Значение и функциональные возможности дыхания

Дыханием называется процесс, обеспечивающий потребле­ние кислорода и выведение углекислого газа. Различают внеш­нее (лёгочное) и внутриклеточное (тканевое) дыхание. Внеш­ним дыханием считается обмен воздухом между окружающей средой и легкими, внутриклеточным - обмен кислородом и уг­лекислым газом между кровью и клетками тела.

Переход кислорода и углекислого газа из одной среды в другую происходит по законам диффузии под воздействием разницы парциального давления этих газов в сторону из среды с большим парциальным давлением в среду с меньшим парци­альным давлением.

Дыхание обеспечивается:

- воздухоносными путями - носовая и ротовая полости, трахея, бронхи, бронхиолы, заканчивающиеся альвеолами (ле­гочными пузырьками). Стенки альвеол густо переплетены сетью капиллярных кровеносных сосудов, через стенки которых происходит насыщение крови кислородом и удаление из нее углекислого газа;

- легкими - эластичная ткань, в которой насчитывается от 200 до 600 млн. альвеол, в зависимости от роста тела;

- дыхательными мышцами - межреберные, диафрагма и ряд других мышц, принимающих участие в дыхательных дви­жениях.

Наиболее значимыми показателями работоспособности ор­ганов дыхания являются дыхательный объем, частота дыхания, жизненная емкость легких, легочная вентиляция, кислородный запрос, потребление кислорода, кислородный долг и др.

Дыхательный объем - количество воздуха, проходящее че­рез легкие при одном дыхательном цикле (вдох, выдох, дыха­тельная пауза). Величина дыхательного объема находится в прямой зависимости от степени тренированности к физическим нагрузкам и колеблется в состоянии покоя от 350 до 800 мл в покое. У нетренированных людей дыхательный объем находит­ся на уровне 350-500, у тренированных – 800 мл и более.

При интенсивной физической работе дыхательный объем может увеличиваться в 3-4 раза.

Частота дыхания - количество дыхательных циклов в 1 мин. Средняя частота дыхания у нетренированных людей в по­кое 16-20 циклов в 1 мин, у тренированных, за счет увеличения дыхательного объема, частота дыхания снижается до 8-12 цик­лов в 1 мин. У женщин частота дыхания на 1-2 цикла больше. При спортивной деятельности частота дыхания увеличивается.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - максимальное количе­ство воздуха, которое может выдохнуть человек после полного вдоха (измеряется методом спирометрии).

Средние величины ЖЕЛ: у нетренированных мужчин -3500, женщин - 3000 мл; у тренированных мужчин - 4700, женщин 3500 мл. При занятии циклическими видами спорта на выносливость (гребля, плавание, лыжные гонки и т.п.) ЖЕЛ может достигать у мужчин 7000 и более, у женщин 5000 мл и более.

Легочная вентиляция - объем воздуха, который проходит через легкие за 1 мин. Легочная вентиляция определяется путем умножения величины дыхательного объема на частоту дыхания. Легочная вентиляция в покое находится на уровне 5000-9000 мл. При физической работе этот объем может увеличиваться до 10 и более раз. Максимальный показатель может достигать до 150 и более литров.

Вместе с тем, увеличение легочной вентиляции при выпол­нении физических упражнений не является достоверным пока­зателем эффективности функционирования дыхательной систе­мы. Чем меньше подготовлен механизм к выполнению физиче­ской работы скоростно-силовой направленности, связанной с выносливостью, тем больший наблюдается уровень легочной вентиляции. Это можно объяснить тем обстоятельством, что количество кислорода, необходимое для выполнения работы, организм получает из большого объема пропускаемого через легкие воздуха. Поэтому выполнение одной и той же работы по времени, объему и интенсивности с меньшей величиной легоч­ной вентиляции характеризует более экономичную производи­тельность дыхательной системы.

Кислородный запрос - количество кислорода, необходимое организму для обеспечения процессов жизнедеятельности в различных условиях покоя или работы в 1 мин.

В покое в среднем кислородный запрос равен 250-300 мл. При беге на 5 км, например, он увеличивается в 20 раз и становится равным 5000-6000 мл. При беге на100 м за 12 с. при пересчете за 1 мин, кислородный запрос увеличивается до 7000 мл.

Суммарный, или общий, кислородный запрос - это количе­ство кислорода, необходимое для выполнения всей работы.

Потребление кислорода - количество кислорода, фактиче­ски использованного организмом в покое или при выполнении какой-либо работы за 1 мин.

В состоянии покоя человек потребляет 250-300 мл кисло­рода в 1 мин. При мышечной работе эта величина возрастает.

