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运动训练对心血管功能和肺通气功能的影响概要
广州体育学院学报
第18卷 第1期 JOURNALOFGUANGZHOU Vol.18 No.1 1998年3月 PHYSICALEDUCATIONINSTITUTE March 1998运动训练对心血管功能和肺通气功能的影响
麦全安
(广州体育学院运动解剖教研室 广州510076
从四方面论述了急摘 要
究心肺功能变化的仪器、关键词 运动训练 TTheCardiovascular
AndPulmonaryAerationOne
MaiQuanan
(SportsAnatomySection,GuangzhouInstituteofPhysicalEducation,Guangzhou510076
【Abstract】Fromfouraspects,theinfluenceofacuteandslowexerciseuponthecardiovascularfunctionandpulmonaryaerationoneoftheorganismwerediscussed,andinstruments,methodsandexistingproblemsforstudyingthechangeofthecardiovascularandpulmonaryaerationfunctionwereanalysedsystematicly.
cardiovascularfunction functionofpulmonaryaeration【Keywords】sportstraining
体育运动中身体素质的优劣直接影响运动训练和比赛时技战术水平的发挥,而心肺功能状况是影响身体素质的重要因素。
人的心肺功能好坏除了遗传因素外,主要受后天活动和有规律锻炼的影响,
经常进行体育锻炼,可有效地增强机体各器官、系统的生理功能和适应能力。
近年来,人们对急性运动及长期运动训练引起的心肺功能的变化作了大量的研究,现就运动训练对心肺功能的影响概述如下。
1 运动训练对心脏的影响
心脏的生理功能以心肌的生理特性为基础,心肌的生理特性包括以生物电为基础的电生理特性(兴奋性、自律性、传导性和收缩性,心肌的电生理特性表现心肌的兴奋功能,形成心脏内兴奋的发生与传播,并引发收缩,收缩性表现为心脏的机械活动,形成心脏的射血功能。
运动训练可影响人体心脏的结构和功能,1899年瑞典临床学家汉森(Henshen由叩诊发现滑雪运动员心脏肥大,提出了“运动员心脏”这一术语,在历时近百年的研究中,有人认为这种心脏增大是
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运动员对训练生理适应的结果,有的认为是病理性的征象,也有人认为它界于生理和病理之间,德国的一些运动医学专家还认为这是一部分人特有的现象,也是运动对心脏良好作用的一个例子[1]。
由于各国学者采用不同的手段、方法,从不同的角度、层次对心脏进行了广泛深入的研究,因而得出了不同的结果。
尽管大家存在不同的观点和看法,但有一点是肯定的,就是长期的运动训练能引起心脏增大。
研究心脏腔室增大的常用方法主要有心电图、X线、超声心动图和磁共振影象等四种。
四种方法各有优缺点,相对而言,用心电图来诊断心脏大小可靠性差;X线不能区分心脏的结构,难以区别生理性和病理性心脏肥厚;磁共振影象(MR1精确度高,重复性好,但价格昂贵;所以,目前最常用的检测方法是超声心动图(UCG。
早期研究主要采用X线和心电图检测。
浦钧宗于60年代对我国7个运动项目300名运动员进行了心脏X线测量,结果显示,有108名(36.0%心脏面积增大,173名(57.6%横径增大,15名(5.0%面积减少,3名(1.0%横径减小,其余在正常范围内;300名运动员的心脏中,40.0%,左心室增大的占45.0%,右心室增大的占4.0%,,级越高,心脏增大的人数越多[2]。
王笑容对226,,226例均为窦性心律,PT90%以上,,104例(占46%,比一般少年的比例为高。
。
而目前常用的超声心[3~4],其结果显示:
从事不同类型训练的运动员,其心,左室重量(LVM增多的发生率高于一般人,耐力性项目运动员(LVIDd增多,室壁厚度正常,力量性项目运动员主要为间隔及后壁增厚,而LVEDd未见明显变化,耐力组运动员的心脏趋于离心性肥厚,力量组运动员的心脏超向于向心性肥厚。
国内学者曲绵域、高云秋等[5]对140运动员进行UCG测量,结果显示LVM较常人大,从事耐力、球类、摔跤、划船者左室内径较大,短距离田径运动员左室内径较小,而左室后壁厚度(LVPW,室间隔厚度(ST,射血分数(EF与常人比较无显著差别。
马为等[6]对20名老年长跑协会成员的心脏UCG检测结果表明:
