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马的呼吸与运动表现

2022-05-03 18:57 作者:HorseTime语马  | 我要投稿



  呼吸机理THE MECHANICS OF BREATHING


胸廓(ribcage)保护心脏和肺。在吸气过程中,肋间肌扩大肋之间的空间,使肋向上,向外移动。



  呼吸系统在运动时的作用

THE ROLE OF THE RESPIRATORY SYSTEM DURING EXERCISE


马在运动时和休息时的呼吸机理差异非常大。呼吸系统与心血管系统(cardiovascular system)的调节密切相关。二者协同工作,通过以下方式满足心脏和工作肌肉对更多氧气的需求:


增加吸气量-------------吸入更多空气

增加心脏血液输出量------心脏泵血更快,更有力

肺泡/毛细血管功能增强 ---气体交换增强

散热增加--------------热气呼出加快 


头颈姿势对呼吸的影响


THE EFFECT OF NECK POSITION ON BREATHING


头颈姿势对马的吸气能力有影响。这是训练时需要考虑到的因素,尤其是训练有上呼吸道功能障碍(upper respiratory tract dysfunction)的马。想要达到最高效率,气道需要开放,不受限制。我们可以在快跑的马身上看到它们用流线型的气道获得最佳气流。



为了提高平衡和动力,障碍马和舞步马被要求做不同程度的头颈屈曲(flexion)动作,而这些动作会干扰气道的通畅。喉咙部位的弯曲增大了气流的阻力,因为此时咽被压缩,气管弯曲,缩短。授衔状态的马都失去了一定程度的呼吸自由。



当一匹马被要求弯曲(bend)时,它可能为了开放气道,挣扎着优化气体的吸入;它可能拒绝骑手的要求,低头试图缓解咽的压紧感。这也可能引起喉部声带(vocal chord)的过度振动,产生噪音。如果在速度更快,要求更高的工作中,马的头是这样的位置,它的运动表现会受到影响。我们不可能下巴一直贴着胸完成一个马拉松。


步态对呼吸的影响

The Effect of Gait on Breathing


慢步和快步中,呼吸率(respiration)和步幅(stride)之间存在一些关系。




马的呼吸与跑步的关系How the Horse Breathes in Relation to Canter and Gallop


慢跑和快跑中,马的呼吸与步频(stride frequency)同步。马每分钟最多能跑130步。随着速度增加,马的身体对氧气的需求成比例增加,呼吸率达到每分钟130次。这一现象称作respiratory locomotive coupling (呼吸运动偶联),是指由肠道内容物前后运动引起马的一步一呼吸。简单来说就是马在前肢落地时呼出气体,在后肢推动时吸入气体。



呼吸健康

Respiratory Fitness


肺的高效工作对于马的运动表现是必不可少的。限制呼吸效率的因素包括肺容量,气道直径和步态。


影响呼吸健康的因素

Factors Influencing Respiratory Fitness


  1. 运动时,潮气量(tidal volume)增加,也就是每次呼吸的吸气量和呼气量增加,进入肺被用作气体交换(gaseous exchange),并且进入血管系统(vascular system)的氧气增加。

  2. 随着健康水平提高,肺泡的开放比例增加。这叫作肺泡复张(alveolar recruitment),能够增加气体交换容量。

  3. 氧气被运送至血液循环,被细胞和运动肌肉使用的效率越高,马越能够展现出它的耐力(stamina)。

  4. 有氧运动通过增加氧气消耗来提高呼吸和血液循环功能。

  5. 遍布肺泡的毛细血管越发达,气体交换效率越高。

  6. 血液中二氧化碳含量越高,马越需要费力呼吸,排出多余二氧化碳。

  7. 当一匹马变得更加强健,它的心肌会增强,为细胞和骨骼肌(skeletal muscles)提供更多氧气。

  8. 当肌肉变得更加强健时,就不用像以前那样辛苦工作。

  9. 膈的效率提高。


呼吸散热

Heat Dissipation through Respiratory 


呼吸率增加,促使马通过运动呼出更多蓄积的(heat)。温暖潮湿的环境中,这一情况会加速。快速浅呼吸高达每分钟140次能够促进对流散热(convection),传导散热(conduction)和蒸发散热(evaporation),以及通过增进鼻孔的气流散热。


呼吸恢复速度

Respiratory Recovery Rate


高强度运动过后,让马慢步直到它的呼吸率恢复正常是明智的做法。虽然马在高强度运动之后,呼吸率和心率需要20-30分钟才能恢复到日常水平,但马和马之间还有差异的。如果恢复速度偏离日常,就需要探究原因。因为升高的呼吸率使肌肉工作强度增加,产生更多的热,所以马需要尽快降温。冷水一接触到马的皮肤就变温热,所以要持续不断地给马冲冷水,直到体温降下来,呼吸恢复正常。



  呼吸系统健康管理

MANAGEMENT FOR A HEALTHY RESPIRATORY SYSTEM


运动马表现不佳的原因中,呼吸功能障碍(respiratory dysfunction)是第二大原因,仅次于骨骼肌肉损伤。下呼吸道(lower respiratory tract)相关的问题通常是对病毒,细菌,过敏的反应。为了把危险降至最低:


  • 使用高质量,无污染,无灰尘和霉菌的干草和垫料:过敏原(allergens)可破坏细支气管(bronchioles)和肺泡(alveoli),明显减少肺部供氧气进入血液的面积。使用干草蒸汽机可有效减少干草中的灰尘,细菌,霉菌和酵母成分。

  • 地面进食:这使黏液能够从鼻孔排出。保持气道开放使呼吸道能够正常工作。

  • 保持马房干净,通风:尿液和粪便的蓄积会增加马房内(ammonia)的水平,危害呼吸系统健康。

  • 清理马房,补充垫料时,不要让马待在马房:这样避免吸入灰尘、花粉和过敏原。

  • 尽可能多地放牧

  • 定期驱虫:肠道寄生虫可导致贫血(anemia),定期的血球计数(blood count)可发现这个问题。红细胞减少会导致用于身体的氧气摄入量降低,马因此没有精神,反应迟钝。

  • 买马之前评估身体构型:找鼻孔大,两前肢间隔宽,胸廓深广的马,这些特征表明马的肺活量好。



SUMMARY

摘要


  • 马的优秀运动表现少不了高效的呼吸功能

  • 气体交换发生在肺

  • 肺辅助体温调控

  • 呼吸系统功能障碍是运动不耐受(exercise intolerance)和不良运动表现的重要原因之一

  • 肺损伤无法通过训练来调整

  • 呼吸与跑步有关联

  • 头颈姿势影响呼吸功能



参考资料

Higgins G. 2012. Horse Anatomy for Performance: A Practical Guide to Training, Riding and Horse Care. David&Charles


陈耀星. 2010. 畜禽解剖学. 3rd Ed. 中国农业大学出版社


百度百科 - 偶联

https://baike.baidu.com/item/偶联/3623624


百度百科 - 潮气量

https://baike.baidu.com/item/潮气量/10972518?fr=aladdin


百度百科 - 血管系统

https://baike.baidu.com/item/血管系统/1133370?fr=aladdin


急重症救援中心.SRLF关于急性呼吸窘迫综合症管理指南推荐

http://www.i-ecmo.com/newsitem/278443812



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