马的呼吸与运动表现

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
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。
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。
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)。
有氧运动通过增加氧气消耗来提高呼吸和血液循环功能。
遍布肺泡的毛细血管越发达,气体交换效率越高。
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。
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。
当肌肉变得更加强健时,就不用像以前那样辛苦工作。
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热(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氨(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