Наибольшее количество кислорода, которое организм мо­жет потребить в минуту при предельно-интенсивной мышечной работе, называется максимальным потреблением кислорода (МПК). МПК зависит от Состояния сердечно-сосудистой и ды­хательной систем, кислородной емкости крови, активности про­текания процессов обмена веществ и других факторов. Величи­на МПК характеризует функциональное состояние дыхательной и сердечно-сосудистой систем, степень тренированности организма к длительным физическим нагрузкам. У людей, не занимающихся спортом, МПК, как правило не превышает 2,7-3,5 л/мин. У спорт­сменов-мужчин может достигать 6 л/мин и более, у женщин -4 л/мин и более.

Абсолютная величина МПК зависит также от размеров те­ла, поэтому для ее более точного определения рассчитывают относительное МПК на 1 кг массы тела.

Для сохранения оптимального уровня здоровья необходимо обладать способностью потреблять кислород на 1 кг массы те­ла: женщинам - не менее 42, мужчинам - не менее 50 мл.

Максимальное потребление кислорода является показателем аэробной (кислородной) производительности организма, связан­ной с его способностью выполнять интенсивную физическую ра­боту при достаточном количестве поступающего в организм кислорода для получения необходимого энергообеспечения без об­разования значительного уровня кислородного долга.

Кислородный долг - термин, обозначающий временное не­достаточное поступление кислорода в органы. Поскольку орга­ны кислородного снабжения «тяжелы на подъем», они не могут быстро удовлетворить кислородный запрос, образуется кисло­родный долг. Потребление организмом кислорода возрастает пропорционально величине и эффективности затрачиваемых усилий. При легкой работе достигается стационарное состоя­ние, когда потребление кислорода и его утилизация эквива­лентны, но это происходит лишь по прошествии 3-5 мин, в те­чение которых кровоток и обмен веществ в мышце приспосаб­ливаются к новым требованиям. До тех пор пока не будет дос­тигнуто стационарное состояние, мышца зависит от небольшого кислородного резерва. При тяжелой мышечной работе, даже ес­ли она выполняется с постоянным усилием, стационарное со­стояние не наступает; как и частота сокращений сердца, по­требление кислорода постоянно повышаются, достигая макси­мума. С началом работы потребность в энергии увеличивается мгновенно, однако для приспособления кровотока и аэробного (кислородного) обмена требуется некоторое время. Таким обра­зом, возникает кислородный долг. При легкой работе величина кислородного долга остается постоянной после достижения стационарного состояния, однако при тяжелой работе она на­растает до самого окончания работы. По окончании работы, особенно в первые несколько минут, скорость потребления ки­слорода остается выше уровня покоя происходит «выплата» ки­слородного долга. Однако этот термин не точен, так как увели­чение потребления кислорода после завершения работы не от­ражает непосредственно процессы восполнения запасов кисло­рода в мышце, а происходит и за счет влияния других факторов, таких, как увеличение температуры тела и дыхательная работа, изменение мышечного тонуса и пополнение запасов кислорода в организме. Поэтому кислородный долг, который будет воз­вращен, по величине больше, чем возникший во время самой работы. После легкой работы величина кислородного долга достигает 4 л, а после тяжелой может доходить до 20 л.

Дыхательная система - единственная внутренняя система, которой человек может управлять произвольно. Поэтому со­вершенствование работы этой системы напрямую связано с це­ленаправленной деятельностью человека. Рекомендуется:

а) дыхание необходимо осуществлять через нос, и только в случаях интенсивной физической работы допускается дыхание одновременно через нос и узкую щель рта, образованную язы­ком и нёбом. В этом случае воздух очищается от пыли, увлажняется и согревается, прежде чем поступить в полость легких, что способствует повышению эффективности дыхания и сохра­нению дыхательных путей здоровыми;

б) при выполнении физических упражнений целесообразно:

- во всех случаях выпрямления тела делать вдох;

- при сгибании тела делать выдох;

- при выполнении циклических упражнений ритм дыхания приспосабливать к ритму движения с акцентом на выдохе. На­пример, при беге делать на 4 шага вдох, на 5-6 шагов выдох или на 3 шага вдох и на 4-5 шагов выдох и т.д.;

- избегать частых задержек дыхания со статическим на­пряжение. Выполнение таких упражнений приводит к застою венозной крови, что влечет за собой негативные последствия для сердечно-сосудистой системы.

Наиболее эффективно функцию дыхания развивают упраж­нения циклического характера с включением в работу большого количества мышечных групп (плавание, гребля, лыжный спорт, бег и др.)

Дата добавления: 2014-01-04