除LVIDd和LVM明显大于对照组外,其它数据(IVS、LVIDS、LVPW等组间均无明显差异,说明耐力训练对心脏形态的影响只限于心室,右室无变化。
林福美等[7]对国家队17名男子优秀足球运动员心脏形态结构变化的研究结果显示,总电机械收缩期(QS2、射血前期(PEP、左心室射血时间(LVET、PEP/LVET比值延长,慢充盈期和快充盈期轻度延长、左室增厚、左室内径增大,室间隔增厚、每搏量和心肌重量加大,与无训练青年相比有显著差异,但射血分数、每分心输出量、心指数、左室周径缩短率等指标无显著差异。
邓树勋等[8]对36例少年运动员心功能的研究结果表明,安静时运动员心肌作功的节省现象从少年运动员已开始,心脏作功有明显的项目适应特点,动力负荷后耐力组心脏作功较高,静力负荷后力量组最高,力量性项目运动员负荷时维持心脏作功主要靠射血压力的增大,耐力性项目运动员则主要增大心输出量。
运动训练引起运动员的心脏形态结构与机能发生上述的变化,与运动训练引起的不同心脏血流动力学变化是分不开的,左心室是压力泵,右心定是容量泵,当运动员从事耐力训练时引起心脏血流动力学变化是增加心脏的前负荷(即容量负荷,久而久之,促使了运动员的心脏扩大和心肌肥厚,这对增加耐力训练时心脏的泵血量,提高机体的有氧能力是有利的。
当运动员从事力量训练时引起心脏血流动力学变化是增加了心脏的后负荷(即压力负荷,
致使运动员左室心肌肥厚,对克服力量练习时增大的外周循环阻力,加强心脏排
[8]血功能,保证工作肌肉的血供也是有利的。
。
近年来,国内一些学者[9~10]运用无创性定量分析
方法检测心脏血流动力学变化情况,得出的结果都较为一致,即运动员安静时与常人相比脉率
第1期 麦全安:
运动训练对心血管功能和肺通气功能的影响 57(PR低、每搏心输出量(SV大,每分心输出量(CO大,心搏指数(SI大,左心有效泵力(VPE大,负荷后,上述指标的变化均优于常人,说明运动员心功能优于常人。
还有许多学者[11~13]用不同方法研究了训练对心脏的影响,得出的结论是相似的,即经过长期系统的运动训练可使运动员心脏形态结构与机能产生适应性变化,这种良好的反应对提高心脏泵血能力和增加身体氧代谢能力都是十分重要的。
目前,多数学者研究心脏功能采用的负荷方式多为自行车测功计一过性的急性反应(横向研究,跑台及追踪研究(纵向研究的尚少。
2 运动训练对血管、血液状况的影响
血管是输送血液和进行物质交换的器官,血管中单位时间的血流量首先决定于心输出量,也决定于血管中血流的阻力,血流动力学中的最基本关系是关于压力、阻力和流量之间的关系,血管有弹性,血液中有血细胞及胶体物质,血流动力学除与一般流体力学有共性外特性,运动训练不仅使管壁的构造上发生变化,、阻力、流量发生一系列复杂的变化。
业已证明长期、系统、弹性纤维增多,使血管的运血功能加强,,利于物质和气体交换。
[14],长期训练引起的心肌肥厚与冠状[16~17],训练致使局部血流改变造成[18],冠状动脉变粗,增加了心肌的血供,可防。
除此之外,血压的变化也是一个值得关注的问题,佟长青等[19]对34名经过三年以上训练的女柔道运动17名女长跑运动员血压的研究表明,与在校女大学生安静时血压相比,收缩压(SP和舒张压(DP有明显差异。
张佑琏等[20]对35名体育系男生的血压研究表明,与对照组相比:
安静时SP明显较低,运动后升高值较大;DP始终较低,运动后下降幅度明显较大。
孙正绅等[21]对全国甲A足球队员在不同负荷状态下血压变化的研究显示,与全国乙级队的运动员相比:
安静时,SP和DP明显较高,负荷后SP升高值也明显较大;DP值随负荷加大而逐渐下降,脉压差(PP在负荷后也明显高于乙级队员。
国内外
9、10、22]许多学者[8、都对运动员的血压进行过研究,得出的结论跟上述一样很不一致:
有的研究结
果显示运动员具有较低的安静血压,较高的平均动脉压,但其它研究却未见差异,训练前后的平均血压没有什么差别。
曲绵域等[5]认为运动员运动后正常的血压反应是SP适度增加,DP稍下降,PP增加。
造成这种争议的原因可能是由于安静时血压变化的机制还无法确认,也可能是交感紧张性降低而使总外周阻力减小的缘故,但某些研究指出,训练后安静时的总外周阻力有所增加,也有学者认为是由于压力感受器的活动改变所致[23],所以,训练是否能引起血压变化尚待进一步的深入研究。
运动训练可引起血容量改变。
一次时间耐力运动可引起血容量减小,其主要原因是运动会出
现大量泌汗,继而出现血液浓缩现象[24~25],这对耐力运动是不利的,血容量减少使中心静脉压难以维持,心室充盈量减少,每搏输出量和心输出量减少,引起低血容性血管收缩,使血管阻力加大,如果机体长时间处于低血容状态下运动,将使心血管功能受损[26]。
但长期耐力训练可引起血容量增加,进行耐力训练3周即可见血容量明显增加[27]。
这种增加对运动中体热的散失和热调节的稳定是一个积极的因素,耐力训练后血容量增加的机制似乎与下列因素有关:
