Реферати українською » Физкультура и спорт » Биоэкономика зовнішнього дихання людини


Реферат Биоэкономика зовнішнього дихання людини

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Доцент А.Ф. Григорян, Доктор педагогічних наук, професор М.С. Акопян, Кандидат біології Н.Ю. Адамян, Р.С. Арутюнян, Гюмрийский державний педагогічний інститут ім. М. Налбандяна, Гюмрі, Єреванський державний університет, Єреван

Запровадження. Произвольное управління диханням виявляється у здібності людини свідомо змінювати темп, ритму і амплітуду дихальних рухів. Вентиляция легких, як відомо, з одного боку, забезпечується довільній мускулатурою, з другого - є автономної функцією, беручи участь у підтримці гомеостазу. Тому довільне управління дихальними рухами може здійснюватися у межах, але з тим вона жорстко обмежена вимогами, зумовлені необхідністю збереження деяких життєво важливих констант внутрішнього середовища. Існує повна залежність систем, обеспечиваюших доставку кисню, через зміну характеру метаболізму, рівня активності дихальних ферментів чи іншого, що у сукупності становить рівень споживання кисню [17].

Разом про те довільне дію, відмінне цілеспрямованістю, влучністю і тонкощами виконання у точному смислі слова, властиво лише людини й підпорядковуються вимогам свідомої середовища. Здатність людини довільно управляти диханням еволюційно пов'язано із розвитком промови [15, 16].

Для людини дуже характерне значне що у регуляції дихання переднього мозку, особливо кори мозку. Кора мозку безпосередньо управляє рухової сферою, частиною якого і є дихальна мускулатура [13].

Звідси хіба що перекидається фізіологічний місток керованих розумом скелетными м'язами і непідвласними волі вегетативними процесами.

Здатність довільно управляти легеневої вентиляцією дозволяє людині - як здоровому, і хворому - розумно доповнити "мимовільні" рефлекторно -гуморальные механізми, контролюючі функцію дихання [3].

За підсумками регуляції дихання широко застосовується довільне оптимальне зменшення вентиляції легких підвищення фізичної, розумової працездатності, соціальній та терапевтичних цілях що за різних функціональних порушеннях дихальної та серцево-судинної система. Оскільки існує тісний взаємозв'язок між дихальної і зміцненню серцево-судинної функціональними системами, здійснювану різних рівнях цих систем: від рецепторних полів до дихального і сердечно-сосудодвигательного центрів продовгуватого мозку, соціальній та верхніх відділах мозку.

У дослідженнях поруч із диханням вивчали вплив довільного оптимального зменшення хвилинного обсягу дихання (ПОУМОД) на серцеву діяльність

З огляду на особливості всього комплексу природно -географічних умов Вірменії та другого Республіка за величиною міста Гюмрі (де були проведено наші дослідження), знаходиться в висоті 1700 м вище над рівнем моря, ми припустили, що з довільному оптимальному зменшенні легеневої вентиляції студентів, спортсменів, які мають, як які живуть цих умовах, відносно високою тлом адаптаційних можливостей, можна досягнути вищих успіхів у підвищенні їхнього працездатності. Це питання викликає великий інтерес лікарів, фізіологів, спеціалістів у галузі спортивної, гірською рікою і авіакосмічної медицини.

Методика. Произвольное управління диханням, як відомо, виявляється у здібності людини свідомо змінювати вентиляцію легких. У разі нашого експерименту випробовувані вдиханням повітря "тонкої струменем" збільшували тривалість вдиху до 7-10 з. Експерименти проводилися на студентів факультету фізичної культури педагогічного інституту 18-23 років. Вдох проводився в такий спосіб, щоб у момент закінчення зберігалася можливість його продовження. Наступний за довільним вдихом видих залишався мимовільним.

При довільному збільшенні часу вдиху випробовуваний сосредотачивал увагу до зменшенні його секундних дихальних обсягів без збільшення дихальних рухів купою клітини. Вдох і видих відбувалися через ніс безшумно.

Удосконалення ПОУМОД у спокої здійснювалося при систематичної щоденної тренуванні, сприяє розвитку вміння досягти значного довільного зменшення минитного обсягу дихання (МОД) до 2-3 л на хв без порушення метаболічних потреб організму.

У процесі ПОУМОД реєстрували ЕКГ у 2-му стандартному відведення, визначали рівень насичення артеріальною крові киснем з допомогою оксигемометра, виробляли запис ЕЕГ.

У довільному зменшенні вентиляції легких випробовувані тренувалися самостійно (3 десь у день). Через відсутність спирографа за домашніх умов тренування проводилася за оптимальному зменшенню частоти дихання один хв. Засвоєння цього досвіду не потребувало неабияких часу: тренування тривала десять хв.

Перевірюваний при тренуванні зусиллям волі концентрував всю свою увагу на працюючих дихальних м'язах.

Дослідження було проведено доі після двомісячної тренування, при звичайному подиху у спокої й під час виконання легкої фізичної навантаження, саме фізичних вправ дома тривалістю 5-7 хв, стрибків із 30-сантиметровой тумби вгору-вниз - 5-7 хв, підняття 10-килограммовой гантелі двома руками - 5-7 хв. Регистрировали частоту дихання, серцеву діяльність, HbO2 і ЕЕГ в спокійному стані, і навіть при довільному зменшенні МОД (4 один хв).

