Частота дыхания после физической нагрузки

1.5.2.1. Дыхательная система. Физиология дыхания

Процесс дыхания, поступление кислорода в организм при вдохе и удаление из него углекислого газа и паров воды при выдохе. Строение респираторной системы. Ритмичность и различные типы дыхательного процесса. Регуляция дыхания. Разные способы дыхания.

Для нормального протекания обменных процессов в организме человека и животных в равной мере необходим как постоянный приток кислорода, так и непрерывное удаление углекислого газа, накапливающегося в ходе обмена веществ. Такой процесс называется внешним дыханием.

Таким образом, дыхание – одна из важнейших функций регулирования жизнедеятельности человеческого организма. В организме человека функцию дыхания обеспечивает дыхательная (респираторная система).

В дыхательную систему входят легкие и респираторный тракт (дыхательные пути), который, в свою очередь, включает носовые ходы, гортань, трахею, бронхи, мелкие бронхи и альвеолы (смотри рисунок 1.5.3). Бронхи разветвляются, распространяясь по всему объему легких, и напоминают крону дерева. Поэтому часто трахею и бронхи со всеми ответвлениями называют бронхиальным деревом.

Кислород в составе воздуха через носовые ходы, гортань, трахею и бронхи попадает в легкие. Концы самых мелких бронхов заканчиваются множеством тонкостенных легочных пузырьков – альвеол (смотри рисунок 1.5.3).

Альвеолы – это 500 миллионов пузырьков диаметром 0,2 мм, где происходит переход кислородом в кровь, удаление углекислого газа из крови.

Здесь и происходит газообмен. Кислород из легочных пузырьков проникает в кровь, а углекислый газ из крови – в легочные пузырьки (рисунок 1.5.4).

Рисунок 1.5.4. Легочный пузырек. Газообмен в легких

Важнейший механизм газообмена – это диффузия, при которой молекулы перемещаются из области их высокого скопления в область низкого содержания без затраты энергии (пассивный транспорт). Перенос кислорода из окружающей среды к клеткам производится путем транспорта кислорода в альвеолы, далее в кровь. Таким образом, венозная кровь обогащается кислородом и превращается в артериальную. Поэтому состав выдыхаемого воздуха отличается от состава наружного воздуха: в нем содержится меньше кислорода и больше углекислого газа, чем в наружном, и много водяных паров (смотри рисунок 1.5.4). Кислород связывается с гемоглобином, который содержится в эритроцитах, насыщенная кислородом кровь поступает в сердце и выталкивается в большой круг кровообращения. По нему кровь разносит кислород по всем тканям организма. Поступление кислорода в ткани обеспечивает их оптимальное функционирование, при недостаточном же поступлении наблюдается процесс кислородного голодания (гипоксии).

Недостаточное поступление кислорода может быть обусловлено несколькими причинами как внешними (уменьшение содержания кислорода во вдыхаемом воздухе), так и внутренними (состояние организма в данный момент времени). Пониженное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, так же как и увеличение содержания углекислого газа и других вредных токсических веществ наблюдается в связи с ухудшением экологической обстановки и загрязнением атмосферного воздуха. По данным экологов только 15% горожан проживают на территории с допустимым уровнем загрязнения воздуха, в большинстве же районов содержание углекислого газа увеличено в несколько раз.

При очень многих физиологических состояниях организма (подъем в гору, интенсивная мышечная нагрузка), так же как и при различных патологических процессах (заболевания сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем) в организме также может наблюдаться гипоксия.

Природа выработала множество способов, с помощью которых организм приспосабливается к различным условиям существования, в том числе к гипоксии. Так компенсаторной реакцией организма, направленной на дополнительное поступление кислорода и скорейшее выведение избыточного количества углекислого газа из организма является углубление и учащение дыхания. Чем глубже дыхание, тем лучше вентилируются легкие и тем больше кислорода поступает к клеткам тканей.

К примеру, во время мышечной работы усиление вентиляции легких обеспечивает возрастающие потребности организма в кислороде. Если в покое глубина дыхания (объем воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого за один вдох или выдох) составляет 0,5 л, то во время напряженной мышечной работы она увеличивается до 2-4 л в 1 минуту. Расширяются кровеносные сосуды легких и дыхательных путей (а также дыхательных мышц), увеличивается скорость тока крови по сосудам внутренних органов. Активируется работа дыхательных нейронов. Кроме того, в мышечной ткани есть особый белок (миоглобин), способный обратимо связывать кислород. 1 г миоглобина может связать примерно до 1,34 мл кислорода. Запасы кислорода в сердце составляют около 0,005 мл кислорода на 1 г ткани и этого количества в условиях полного прекращения доставки кислорода к миокарду может хватить для того, чтобы поддерживать окислительные процессы лишь в течение примерно 3-4 с.

