Частота дыхания после физической нагрузки

Дыхание при физической нагрузке

При физической нагрузке потребление Оа и продукция С02 возрастают в среднем в 15—20 раз. Одновременно усиливается вентиляция и ткани организма получают необходимое количество О;, а из организма выводится СО;.

Каждый человек имеет индивидуальные показатели внешнего дыхания. В норме частота дыхания варьирует от 16 до 25 в минуту, а дыхательный объем — от 2,5 до 0,5 л. При мышечной нагрузке разной мощности легочная вентиляция, как правило, пропорцио­нальна интенсивности выполняемой работы и потреблению Од тка­нями организма. У нетренированного человека при максимальной мышечной работе минутный объем дыхания не превышает 80л*мин а у тренированного может быть 120—150 л»мин -1 и выше. Крат­ковременное произвольное увеличение вентиляции может составлять 150—200 л*мин -1 .

В момент начала мышечной работы вентиляция быстро увели­чивается, однако в начальный период работы не происходит каких-либо существенных изменений рН и газового состава артериальной и смешанной венозной крови. Следовательно, в возникновении ги-перпноэ в начале физической работы не участвуют периферические и центральные хеморецепторы как важнейшие чувствительные структуры дыхательного центра, чувствительные к гипоксии и к понижению рН внеклеточной жидкости мозга.

Уровень вентиляции в первые секунды мышечной активности регулируется сигналами, которые поступают к дыхательному центру из гипоталамуса, мозжечка, лимбической системы и двигательной зоны коры большого мозга. Одновременно активность нейронов ды­хательного центра усиливается раздражением проприоцепторов ра­ботающих мышц. Довольно быстро первоначальный резкий прирост вентиляции легких сменяется ее плавным подъемом до достаточно устойчивого состояния, или так называемого плато. В период «пла­то», или стабилизации вентиляции легких, происходит снижение Рао; и повышение Расо; крови, усиливается транспорт газов через аэрогематический барьер, начинают возбуждаться периферические и центральные хеморецепторы. В этот период к нейрогенным сти­мулам дыхательного центра присоединяются гуморальные воздей­ствия, вызывающие дополнительный прирост вентиляции в процессе выполняемой работы. При тяжелой физической работе на уровень

вентиляции будут влиять также повышение температуры тела, кон­центрация катехоламинов, артериальная гипоксия и индивидуально лимитирующие факторы биомеханики дыхания.

Состояние «плато» наступает в среднем через 30 с после начала работы или изменения интенсивности уже выполняемой работы. В соответствии с энергетической оптимизацией дыхательного цикла повышение вентиляции при физической нагрузке происходит за счет различного соотношения частоты и глубины дыхания. При очень высокой легочной вентиляции поглощение О; дыхательными мышцами сильно возрастает. Это обстоятельство ограничивает воз­можность выполнять предельную физическую нагрузку. Окончание работы вызывает быстрое снижение вентиляции легких до некоторой величины, после которой происходит медленное восстановление ды­хания до нормы.

Дыхание при подъемена высоту

С увеличением высоты над уровнем моря падает барометри­ческое давление и парциальное давление 02, однако насыщение альвеолярного воздуха водяными парами при температуре тела не изменяется. На высоте 20 000 м содержание 02 во вдыхаемом воздухе падает до нуля. Если жители равнин поднимаются в горы, гипоксия увеличивает у них вентиляцию легких, стимулируя ар­териальные хеморецепторы. Изменения дыхания при высотной ги­поксии у разных людей различны. Возникающие во всех случаях реакции внешнего дыхания определяются рядом факторов: 1) ско­рость, с которой развивается гипоксия; 2) степень потребления 02 (покой или физическая нагрузка); 3) продолжительность ги-поксического воздействия.

Первоначальная гипоксическая стимуляция дыхания, возникаю­щая при подъеме на высоту, приводит к вымыванию из крови COi и развитию дыхательного алкалоза. Это в свою очередь вызывает увеличение рН внеклеточной жидкости мозга. Центральные хемо­рецепторы реагируют на подобный сдвиг рН в цереброспинальной жидкости мозга резким снижением своей активности, что заторма­живает нейроны дыхательного центра настолько, что он становится нечувствительным к стимулам, исходящим от периферических хе-морецепторов. Довольно быстро гиперпноэ сменяется непроизволь-«» ной гиповентиляцией, несмотря на сохраняющуюся гипоксемию. Подобное снижение функции дыхательного центра увеличивает сте­пень гипоксического состояния организма, что чрезвычайно опасно, прежде всего для нейронов коры большого мозга.

При акклиматизации к условиям высокогорья наступает адап­тация физиологических механизмов к гипоксии. К основным фак-

торам долговременной адаптации относятся; повышение содержания-СОа и понижение содержания 02 в крови на фоне снижения чув­ствительности периферических хеморецепторов к гипоксии, а также рост концентрации гемоглобина.

