运动时呼吸系统、心血管系统发生了哪些改变，机理

Answer 1

运动对心血管系统的影响

一、肌肉运动时血液循环功能的变化
骨骼肌收缩时，耗氧量明显增加。循环系统的适应性变化就是提高心输出量以增加血流供应，从而满足肌肉组织的氧耗，并及时运走过多的代谢产物，否则肌肉运动就不可能持久。
（一）肌肉运动时心输出量的变化
运动一开始，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。
在回心血量增多的基础上，由于运动时心交感中枢兴奋和心迷走中枢抑制，使心率加快，心肌收缩力加强，因此心输出量增加。交感中枢兴奋还能使肾上腺髓质分泌增多，循环血液中儿茶酚胺浓度升高，也进一步加强心肌的兴奋作用。
（二）肌肉运动时各器官血液量的变化
运动时心输出量增加，但增加的心输出量并不是平均分配给全身各个器官的。通过体内的调节机制，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。
运动时各器官血流量的重新分配具有十分重要的生理意义，即通过减少对不参与活动的器官的血流分配，保证有较多的血流分配给运动的肌肉。由于阻力血管舒张，肌肉中开放的毛细血管数目增加，使血液和肌肉组织之间进行气体交换的面积增大，气体扩散的距离缩短，从而能满足肌肉运动时增加的氧耗。有人曾经推算，人在作剧烈运动时，由于内脏器官、皮肤和不参与运动的肌肉的阻力血管收缩，可以从心输出量中省出大约3升／分的血液，分配至运动的肌肉。如果动脉血的含氧量为20毫升％，则即使心输出量不增加，仅通过血流量的重新分配，就可向运动的肌肉多提供600毫升／分的氧。对于心脏机能不健全的人来说，运动时心输出量的增加有限，因此，血流量的重新分配就显得更为重要。
（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，是许多因素改变后的总的结果。换句话说，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。在有较多肌肉参与运动的情况下，如步行时，肌肉血管舒张对外周阻力的影响大于其他不活动器官血管收缩的代尝作用，故总的外周阻力仍有降低，表现为动脉舒张压的降低；另一方面，由于心输出量显著增加，故收缩压升高，而平均动脉压则可能比安静时稍低。

二、运动训练对心血管系统的影响
经常进行体育锻炼或运动训练，可促使人体心血管系统的形态、机能和调节能力产生良好的适应，从而提高人体工作能力。运动训练对心血管的长期性影响概括起来有以下几个方面：
（一）窦性心动徐缓
运动训练，特别是耐力训练可使安静时心率减慢。某些优秀的耐力运动员安静时心率可低至40~60次／分，这种现象称为窦性心动徐缓。这是由于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的结果。窦性心动徐缓是可逆的，即使安静心率已降到40次／分的优秀运动员，停止训练多年后，有些人的心率也可恢复接近到正常值。
一般认为运动员的窦性心动徐缓是经过长期训练，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
研究发现运动训练可使心脏增大，运动性心脏增大与病理性增大在功能上有极显著的差别。病理性增大的心脏扩张、松驰，收缩时射血能力弱，心力贮备低，心肌纤维内ATP酶活性下降，不能承受哪怕是轻微的体力负荷。而运动性增大的心脏，外形丰实，收缩力强，心力贮备高，其重量一般不超过500克。因此，运动性心脏增大是对长时间运动负荷的良好适应。
近年来运动员超声心动图的研究结果表明，运动性心脏增大对不同性质的运动训练具有专一性反应。例如，以静力及力量性运动为主的投掷、摔跤、举重运动员心脏的运动性增大是以心肌增厚为主；而游泳、长跑等耐力性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
运动员的心率较低，故每搏输出量较大。从事最大运动时，两者的心率都可达到同样的高度，但运动员的每搏输出量可从安静时的100毫升增加到179毫升，每分输出量可高达35升。无训练者的每搏输出量只能从安静时的71毫升增加到113毫升，每分输出量只能提高到22升，运动员每搏输出量的增加是心脏对运动训练的适应。
此外，经过训练心肌微细结构会发生改变，心肌纤维内ATP酶活性提高，心肌肌浆网对Ca2+的贮存、释放、摄取能力提高，线粒体与细胞膜功能改善，ATP再合成速度增加，冠脉供血良好，使心肌收缩力增加。
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。有训练者进行定量工作时，心血管机能动员快、潜力大、恢复快。运动开始后，能迅速动员心血管系统功能，以适应运动活动的需要。进行最大强度运动时，在神经和体液的调节下可发挥心血管系统的最大机能潜力，充分动员心力贮备。运动后恢复期短，也就是运动时机能变化很大，但运动一停止就能很快恢复到安静时水平。