Миоглобин играет роль кратковременного депо кислорода. В миокарде кислород, связанный с миоглобином, обеспечивает окислительные процессы в тех участках, кровоснабжение которых на короткий срок нарушается.

В начальном периоде интенсивной мышечной нагрузки увеличенные потребности скелетных мышц в кислороде частично удовлетворяются за счет кислорода, высвобождающегося миоглобином. В дальнейшем возрастает мышечный кровоток, и поступление кислорода к мышцам вновь становится адекватным.

Все эти факторы, включая усиление вентиляции легких, компенсируют кислородный “долг”, который наблюдается при физической работе. Естественно, увеличению доставки кислорода к работающим мышцам и удалению углекислого газа способствует согласованное увеличение кровообращения в других системах организма.

Саморегуляция дыхания. Организм осуществляет тонкое регулирование содержания кислорода и углекислого газа в крови, которое остается относительно постоянным, несмотря на колебания количества поступающего кислорода и потребности в нем. Во всех случаях регуляция интенсивности дыхания направлена на конечный приспособительный результат – оптимизацию газового состава внутренней среды организма.

Частота и глубина дыхания регулируются нервной системой – ее центральными (дыхательный центр) и периферическими (вегетативными) звеньями. В дыхательном центре, расположенном в головном мозге, имеются центр вдоха и центр выдоха.

Дыхательный центр представляет совокупность нейронов, расположенных в продолговатом мозге центральной нервной системы.

При нормальном дыхании центр вдоха посылает ритмические сигналы к мышцам груди и диафрагме, стимулируя их сокращение. Ритмические сигналы образуются в результате спонтанного образования электрических импульсов нейронами дыхательного центра.

Сокращение дыхательных мышц приводит к увеличению объема грудной полости, в результате чего воздух входит в легкие. По мере увеличения объема легких возбуждаются рецепторы растяжения, расположенные в стенках легких; они посылают сигналы в мозг – в центр выдоха. Этот центр подавляет активность центра вдоха, и поток импульсных сигналов к дыхательным мышцам прекращается. Мышцы расслабляются, объем грудной полости уменьшается, и воздух из легких вытесняется наружу (смотри рисунок 1.5.5).

Рисунок 1.5.5. Регуляция дыхания

Процесс дыхания, как уже отмечалось, состоит из легочного (внешнего) дыхания, а также транспорта газа кровью и тканевого (внутреннего) дыхания. Если клетки организма начинают интенсивно использовать кислород и выделять много углекислого газа, то в крови повышается концентрация угольной кислоты. Кроме того, увеличивается содержание молочной кислоты в крови за счет усиленного образования ее в мышцах. Данные кислоты стимулируют дыхательный центр, и частота и глубина дыхания увеличиваются. Это еще один уровень регуляции. В стенках крупных сосудов, отходящих от сердца, имеются специальные рецепторы, реагирующие на понижение уровня кислорода в крови. Эти рецепторы также стимулируют дыхательный центр, повышая интенсивность дыхания. Данный принцип автоматической регуляции дыхания лежит в основе бессознательного управления дыханием, что позволяет сохранить правильную работу всех органов и систем независимо от условий, в которых находится организм человека.

Ритмичность дыхательного процесса, различные типы дыхания. В норме дыхание представлено равномерными дыхательными циклами “вдох – выдох” до 12-16 дыхательных движений в минуту. В среднем такой акт дыхания совершается за 4-6 с. Акт вдоха проходит несколько быстрее, чем акт выдоха (соотношение длительности вдоха и выдоха в норме составляет 1:1,1 или 1:1,4). Такой тип дыхания называется эйпноэ (дословно – хорошее дыхание). При разговоре, приеме пищи ритм дыхания временно меняется: периодически могут наступать задержки дыхания на вдохе или на выходе (апноэ). Во время сна также возможно изменение ритма дыхания: в период медленного сна дыхание становится поверхностным и редким, а в период быстрого – углубляется и учащается. При физической нагрузке за счет повышенной потребности в кислороде возрастает частота и глубина дыхания, и, в зависимости от интенсивности работы, частота дыхательных движений может достигать 40 в минуту.

При смехе, вздохе, кашле, разговоре, пении происходят определенные изменения ритма дыхания по сравнению с так называемым нормальным автоматическим дыханием. Из этого следует, что способ и ритм дыхания можно целенаправленно регулировать с помощью сознательного изменения ритма дыхания.

Читайте также  Сырая свекла при гипертонии

Как правильно дышать при физических упражнениях?

