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氧运输系统对人的健康及生命活动有十分重要的作用，它把氧气从体外吸入体内并运送到各器官组织，供人体生命活动的需要。氧运输系统由呼吸系统、血液循环系统组成。呼吸系统把氧气从体外吸入体内，氧气进入血液与血液中的血红蛋白结合，由心脏这个血液循环的动力站不停推动，使血液流遍全身，将氧运送到各组织器官。如图3-3-1所示，人体从外界环境摄取氧的能力受氧运输系统各个环节功能能力的制约。氧运输系统工作的第一个环节是肺的呼吸运动，实现肺与外界环境的气体交换及肺泡与肺毛细血管血液间的气体交换。
图3-3-1
在整个氧运输系统中，血液循环系统的功能处在最重要的地位，心脏是推动血液不断向前流动的动力，血管则是血液流动的管道，起着运输血液与物质交换的重要作用。正是上述呼吸系统、血液循环系统共同组成人体氧运输系统，保证了生命活动对氧的需要。
血液循环系统由血液、血管和心脏组成。血液在循环系统中按一定方向周而复始地流动称为血液循环。血液循环系统的主要功能是完成体内物质运输，使机体的新陈代谢不断进行；体内各分泌腺分泌的激素或其他体液通过血液的运输，作用于相应的靶细胞，实现机体的体液调节机能；机体内环境理化特性的相对稳定的维持和血液防卫机能的实现，也依赖于血液循环。血液循环一旦停止，生命活动就无法正常进行，如图3-3-2所示。
1. 心脏的结构与机能
心脏是由心肌组织构成并具有瓣膜结构的空腔器官，是血液循环的动力装置，是实现泵血功能的肌肉器官。
（1） 心脏的一般结构
图3-3-2
心脏有四个腔室，在心脏右侧为右心房和右心室，左侧为左心房和左心室。借心中隔将心脏分为左右峡谷侧，左右两侧又各分为心房、心室两部分，这样心脏实际可分为左心房、左心室、右心房、右心室四部分。心脏的左右两侧不直接相通，而心房、心室之间借房室瓣相通，右侧是三尖瓣，左侧是两尖瓣。左侧心室与主动脉相连，右侧心室与肺动脉相连。心室和动脉之间有半月瓣，左心室和主动脉之间是主动脉瓣，右心室和肺动脉之间是肺动脉瓣。瓣膜功能是保证血液在循环过程中朝着一个方向流动，防止血液逆流，如图3-3-3所示。
图3-3-3
（2） 心脏的主要功能
心脏的主要功能是通过心肌的收缩和舒张活动，推动血液参加血液循环，以满足机体各组织细胞对氧气、营养物质的需要和代谢产物的排除。根据血液在体内的流动过程可将血液循环分为体循环和肺循环。体循环的血液方向为：左心房接受来自肺静脉含氧丰富的血液，再由左心室泵入主动脉，运至全身的各器官和组织细胞，进行气体交换和物质交换后，经静脉流入右心房。肺循环的血液方向为：右心房接受来自身体各组织的含氧量较少的静脉血，然后再由右心室泵入肺动脉至肺组织，在肺部，血液中的二氧化碳释放，而肺部的氧气进入血液，完成气体交换，血液再由肺静脉流入左心室，如图3-3-4所示。
图3-3-4
（3） 心动周期和心率
心脏每收缩和舒张一次，称为一个心动周期。在每一个心动周期的舒张期，血液由静脉流入心脏，在收缩期，心肌的主动收缩将血液由心脏射入动脉。心脏每分钟跳动的次数称为心率。心率与心动周期的长短有关，心动周期的时间越短，心率越快，反之，心率越慢。正常人安静状态时心率约为60～100次/min。心率有较大的个体差异，与年龄、性别、体质、训练水平和生理状态等因素有关。初生儿的心率可达130次以上，2岁以内均较高，以后随年龄的增加逐渐下降，青春期时接近成年人水平；成年女性的心率略高于男性；情绪激动和体温升高时，心率加快；体育活动时，心率明显增加。体质好的人，心率较慢，尤其是优秀的耐力体育活动人，安静时心率不到50次/min。在人体运动时，心率的增加与运动强度成正比，故心率是运动生理学中用来评定心脏供能、训练水平和运动强度的一项最常用、最简便易测的生理指标，在运动实践中被广泛运用。
（4） 心脏泵功能的评价
① 心脏的输出量