开始时升高是由于运动后血浆中肾素和血管加压素(AVP水平的大幅度提高,引起肾脏重吸收的增加。
长期训练导致血浆蛋白,主要是白蛋白的增加,提高了血浆渗透压从而使血液能保持更多的水份[28]。
除此之外,运动训练还可引起血液粘度发生变化,但研究结果尚不一致,有的学者认为
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29]运动训练可使血液粘度下降,另外一些学者则认为会增高[10、,因此,有关运动训练引起血液
粘度变化的研究还有待于深入的探讨。
3 运动训练对肺通气功能的影响
肺的主要功能是在空气和血液之间提供氧和二氧化碳的合适交换。
内、外呼吸过程的密切配合,有助于整个呼吸过程的完成。
肺功能的变化与身体其他系统的功能变化密切相关,而肺通气功能是了解人体呼吸机能的常用指标,在临床、运动医学、生理学及运动员选材和训练中,被许多学者广泛采用[30~31]。
影响肺通气功能的因素,有生理性和病理性两大类。
生理性因素,主要是性别、年龄、体表面积、职业等;病理性因素则与肺的各种疾病的损害有关。
运动训练影响肺通气功能的看法未完全一致,有人认为运动训练对最大通气量(MVV和肺活量(VC大小无影响,有的认为经短期训练后MVV和VC值明显增加,据曲绵域等[5]观察的结果表明:
2~3个月的短期训练对大多数运动员的和;长期训练对MVV和VC值有显著影响,而明显;运动员在不同训练状态时,,反之,则下降,而时间肺活量(FVC。
解少柏等[11]对一年级大学生进行三个月有组织、每分最大通气量(MVCM和第一秒时间肺活量。
李文选报道[32]训练可明显提高肺最大通气量,而每分,、摄氧量在定量劳动中比一般无训练者小,氧利用率高。
有学者认为训练对肺通气量、VC影响不大。
另有资料表明:
[5]不同运动项目运动员VC、FVC、FEV1、MVV、最大呼气流速(PEF,25-75%间的时间肺活量的平均呼气流速(FEF25-75%都具有项目特点。
而对肺通气功能的测定早期多采用浮筒式肺量计,数据较单一,远不能满足科研和教学工作的需要,因此,对肺通气功能的测定有必要在方法和仪器上有所更新。
4 停训对心肺功能的影响
系统、科学的训练可有效地提高人的心肺功能,但运动训练引起的心肺功能的改变并非永久性的,一旦停止训练,获得的训练效应就会很快消退,表现为:
心率、每搏心输量、血容量、血压、外周总阻力、VO2max、左室后壁厚度均发生明显变化,心肺功能明显降低,但降低的幅度因人而异,它与停训时间的长短,原先训练水平等因素有关。
陈家琦对有训练者停训数年后心缩间期(STI的静态观察表明:
停训数年后的运动员其STI所表现的心室收缩功能已降低到接近一般人的水平,在停训的第一年内PEP/LEVT已退到接近一般人的水平,但女运动员比男运动员消退得慢。
据李文选[32]和浦钧宗[33]报道:
受试者卧床休息20天后,心搏量减少
29%,但一般不影响最大心率,Coyle等(1984研究了7名优秀耐力运动员因工作需要停训了84天,头21天在最大运动负荷时,心搏量下降了11%,56天时下降了14%。
心搏量减少的部分被最大心率的增加所代偿,即头21天停训时最大心排血量下降了38%。
Hiskson等报告大鼠经过4~10周游泳训练后,左室重量可增加19~30%,停训50天后左室重量复原,其中第一周不活动下降最明显。
Ehsani等报告了一组长跑运动员停训3周后可见左室终末舒张容积缩小(从51.0降至46.3mm3和左室壁厚度缩小(从10.7降至8.0mm。
且停训后因血管内蛋白质含量的丧失可使血容量迅速下降。
耐力运动员停训2~4周后血容积下降9%,心搏量下降12%,心率和外周总阻力分别提高11%和8%。
对于评定心肺功能最常见的指标最大摄氧量来说:
一些优秀的马拉松运动员仅停训15天后,其90%最大摄氧量的亚极量跑的时间就延长了25%,最大摄氧量值降低
第1期 麦全安:
运动训练对心血管功能和肺通气功能的影响 5917%,MVV和VC值也明显降低。
训练良好的长跑运动员骤然减少运动量的71%,发现第一周即出现各种心理性障碍,虽然有的运动员在第二周后有所改善,但有的运动员第三周仍表现心理紊乱状态。
在这种心理状态变化下,心血管系统出现心前区不适,隐痛、心率不齐等症状。
因此,为了预防运动员出现停训综合征,关键的措施是尽量采取逐渐减少运动负荷量的方法,以保持和巩固训练效果。
综上所述:
运动训练可影响机体的心血管功能和肺功能。
系统、科学的运动训练可使心肺功能发生良好的变化,反之,则使心肺功能发生不良变化。
人体心肺功能的提高,取决于训练的次数、强度、持续时间、运动方式等诸多因素。
因此,运动训练对心肺功能影响的程度有多大,如何针对每一运动项目特点,解决不同运动项目训练的次数、强度、持续时间及活动方式等问题都尚有争议,有待于今后深入的探讨。
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