Реакция легких на физические нагрузки

Регуляция дыхания

Известно, что главная функция легких состоит в обмене кисло­рода (0₂) и углекислого газа (С0₂) между воздухом и кровью, т. е. в поддержании нормальных уровней P_Q и Р_со в артериальной крови.

Уровни С0₂ (Н⁺) и 0₂ в артериальной крови, как правило, регу­лируются в узких пределах через легочную вентиляцию.

Несмотря на широкую изменчивость поглощения кислорода (0₂) в организме и выделения из него углекислоты (С0₂), Р₀ и Р_со в артериальной крови в норме сохраняются достаточно по­стоянными. Эта удивительная регуляция осуществляется благо­даря тонкому управлению легочной вентиляцией.

В ЦНС имеются специальные области, которые участвуют в соз­дании каждого вентиляционного усилия дыхательных мышц, а так­же регулируют общую деятельность дыхательной системы. Участие ЦНС складывается из двух функционально раздельных элементов: 1) автоматическое дыхание, связанное, главным образом, со струк­турами ствола мозга, и 2) произвольное дыхание, связанное со структурами высших уровней мозга, главным образом, с корой больших полушарий.

Выяснено, что высший отдел ЦНС, кора больших полушарий, оказывает влияние на глубину и частоту дыхания. При стимуля­ции особых областей коры головного мозга дыхание или усилива­ется, или ослабляется. Эти области находятся под произвольным контролем и проявляют себя, когда мы едим или говорим.

Система регуляции дыхания (рис. 17.34) включает три основ­ных элемента:

1) рецепторы, воспринимающие информацию и передающие ее в

2) центральный регулятор, расположенный в головном мозге. Здесь информация обрабатывается и отсюда же посылаются ко­манды на

3) эффекторы (дыхательные мышцы), непосредственно осуще­ствляющие вентиляцию легких.

Кроме того, существует ряд механорецепторов, возбуждение ко­торых влияет на характер дыхания. Среди них — рецепторы давления. При их возбуждении возникают реакции, варьирующие от времен­ного апноэ до значительного учащения дыхания. Движение суставов и растягивание мышц конечностей повышают как частоту дыхания, так и дыхательный объем. Боль тоже действует на дыхание.

Пока внутриплевральное давление остается ниже атмосфер­ного, размеры легких точно следуют за размерами грудной полос­ти. Движения легких совершаются в результате сокращения ды­хательных мышц в сочетании с движением частей грудной стенки и диафрагмы.

Вентиляция и легочный кровоток, перенос 0₂ и С0₂ и диффуз­ная способность при физической нагрузке могут возрастать в не­сколько раз.

При физической нагрузке вентиляция легких резко возрастает и при интенсивной физической работе может становиться очень сильной. У здоровых молодых мужчин максимальное потребление

кислорода (МПК) иногда достигает 4 л/мин, а легочная вентиля­ция — 120 л/мин, т. е. в 15 раз превышает уровень покоя. Усиле­ние вентиляции тесно связано с увеличением потребления 0₂ и выделения С0₂. Интересно, что причины такого усиления при физической нагрузке еще во многом неясны (J.B. West, 1988).

При нагрузке Р_со в артериальной крови не увеличивается; напротив, при тяжелой физической работе оно обычно слегка сни­жается. При умеренной нагрузке рН артериальной крови остается почти постоянным, а при тяжелой физической работе — снижает­ся в связи с выделением молочной кислоты (лактата) в процесс анаэробного гликолиза. Ясно, что ни один из перечисленных фак­торов не должен вызывать резкого усиления вентиляции при легкой или умеренной физической нагрузке.

Исследования показывают, что если совершать пассивные дви­жения конечностями, то вентиляция легких усиливается. Это, по-видимому, связано с рефлекторной реакцией рецепторов, распо­ложенных в суставах или мышцах.

Предполагается, что увеличение вентиляции легких при фи­зической нагрузке может быть частично обусловлено повышением температуры тела и импульсами, поступающими от двигательной коры головного мозга.

Исследования показывают, что тренировки (и, особенно, сорев­нования) в среднегорье и зонах жаркого и влажного климата, вы­зывают сильную реакцию организма спортсмена на внешние фак­торы.

Дата добавления: 2015-05-09