心脏每次收缩时，由左心室射入主动脉的血量，称为每搏输出量，正常人安静状态下的每搏输出量约为70mL。心脏每分钟由左心室射入主动脉的血液量为每分输出量，一般情况下的心输出量常指每分输出量，每分输出量等于每搏输出量与心率的乘积，成人安静时心输出量为3～5L。在一定生理范围内，心脏收缩力越大，回心血量越多，心率越快，心输出量也就越大，但心率过快，反而会因回心血量减少造成心输出量下降，这在体育锻炼过程中具有重要意义。
② 心力储备
正常人安静时心输出量约为5L/min，有良好训练的体育活动人，由于其代谢需要与正常人无异，故在静息时心输出量与常人相仿，但在剧烈运动时最大心输出量明显高于正常人。一般人在剧烈运动时，心输出量可增加到25～30L/min，比安静时增加5～6倍，而优秀的耐力体育活动人可达到40L/min，较安静时增加7～8倍，可见心输出量随代谢需要而增加，具有一定的储备，称为心泵功能的储备，简称心力储备。心力储备是评价心泵功能的有效指标。心力储备包括心率储备、收缩期储备和舒张期储备，坚持体育锻炼能增加心率储备和收缩期储备，最终提高心力储备，提高心脏泵血功能。心力储备不足是限制运动能力特别是有氧运动能力的关键因素。
③ 心脏做功量
血液在心血管内流动过程中所消耗的能量，是由心脏做功所供给的。心室一次收缩所做的功，称为每搏功，近似于平均动脉压和搏出量的乘积，左心室的搏功约为95g/m。右心室搏出量与左心室相等，但肺动脉平均压仅为主动脉平均压的1/6左右，故右心室做功量也只有左心室的1/6。用心脏做功量来评定心泵功能，较每搏出量和每分输出量更有意义。因为心脏收缩不仅仅是排出一定的血量，而且这部分血液具有较高的压强和较快的流速。心脏做功能力越强，其心泵功能越强，心脏的评定和指标如表3-3-1所示。
表3-3-1
2. 血液
（1） 血液的组成
血液是一种粘滞的液体，由血细胞和血浆组成。血细胞也称血液的有形成分，包括红细胞，白细胞和血小板。血浆是血细胞以外的液体部分。血浆除含有大量的水分外，还含有多种化学物质、抗体和激素等。血细胞内的物质不断地透过细胞膜与血浆中的物质进行交换。
（2） 血浆
① 水和电解质
水是血浆中各种物质的溶剂，约占血浆总量的91%～92%，参与维持渗透压等理化特性，实现血液与组织液间的物质交换；水的比热大，有助于正常体温的维持；它还参与营养物质及代谢产物的运输。血浆中所含的无机物大部分是以离子状态存在的电解质，以Na + 和Cl-为多。这些离子主要参与维持血浆晶体渗透压、酸碱度和组织兴奋性等功能活动。
② 血浆蛋白
血浆蛋白是血浆中多种蛋白质的总称。其中清蛋白最多，球蛋白次之，纤维蛋白原最少。其主要功能有：参与形成血浆胶体渗透压，以调节血管内外水的分布；构成缓冲对，维持内外环境酸碱平衡；作为多种物质的载体，如某些代谢产物，激素、离子和药物等；参与免疫反应，血浆中的免疫球蛋白和补体是参与机体免疫的主要蛋白质；参与血液凝固过程，血浆中有多种和凝血有关的凝血因子等。
③ 非蛋白含氮化合物和其他有机物
血液中除含蛋白质以外的含氮化合物统称非蛋白含氮氧化物，包括尿素、尿酸、肌酣、氨基酸、多肽等。此外，血浆中还含有葡萄糖、乳酸和脂类等有机物。健康成年人在空腹时，血糖浓度介于4～6mmol/L之间，血乳酸浓度安静时约为1～2mmol/L。当肌肉运动时，血糖和血乳酸的含量会产生不同程度的变化。血浆中还含有多种脂类物质，如胆固醇、甘油三酯、磷脂等，总称为血脂。血脂升高可能诱发多种疾病，适量有氧运动能降低血脂，对预防心血管疾病有着重要作用。
人体在剧烈运动后，由于血浆水分转移和大量排汗，血浆中水分及无机盐会明显减少，血浆中其他物质浓度相对升高，血液浓缩，血液中化学成分产生明显的变化。运动时间越长，运动强度越大，上述变化越明显。
3. 血细胞
（1） 红细胞
① 红细胞的形态和数量：成熟的红细胞无核，无细胞器，平均直径为7.5 μm，成双凹圆盘状，中间较薄（1.0 μm），周缘较厚（2.5mm），表面积约140 μm 2 。我国成年男性的红细胞数量为（4.0～5.5）×10 12 /L，女性为（3.5～5.0）×10 12 /L。红细胞内的蛋白质主要是血红蛋白。我国成年男性血红蛋白浓度为120～160g/L，成年女性为110～150g/L。正常人的红细胞数量和血红蛋白浓度不仅有性别差异，还可因年龄、生活环境和机体功能状态不同而有差异。若血液中红细胞数量、血红蛋白浓度低于正常，称为贫血。在全血中红细胞所占的容积百分比称为红细胞比容，正常成年男性为40%～50%，女性为37%～48%，新生儿约55%。红细胞在骨髓中分化发育、增殖成熟后释放入血管，在血管中运行120天后在脾、肝内被破坏。
② 血型：通常是指红细胞膜上特异性抗原的类型。至今已经发现了25个不同的红细胞血型系统，与临床最密切的是ABO血型系统。ABO血型是根据红细胞膜上是否存在A抗原和B抗原而将血液分为四型：红细胞膜上只含A抗原者为A型；只含B抗原者为B型；两种抗原都有者为AB型；两种抗原都没有者为O型。不同血型的人血清中含有不同的抗体，但不会含有与自身红细胞抗原相对应的抗体。在A型血的血清中只含有抗B抗体；B型血中血清只含抗A抗体；AB型血的血清中两种抗体都没有；而在O型血的血清中则两种抗体都有。此外ABO血型系统还存在几种亚型（ABO血型系统中的抗原和抗体如表3-3-2所示）。
表3-3-2
若相对抗的红细胞抗原与血浆抗体相遇，则会发生红细胞凝集反应。例如，A型红细胞与B型血浆相遇时，A型红细胞就起凝集反应；同样，B型红细胞与A型血浆相遇，AB型红细胞与A型血浆和B型血浆相遇时，都会起凝集反应；而O型血细胞与A型、B型及AB型血浆相遇都不起凝集反应。因此输血时，必须首先检查供血者与受血者双方血型，同时，还应进行交叉配血实验，观察有无红细胞凝集反应。由于有亚型的存在，即使在ABO系统血型相同的人之间进行输血前还必须进行交叉配血实验。
（2） 白细胞
白细胞为无色，有核的球形细胞，直径为10～15 μm。白细胞可分为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞五类。正常成年人白细胞数为（4.0～10）×10 9 /L，其中中性粒细胞占50%～70%；嗜酸性粒细胞占0.5%～5%，嗜碱性粒细胞占0%～1%，单核细胞占3%～8%，淋巴细胞占20%～40%。正常人血液中白细胞的数目可因年龄和机体处于不同功能状态而发生变化。新生儿白细胞数较高；下午白细胞数较上午稍高；进食、疼痛、情绪激动及剧烈运动等均可使白细胞数明显增加。白细胞主要功能是参与机体的保护和防御反应。
（3） 血小板
血小板又称血栓细胞，是从骨髓成熟的巨核细胞胞浆裂解脱落下来的具有生物活性的小块胞质。它虽无细胞核，不具备完整的细胞结构，但它却也是能进行代谢的活细胞。血小板体积小，直径约2～4 μm，成双凸圆盘状，易受机械、化学刺激，此时便伸出突起，成不规则形。
在血液中血小板是最小的细胞。正常人血液中血小板含量为（100～300）×10 9 /L。正常人血小板计数可有6%～10%的变化，通常午后较清晨高；冬季较春季高；剧烈运动后及妊娠中、晚期升高。但在月经开始时显著减少。1/3的血小板平时储存在脾脏中。血小板的主要功能是促进止血和加速凝血及保护血管内皮细胞的完整性。
4. 血液的理化特性
（1） 颜色和比重
血液呈红色，其颜色与血红蛋白的含氧量多少有关。动脉血含氧多。呈鲜红色；静脉血含氧少，呈暗红色；皮肤毛细血管的血液近似鲜红色。血浆和血清呈淡黄色。正常人全血的比重约为1.050～1.060之间，红细胞的比重为1.090～1.092，血浆的比重为1.025～1.034。全血的比重主要取决于红细胞的数量和血浆蛋白的含量。血浆的比重则与血浆蛋白的含量有关。
（2） 黏滞性
血液在血管内运行时，有与液体内部各种物质的分子或颗粒之间的摩擦而产生阻力，使血液具有一定的黏滞性。正常人血液的黏滞度主要取决于红细胞的数量和血浆蛋白的含量，另外也与血细胞形状及在血液中的分布特点、表面结构和内部状态、易变形性以及它们之间的相互作用有关。例如，登山运动时，由于空气稀薄，氧分压低使红细胞增多，血液黏滞性升高；长跑运动时，由于大量出汗致使红细胞比容相对增大，血液黏滞性升高。所以，血液黏滞性对血流速度和血压都有一定影响。
（3） 血浆渗透压
