Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Педагогіка arrow Курс лекцій з фізичного виховання
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Дихальна система та її функції

М'язова діяльність залежить від доставки достатньої кількості кисню до м'язів та адекватного клітинного його споживання. Разом з тим внаслідок метаболічних процесів, що відбуваються в активних м'язах. Утворюється інший газ – діоксид вуглецю, котрий на відміну від кисню є токсичним. Для нормальної клітинної діяльності необхідний кисень; з підвищенням рівня діоксиду вуглецю нормальна діяльність порушується.

Дихальний апарат людини складається із легенів, що знаходяться у грудній порожнині; повітряних шляхів (порожнини носа, носоглотки, глотки, трахеї, бронхів); грудної клітки та дихальної мускулатури. Трахея у нижній своїй частині подяляється на два бронха, кожний із яких, входячи у легені, деревовидно розгалужується. Кінцеві найменші розгалуження бронхів (бронхіоли) переходять у закриті альвеолярні ходи, у стінках яких є велика кількість кульовидних випучувань – легеневих пухирців-мішечків (альвеол).

Кожна альвеола оточена густою сіткою кровеносних капілярів. Загальна площа усіх легеневих пухирців надзвичайно велика, вона у 50 разів більша поверхні шкіри людини і складає понад І 00 м2.

Легені розміщуються у герметично закритій порожнині грудної клітки. Вони покриті тонкою гладенькою оболонкою – плеврою, така ж оболонка вистеляє із середини порожнину грудної клітки. Щілина, утворена між цими двома листками плеври, називається плевральною порожниною. Тиск у плевральній порожнині завжди нижчий атмосферного на видиху на 3-4 мм рт.ст., при вдиху – на 7-9 мм рт.ст.

Дихальна та серцево-судинна системи утворюють ефективну систему транспорту кисню до тканин організму та виведення з них ліоксиду вуглецю. Система транспорту включає чотири окремих процеси:

1) зовнішнє дихання (газообмін між атмосферою та альвеолами);

2) дифузія газів в легенях – газообмін між газовою сумішю в легенях і кров'ю легеневих капілярів;

3) транспортування кисню та діоксину вуглецю з кров'ю;

4) тканеве дихання – споживання кисню тканинами для біологічного окислення у мітохондріях клітин і виділення діоксину вуглецю. Із практичних позицій розрізняють зовнішнє дихання (сукупність першого і другого етапу) і внутрішнє дихання.

Зовнішній ланцюг системи дихання виконує газообмінну і негазообмінну функції. Газообмінна функція заключається в обміні між газовою сумішю і кров'ю організма у дихальній зоні (сукупності альвеолярних ходів і мішечків, що несуть на собі альвеоли).

Легені в процесі дихання також виконують і негазообмінні функції:

• видільна – виведення із організму діоксину вуглецю, води, летючих речовин (ацетон, етанол, ефір, етілмеркаптан, оксид азоту);

• захисна – бар'єр між внутрішнім і зовнішнім середовищами (продуктування лізоцима, інтерферона, антитіл, імуноглобулінів, лактоферина; затримка і руйнування мікробів, жирових клітин, тромбоембол);

• інактивація біологічно активних речовин – поглинання і ферментативне розщеплення біологічно активних речовин в ендотелії капілярів легенів;

• продуктування біологічно активних речовин (гепарін, гістамін, простагландінів, тромбопластина тощо);

• терморегуляторна – участь у процесах терморегуляції шляхом вироблення великої кількості тепла.

Зовнішнє дихання здійснюється внаслідок зміни об'єму грудної клітки і пов'язаних з цим зміною об'єму легенів. Дихальні м'язи поділяються на інспіраторні і експіраторні. До інспіраторних м'язів, шо забезпечують вдих, відносяться діафрагма, зовнішні міжреберні і міжхрящові м'язи. За спокійного дихання зміни об'єму грудної клітки забезпечується зазвичай за рахунок скорочення діафрагми і переміщення її склепіння. У глибокому форсованому диханні приймають участь додаткові м'язи вдиху (трапецієвидні, передні зубчаті та грудинно-ключично-соскоподібні м'язи). До експіраторним м'язам відносяться внутрішні міжреберні м'язи і м'язи живота.

Надходження повітря до легенів відбувається за негативного внутрішньоплевральному тиску. Негативний тиск – величина, на яку тиск у плевральній щілині нижче атмосферного. Негативний тиск зазвичай створюється за рахунок еластичної тяги легенів.

Вентиляція легенів – газообмін між атмосферним повітрям і легенями. Об'єми вентиляції залежать від глибини вдиху і видиху. Розрізняють гіпервентиляцію (довільне підсилене дихання, не пов'язане із метаболічними потребами організму), і гіперноє (не довільне підсилене дихання у зв'язку з реальними потребами організму).

Форсоване дихання здійснюється за допомогою залучення скорочення інших додаткових м'язів. У зв'язку з тим, що воно пов'язано із додатковою витратою енергії через значне зростання не еластичного опору воно є менше економічним. Слід також відзначити, що глибоке дихання більш ефективне для газообміну, але воно є більш утрудненим за інтенсивного м'язового навантаження. У тренованих осіб вентиляція легенів збільшується здебільшого за рахунок поглиблення дихання, а нетренованих за рахунок його прискорення. Корисний результат для організму більший за поверхневого частого дихання, хоча вентиляція легенів краща за глибокого дихання.

З практичних позицій розрізняють такі показники для оцінки вентиляції легенів:

дихальний об'єм – об'єм повітря, що вдихається і видихається під час спокійного дихання;

життєва ємкість легенів – найбільший об'єм легенів, який можна видихнути після субмаксимального вдиху;

хвилинний об'єм повітря – об'єм повітря, що проходить через легені протягом однієї хвилини;

максимальна вентиляція легенів – об'єм повітря, що проходить через легені протягом однієї хвилини за максимально можливій глибині і частоті дихання;

вентиляційний еквівалент – співвідношення між хвилинним об'ємом дихання і величиною споживання кисню;

загальна ємкість легенів – об'єм повітря, що міститься в легенях при максимальному вдиху.

Об'єм вентиляції легенів залежить здебільшого від потреби організму у кисні, необхідності виведення діоксиду вуглецю, стану дихальних м'язів і прохідності бронхів. Газообмін забезпечується вентиляцією, дифузією та перфузією.

Вентиляція – обмін газу між альвеолярним і атмосферним повітрям.

Дифузія – процес пасивного переходу кисню із легенів у гемоглобін легеневих капілярів.

Перфузія – наповнення легенів кров'ю по судинам малого кола кровообігу.

Основним чинником, що забезпечує газообмін у альвеолах є різність парциальних тисків кисню і вуглекислоти у альвеолярній суміші газів та їх напружень у крові. До переліку допоміжних чинників, що сприяють дифузії газів легенів відносяться: велика поверхня контакту легеневих капілярів і альвеол, значна швидкість дифузії газів через легеневу мембрану, інтенсифікація вентиляції легенів і кровообігу під час фізичного навантаження, кореляційна залежність між кровотоком у конкретній ділянці легеня і його вентиляцією за рахунок місцевої саморегуляції.

Аеробна працездатність організму характеризується кількістю енергії, яка утворюється під час роботи за рахунок окисних процесів. Відображенням кисневого обміну в організмі є споживання кисню в умовах основного обміну і максимального споживання кисню.

Інтегративним показником рівня функціонування більшості фізіологічних систем організму є максимальне споживання кисню. Його величина залежить від наступних чинників: парціального тиску кисню у повітрі, що вдихається; об'єму легеневої вентиляції, дифузії газів між легенями і кров'ю; об'ємної швидкості кровотоку; кисневої ємкості крові; кислотно-лужної рівноваги; активності окисних ферментів у тканинах; величини регіонального кровонаповнення працюючих м'язів; ступеня оксигенації крові.

Провідним критерієм що дозволяє оцінити рівень фізичної працездатності є споживання кисню (кисневий запит і кисневий борг).

Кисневий запит – кількість кисню необхідного для виконання певного обсягу роботи.

Кисневий борг – кількість кисню, що споживається під час відновлювального періоду понад рівня основного обміну.

Кисневий борг відображає сумарну кількість роботи за максимального зусилля, детермінованого загальною ємність анаеробних процесів. Питома вага анаеробної продукції характеризується концентрацією молочної кислоти в крові. Початком суттєвого відхилення концентрації молочної кислоти, показників зовнішнього дихання, кислотно-лужної рівноваги крові характеризує поріг анаеробного обміну. Включення механізмів анаеробної продукції під час м'язового навантаження залежить від потужності навантаження, фізичної підготовленості, спеціалізації, режиму тренувань та індивідуальних особливостей спортсменів.

Основними шляхами погашення кисневого боргу є аеробне усунення анаеробного метаболізму, збільшене вживання кисню м'язом серця і дихальної мускулатури, наповнення киснем міоглобіна.

Найбільша величина кисневого боргу розвивається під час фізичного навантаження анаеробної потужності.

Одним із механізмів, що сприяють збільшенню функціональних можливостей виконувати великий обсяг м'язової діяльності є удосконалення тренованості системи дихання. Провідним чинником, що викликає особливі морфологічні, фізіологічні і біохімічні перебудови в організмі є гіпоксія.

Гіпоксія (киснева недостатність) – стан, що виникає в організмі за неадекватного постачання тканин і органів киснем або за порушення утилізації у них кисню під час біологічного окислення.

Пристосування організму до гіпоксії розвивається протягом трьох фаз:

гемодинамічної (пристосування за рахунок збільшення дихання і кровообігу);

еритропоетичної (адаптації за рахунок переважного збільшення дихальної поверхні крові із підсиленням еритропоезу);

повної адаптації (пристосування за рахунок біохімічних зрушень у тканинах, крові, ферментах).

Регуляція дихання під час фізичного навантаження забезпечується поєднаним зусиллям функції дихання і кровообігу. На початку виконання фізичної роботи рівень вентиляції регулюється сигналами із гіпоталамуса, лімбічної системи, рухової зони кори головного мозку, пропріорецепторами працюючих м'язів. У подальшому до нейрогенних стимулів приєднуються гуморальний вплив, а також периферичні і центральні хеморецептори. У виникненні гіпервентиляції велике значення має подразнення дихального центру високою концентрацією діоксиду вуглецю і водневих іонів, а також рівень молочної кислоти крові. Паралельно із збільшенням легеневої вентиляції підвищується споживання кисню. Під час фізичних навантаженнях більшість параметрів кардіореспіраторної функції (вентиляційний еквівалент, кисневий пульс, частота серцевих скорочень, артеріальний тиск, споживання кисню) змінюються однонаправлено у залежності від інтенсивності навантаження, тренованості і стану здоров'я спортсменів.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси