心输出量、心率和每搏输出量

心输出量是心脏每分钟泵出的血量，是心率和每搏输出量的乘积。在运动过程中，心输出量可以比静息时增加数倍，因为心率升高，每搏输出量增加，为工作肌肉提供氧气。心率和每搏输出量各自如何贡献，以及它们如何达到上限，决定了全身运动能力的中心限制。

Definition

心输出量是心脏每分钟射出的血量，等于心率乘以每搏输出量；每搏输出量是每次心跳射出的血量，心率是每分钟心跳的次数。

Scope

本主题涵盖心输出量的定义、心率和每搏输出量从静息到最大运动的各自行为、提高它们的机制，以及它们的乘积如何设定氧气输送。它将这些视为参考生理学，不提供测试阈值或训练处方。

Core questions

• 心输出量从静息到最大运动会增加多少，其上限由什么决定？
• 随着运动强度的增加，心率和每搏输出量各自如何变化？
• 在动态运动中，哪些机制会提高每搏输出量？
• 为什么中心心输出量被认为是最大摄氧量的主要限制因素？

Key concepts

• 心输出量等于心率乘以每搏输出量
• Frank-Starling机制和静脉回流
• 射血分数和舒张末期容积
• 最大心率
• 每搏输出量平台期
• Fick原理将输出量与摄氧量联系起来

Mechanisms

在运动开始时，副交感神经撤退，随后交感神经驱动增加，心率升高，而肌肉泵和静脉收缩增强静脉回流；更大的充盈（Frank-Starling机制）以及心肌收缩力增加，提高了每搏输出量（Rowell, 1974）。每搏输出量在中低强度时急剧上升，然后趋于平台期，因此高强度时心输出量的进一步增加主要取决于心率（Åstrand et al., 1964）。当最大心率与接近最大的每搏输出量同时出现时，达到最大心输出量，这种中心氧气输送能力是最大摄氧量的主要决定因素（Joyner & Casey, 2015）。

Clinical relevance

心输出量、心率和每搏输出量的行为是运动测试解释的基础，并有助于解释泵功能降低如何限制运动耐量。本条目是描述性参考生理学，无意指导个体诊断、预后或治疗。

Evidence & guidelines

定量描述来自经典的侵入性生理学研究和综合性综述，而非临床指南。Åstrand及其同事测量了次最大和最大工作时的心输出量，Rowell的综述将这些数据整合到更广泛的循环控制图中。

History

在二十世纪中叶，通过染料稀释法和Fick原理直接测量工作时的心输出量，确定了心脏输出量如何随运动强度而变化。Åstrand及其同事1964年的研究是次最大和最大工作时心输出量的基准描述，后来的综述将这些发现置于循环的整合控制中。

Debates

在直立运动中，每搏输出量是否真的会达到平台期？

关于每搏输出量是在中等强度时达到平台期还是继续上升至最大努力，一直存在争议，答案取决于姿势、体能和测量方法；在直立动态运动中，通常观察到平台期。

Key figures

• Per-Olof Åstrand
• Bengt Saltin
• Loring Rowell
• Michael Joyner

Seminal works

• astrand-1964
• rowell-1974
• joyner-casey-2015

Frequently asked questions

心输出量是如何计算的？

心输出量等于心率乘以每搏输出量，因此它反映了心脏跳动的速度以及每次跳动射出的血量。

在运动过程中，是心率还是每搏输出量驱动心输出量的增加？

两者都有贡献，但每搏输出量主要在较低强度时增加并趋于平台期，因此高强度时心输出量的增加主要取决于心率的持续升高。