在血浆溶液中，促使水分子透过膜移动的力量称为血浆渗透压，其值为300mmol/L。渗透压的高低与溶质颗粒数目的多少呈正比相关，而与溶质的种类及颗粒的大小无关。血浆渗透压主要是由溶解于其中的电解质如Na + 和Cl-产生的。在进行剧烈运动时，由于大量排汗和代谢产物（乳酸等）进入血液，渗透压暂时升高；大量饮水后，可以降低渗透压。但是这些变化可以很快通过肾脏排泄和皮肤发汗进行调节，从而维持相对稳定状态。
（4） 血浆PH值
正常人血浆PH为7.35～7.45，人体生命活动所能耐受的最大PH变动范围为6～7.8。PH值的相对恒定有赖于血液内的缓冲物质以及正常的肺、肾功能。当酸性或碱性物质进入血液时，血浆中的缓冲物质可有效地减轻酸性或碱性物质对血浆PH值的影响，特别是在肺和肾保持正常的排出体内过多的酸或碱的功能的情况下，血浆PH值的波动范围较小。
人体内的血管可分为动脉、静脉和毛细血管，不同类型血管的功能不同。大动脉的管壁厚而坚硬，管壁内含有丰富的弹性纤维，因而富有弹性，称为弹性血管，它可以缓冲血压波动，并保证在心脏舒张期继续推动血液循环。小动脉管壁富有平滑肌，平滑肌的收缩可以通过改变血管的口径改变血流阻力，又称阻力血管。毛细血管口径小，数量大，通性好，是血液与组织液的交换部位，被称为交换血管。静脉血管的口径大，易扩张，体内多数血液存在于静脉系统中，因此静脉被称为容量血管。
1. 动脉血压
血压是指血管内的血液对于单位面积血管壁的侧压力，单位常用帕（Pa）、千帕（kPa）或毫米汞柱（mmHg）表示。一般所谓血压，多指体循环中的动脉血压。动脉血压是在有足够量的血液充满血管的前提下，由心室收缩射血、外周阻力和大动脉弹性的协同作用下产生的。在一个心动周期中，尽管血流是连续不断的，但动脉血管内的血压却是周期性变化的。心室收缩时，主动脉压急剧升高，在收缩中期动脉血压达到最大，称收缩压。心室舒张时，主动脉压下降，在心舒张末期主动脉内压力最低，称舒张压。收缩压与舒张压的差值称脉压。通常用在上臂肱动脉处测得的血压代表动脉血压。我国健康青年人在安静状态下收缩压为100～120mmHg，舒张压为60～80mmHg，脉压为30～40mmHg。动脉血压存在有个体、性别和年龄差异；随着生理状态的变化，如情绪激动、紧张、劳动或运动时产生正常的生理变动；此外体位的改变和呼吸运动也会对动脉血压产生一定的影响。影响动脉血压的因素主要有心脏每搏输出量、心率、外周阻力、弹性储器和循环血量等，它们与收缩压、舒张压、脉搏压的关系如表3-3-3所示。
表3-3-3
2. 微循环
微循环是指微动脉和微静脉之间的血液循环。血液循环最根本的功能是进行血液和组织之间的物质交换，这一功能就是在微循环部分实现的。微循环由微动脉、后微动脉、毛细血管前括约肌、真毛细血管、微静脉、通毛细血管和动—静脉吻合支组成。
人体的呼吸系统，如图3-3-5所示。主要包括呼吸道和肺。呼吸道按其解剖结构可分为上呼吸道和下呼吸道。上呼吸道由鼻、咽、喉组成，下呼吸道包括气管和各级支气管。呼吸道是气体进入肺组织的通路，呼吸道能分泌粘液、浆液，具有加温、润湿和净化空气的作用。呼吸道不具备气体交换功能。肺泡是肺组织的基本构成单位，是气体交换的场所。肺泡膜表面有毛细血管网，肺泡膜对气体有很大的通透性，因此，血液在流经肺组织时可与肺泡内的气体进行气体交换。人体肺泡的总面积很大，大约有70～100m 2 ，足以满足体内气体交换的需要，在一般情况下，仅有部分肺泡开放进行气体交换。
图3-3-5
机体在新陈代谢过程中，需要不断地从外界环境中摄取氧并排出二氧化碳，机体这种与环境之间的气体交换称为呼吸。呼吸过程包括三个相互联系的环节：①外呼吸，指外界环境与血液在肺部实现气体交换，它包括肺通气和肺换气；②气体在血液中的运输；③内呼吸，指血液通过组织液与组织细胞间的气体交换。
（1） 肺通气
肺通气是指肺与外界环境之间的气体交换过程。实现肺通气的结构包括呼吸道、肺泡、胸廓和胸膜腔等。胸廓的节律性运动即呼吸运动是实现肺通气的动力。呼吸机的舒缩活动，使胸腔容积产生变化，造成肺内压与大气压间产生压力差，导致气体进出肺。如何合理进行呼吸运动，对提高肺通气效率、满足肌肉活动的需要和更好地完成体育动作是极为重要的。