  • Главная
  • Статьи о тренировках
  • Как правильно дышать при физических упражнениях?

В обычной жизни мы дышим и не задумываемся, как это происходит. Но, чтобы выдержать полноценную тренировку хотя бы средней интенсивности с хорошим результатом, нужно научиться дышать правильно.

Почему важно дышать правильно

Когда мы выполняем упражнения и при этом дышим поверхностно, приток кислорода в организм сокращается, изменяется кровяное давление, подступает тошнота, а в случае грубого нарушения техники дыхания возникает перегрузка сердца, сильные головокружения, даже обмороки. Могут появляться покалывания в боку (так организм реагирует на нехватку кислорода), головная боль.

Правильное дыхание положительно влияет на наше самочувствие, обеспечивает приток кислорода, а значит, улучшает результат тренировки. При достаточном объеме кислорода быстрее сжигается жир, мышцы лучше восстанавливаются, скорее проходит усталость. Поэтому к занятиям спортом необходим осознанный подход.

Основы правильного дыхания при физических упражнениях

Различайте вдох и выдох

Вдыхать во время тренировки желательно через нос. Во-первых, это нужно для защиты от пыли и бактерий. Во-вторых, так воздух увлажняется и согревается. В-третьих, вдох через рот приводит к «сжатию» лёгких диафрагмой и учащению дыхания – а это сокращает приток кислорода, который необходим для окисления и сжигания жиров.

Выдыхать во время спорта можно любым удобным способом. Но в любом случае нельзя задерживать выдох, оставлять его на самый пик усилия. Такая манера дыхания перегружает сердечно-сосудистую систему.

Дышите «животом»

Правильно дышать не грудью, а с помощью диафрагмы – крупной мышцы в районе солнечного сплетения, которая отвечает за расширение лёгких. Именно она обеспечивает размеренное глубокое дыхание, которое необходимо во время большинства тренировок. Движения идут вниз-вверх, без явного участия грудной клетки. Помимо усиленных поставок кислорода диафрагма обеспечивает «прокачку» связанных с ней внутренних мышц пресса, улучшает кровоснабжение внутренних органов.

Дышите глубоко

Глубокое дыхание во время физической нагрузки насыщает организм достаточным количеством кислорода, обеспечивает вентиляцию лёгких, даёт «топливо» мышцам. Однако важно не перестараться с глубиной вдоха, это может привести к сильному головокружению.

Иногда привычные неглубокие вдохи компенсируются их частотой. Но это не помогает очищать кровь от углекислого газа: недостаток кислорода приводит к полуобморочному состоянию, и вы теряете способность заниматься.

Выработке правильного глубокого дыхания хорошо способствует древняя китайская практика Цигун, которая к тому же улучшает состояние опорно-двигательного аппарата и снимает нервное напряжение.

Не забывайте дышать

Важно помнить о необходимости дышать во время даже самой сосредоточенной тренировки, иначе быстро ухудшается самочувствие и появляется усталость. Выбирайте занятия, на которых чувствуете себя комфортно, раскрепощённо, тогда не придётся задерживать дыхание.

Правильное дыхание и кардиотренировка

При интенсивной кардионагрузке (бег, занятие на эллипсоиде, ходьба) в несколько раз усиливается потребность в кислороде, который служит источником энергии для поддержания мышечной активности. Правильное дыхание при такой нагрузке должно быть равномерным. Поскольку вдох физиологически чуть короче, нужно приучить себя ровно дышать на «раз-два», «раз-два». Вдох при этом слегка растягивается.

Беспорядочным дыханием вы нарушаете ритм движений, мешаете собственной координации. Каждому виду кардиотренировки соответствует свой темп, поэтому движения тела важно согласовывать с частотой дыхания: например, если бег медленный, на каждый глубокий вдох и выдох делайте 3-4 шага, если бежите быстрее – расчёт идёт на 2 шага.

Соотносите степень нагрузки со своим уровнем тренированности. Во время интенсивных физических упражнений новичок не сможет удерживать правильный темп и глубину дыхания, поэтому тренировка окажется неэффективной.

Правильное дыхание и силовая тренировка

Силовые упражнения подразумевают работу с весом и его преодоление. Правильное дыхание на таких тренировках – с усилием на выдохе. В момент уступающей работы мышц (то есть противодействия сопротивлению – например, при удержании веса) нужно делать вдох, а во время преодолевающей работы (то есть наибольшего напряжения мышц) – выдох. Это помогает лучше сконцентрировать усилие, снизить нагрузку на сердечно-сосудистую систему и спину.

Задерживать дыхание в силовых упражнениях можно на короткое время и только для удержания стабильного положения при подъёме тяжестей. Иначе возникает риск скачка давления. Если задержка дыхания стала частой, это знак, что нужно снизить темп или отдохнуть.

Правильное дыхание на йоге

Упражнения йоги удерживают тело в статичном положении. Для повышения тонуса мышц в это время требуется равномерное спокойное дыхание с помощью диафрагмы. Это успокаивает нервную систему, нормализует кровяное давление.

С каждым вдохом выполняйте движения для расширения грудной клетки, а выдыхайте в положении, когда она сжимается и хорошо вытесняет воздух. К примеру, вдыхайте, когда тело выпрямлено, руки опущены, а в наклоне вперёд с касанием руками пола делайте выдох. Растяжку делайте на долгом выдохе, это оказывает обезболивающий, расслабляющий эффект.

В некоторых упражнениях йоги требуется задерживать дыхание или дышать нижней частью живота, но делать это можно только под руководством тренера.

Когда дыхание сбивается

Если тренировка слишком интенсивная или вы пришли на занятие в плохом самочувствии, это может привести к тяжёлому сбивчивому дыханию.

Обязательно снизьте темп, немного отдохните – необходимость перерывов для восстановления мышц доказана многочисленными научными исследованиями. Для восстановления нормального дыхания поднимите вверх руки и плечи, развернув грудную клетку на вдохе, а на выдохе медленно их опустите. Даже если чувствуете способность продолжить упражнения, сократите амплитуду движений, уберите часть повторов, замените прыжки и бег на шаги. В следующий раз начните с более длительной разминки, чаще прибегайте к аэробным нагрузкам, чтобы сделать организм выносливее.

Тренируйтесь, прислушивайтесь к собственным ощущениям во время физических нагрузок, тогда правильное дыхание постепенно войдёт в привычку.

Как правильно дышать при физических нагрузках?

С каждой минутой дыхание становится тяжелее, организм пытается захватить все больше воздуха, сердце бьется быстрее, кажется, что вот-вот задохнешься, и все, что хочется сделать, – это присесть и перевести дух.

Описание похоже на приступ серьезного сердечно-сосудистого заболевания или болезни органов дыхания, но на самом деле это ощущения человека, решившего впервые за долгие годы заняться спортом.

С непривычки организм пытается хаотично справиться с нагрузкой и «впитать» как можно больше воздуха, заставляя нас делать вдохи и выдохи чаще. Но верно ли это? Не всегда.

Как же правильно дышать при физических нагрузках и перестать задыхаться при первом взаимодействии со спортом? Разберемся в сегодняшней статье.

Роль дыхания во время упражнений

Дыхание во время физических упражнений часто остается недооцененным. Ведь те, кто не занимаются спортом профессионально, в большинстве случаев не знают, что успех во время выполнения упражнений достигается за счет двух факторов: самой нагрузки и кислорода.

Специалисты утверждают, что во время занятий спортом дыхание играет примерно такую же роль, что и сами упражнения. Так как именно улучшение кровообращения, а вместе с ним и повышенное получение кислорода помогает организму расщеплять жир.

Физические упражнения – катализатор активной внутренней работы. Они помогают нам пропотеть, улучшить состояние мышц, но без правильного дыхания не обеспечат быстрого и эффективного избавления от лишних складок.

Поверить на слово, наверное, сложно, поэтому давайте обратимся к реальным примерам. Бывало ли с вами такое, что вот уже и новую жизнь начали, и каждое утро бегаете, и вечером ходите в спортзал, а жир все равно никуда не уходит?

Скорее всего да. Тогда вы, наверное, расстраивались, опускали руки или продолжали свои занятия, но уже с меньшим энтузиазмом. Но это ведь не выход. Чтобы занятия проходили легко, а после радовали результатом, к списку спортивных нововведений нужно было добавить освоение правильной техники дыхания.

Как же дышать правильно?

В данном случае есть два решения. Первое – научиться дышать глубоко. Так, вы будете дышать не грудью, а диафрагмой (или, говоря проще, животом). Такой способ компенсирует поверхностное дыхание, которое мы используем в обычной жизни.

Ежедневно мы дышим поверхностно, тем самым защищаемся от грязного воздуха мегаполисов. В этом случае неглубокие вдохи приемлемы, но во время тренировок такой тип дыхания не насыщает организм кислородом.

Из-за этого человек быстро устает и начинает дышать чаще. Но здесь срабатывает другой механизм – мы не успеваем полноценно выдохнуть, соответственно в организме остается большое количество углекислого газа и возникает легкая гиперкапния. Она мешает усвоению кислорода, а соответственно и сжиганию лишнего жира.

Читайте также  Конкор для снижения пульса

Во время тренировок необходимо дышать глубоко, учитывая свои ощущения и потребности организма. Глубокое дыхание и самоконтроль помогут легче справляться с нагрузками и сделают тренировки эффективнее.

Как научиться дышать животом? Последовательно выполняйте действия.

  1. На выдохе подтяните живот и желудок к позвоночнику.
  2. Расслабьте и опустите грудную клетку. Избегайте физического напряжения. Сконцентрируйтесь на своих ощущениях, вы должны почувствовать как грудная клетка становится более плотной.
  3. Медленно вдохните через нос. Следите за тем, чтобы грудь и живот были плоскими во время вдоха.
  4. Наполните легкие воздухом. Переведите его ниже и наполните диафрагму (мышечную перегородку между грудной и брюшной полостью), почувствуйте, как она расширяется.
  5. После того, как воздух переходит из легких в диафрагму, низ живота начинает расширяться подобно надуваемому мячу. Грудь и живот выше пупка практически не расширяются.
  6. На пике вдоха начинайте медленный плавный выдох, сокращая живот за счет легкого физического усилия и расслабления диафрагмы.
  7. Как вдох, так и выдох должны быть плавными, по возможности беззвучными и одинаковыми по продолжительности. Дыхание стало едва заметным – у вас начало получаться.
  8. Начните упражнение с трех вдохов/выдохов. Если здоровье позволяет, выполняйте упражнение девять и более раз.

Технику глубокого дыхания не все воспринимают однозначно. Бытует мнение, что она может навредить здоровью при постоянном использовании. Но вы можете попробовать методику и определиться подходит она вам или нет, опираясь на свои ощущения.

Второй способ правильно дышать – подобрать дыхание под конкретный вид спорта. Например, в беге рекомендуется дышать в ритме 2:2, то есть делать один вдох на два шага и один выход на два шага.

При силовых тренировках рекомендуется делать один вдох на усилие, а затем – выдох. Такой ритм помогает телу собраться перед работой с тяжестями и подстраховать поясничный отдел позвоночника.

В плавании вдыхать нужно ртом, а выдыхать – носом. Это помогает избавиться от попавшей в нос воды. Новичкам обычно тяжело освоить такой способ дыхания, потренироваться можно во время ныряния.

Зависит дыхание во время плавания и от стиля: если вы плывете брассом, вдох можно сделать только в момент поднимания головы над водой; если кролем – то в конце гребка, когда лицо повернуто в сторону и рот оказывается над водой. В другие фазы плавания можно лишь выдыхать воздух в воду.

В упражнениях на развитие гибкости (например, стрейчинг) вдох делают в положениях, которые способствую расширению грудной клетки, выдох – когда она сжимается.

Дышать все равно тяжело…

Что делать, если вы воодушевились статьей, попробовали дышать правильно, а заниматься все равно тяжело? Главное — не отчаиваться. Со временем у вас все получится.

Ну, а для того, чтобы не перегружать свой организм, попробуйте потренировать органы дыхания с помощью дыхательной гимнастики или дыхательных тренажеров. Так, вы столкнетесь с нагрузкой не «лицом к лицу», а постепенно подготовите к ней организм.

При дыхании на тренажерах тренировка мышц происходит за счет затруднения вдоха и выдоха. Отверстия, через которые проходит воздух небольшие, поэтому протолкнуть воздух по всем камерам сложнее, а также на 4 этапе дополнительно осложняется дыхание добавлением воды.

При этом за счет нормализации газового состава крови улучшается усвоение кислорода, соответственно при последующих занятиях спортом сжигание жира происходит быстрее.

Занятия дыхательной гимнастикой оказывают похожий эффект, но здесь нагрузку на организм, продолжительность и длину вдохов и выдохов вы контролируете самостоятельно.

Кстати, именно на таком действии основывается дыхательная гимнастика для похудения.

Как правильно дышать при физических нагрузках? Краткая инструкция

Чтобы правильно дышать при физических нагрузках:

  1. Начните тренировать органы дыхания еще до начала серьезных тренировок, это поможет организму справляться с нагрузками, а вам просто будет легче дышать. Тренировать дыхательную систему можно с помощью дыхательной гимнастики или тренажера.
  2. Научитесь делать глубокие вдохи. Забудьте о поверхностном дыхании во время тренировок. Каждый вдох должен быть достаточно глубоким для того, чтобы вы не начали задыхаться во время занятий.
  3. Подберите методику дыхания для своего вида спорта, ведь специально разработанные техники всегда лучше универсальных.
  4. Не забывайте о дыхании во время занятий. Все освоенные техники и приготовления ничего не дадут, если вы забудете о них во время тренировок. Сосредоточьтесь на занятии спортом и следите за своим дыханием.

Помните, что при любых занятиях главное – не останавливаться на полпути. Чем бы вы не занимались, доводите дело до конца. Но обязательно прислушивайтесь к своему организму: физические упражнения должны приносить радость, а не вредить вам.

Чтобы узнать больше о дыхании и вашем здоровье, подписывайтесь на наш блог. Раз в неделю будем присылать вам на почту новые интересные материалы.

Дыхание при физической нагрузке

Во время выполнения физической работы мышцам необходимо большое количество кислорода. Потребление 02 и продукция СО2 возрастают при физической нагрузке в среднем в 15 — 20 раз. Обеспечение организма кислородом достигается сочетанным усилением функции дыхания и кровообращения. Уже в начале мышечной работы вентиляция легких быстро увеличивается. В возникновении гиперпноэ в начале физической работы периферические и центральные хеморецепторы как важнейшие чувствительные структуры дыхательного центра еще не участвуют. Уровень вентиляции в этот период регулируется сигналами, поступающими к дыхательному центру главным образом из гипоталамуса, лимбической системы и двигательной зоны коры большого мозга, а также раздражением проприорецепторов работающих мышц. По мере продолжения работы к нейрогенным стимулам присоединяются гуморальные воздействия, вызывающие дополнительный прирост вентиляции. При тяжелой физической работе на уровень вентиляции оказывают влияние также повышение температуры, артериальная двигательная гипоксия и другие лимитирующие факторы.

Наблюдаемые при физической работе изменения дыхания обеспечиваются сложным комплексом нервных и гуморальных механизмов. Однако из-за индивидуально лимитирующих факторов биомеханики дыхания, особенностей экопортрета человека, не всегда удается при выполнении одной и той же нагрузки полностью объяснить точное соответствие вентиляции легких уровню метаболизма в мышцах.

Рис. 1. Потребление кислорода до, во время лёгкой нагрузки и после неё.

Увеличение дыхания — очевидный физиологический ответ на физическую нагрузку.

показывает, что минутная вентиляция в начале работы увеличивается линейно с увеличением интенсивности работы и затем, достигнув какой-то точки в районе максимума, становится сверхлинейной. Благодаря нагрузке усиливает поглощение кислорода и выработка диоксида углерода работающими мышцами. Адаптация дыхательной системы заключается в исключительно точном поддержании гомеостаза этих газов в артериальной крови. При лёгкой или умеренной работе артериальное Po2 (и, следовательно, содержание кислорода), Pco2 и pH остаются без изменений на уровне покоя. Дыхательные мышцы, участвующие в увеличении вентиляции и прежде всего в увеличении дыхательного объёма, не создают ощущения одышки. При более интенсивной нагрузке уже на полпути от покоя к максимальной динамической работе молочная кислота, образующаяся в работающих мышцах, начинает появляться в крови. Это наблюдается тогда, когда молочная кислота образуется быстрее, чем (удаляется) метаболизируется.

Рис.2. Зависимость минутной вентиляции от интенсивности физической нагрузки.

Увеличение дыхания при физической нагрузке проявляется в виде трех фаз:

  • 1) первая фаза гиперпноэ возникает в первые 20 с под влиянием нисходящих двигательных команд от нейронов моторной коры и входов от проприорецепторов сокращающихся мышц;
  • 2) вторая фаза характеризуется медленным (экспотенциальным) приростом вентиляции в результате активации под влиянием нисходящих центральных команд центров варолиева моста, регулирующих дыхание (например, пневмотаксического);
  • 3) третья фаза проявляется относительно постоянным уровнем активации механизмов регуляции легочной вентиляции, которые включают процессы температурного и хеморецепторного контроля внутренней среды организма при физической нагрузке.

Дыхание в условиях высокогорья и повышенного барометрического давления.

Климат горных местностей отличается от климата равнин пониженным атмосферным давлением, более интенсивной солнечной радиацией, богатой ультрафиолетовым излучением, значительной ионизацией, чистотой и низкой температурой воздуха.

Важнейшим фактором, влияющим на организм в условиях высокогорья, является понижение концентрации O2 воздуха и барометрического давления (примерно на 35 мм рт. ст. на каждые 400—500 м подъема), что создает гипоксемию и гипоксию тканей.

Влияние на организм изменений барометрического давления складывается в основном из двух компонентов; а) влияния сниженного насыщения кислородом артериальной крови, б) влияния изменений барометрического давления на рецепторы стенок замкнутых полостей тела (плевральная, брюшная) и полых органов человека (желудок, кишечник, мочевой пузырь).

