心血管功能的变化
Cardiovascular Function
机体运动时,最为明显的变化是心率加快。运动时随着心率的大幅度增加,心肌的收缩力量也明增强,心搏量可从安静时的60-70 ml增加到110-130 ml,高水平耐力运动员更可从安静时的80-110 ml增加到160-200 ml。对于未经训练的普通人而言,在运动的起始阶段,心率、搏出量、心输出量均同时增加,当运动强度超过40%-60%最大强度后,搏出量出现平台期或仅有小幅增长,之后心输出量的增大会更多地依赖心率的增加。但对于高水平运动员而言,在较大强度运动时,心输出量增大更多地依赖于心搏量的增加。运动时心输出量会大幅度增加,但其增值并不是按比例在每个器官中进行分配,而是根据机体需求通过体内调节机制,对各个器官的血流量进行重新分配:
- 心脏和进行运动的肌肉的血流量明显增加最高可接近总血流量的90%,
- 不参与运动的骨骼肌及内脏的血流量,显减少,
- 皮肤的血流量先减少后增加。
运动时人体对各器官的血流量进行重新分配具有十分重要的生理意义：
- 通过减少对内脏器官的血流分配,保证有更多的血液流向运动肌;
- 在进行血流重新分配时,在骨骼肌血管舒张的同时,内脏器官的血管收缩,使全身总的外周阻力不至于下降太多,平均动脉压不会明显降低,这可进一步保证运动肌的血流供应。
运动时平均动脉压升高,但是收缩压和舒张压的增长幅度并不相同。当人体进行全身性耐力运动时,心输出量增加,血液重新分配,大量骨骼肌的血管平滑肌舒张,内脏血管的平滑肌收缩,总的外周阻力变化不大甚至略有下降。
此时,动脉血压的变化主要表现为收缩升高,舒张压不显著升高,甚至会略有下降。
心血管系统的影响
Cardiovascular system
由于长期的锻炼或训练引起的以心腔扩大和心壁增厚为主要标志的心脏肥大,称为运动性心脏肥大,这是运动员心脏的重要表现特征。
- 耐力运动员的心脏肥大主要表现为全心扩大,同时伴有左室壁厚度的轻度增加,又称离心性肥大;
- 力量运动员的心脏肥大则以左室壁增厚为主,而左右心室腔的扩大不明显,又称向心性肥大。
在运动性心脏肥大的同时,心肌细胞内的线粒体、氧化酶、毛细血管、肌浆网、心肌细胞的特殊分泌题粒及神经支配等徽细结构均会发生相适应的变化,即发生了心肌重塑。心肌重塑保证了心肌细胞的氧化代谢能力及神经、体液调节能力与其形态结构的变化相适应,在运动性心脏肥大的同时,其能量代谢及调控能力随之增强,心脏的泵血功能显著改善。运动性心脏肥大及心肌重塑是心肌细胞对长期运动训练的一种良好适应,是功能性代偿所致,这种变化是可逆的。当运动训练停止一段时间后,心脏的形态及结构会逐渐回归到运动训练前的水平。具备运动心脏者普遍出现安静心率明显低于正常值的现象,称为运动性心动徐缓。运动性心动徐缓产生的原因可能是运动训练所引起的心肌肥大会导致心搏量增多,满足机体需求时无需更快的心率;同时,可能由于长期运动训练改变了支配心脏的迷走神经和交感神经的动态平衡关系,使控制心脏的迷走神经作用加强,而交感神经活动减弱。运动性心动徐缓的意义在于安静时心率的降低,一方面增加了运动员的心率贮备,从而增强了运动时的心率贮备;另一方面则使心动周期延长,心脏在一次工作之后有充足的休息时间,使心脏的工作更加高效省力。一般认为,运动性心动徐缓是心脏功能对长期运动训练的良好适应,可将其作为评价运动员训练程度的参考指标。长期运动训练后,运动员的心脏功能明显增强,主要表现为三种不同的状态:
①在安静状态下,运动心脏以较低心率及较大的每搏量保证供血,以较小的能量消耗保证了同样的供血量。
②在定运动时,有训练者心率的增幅小,而心搏量的增幅大,心输出量的增幅亦较普通人小,表现出心泵功能的节省化现象。
③在完成极限负查运动时,运动员的心泵功能表现出较高的机能储备量。