评定人体肺通气功能水平对经常参加体育锻炼的人来说十分重要，常见评定人体肺通气功能的指标主要有如下几方面。
① 肺活量：人体最大吸气后作最大呼气所能呼出的气体量，称为肺活量。正常成人的肺活量值，男性为3500～4000mL，女性为2500～3500mL，儿童少年的肺活量值较成年人低，以后随年龄的增加，肺活量值不断增加。
② 时间肺活量：最大吸气之后，以最快速度进行最大呼气，记录一定时间内呼出的气量，称为时间肺活量。正常成人最大呼气时，第一秒、第二秒和第三秒呼出的气量分别占总肺活量的83%，96%和99%，在三秒钟内基本上可呼出全部肺活量的气量，其中第一秒的时间肺活量的百分率最有意义。时间肺活量是一个评价肺通气功能较好的动态指标，而且可以反映肺的弹性、气道的直径和呼吸阻力大小等情况。
③ 最大肺通气量：以适宜的呼吸频率和呼吸深度进行呼吸时所测得的每分通气量，称最大通气量。最大通气量是衡量通气功能的重要指标，可以用来评价受试者的通气储备能力。
（2） 气体交换功能
必须经过两次气体交换才能使外界的氧气进入组织细胞，并使体内产生的二氧化碳排出体外，这两次气体交换分别是在肺和组织细胞内进行的，故称为肺换气和组织换气。
① 肺换气：在肺泡中，当静脉血流经肺泡毛细血管时，由于肺泡内的氧分压高于毛细血管内血液的氧分压，二氧化碳分压低于血液内的二氧化碳分压，所以，肺泡内的氧气进入血液，而血液内的二氧化碳进入肺泡，经过肺换气后，静脉血变成了含氧丰富的动脉血。
② 组织换气：在组织细胞中，由于氧分压较低，二氧化碳分压较高，所以，当血液流经组织毛细血管时，血液内的氧气进入组织细胞，而组织细胞中的二氧化碳进入血液，组织换气后，含氧丰富的动脉血变成了含二氧化碳较多的静脉血。呼吸膜的厚度、面积及通透性会影响肺换气的效率。通气/血流比值即每分钟肺泡通气量和每分钟肺毛细血管血流量之间的比值，通常为0.84时肺换气效率才会高。此外，气体分压及局部血管血流量也会影响气体交换。
随着人们生活水平的提高，如果不经常参加锻炼，“文明病”也必然随之增多，目前世界上有不少的人死于心血管疾病。一些专家认为，坚持体育锻炼可以使心脏衰老推迟10～15年。体育锻炼可以减少胆固醇在动脉壁上的沉积，预防或减轻动脉粥样硬化，从而对高血压和冠心病均起到良好的防治作用。德国近20年来心肌梗塞死者增加了20倍；美国70年代因心血管病死亡人数占死亡总数的52%～53%。据世界卫生组织于1984年公布的材料，心脏病是当前死亡率最高的疾病之一。据中国国家体委科研人员调查统计，我国部分大专院校、科研机构中高级知识分子平均死亡年龄是58.2岁，比全国人均寿命短近10年。导致中高级知识分子过早死亡的两大疾病是恶性肿瘤和心血管疾病。针对上述情况，最积极有效的方法就是自觉地、经常不断地进行身体锻炼，提高心肺机能，以防止这类疾病的发生。
1. 体育锻炼对心脏的影响
（1） 运动对心输出量的影响
随着训练，血浆容量增加，则进入心室的血液更多，而且心肌收缩性增强，使得收缩后留在心内的余血减少，即每搏输出量增大。研究发现，从事大运动时，一般人与体育活动人的心率可达到同样高度，但体育活动人的每搏输出量偏大，则每分输出量同样偏大。体育活动人每搏输出量的增加是心脏对运动训练的适应。
（2） 运动性心脏增大
运动性心脏增大是运动心脏的主要形态特征，以左心室肥大为主。其肥大程度与运动强度和持续时间有关，一般运动性心脏的重量不超过500 g。运动性心脏增大是对长时间运动负荷的良好适应。研究发现，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、摔跤和举重体育活动人心脏的运动性增大是以心肌增厚为主；而游泳和长跑等耐力性体育活动人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。
（3） 运动对心脏微细结构的重塑
