Экстренная медицина

Главная О сайте Блог врача
 
Адаптация системы дыхания к физическим нагрузкам
Анатомия и физиология - Дыхательная система

Направленность адаптивных изменений в системе дыхания в самом общем виде может быть сведена к поиску наиболее совершенных форм регуляции при мышечной работе. Этот поиск завершается высокой экономичностью при малоинтенсивной работе, обеспечиваемой аэробными (кислородными) источниками энергии.

Дыхание в условиях относительного мышечного покоя у подавляющей части детей школьного возраста несет на себе «издержки цивилизации» — длительное сидение за столом, школьной партой ограничивает подвижность грудной клетки. Дыхание становится поверхностным, неглубоким. Оздоровительная, физиологическая ценность такого дыхания невелика. Положение ухудшается когда ребенок дышит ртом. Нос в этом случае не выполняет своей бактерицидной функции. Воздух не очищается от пылевых частиц, а при низкой температуре и не сомневается. Цепь последующих событий замыкает порочный круг: воспалительные процессы в носоглотке делают дыхание через кос невозможным или чрезвычайно затрудненным.

Дети школьного возраста практически ничего не знают о так называемом полном дыхании. Представление о глубоком дыхании через нос — это только начальный этап освоения полного дыхания. В полном дыхании последовательно вентилируются как самые нижние отделы легких, так и верхушки легких. Живот в начале вдоха опускается, освобождая диафрагму, а в конце вдоха втягивается, поджимая диафрагму и обеспечивая заполнение верхушки легких.

Глубокий вдох и следующий за ним полный выдох повышают эффективность вентиляции легких, приводят к увеличению утилизации кислорода из выдыхаемого воздуха. Для полноценного использования резервов внешнего дыхания необходимы специальные упражнения, объединяемые в комплексе дыхательной гимнастики. Учить детей и подростков правильному, полному дыханию — это насущная потребность, необходимое условие сохранения здоровья, расширения возможностей адаптации к физическим нагрузкам.

При систематической мышечной работе формируется рациональный физиологически совершенный тип дыхания. Глубокий вдох, форсированный выдох при циклических видах мышечной работы повышают легочную и альвеолярную вентиляцию. Менее демонстративно, чем произвольная легочная вентиляция, изменяется под влиянием тренировки ЖЕЛ. Этот показатель не входит в число факторов, лимитирующих спортивные достижения. Однако он учитывается в другом важном для оценки функциональных возможностей показателе — отношении ЖЕЛ к массе тела (жизненный показатель).

Величина ЖЕЛ у детей 8 — 9 лет находится в пределах 1700 — 2200 мл. Наиболее высокая жизненная емкость легких отмечена у юных пловцов. В 14—15-летнем возрасте она составляет 4800 — 5000 мл. А к 16-ти годам увеличивается до 5500 — 5700 мл. У спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, ЖЕЛ значительно выше, чем у нетренированных людей (4,5 — 5,0 л). Так, у бегунов на длинные дистанции ЖЕЛ достигает 6,0 — 6,5 л. Жизненный показатель у детей меньше, чем у взрослых, но уже к окончанию пубертатного периода он приближается к величинам взрослых людей.

Объем легочной вентиляции находится в прямой зависимости от частоты и глубины дыхания. Частота дыхания у новорожденных детей достигает 70 — 80 циклов в минуту. Дыхательный объем составляет 15 — 20 мл. Объем легочной вентиляции у новорожденных колеблется в пределах 600 — 850 мл. У годовалого ребенка легочная вентиляция увеличивается до 3 — 4 л/мин. Одновременно происходит снижение относительного объема дыхания, т.е. объема дыхательного воздуха на единицу массы тела. Интенсивность легочной вентиляции на единицу массы тела у детей больше, чем у взрослых.

В пубертатном периоде увеличиваются темпы прироста мощности дыхательного аппарата. С 11 — 12 до 17—18 лет легочная вентиляция возрастает в 1,5 раза и достигает величин взрослых людей. При физических нагрузках внешнее дыхание интенсифицируется у детей преимущественно за счет увеличения его частоты. Глубина дыхания изменяется незначительно. Максимальная вентиляция легких (МВЛ) быстро прогрессирует при систематических занятиях физическими упражнениями. Уже в 9-летнем возрасте она может достигать 50 — 60 л/мин, а к 15 — 16 годам увеличивается до 140— 150 л/мин.

Предельные значения показателей дыхательной функции при физических нагрузках у детей достигаются медленнее, чем у взрослых. Так, например, при велоэргометрической пробе, выполняемой при частоте пульса, равной 90% от уровня взрослых спортсменов, легочная вентиляция составляет только 50%, а потребление кислорода - 60% от уровня взрослых спортсменов. Вследствие относительно узких бронхиальных ходов у детей и подростков при мышечной работе повышается сопротивление воздушному потоку в легкие. Следствием этого являются повышенные энергетические траты на работу дыхательных мышц.

Высокая интенсивность легочной вентиляции у детей в известной степени компенсирует более низкий, чем у взрослых, коэффициент утилизации кислорода, т.е. способность извлекать кислород из вдыхаемого воздуха. У детей младшего школьного возраста 1 л кислорода извлекается из 29 — 30 л, у взрослого человека — из 24-25 л. Недостаточная эффективность легочной вентиляции объясняется как поверхностным и частым дыханием, так и относительно низкой диффузионной способностью легких у детей и подростков.

Повышение тренированности приводит к увеличению диффузионной способности легких. Это связано с увеличением объема кровотока в легочной ткани, а также с уменьшением толщины альвеолярно-капиллярных мембран. Увеличивающаяся площадь контакта между поверхностью легочных альвеол и стенками капилляров приводит к ускоренному переходу кислорода в кровь.

Перенос кислорода кровью с возрастом становится более эффективным. Наиболее отчетливое увеличение темпов прироста способности крови к переносу кислорода наблюдается в пубертатном периоде. Одновременно растет и способность подростков переносить гипоксические состояния, связанные с мышечной работой или с недостатком кислорода во вдыхаемом воздухе (например, при подъеме в горы). В 14—15 лет подростки сохраняют способность выполнять работу при снижении оксигенации крови вдвое большем, чем у детей 8 — 9 лет.

Низкая способность детей переносить гипоксические состояния связана с тем, что органы и ткани ребенка хуже, чем у взрослых, утилизируют кислород. Поэтому снижение напряжения кислорода в крови у них приводит к кислородному голоданию тканей быстрее, чем у взрослых. Утилизация тканями 1 л кислорода обеспечивается у ребенка кровотоком, равным 21 —22 л. У взрослого человека 1 л кислорода извлекается из 15—16 л крови, протекающей через ткани тела. Следовательно, гемодинамические траты (так называемый гемодинами-ческий коэффициент по кислороду) на равное со взрослым кислородное обеспечение тканей у детей выше.

У детей младшего школьного возраста наблюдается повышенная по сравнению с подростками величина минутного объема дыхания (МОД) на 1 кг массы в покое. Она составляет у них 160—170 мл/мин/кг против 125 мл/мин/кг у подростков 13 — 14 лет. В 15 —17-летнем возрасте минутный объем дыхания снижается до ПО мл/мин/кг. При относительном падении МОД с возрастом увеличиваются абсолютные показатели легочной вентиляции. В условиях относительного мышечного покоя у тренированных юных спортсменов наблюдается пониженная вентиляция легких.

Экономичность функции внешнего дыхания и транспортной функции крови у детей относительно невысока: кислородные режимы у них являются менее напряженными, чем у взрослых людей. Это означает, что у детей сохраняются высокие резервы повышения экономичности дыхания с возрастом и повышением тренированности. Легочная вентиляция при напряженной мышечной работе к окончанию пубертатного периода приближается к показателям людей зрелого возраста (100 л/мин и более). О предельных возможностях увеличения легочной вентиляции можно судить по максимальной легочной вентиляции (МВЛ), определяемой в условиях произвольного учащения и углубления дыхания в течение 15 — 30 с.

Заметное влияние на показатели внешнего дыхания оказывает и характер спортивной деятельности. Наибольшая величина произвольной легочной вентиляции а пересчете на 1 кг массы отмечена у бегунов на средние дистанции, меньшая — у спринтеров и штангистов.

Фомин А. Ф. Физиология человека, 1995 г.

 

ОПРОС

Имеете ли вы отношение к медицине?
 

Nota bene!

Материалы сайта представлены для получения знаний об экстренной медицине, хирургии, травматологии и неотложной помощи.

При заболеваниях обращайтесь в медицинские учреждения и консультируйтесь с врачами