8.7.3. Дыхание при высоком давлении

При производстве подводных работ водолаз дышит под давлением выше атмосферного на 1 атм на каждые 10 м погружения. Если человек вдыхает воздух обычного состава, то происходит растворение азота в жировой ткани. Диффузия азота из тканей происходит медленно, поэтому подъем водолаза на поверхность должен осуще­ствляться очень медленно. В противном случае возможно внутри-сосудистое образование пузырьков азота (кровь «закипает») с тя­желыми повреждениями ЦНС, органов зрения, слуха, сильными болями в области суставов. Возникает так называемая кессонная болезнь. Для лечения пострадавшего необходимо вновь поместить в среду с высоким давлением. Постепенная декомпрессия может продолжаться несколько часов или суток.

Читать еще:  Что нельзя делать перед экг сердца

Вероятность возникновения кессонной болезни может быть зна­чительно снижена при дыхании специальными газовыми смесями, например кислородно-гелиевой смесью. Это связано с тем, что рас­творимость гелия меньше, чем азота, и он быстрее диффундирует из тканей, так как его молекулярная масса в 7 раз меньше, чем у азота. Кроме того, эта смесь обладает меньшей плотностью, поэтому уменьшается работа, затрачиваемая на внешнее дыхание.

8.7.4. Дыхание чистымОд

В клинической практике иногда возникает потребность в по­вышении Ро; в артериальной крови. При этом повышение пар­циального давления 02 во вдыхаемом воздухе оказывает лечебный эффект. Однако продолжительное дыхание чистым Ог может иметь отрицательный эффект. У здоровых испытуемых отмечаются боли за грудиной, особенно при глубоких вдохах, уменьшается жиз­ненная емкость легких. Возможно перевозбуждение ЦНС и появ­ление судорог.

Полагают, что кислородное отравление связано с инактивацией

некоторых ферментов, в частности дегидрогеназ.

У недоношенных новорожденных при длительном воздействии избытка U2 образуется фиброзная ткань за хрусталиком и разви­вается слепота.

++760+ Секреты физиологии С.131-140

++787+ Руководство по клинической физиологии дыхания, 1980

Частота дыхания после физической нагрузки

Легочная вентиляция — это процесс передвижения вдыхаемого воздуха в альвеолы, в которых происходит газообмен с кровью.

Некоторые типичные показатели вентиляции представлены на рис.2. В норме при объеме дыхания 500 мл и частоте дыхательных движений 15 в 1 мин в легкие поступает около 7—8 л/мин воздуха. Этот показатель называют общей легочной вентиляцией. Однако, поскольку объем воздухоносных путей (анатомически мертвое пространство) составляет примерно 150 мл, то из 500 мл воздуха только 350 мл достигает альвеол. Остальной воздух задерживается в воздухоносных путях и затем выдыхается. Следовательно, объем свежего воздуха, поступающего в альвеолы, составляет около 350 мл х 15 = 5 л/мин. Этот показатель называют альвеолярной вентиляцией, он имеет исключительную важность для газообмена.

Из 5 л свежего воздуха, достигающего альвеол, около 300 мл/мин кислорода переходит в кровь, замещаясь 250 мл/мин двуокиси углерода. Таким образом, с кровью обменивается менее 5% вдыхаемого объема воздуха.

Рис.2 Упрощенная схема легочных объемов и потоков воздуха.

Приведенные величины типичны для состояния покоя. При физической нагрузке потребление кислорода может увеличиваться до 4—6 л/мин, а общая вентиляция в 20 раз. Достигается это за счет увеличения как дыхательного объема, так и частоты дыхания .

Носом или ртом дышать при физических нагрузках?

Газообмен при физических нагрузках.

При физических нагрузках необходимое повышение газообмена происходит автоматически за счет более глубокого и учащенного дыхания. При этом любое произвольное регулирование дыхания мешает его автоматической регуляции. При слабо развитой дыхательной мускулатуре могут даже проявиться некоторые сбои в дыхании. Вовлечение в этот процесс вспомогательных дыхательных мышц не дает особого положительного эффекта.

Где еще полезна задержка дыхания?

Задержка дыхания позволяет быстрее справиться с одышкой, которая возникает при больших и длительных нагрузках (при беге, велонагрузках и т.п.) и вызывается усилением функции системы кровообращения.

Как преодолеть одышку?

  1. Быстро вдохнув ртом воздух, задержать дыхание как можно дольше, оставив рот открытым, как при зевоте. Одновременно должен увеличиться объем талии.
  2. Быстро и резко выдохнуть воздух через рот.
  3. После этого сразу же сделать вдох так, как это описано в п. 1.

Как добиться наивысшей работоспособности дыхания при физических нагрузках?

Первая рекомендация обусловлена нагрузкой, которую испытывает на себе система кровообращения: при увеличении нагрузки на систему кровообращения соответственно увеличивается объем дыхания.

Вторая рекомендация связана с тем, что при больших нагрузках (при подъеме тяжестей и т. п.) возникает опасность сжатия грудной клетки. Для предупреждения этого необходимо задержать дыхание, предварительно полностью наполнив легкие воздухом, и сильно напрячь грудную клетку; при расслаблении издать легкий стон.

Читать еще:  Alp2l в биохимическом анализе крови

Beaver, W. L., Wasserman K. and Whipp, B. J. (1986), «A New Method for Detecting Anaerobic Threshold by Gas Exchange», Journal of Applied Physiology, Vol. 60, No. 6, pp. 2020-2027.

Почему после физической нагрузки учащается дыхание

У большинства людей частота дыхания составляет 8-15 раз в минуту в состоянии покоя. Однако этот темп может увеличиваться (или уменьшаться) в зависимости от степени физической нагрузки.

Причины учащенного дыхания при физических нагрузках заключены в стремлении организма поддержать необходимый для жизнедеятельности уровень кислорода. В результате этого происходит ускорение дыхательных сокращений.

Сигнал о недостатке кислорода, основными поставщиками которого являются легкие и сердце, поступает в головной мозг. Происходит активация дыхательного центра. Он дает сигнал о необходимости ускорить вдох-выдох.

Под влиянием физической нагрузки число дыханий увеличивается: при умеренных нагрузках — до 25 — 30 в 1 мин, при более высоких — до 30 — 40 в 1 мин.

Если одышка, сопровождаемая учащением дыхания, проходит в течение первых 3 — 5 мин (максимум 10) после прекращения нагрузки, то такое учащение можно считать удовлетворительным. Если же учащение дыхания сохраняется более 10 мин, то, безусловно, эта реакция отрицательная. Она свидетельствует о том, что нагрузка, применяемая в данном случае, не соответствовала состоянию организма.

Понравился материал? Поставь оценку и поделись в соцсетях чтобы и друзья были в курсе. Остались вопросы? Задайте их в комментариях.

Частота дыхания после физической нагрузки

При физической нагрузке регуляция дыхания не обусловлена исключительно ролью хеморецепторов, поскольку парциальное напряжение 02 в альвеолах повышено относительно нормы в связи с увеличенной вентиляцией, или гиперпноэ, а прирост С02 недостаточен для хеморецепторной стимуляции внешнего дыхания. При физической нагрузке в мышцах возрастает продукция молочной кислоты, которая стимулирует периферические хеморецепторы дыхания, но основное значение в увеличении вентиляции имеют супрабульбарные входы, которые изменяют активность дыхательного центра продолговатого мозга.

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.

Рис. 10.25. Зависимость вентиляциии легких относительно аэробной и анаэробной мощности физической нагрузки. При аэробной физической нагрузке вентиляция легких линейно связана с мощностью физической нагрузки. В этих условиях активация дыхательного центра и прирост вентиляции легких обусловлены ней-рогенными стимулами. При анаэробной физической нагрузке прирост вентиляции легких становится не линейным относительно метаболизма в мышцах. В этих условиях активация дыхательного центра и прирост вентиляции легких обусловлены стимуляцией центральных и периферических хеморецепторов.

Начальная стадия увеличения вентиляции при физической нагрузке обусловлена так называемыми нейрогенными стимулами. Механизм нейрогенной стимуляции вентиляции легких обусловлен афферентными импульсами от рецепторов работающих мышц, центральных двигательных команд моторной коры и двигательных центров ствола мозга. Двигательные команды моторной коры обусловливают специфику вентиляции легких при разных видах физической активности. Дыхание человека в определенной степени может находиться под произвольным (корковым) контролем; человек может прекратить дыхательные движения или, наоборот, увеличить вентиляцию легких (гипервентиляция). Кора больших полушарий головного мозга регулирует паттерн дыхательных движений при речи, пении, занятиях физическими упражнениями, например при плавании, при игре на духовых музыкальных инструментах. Нисходящие двигательные команды от соответствующих областей коры поступают к нейронам дыхательного центра, а по пирамидным трактам в составе боковых столбов — непосредственно к дыхательным мотонейронам сегментов спинного мозга. Непроизвольная стимуляция вентиляции легких при физической нагрузке происходит под влиянием двигательных центров ствола мозга, нисходящие влияния которых в составе бульбоспи-нальных трактов адресованы двигательным нейронам дыхательных мышц в соответствующие сегменты спинного мозга, с помощью которых непосредственно осуществляются регуляция тонуса и сокращение скелетных мышц организма человека. Наряду с корковыми влияниями на прирост вентиляции во время физической нагрузки важную роль выполняет таламический «генератор двигательного паттерна», с помощью которого частота и амплитуда дыхательных движений могут быть включены в определенный ритм движения, например, при плавании или беге.