经过训练心脏的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Ca 2+ 的储存、释放和摄取能力提高，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。运动心脏的这些微细结构的重塑，对于提高体育活动人的最大摄氧量和有氧耐力具有十分重要的作用。研究还发现，不同类型的运动心脏微细结构的重塑具有一定项目特点，保证了心脏功能和运动项目的代谢特点相适应。
（4） 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，优秀的耐力体育活动人安静时心率可低至40～60次/min，这种现象称为窦性心动徐缓。这是由于运动训练使心肌的收缩力量增强，搏出量增加，反射性引起心交感神经紧张性降低，导致心跳徐缓。窦性心动徐缓是可逆的，即使安静心率已降到40次/min的优秀体育活动人，停止训练多年后，有些人的心率也可恢复接近正常值。一般认为，体育活动人的窦性心动徐缓是经过长期训练后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。
2. 体育锻炼对血液、血管的影响
（1） 纤维蛋白溶解作用增强
大约四十年前已经知道运动可以刺激组织释放纤维蛋白溶酶，能激活纤维性蛋白的溶解作用。近年来更进一步研究认为，运动具有抗血栓形成作用，适度地参加运动训练能中等程度地增加参加纤维蛋白溶解作用。无论是休息状态或静脉血栓形成闭塞性的刺激后，进行5min的功率自行车运动到参加马拉松跑，都可以增加纤维蛋白溶解作用。5min激烈运动后的纤维蛋白溶解作用的增强可以保持90min。关于运动对纤溶能力的影响已在前面作了介绍。“体育活动人血液”的纤溶能力增加与一般人进行一次性运动所出现的纤溶能力暂时性增加是不同的。首先，“体育活动人血液”纤溶能力增加是由于长时间系统的运动训练对体育活动人血液引起的适应性改变，纤溶能力与训练年限成正比。其次，“体育活动人血液”纤溶能力增加不是一时性的，只要保持有规律的经常性运动，就可以使纤溶能力的增加持续性的存在。另外，“体育活动人血液”的纤溶能力增加并不完全表现为“亢进”，而是具有双向性调整作用，即对纤溶能力不足的通过运动训练可调整变为增加，而对于过分“亢进”的，通过运动作用又可调整为正常。虽然有文献指出马拉松体育活动人偶尔有深部静脉血栓形成，但发病率极少，可能是运动作用又可调整为正常。大量研究证明，经常性运动训练有助于抗血栓形成。体育活动人血液的纤溶能力增加是训练的良好反应。
（2） 血容量增加
体育活动人血液的第二个特征表现为血容量增加，这种血容量增加包括血浆容量和红细胞容量都增加，但是由于血浆容量增加相对于红细胞容量增加更显著，所以形成红细胞压积减少和单位容积中的红细胞数和血红蛋白含量减少，血液相对稀释。Sanny等认为，运动训练使人体血浆容量相对增加更多的机制是因为血浆蛋白总量增多，尤其是白蛋白总量增多，使胶体渗透压升高，促使更多的水分驻留在血液循环之中。白蛋白分子量小于球蛋白，占蛋白质胶体渗透压65%。耐力训练的体育活动人血浆总蛋白量比一般人增加28g，其中86%为白蛋白。1g血浆蛋白可以储留水分14～15mL，28g蛋白质共可增加血浆量约390～420mL。由于血浆蛋白增加也伴随着水分的相应增加，所以虽然总血浆容量增加，但单位体积中的血浆蛋白浓度仍与一般人相似。至于红细胞增多的机制至今仍不太明了，有人认为是与紧张训练比赛时红细胞的工作性溶解作用增加、红细胞减少而刺激加强了红细胞的生成机制有关；还有人认为是因运动时肾血液流量降低，肾小管近旁细胞促使红细胞生成素分泌增多。总之，如果对运动训练所引起的血容量、血浆容量，红细胞容量变化的绝对及相对关系不能正确地了解，就会对体育活动人血液的特点作出错误的判断和结论。
（3） 红细胞变形能力增加
红细胞变形能力增加是体育活动人血液的又一特点。经过系统训练的体育活动人在安静时红细胞变形能力增加。有人认为，这是因为运动加快了对衰老红细胞的淘汰，代替以更年轻的红细胞，降低了红细胞的刚性，增加了膜的弹性。红细胞变形能力增加和血液稀释使红细胞压积减少，这两个因素都可以使血液的粘度下降，从而改善血液流变性。
（4） 血黏度下降
耐力训练引起血黏度下降的最主要原因是血液相对稀释，除了红细胞压积增加较少之外，更重要的是大多数血浆不对称蛋白质。例如纤维蛋白原也得到了稀释后血黏度较容易出现下降，因此，红细胞变形能力增加是促使血黏度下降的生理意义在于它改善了血液的流变特性，是静脉血栓的发生率明显减少，有利于血液对各器官及工作肌灌注，改善微循环，增强血液的携氧能力和运输营养物质的能力，也加快对代谢废物的排除率。
（5） 血管弹性增加、血管表面积增大
体育锻炼可以增加血管壁的弹性，这对老年人来说是十分有益的。老年人随着年龄的增加，血管壁弹性逐渐下降，因而可诱发老年性高血压等老年性疾病。老年人通过体育锻炼，可增加血管壁的弹性，延缓血管老化，以预防或缓解老年心血管疾病。
（6） 改善血液微循环
人体安静状态下，毛细血管仅有20%～25%开放，而较剧烈的运动可使毛细血管开放数量增加几倍，达70%以上，毛细血管总表面积达300～600m 2 ，从而大大改善了毛细血管的物质交换转运，还可引起体内血液的重新分布。人体的许多疾病是由于血液微循环障碍造成的，如营养缺乏、早衰、脱发等，通过体育锻炼强化血液微循环系统建设，对健康的促进作用是巨大的。
在长期运动锻炼引起的适应性改建过程中，骨骼肌、心肌的毛细血管会出现增生，这不但有利于适应肌肉工作的需要，而且对于有血管栓塞局部的侧支循环的建立，具有极为重要的康复促进作用。
3. 体育锻炼对呼吸系统的影响
（1） 呼吸肌力增强，呼吸差、呼吸深度加大
体育锻炼使呼吸肌增强，胸围增大。扩大的胸廓，有利于肺组织的生长发育和肺的扩张，使肺活量增加。一般人的呼吸差（尽量吸气时与尽量呼气时的胸围差，叫呼吸差）只有5～8cm，而经常锻炼的人，呼吸差可增加到9～16cm。一般人的呼吸浅而急促，安静时每分钟大约呼吸12～18次；而经常参加体育锻炼的人，呼吸深而缓慢，每分钟约8～12次，这就使呼吸肌有较多的休息时间。这种差别在运动的时候表现得更为明显，例如，在运动量相同的条件下（轻微运动），一般人呼吸可增加到每分钟32次左右，每次呼吸量只有300mL，每分钟呼吸总量为9600mL。而体育活动人呼吸每分钟16次左右，但每次呼吸量可达600mL，每分钟呼吸总量也是9600mL。从表面上看，一般人与体育活动人每分钟呼吸量相同，但实际上气体交换量却不相同。因为，一般人每次呼吸都有100mL空气留在呼吸道内，不能进入肺泡进行气体交换。一般人实际换气量为4800mL，体育活动人实际换气量为7200mL，比一般人的实际换气量提高了30%。这表明肌肉需氧量增加时，一般人是以增加呼吸频率来适应氧气的需要量，因此运动时常常气喘；而体育活动人由于呼吸机能提高，呼吸加深，在相同的条件下，呼吸频率稍有增加，就可以满足气体交换的需要。因此，运动锻炼使人的呼吸效率更高，呼吸系统不易疲劳。
（2）肺活量增加
肺活量是青少年儿童生长发育和健康水平的重要指标。经常参加体育锻炼，呼吸肌力量增强，胸廓扩大，有利于肺组织的生长发育和肺的扩张，使肺活量增加。另外，体育锻炼时，经常性的深呼吸运动，也可促进肺活量的增长。大量实验证实，经常参加体育锻炼的人，肺活量值高于一般人。评定肺活量经常用肺活量指数，肺活量指数=肺活量（mL）/体重（kg）。
（3） 肺通气量增加
体育锻炼使呼吸深度增加，以有效地增加肺的通气效率，在体育锻炼时如果过快地增加呼吸频率，会使气体往返于呼吸道，使真正进入肺内的气体量反而减少。适当地增加呼吸频率，从而使运动时的肺通气量大大增加。研究表明，一般人在运动时肺通气量能增加到60L/min左右，有体育锻炼习惯的人运动时肺通气量可达100L/min以上。
衡量人体氧运输系统功能的强弱，除了可用呼吸系统或心血管系统的一些指标外，常用的衡量氧运输系统整体功能的综合性指标就是最大吸氧量。
最大摄氧量是指人体在进行由大量肌群参加的长时间剧烈运动中，当心肺功能和肌肉利用氧的能力达到本人极限水平时，单位时间内（通常以每分钟为计算单位）所能摄取的氧量称为最大摄氧量。它反映了机体吸入氧、运输氧和利用氧的能力，是评定人体有氧工作能力的重要指标之一。
最大摄氧量的表示方法有绝对值和相对值两种。绝对值是指机体在单位时间内所能吸入的最大摄氧量，通常以L/min为单位；相对值则是按每千克体重计算的最大摄氧量，以ml/kg/min为单位。由于个体间的身高及体重差异较大，因此，用VO 2max 的绝对值进行个体间的比较是不适宜的，而相对值消除了体重的影响，在个体间进行比较则更有实际意义。我国正常男子VO 2max 约为3.0～3.5L/min，相对值为50～55mL/kg/min；女子较男子略低，其绝对值为2.0～2.5L/min，相对值为40～45mL/kg/min。VO 2max 水平的高低主要决定于氧运输系统或心脏的泵血功能和肌组织利用氧的能力。VO 2max 受遗传因素的影响较大，因此训练能使最大摄氧量提高的可能性较小，一般为20%～25%。此外，最大摄氧量与年龄、性别、训练等因素有关。
运动时，肌肉的剧烈活动使得机体对氧的需要比平时大大增加，因此，人体的最大摄氧能力的高低直接影响运动能力，尤其是以有氧代谢为主的耐力性运动与最大吸氧量关系更密切。因此，经常锻炼的人比不经常运动者最大吸氧量要大，而在不同项目的运动中，耐力性要求越高的运动项目的体育活动人最大吸氧量越高。
1. 运动强度
在发展有氧耐力而进行的持续性练习中，运动强度太低不能充分动员人体呼吸、循环系统的机能潜力；强度太大，持续时间必然缩短，则供能系统向无氧代谢途径转变。研究已证实，心率与VO 2 在亚极量运动范围内呈线性关系，因此可以通过测定运动时的心率来推测运动强度。一般认为发展有氧耐力，应采用超过本人最大摄氧量的50%强度的运动。芬兰科学家Karvone提出了计算最大心率储备的方法，他认为最大心率（最大心率=220-年龄）与安静时心率的差值即为心率储备。靶心率是在安静时心率的基础上加上心率储备的百分比。如70%心率储备的靶心率为：
靶心率＝安静时心率＋70%心率储备
要想提高有氧运动能力，靶心率应达到心率储备的60%～90%。
2. 一次锻炼时间
一般认为，耐力训练产生效果的最低限度时间为5min。持续时间取决于运动强度，强度较低的运动可以持续较长的时间。
3. 锻炼频度
运动的效果是在每次运动对人体产生的良性作用的逐渐积累中显示出来的，是一个量变到质变的过程，所以要求经常参加锻炼。正确的设定运动频度，要根据运动目的和身体情况的不同而区别对待。如果以健身为目的，一般人的锻炼频度应以每周三次以上为宜。若作为体育活动人则需要每天进行一定负荷的训练。
1. 直接测定方法
通常在实验条件下，让受试者在一定的运动器械上进行逐级递增负荷运动实验测定其摄氧量。常用的运动方式为跑台跑步、蹬踏功率自行车或一定高度的台阶实验。要求以呼吸循环系统为中心的各器官系统，充分而且最大限度地参加运动。运动时间过长很难出现VO 2max ，所以一般适宜的运动负荷是使运动时间在15min内结束。
通常采用以下标准来判定受试者是否达到本人的VO 2max ：①心率达到（200-年龄）次/分；②呼吸商达到或接近1.15，在一般强度不大的运动中，主要是糖与脂肪的混合供能，呼吸商在0.85左右，呼吸商为1时，表明全部由糖酵解供能；③受试者已发挥最大并无力保持规定的负荷即达到精疲力竭；摄氧量随运动强度增加而出现平台或下降。
2. VO 2max 间接测定法
VO 2max 间接测定法是指受试者进行亚极量运动时，根据心率、摄氧量或达到某一定量心率的做功量等数值推算或预测出VO 2max 。这种方法适用于不能（例如老幼、体弱或某些适于康复的人群）或不愿（健康年轻人）接受VO 2max 直接测试的人群。优秀体育活动人用此法推算获得的数值与实测值有较大的误差。国内外使用较普遍的间接推算法是瑞典学者Astrand-Ryhmin列线图法。即根据亚极量负荷时测得的摄氧量与心率的线性关系绘制的推算VO 2max 列线图。此外，我国学者根据定量负荷时测得的心率、摄氧量及身高、体重等指标研究并制订了适用于不同性别、年龄体育活动人及不同人群的利用多元逐步回归推算VO 2max 的方程式。用间接法推算VO 2max 具有简易、经济、快速等特点，但应考虑误差因素的影响。如表3-3-4所示为最大摄氧量等级评价表。
表3-3-4