Уже на малых высотах (от 200 до 800 м над ур. м.) при подъеме в горы отмечается уменьшение парциального давления кислорода и углекислоты в альвеолярном воздухе.

Читайте также  Глицин снижает давление или нет

Слабое раздражение дыхательного центра вызывает отчетливо выраженную гипервентиляцию легких и соответствующее усиление кровообращения.

Средние высоты (от 800 до 1800 м над ур. м.) предъявляют повышенные требования к системам дыхания и кровообращения, возрастает легочная вентиляция и минутный объем сердца. Раздражение кроветворного аппарата приводит к усилению эритропоэза и увеличению содержания гемоглобина. Этот сдвиг особенно характерен для Северного Кавказа, Альпийского горного хребта. В горах Тянь-Шаня, отчасти в южноамериканских Андах кроветворные сдвиги выражены значительно менее. Обмен веществ, характеризующий кислородный запас организма, не претерпевает значительных изменений. В горах Западной Европы и Кавказа отмечается некоторое повышение обмена веществ, в горах Средней Азии на малых и средних высотах обмен веществ часто оказывается пониженным (А. Д. Слоним). Различное влияние высокогорья в различных горных системах следует, вероятно, отнести за счет особенностей географического положения, местных геохимических и радиоактивных факторов.

На больших высотах нередко возникает синдром, известный под названием горной болезни. При подъеме в горы явления горной болезни развиваются индивидуально — в зависимости от состояния организма и его адаптационных способностей. Большое влияние оказывает скорость подъема и высота над уровнем моря. После пассивного подъема (в автомобиле, по канатной дороге и т. п.) горная болезнь заметно проявляется обычно со второго, иногда с третьего дня.

С наступлением адаптации симптомы горной болезни обычно проходят к 7—12-му дню. У Людей пожилых и при пониженной адаптации к кислородному голоданию эти расстройства могут проявляться, начиная с высоты около 1000 м над ур. м., нарушением кровообращения и дыхания, учащением пульса и повышением кровяного давления.

По наблюдениям на высотах 3000—4000 м и выше отмечается нарастание изменений высшей нервной деятельности, раннее и постоянное нарушение психомоторики, явления сердечной декомпенсации (отеки ног и пр.), наклонность к кровотечениям, особенно из слизистых оболочек верхних дыхательных путей. Пребывание в условиях высокогорья понижает репаративные процессы (раны заживают медленно).

У горцев и людей, акклиматизировавшихся к горному климату, выявлены (в зависимости от природных условий различных горных районов) местные отклонения физиологических функций. Максимальное, минимальное и среднее артериальное давление у большинства исследованных оказалось в пределах нормы. У части горных жителей отмечена тенденция к снижению максимального артериального давления (ниже 110 мм). Венозное давление иногда повышается, но чаще не выходит за пределы нормы. Пульсовое давление — 30—50 мм. Скорость кровотока большей частью замедляется.

Устойчивость организма к общему равномерному барометрическому давлению очень велика. Организм человека может переносить давление свыше 6 МПа без выраженных механических повреждений.

Общей характерной особенностью воздействия повышенного атмосферного давления на организм является временный, обратимый характер наступающих изменений в деятельности ряда органов и систем организма.

С влиянием на организм повышенного барометрического давления человек встречается чаще всего при глубоких подводных погружениях. При погружении в воду прежде всего дополнительно к атмосферному действует гидростатическое давление, которое увеличивается по мере погружения. Установлено, что гидростатическое давление по сравнению с атмосферным на глубине 10 м удваивается, 20 м утраивается и т. д. Повышенное гидростатическое давление снижает чувствительность кожных рецепторов к травмирующим воздействиям. Ранения под водой нередко оказываются незамеченными и обнаруживаются пострадавшими только при всплытии на поверхность. Наибольшему смещению подвергаются ткани, ограничивающие полости, и органы, содержащие воздух (легкие, желудочно-кишечный тракт, среднее ухо и др.). Вследствие значительной разницы между внешним и внутренним (в тканях и полостях организма) давлением возникает так называемая баротравма, характеризующаяся повреждением слухового аппарата и дыхательной системы (гиперемия, кровоизлияния в барабанную перепонку, разрыв легочной ткани, кровотечения). Резкие перепады давления возникают при быстром погружении в воду или всплытии, особенно при неисправности газовых дыхательных аппаратов. Наблюдениями отмечено, что причиной смерти при использовании аквалангов в 80 % случаев является баротравма легких и в 20 % случаев утопление.