Читать еще:  Экг значение зубцов

Влияние на дыхание физической нагрузки низкой и средней интенсивности.

При физической нагрузке низкой и средней интенсивности, когда потребление 02 (V02) составляет менее 55 % от максимальной скорости этого процесса в организме, V02 и вентиляция легких взаимосвязаны между собой линейно (рис. 10.25). Для обеспечения потребления 1 л 02 в организме при физической нагрузке необходимо увеличение вентиляции легких (VE) на 20—25 л. Это соотношение называется дыхательным эквивалентом и оно равно 25 : 1 при физической нагрузке низкой и средней интенсивности. В этих условиях у человека из крови в ткани экстрагируется 20—25 % 02, поскольку 25 л вдыхаемого воздуха содержит 5 л кислорода. Для физически тренированных людей максимальная вентиляция легких должна составить порядка 120 л/мин, чтобы обеспечить необходимое потребление 02 в организме, равное порядка 5 л/мин.

Задание 1. Подсчет частоты дыхательных движений

Задание 1. Подсчет частоты дыхательных движений.

В состоянии покоя. После физической нагрузки. После физической нагрузки и дыхательной гимнастики.

Объем грудной клетки мин.

Объем грудной клетки мах

Экскурсия грудной клетки

ЧДД в сост. покоя

ЧДД после физ. нагрузки

ЧДД после физ. нагрузки и дых. Упр.

Лабораторная работа № 1. Измерение жизненной емкости легких

Взрослый человек в зависимости от возраста и роста в спокойном состоянии при каждом вдохе вдыхает 300–900 мл воздуха и примерно столько же выдыхает. При этом возможности легких используются не полностью. После любого спокойного вдоха можно вдохнуть еще дополнительную порцию воздуха, а после спокойного выдоха выдохнуть еще некоторое его количество. Максимальное количество выдыхаемого воздуха после самого глубокого вдоха называется жизненной емкостью легких. В среднем она составляет 3–5 л. В результате тренировки жизненная емкость легких может увеличиться. Большие порции воздуха, поступающего в легкие при вдохе, позволяют снабжать организм, достаточным количеством кислорода, не увеличивая частоту дыхания.

Цель: научиться измерять жизненную емкость легких.

Техника безопасности: не участвуйте в эксперименте, если у вас проблемы с дыхательной системой.

I. Измерение жизненной емкости.

1. После спокойного дыхания, вдохните так глубоко, как только можете, и затем сделайте глубокий, насколько это возможно, выдох в воздушный шар.

2. Сразу же закрутите отверстие воздушного шара. Измерьте диаметр шара, как показано на рисунке 1 и данные внесите в столбец 2, таблицы 1.

3. Сдуйте воздушный шар и повторите то же самое еще два раза. Выведите среднее значение диаметра шара и внесите все данные в таблицу 1.

Рис. 1.

Диаметр воздушного шара

Объем выдыхаемого воздуха

(жизненная емкость легких)

4. Используя график 1, переведите полученные значения диаметра воздушного шара (табл. 1) в жизненную емкость легких (см3). Данные внесите в столбец 3, таблицы 1.

1. Почему важно проводить одни и те же измерения три раза и выводить средние показатели?
2. Отличаются ли ваши показатели от показателей ваших одноклассников. Если да, то почему?
3. Для чего важно знать жизненную емкость легких?

Лабораторная работа № 2. Влияние физической нагрузки на частоту дыхания

Дыхательная и сердечнососудистая системы обеспечивают обмен газов. С их помощью молекулы кислорода доставляются во все ткани тела, а оттуда выносится углекислый газ. Газы легко проникают сквозь клеточные мембраны. В результате клетки тела получают необходимый им кислород и освобождаются от углекислого газа. В этом заключается сущность дыхательной функции. В организме сохраняется оптимальное соотношение кислорода и углекислого газа благодаря увеличению или уменьшению частоты дыхания.

Цель: установить зависимость частоты дыхания от физической нагрузки.

Оборудование: часы с секундной стрелкой.

Техника безопасности: Если при выполнении физических упражнений вы почувствуйте себя плохо, сядьте и обратитесь к учителю.

I. Частота дыхания в спокойном состоянии

1. Сядьте и расслабьтесь в течение нескольких минут.

2. Работая в паре, подсчитайте количество вдохов в течение одной минуты. Данные внесите в табл. 1.

3 Повторите тоже самое еще 2 раза, подсчитайте среднее количество вдохов и данные внесите в табл. 1.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector