Дыхание – важнейший процесс в жизни живых существ. Это
потребление О2 и выделение СО2. Осуществляется в 5 этапов: внешнее дыхание,
обмен га-зами в легких, перенос газов кровь-ю, обмен газами в тканях,
тканевое дыхание.
Внешнее дыхание обеспечив-ся через трахею, бронхи,
бронхиолы, альвеолы.
Мертвое пространство – объем 120-150 мл.
Образовано воздухоносными путями (полости рта, носа, глотки, гортани, трахеи
и бронхов), не уча-ствующими в газообмене воздухом.
Механизм вдоха. Наружные межребер-ные мышцы поднимают
ребра, диафраг-ма уплощается. Внутри гр. полости давление падает ниже
атмосферного и воздух заходит в легкие. Объем лег-ких возрастает на 250-300
мл. Механизм выдоха. При спокойном ды-хании выдох пассивный за счет
тя-жести гр. клетки и расслабления диафрагмы. При глубоком выдохе работают
внутренние межреберные мышцы, которые опускают ребра.
Герметически замкнутая плевральная полость
(щель) образована висцера-льным (покрывает легкое) и парие-тальным (выстилает
грудную клетку изнутри) листками плевры и защищена небольшим кол-вом
жидкости. Давление в плевральной полости ниже атмосферного, которое еще
больше снижается при вдохе, способствуя поступлению воздух в легкие. При
попадании воздуха или жидкости в плевр.полость легкие спадаются за счет их
эластической тяги, дыхание становится невозможным и развива-ются тяжелые
осложнения – пневмо-гидроторакс.
Вентиляция легких обеспечивает об-новление
состава альвеолярного газа. Количественным показателем вентиляции легких
служит минутный объем дыхания (МОД), определяется как произведение
дыхательного объе-ма на число дыханий в минуту. Лего-чная вентиляция
обеспечивается ра-ботой дыхат.мышц. Эта работа связа-на с преодолением
эластического сопротивления легких и сопротив-ления дыхательному потоку
воздуха (неэластическое сопротивление).
При МОД = 6-8 л/мин на работу дыхательных мышц
расходуется 5-10 мл/мин. При физ.нагрузках, когда МОД достигает 150-200
л/мин, для обеспечения работы дыхат-х мышц требуется около 1 л кислорода.
14. Дыхательные объемы емкости. Определение, величины. Показатели
внешнего дыхания (частота дыхания, глубина дыхания, МОД, потребление
кислорода). Изменение с возрастом и в процессе тренировки. Методы
исследования.
Общая емкость легкий – 4-6 л – кол-во воздуха,
находящегося в легких после макс. вдоха. Состоит из дыха-тельного объема,
резервного объема вдоха и выдоха и остаточного объема.
Дыхательный объем – кол-во воздуха,
проходящего через легкие при спо-койном вдохе (выдохе) = 400-500 мл.
Резервный объемвдоха (1,5-3 л) составляет воздух,
который можно вдохнуть дополнительно после обыч-ного вдоха. Резервный объем выдоха
(1-1,5 л) объем воздуха, который еще можно выдохнуть после обычного выдоха.
Остаточный объем (1-1,2 л) – кол-во воздуха, которое
остается в легких после макс. выдоха и выходит только при пневмотараксе
(прокол легких – спадение легких).
ЖЕЛ (жизн-ая емкость легких) – Сум-ма дых-го воздуха,
резервных объе-мов вдоха и выдоха=3,5-5 л, у спо-ртсменов может достигать 6 л
и >.
Частота дыхания – 10-14 дыхательных циклов в минуту.
МОД (минутный объем дыхания) – это кол-во литров
воздуха за 1 мин. (6-8 л, т.к. в покое человек делает 10-14 дахат-ых циклов в
минуту). В состав дых-го воздуха входит мерт-вое пространство – объем 120-150
мл. Образовано воздухоносными путя-ми (полости рта, носа, глотки, гор-тани,
трахеи и бронхов), не участ-вующими в газообмене воздухом. МОД = глубина
дыхания х частоту дыха-ния. У нетренированных достигается за счет ЧД, у
спортсменов за счет ГД.
При мышечной работе дыхание значи-тельно
увеличивается – растет глу-бина дыхания (до 2-3 л) и частота дыхания (до
40-60 вдохов в 1 мин). МОД может увеличиваться до 150-200 л в мин. Однако
большое потребление кислорода дыхательными мышцами (до 1 л в мин) делает
нецелесообразным предельное напряжение внешнего дыхания.
Дыхание у детей частое и поверхнос-тное. Дыхательный объем
дошкольника в 3-5 раз <, чем у взрослого чело-века. Он постепенно
увеличивается. Частота дыхания у детей повышена. Она постепенно снижается с
возрас-том. При умственных и физ. нагруз-ках, эмоц. Вспышках, повышении
тем-пературы ЧД чрезвычайно легко нара-стает. ЖЕЛ у дошкольников в 3-5 раз
<, чем у взрослых, а младшем шко-льном возрасте в 2 раза <. МОД на
протяжении дошкольного и младшего школьного возраста постепенно рас-тет. Этот
показатель за счет высо-кой частоты дыхания у детей меньше отстает от
взрослых величин.