Представляется целесообразным подчеркнуть, что при всплытии более опасным является прохождение малых глубин, так как именно на них может наблюдаться резкое относительное увеличение внутрилегочного давления. У ныряльщиков и спортсменов, использующих подводную маску и дыхательную трубку, баротравмы легких никогда не бывает, так как при нырянии объем воздуха в легких уменьшается, а при всплытии на поверхность снова достигает исходной величины. При всплытии, например, с аквалангом опасна задержка на глубине 10 м от поверхности. Это приводит к резкому повышению давления вследствие увеличения объема воздуха в легких, которое сопровождается различными по масштабам разрывами тканей дыхательных путей — бронхов и альвеол, приводящими к возникновению кровоизлияний, пневмотораксу, газовой эмболии, интерстициальной и подкожной эмфиземе.

Наибольшую опасность для жизни пострадавшего представляет поступление воздуха в просвет разорвавшихся кровеносных сосудов малого круга кровообращения и возникновения артериальной газовой эмболии. Пузырьки воздуха, в основном азота, закупоривают многие кровеносные сосуды легких, головного мозга, сердца и других органов, приводя к общему кислородному голоданию организма. Наиболее частыми признаками баротравмы легких бывают потеря сознания, расстройства дыхания и кровообращения. Баротравмы легких возможны также у больных при даче интратрахеального наркоза и проведении искусственной вентиляции легких с использованием различных аппаратов.

При осуществлении водолазных и кессонных работ, исследовании морских глубин, а также в медицине широко используется кислород под повышенным давлением. Острая интоксикация возникает при сравнительно кратковременной экспозиции кислорода под давлением 2,5—3 МПа и выше. Поражению наиболее подвержена ЦНС, поэтому такую форму обозначают как нейротоксическую, мозговую или судорожную (кислородная эпилепсия, острый оксидоз и др.). У детей отмечается большая резистентность к сжатому кислороду и для них менее характерна судорожная форма отравления. Хроническая кислородная интоксикация возможна при длительном (свыше 2 ч), нередко повторном воздействии малых (1 — 1,5 МПа) давлений кислорода. Ведущим признаком при этом являются изменения легких — легочная форма (кислородная пневмония, легочный ожог, подострый оксидоз).

Таким образом, при дыхании кислородом под давлением 3 МПа и выше наиболее вероятно развитие нейротоксической формы интоксикации, а при давлении от 2 МПа и ниже — легочной. При давлении от 2 до 3 МПа может возникнуть и то, и другое поражение.

Ранними функционально-морфологическими проявлениями действия кислорода под повышенным давлением на органы и ткани являются снижение содержания гликогена и изменение активности окислительно-восстановительных ферментов в паренхиматозных клетках. В сердце (миокард), печени, легких, почках — под действием гипербарической оксигенации возникают определенные морфофункциональные изменения со стороны паренхимы, стромы и сосудов. В первую очередь страдают стенки сосудов, особенно капилляров, что приводит к повышению их проницаемости и нарушению микроциркуляции в органах; развивается межклеточный отек и как результат его — нарушение питания паренхиматозных клеток. Наблюдается застойное полнокровие вен и капилляров.

При резком переходе от повышенного давления к нормальному из-за создавшегося при этом перенасыщения организма инертными газами возникают декомпрессионные нарушения. Газы, растворенные в крови и жидкостях организма, выделяясь из них, образуют свободные газовые пузырьки — газовые эмболы. Закупорка сосудов пузырьками газов приводит к появлению различных болезненных симптомов, что получило название кессонной болезни (декомпрессионная болезнь).

При кессонной болезни газовые пузырьки в свободном состоянии могут образовываться не только в кровеносных и лимфатических сосудах, но и в суставных полостях, желчи, цереброспинальной жидкости, очень часто и в огромном количестве в жировой ткани и др. Растворимость азота в жире организма в 5 раз выше, чем в крови, поэтому жировые вещества являются специфическими резервуарами для растворенного индифферентного газа. Миелиновая оболочка нервных волокон также является резервуаром для растворенного азота.

При исследовании трупов лиц, погибших от кессонной болезни, обнаруживают признаки газовой эмболии, выявляемой посредством соответствующей пробы. В правой половине сердца и венах находят кровяные свертки с мелкими пузырьками газов. Их скопление в подкожной клетчатке приводит к образованию подкожной эмфиземы. Наличие газа может быть диагностировано рентгенографически; этим же методом выявляют пузырьки газов в сонных артериях. Экспертизу кессонной болезни всегда необходимо проводить комплексно и с участием технических специалистов для выяснения характера аварийной ситуации, нарушений мер профилактики, химического состава вдыхаемых газовых смесей, неисправности оборудования и др.