(一)心脏发生"健康性肥大"变化。
1899年瑞典医生汉森在给滑雪运动员检查时发现他们的心脏很大，但却是很健康的。为了与病理性心肌肥大相区别，就称为"健康性肥大"。其外形丰满，收缩有力，心力贮备高，这是运动员的长期运动训练影响下产生的心肌增厚和心腔扩大结果。体育锻炼时，由于全身的血液循环加快，心脏和全身的供血状况也得到改善。心肌细胞内的蛋白质和肌糖元增多，心肌纤维增粗，心壁增厚，毛细血管数量增多。运动时心脏收缩力量加强，每次收缩几乎将室内的血液全部排空。而静脉血回流量增加，又使心肌纤维被拉长，心脏血容量增大。于是经常参加体育锻炼的人心脏体积比一般人大，且重量增加。正常人心脏一般重250～300克，而长跑运动员的心脏重量约500克，心的容积也比一般人大1/3。
(二)心脏每搏输出量增加。
心脏每搏动一次射出的血量称每搏输出量。每分钟心脏输出血量的多少取决于心率和每搏输出量，但每个人运动时最高心率是有限的，所以增加每搏输出量是一个很重要的因素。经常进行体育锻炼可增加每搏输出量：一般人每搏输出量为50～70毫升，剧烈运动时可达110毫升左右；经常锻炼的人安静时每搏量约为90～100毫升，运动时可达180毫升左右。
(三)安静时心率徐缓。
人体心脏每分钟搏动次数为心率，正常人安静时为60～80次/分左右，经常参加体育锻炼的人心率比不锻炼者少。据对260名参加奥运会运动员的心率进行测定，发现他们的平均心率为50次/分，其中最低者为30次/分。这是因为参加体育锻炼使其心脏机能水平提高，心肌纤维变粗，收缩更加有力，每次收缩所射出的血量增多，因而在心率减少的情况下也能满足人体所需要的血量。心率徐缓，搏动有力，使心脏在每次收缩后有较长时间的休息，不易产生疲劳，心房舒张期延长又可以充盈更多的回心血量，又为心室下次射血做好了血量和机能上的准备，这是心脏机能节省化的表现。
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