У подростков (средний, старший шк. возраст) увелич-ся
длительность дыхат-го цикла и скорость вдоха, продолжительнее становится
выдох. Экономизируются дых-ые реакции на нагрузки. Возрастает дых-ый объем и
снижается ЧД. Повышается глубина дыхания. В 12 лет ЧД 19 вдохов/мин, 14 лет –
16-20 вд/мин. МОД в 10 лет 4 л/мин, в 14 лет 5 л/мин. Дыхат-ые ф-ции
затрудняются в период полово-го созревания. Задержка роста груд-ной клетки
при значительном вытяги-вании тела затрудняет дыхание. Наб-людается
неритмичность дыхания, не заверше процесс расширения воздухо-носных путей.
При старении органы дыхания претер-певают изменения. Они
выражаются в понижении эластических св-в легоч-ной ткани, уменьшении силы
дыхате-льных мышц, снижается вентиляция легких, нарушается газообмен,
появ-ляется одышка, особенно при физ. нагрузках. В 60 лет по сравнению с 25,
общая емкость легких снижена примерно на 1000 мл, ЖЕЛ – на 1500 мл,
остаточный объем увеличен на 15-20%. Но даже в глубокой старости ф-ции дыхат.системы
обеспечивают потребности организма в кислороде.
15. Газообмен в легких. Механизм и факторы
его определяющие (разность концентраций газов, диффузионная способность
легких и др.). Физиоло-гическое значение «кривой диссо-циации
оксигемоглобина». Обмен газов между кровью и тканями. Коэффициент
утилизации кислорода.
Основной механизм
газообмена в лег-ких – это диффузия в результате разницы парциальных давлений
О2 и СО2. Парциальное давление – это давление одного газа, который нах-ся в
смеси с другим.
О2 и СО2 диффузируют только в раст-воренном
состоянии.
Диффузионная способность легких для кислорода
очень велика. Это обус-ловлено огромным (сотни миллионов) альвеол и большой
их газообменной поверхностью (около 100 м2), а так же малой толщиной
альвеолярно-капи-ллярной мембраны.
Диффузионная способность легких у человека
примерно = 25 мл О2 в 1 мин в расчете на 1 мм рт.ст. градиента парциальных
давлений кислорода.
Диффузия СО2 из венозной крови в альвеолы
происходит достаточно легко, т.к. растворимость СО2 в жидких средах в 20-25
раз больше, чем у кислорода.
Дыхат.ф-ция крови – доставка к тка-ням
необходимого им кол-ва О2. О2 в крови нах-ся в 2-х состояниях: растворенный в
плазме (0,3 об.%) и связанный с гемоглобином (20об.%) – оксигемоглобин. СО2
тоже нах-ся в крови в 2-х состояниях: растворен-ный в плазме (5% всего
кол-ва)и химически связанный с др. в-вами (95%) – угольная кислота (Н2СО3),
соли угольной кислоты (NaHCO3) и в связи с гемоглобином (HbHCO3).
Отдавший кислород гемоглобин счи-тают
восстановленным или дезокси-гемоглобином. Молекула гемоглобина содержит 4
частицы гемма и может связать 4 молекулы О2. Кол-во О2, связанного
гемоглобином в 100 мл крови, носит название кислородной емкости крови и
составляет около 20 мл О2.
Кривая диссоциации оксигемоглобина – кривая зависимости
процентного насыщения гемоглобина кислородом от величины парциального
напряжения. Анализ хода этой кривой сверху вниз показывает, что с уменьшением
рО2 в крови происходит диссоциация окси-гемоглобина, т.е. процентное
содер-жание оксигемоглобина уменьшается, а восстановление его растет.
Об%О2
рО2
Гипоксемия – острое снижение насы-щенности крови кислородом.
Вслед-ствие задержки дыхания, вдыхания воздуха с пониженным рО2, при физ.
нагрузках, при неравномерной венти-ляции различных отделов легких.
Обмен газов между кровью и тканями осущ-ся также путем
диффузии. Артериальная кровь отдает тканям не весь О2. Разность между об.% О2
в притекающей к тканям артериальной крови и оттекающей от них венозной крови
наз-ся артерио-венозной раз-ностью по кислороду (7об.%). Эта величина
показывает какое кол-во О2 доставляют тканям каждые 100 мл крови. Для того,
чтобы установить, какая часть приносимого кровью О2 переходит в ткани,
вычисляют коэф. утилизации кислорода. Для его опре-деления делят
величину артерио-венозной разности на содержание О2 в артериальной крови и
умножают на 100. В покое для всего организма КУ = 30-40%, в миокарде, сером
в-ве мозга, печени и корковом слое почек 40-60%, при физ.нагрузках КУ
кисло-рода работающими скелетными мышцами и миокардом = 80-90%.
16. Перераспределение кровотока при мышечной
работе. Особенности кровообращения в скелетных мышцах при статической и
динамической работе. Рабочая гиперения. Мышечный насос.
Реферат: Физиология спорта
