4.6. Функции дыхания
Дыханием называется процесс потребления кислорода и выделения
углекислого газа тканями живого организма. Его осуществляют две систе
мы организма: дыхательная и кровеносная.
Различают внешнее (легочное) и внутриклеточное (тканевое) дыхание.
Внешним дыханием называется обмен воздухом между окружающей
средой и легкими, внутриклеточным - обмен кислородом и углекислым га
зом между кровью и клетками тела (при этом кислород переходит из крови
в клетки, а углекислый газ как один из продуктов обмена веществ перехо
дит из клеток в кровь).
Переход кислорода и углекислого газа из одной среды в другую про
исходит по законам диффузии под воздействием разницы парциального
давления этих газов в сторону из среды с большим парциальным давлени
ем в среду с меньшим парциальным давлением данного газа.
В клетках тканей в результате их жизнедеятельности парциальное
давление кислорода постоянно стремится к снижению, а в работающих
мышцах - может снизиться до нуля.
При таком соотношении парциального давления, кислород в легких
через полупроницаемые стенки капилляров переходит в кровь, а из крови -
в клетки тканей. Углекислый газ, наоборот, из клеток переходит в кровь,
из крови - в полость легких, из легких - в атмосферный воздух.
Дыхательный аппарат человека составляют:
- воздухоносные пути - носовая полость, трахея, бронхи, которые
ветвятся на более мелкие бронхиолы, заканчивающиеся альвеолами (ле
гочными пузырьками);
- легкие - пассивная эластичная ткань, в которой начитывается от
200 до 600 млн альвеол, в зависимости от роста тела;
- грудная клетка - герметично закрытая полость;
- плевра - пленка из специфической ткани, которая покрывает лег
кие снаружи и грудную клетку изнутри;
- дыхательные мышцы - межреберные, диафрагма и ряд других
мышц, принимающих участие в дыхательных движениях, но имеющих ос
новные функции.
Механизм дыхания - рефлекторный (автоматический). Циклически
повторяющаяся деятельность дыхательного аппарата обусловлена ритми
ческим возникновением возбуждения в дыхательном центре, расположен
ном в продолговатом мозге.
В покое при вдохе сокращаются наружные межреберные мышцы и
мышцы диафрагмы. Они увеличивают объем грудной клетки и благодаря
разности давлений легкие заполняются воздухом.
86
При выдохе мышцы расслабляются и под действием силы тяжести и
атмосферного давления, объем полости грудной клетки уменьшается, а на
ходящийся в легких воздух выходит наружу.
При физической работе в акте вдоха дополнительно участвуют
мышцы плечевого пояса и грудного отдела, а при ускорении или усилении
выдоха в нем также принимают участие внутренние межреберные мышцы
и мышцы брюшного пресса.
Дыхательный центр продолговатого мозга связан с высшими отде
лами ЦНС, поэтому возможна произвольная регуляция дыхания (напри
мер, задержка) при разговоре, пении, выполнении физических упражнений
и в других случаях.
Показателями работоспособности органов дыхания являются дыха
тельный объем, частота дыхания, жизненная емкость легких, легочная венти
ляция, 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 трени
рованности к физическим нагрузкам и колеблется в состоянии покоя от
350 до 800 мл. В покое у нетренированных людей дыхательный объем на
ходится на уровне 350-500 мл, у тренированных - 800 мл и более.
При интенсивной физической работе дыхательный объем может уве
личиваться до 2500 мл.
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 у лыжников и бегу
нов увеличивается до 20-28 циклов в 1 мин, у пловцов - 36-45; наблюда
лись случаи увеличения частоты дыхания до 75 циклов в 1 мин.
Жизненная емкость легких - максимальное количество воздуха, ко
торое может выдохнуть человек после полного вдоха (измеряется методом
спирометрии).
Средние величины жизненной емкости легких: у нетренированных
мужчин - 3500 мл, у женщин - 3000; у тренированных мужчин - 4700 мл,
у женщин - 3500. При занятиях циклическими видами спорта на выносли
вость (гребля, плавание, лыжные гонки и т.п.) жизненная емкость легких
может достигать у мужчин 7000 мл и более, у женщин - 5000 мл и более.
Легочная вентиляция — объем воздуха, который проходит через лег
кие за 1 мин. Легочная вентиляция определяется путем умножения вели
чины дыхательного объема на частоту дыхания. Легочная вентиляция в
покое находится на уровне 5000-9000 мл (5-9 л).
87
При физической работе этот объем достигает 50 л. Максимальный
показатель может достигать 187,5 л при дыхательном объеме 2,5 л и часто
те дыхания 75 дыхательных циклов в 1 мин.
Кислородный запрос - количество кислорода, необходимого орга
низму для обеспечения процессов жизнедеятельности в различных услови
ях покоя или работы в 1 мин. В покое в среднем кислородный запрос равен
200-300 мл. При беге на 5 км, например, он увеличивается в 20 раз и ста
новится равным 5000-6000 мл. При беге на 100 м за 12 секунд, при пере
счете на 1 мин кислородный запрос увеличивается до 7000 мл.
Суммарный, или общий, кислородный запрос - это количество ки
слорода, необходимое для выполнения всей работы.
В состоянии покоя человек потребляет 250-300 мл кислорода в 1
мин. При мышечной работе эта величина возрастает.
Наибольшее количество кислорода, которое организм может потре
бить в минуту при определенно-интенсивной мышечной работе, называется
максимальным потреблением кислорода (МПК). МПК зависит от состояния
сердечнососудистой и дыхательной систем, кислородной емкости крови, ак
тивности протекания процессов обмена веществ и других факторов.
Для каждого человека существует индивидуальный предел МПК,
выше которого потребление кислорода невозможно. У людей, не зани
мающихся спортом, МПК равно 2,0-3,5 л/мин, у спортсменов-мужчин мо
жет достигать 6 л/мин и более, у женщин - 4 л/мин и более.
Величина МПК характеризует функциональное состояние дыхатель
ной и сердечнососудистой систем, степень тренированности организма к
длительным физическим нагрузкам.
Абсолютная величина МПК зависит также от размеров тела, поэтому
для ее более точного определения рассчитывают относительное МПК на 1
кг массы тела.
Для оптимального уровня здоровья необходимо обладать способно
стью потреблять кислород на 1 кг массы тела: женщинам не менее 42,
мужчинам - не менее 50 мл.
Кислородный долг - разница между кислородным запросом и коли
чеством кислорода, которое потребляется во время работы за 1 мин. На
пример, при беге на 5000 м за 14 мин кислородный запрос равен 7 л/мин, а
предел (потолок) МПК у данного спортсмена - 5,3 л/мин; следовательно, в
организме каждую минуту возникает кислородный долг, равный 1,7 л ки
слорода, т.е. такое количество кислорода, которое необходимо для окисле
ния продуктов обмена веществ, накопившихся при физической работе.
При длительной интенсивной работе возникает суммарный кисло
родный долг, который ликвидируется после окончания работы.
Величина максимально возможного суммарного долга имеет предел
(потолок). У нетренированных людей он находится на уровне 4-7 л кисло
рода, у тренированных - может достигать 20-22 л.
88
Физическая тренировка способствует адаптации тканей к гипоксии
(недостатку кислорода), повышает способность клеток тела к интенсивной
работе при недостатке кислорода.
Рекомендации по дыханию при занятиях физическими упражнения
ми и спортом
Дыхательная система - единственная внутренняя система, которой
человек может управлять произвольно. Поэтому можно дать следующие
рекомендации:
1) 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. При таком дыхании
воздух очищается от пыли, увлажняется и согревается, прежде поступить в
полость легких, что способствует повышению эффективности дыхания и
сохранению дыхательных путей здоровыми;
2) при выполнении физических упражнений необходимо регулиро
вать дыхание:
- во всех случаях выпрямления тела делать вдох;
- при сгибании тела делать выдох;
- при циклических движениях 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 и натуживания, что приводит к
застою венозной крови в периферических сосудах.
Наиболее эффективно функцию дыхания развивают физические цик
лические упражнения с включением в работу большого количества мы
шечных групп в условиях чистого воздуха (плавание, гребля, лыжный
спорт, бег и др.).
Контрольные вопросы:
1. Организм человека как единая саморазвивающаяся и саморегули
рующаяся биологическая система.
2. Функциональные системы организма.
3. Природные и социально-экологические факторы. Их воздействие
на организм и жизнедеятельность.
4. Взаимосвязь физической и умственной деятельности человека.
5. Утомление при физической и умственной работе. Восстановление
работоспособности.
6. Гипокинезия и гиподинамия, их неблагоприятное влияние на ор
ганизм.
7. Средства физической культуры в совершенствовании организма,
обеспечении его устойчивости к физической и умственной деятельности.
89
8. Физиологические механизмы и закономерности совершенствова
ния отдельных систем организма под воздействием направленной физиче
ской тренировки.
9. Образование двигательного навыка.
10. Рефлекторные механизмы совершенствования двигательной дея
тельности.
Достарыңызбен бөлісу: |