恢复状况可检查心血管系统机能并区别其机能反应类型，从而对心血管机能作出恰当的判断。

3.运动训练时，可根据血压变化了解心血管机能对运动负荷的适应情况。由于收缩压主要反映心肌收缩力量和每搏输出量，舒张压主要反映动脉血管的弹性及外周小血管的阻力，因此运动后理想的反应应当是收缩压升高而舒张压适当下降或保持不变。一般而言，收缩压随着运动强度的加大而上升。大强度负荷时，收缩压可高达19OmmHg或更高，舒张压一般不变或轻度波动。根据运动训练时血压的变化可判断心血管机能对运动负荷是否适应。

本章复习思考题：

1.名词解释：自动节律性、心率、心动周期、每搏输出量、射血分数、心输出量、心指数、心力储备、心音、代偿间歇、血压、收缩压、舒张压、动脉脉搏、异常自身调节、等长自身调节、最佳心率范围、微循环、重力性休克、离心性肥大、向心性肥大。

2.心传导系的结构有那些？心脏的正常起搏点是什么？

3.心肌的生理特性有那些？各有哪些特点？

4.评定心功能的常用指标有那些？怎样理解影响每搏输出量和心输出量的因素。

5.动脉血压是怎样形成的？影响因素有哪些？做动力性和静力性运动时，动脉血压如何变化？

6.影响静脉回流的因素有哪些？试简单分析。

7.微循环包括哪些基本结构？简述微循环的三类通路及其特点。

8.运动员心脏与普通人心脏有哪些不同？为什么？

9.调节心脏和血管的中枢和神经有哪些？

课后作业：怎样理解减压反射和化学感受性反射

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课后记载：