Результати обговорення. ПОУМОД складається головним чином із подовженою фази вдиху, що є результатом вольових зусиль, вкладених у зміна природного ритму і на заздалегідь намічений певний ритм дихання, саме 4 дихальних руху на 1 хв замість 14-16 нормального ритмі.

У умовах перебування частота дихання піддослідних загалом становила 15 один хв, МОД - 9300 мл. Якщо брати, що обсяг мертвого простору здорової людини становить приблизно 150 мл, то 1 хв буде 2250 мл, тобто. цей час лише 7050 мл (75,8%) прямо брати участь у газообмене.

І це спостерігалося при довільному зменшенні легеневої вентиляції (4 один хв) з тією різницею, що заодно обсяг мертвого простору був значно менше - 600 мл (4 x 15). Через війну помітно зростає кількість повітря, що у газообмене, - 92,8%. Ці дані послужили контрольними для отриманих і під час невеличкий фізичної роботи (див. розділ "Методика"), у своїй частота дихання становила 26 один хв, МОД -17 400 мл, а при довільному зменшенні дихання 4 один хв. МОД становив 16 600 мл.

Зазначені вище дані, отримані в піддослідних як і спокійному стані, і при фізичної навантаженні, своєю чергою, послужили контрольними для наступних дослідів, проведених після двомісячної тренування тих осіб.

При тренуванні ПОУМОД відбувається адаптація, яка починається з ломки старої структури гомеостатического регулювання, що створює передумову побудови нової структури більш адекватної даної середовищі.

Після тренування спостерігалися деякі зрушення за показниками зовнішнього дихання. Так, при спокійному подиху частота урежалась до 12, МОД зменшувався до 8600 мл, а при довільному зменшенні дихання до запланованих 4 один хв МОД становив 7900 мл. При фізичної навантаженні тієї ж інтенсивності після тренування піддослідних частота дихання становила 22 один хв, а МОД - 13 900 мл. У цих осіб при довільному зменшенні частоти дихання до запланованих 4 один хв МОД становив 13 100 мл.

Оскільки довільне зменшення легеневої вентиляції і економізація зовнішнього дихання, істотно які змінюють центральні механізми регуляції дихання, зачіпають також діяльність серцево-судинної системи, паралельно із диханням реєструвалося ЕКГ. При звичайному подиху із частотою 15 один хв частота серцевого ритму становила 75; при ПОУМОД 4 один хв - 77,8 (загалом). Як кажуть, при довільному зменшенні дихання в 3-4 разу серцевий ритм не зазнає особливих змін залишилися. Слід, проте, вказати, що серцевий ритм під час одного дихального циклу при довільному зменшенні до запланованих 4 один хв відчуває фазові зміни.

Так, при 15-секундной тривалості дихального циклу (4 один хв) у перших 5 з вдиху спостерігається добре виражене почастішання серцевого ритму, тобто. 124,8% середньої частоти під час всієї 15-секундной тривалості дихального циклу. У 10 з, навпаки, починається урежение серцевого ритму до 92,8%.

Учащение серцевого ритму на початку ПОУМОД можна пояснити зміною тонусу вегетативної нервової системи [6, 12], а розвиток брадикардии на другий фазі довільного зменшення МОД пояснюють, з одного боку, підвищенням внутригрудного тиску, з іншого - гуморальним впливом [18, 19] і рефлекторними впливами з механо- і хеморецепторов судинних рефлексогенных зон, легеневих судин і паренхіми легких [7, 8].

Слід зазначити, що заодно мали місце індивідуальні розбіжності у спрямованості і інтенсивності змін параметрів ЕКГ.

Після двомісячної тренування в довільному оптимальному зменшенні дихання встановлено, що його впливає на всі параметри зовнішнього дихання як із звичайному стані, і при фізичної навантаженні піддослідних.

Тож якщо частота дихання внаслідок тренування у спокої урежалась незначно (12 проти 15 один хв), то, при фізичної навантаженні воно зменшувалася з 26 до 22 один хв. Через війну тренування як із звичайному подиху у спокої й при фізичної навантаженні, і при довільному урежении дихання (4 один хв) МОД зменшується на 9-10%.

При тренуванні випробовувані домагаються підвищення надбульбарной стимуляції дихального центру, зниження його чутливості зміну газового складу крові, переважно до накопичення CO2 .

Про результати проведених досліджень показують, що менший приріст МОД може спокою і за фізичної навантаженні підвищує фізичну працездатність рахунок зменшення її енергетичної вартості.

Принаймні звикання до произвольному зменшенню МОД формуються тимчасові зв'язку, які зумовлюють оптимізацію відповідей дихального апарату і випереджають зниження легеневої вентиляції [2].

Після двомісячної тренування по ПОУМОД були також деякі зрушення в частоті й у амплитудно-временных параметрах ЕКГ. Так було в цілому серцевий ритм урежается, ще початкова 5-секундное почастішання в фазі вдиху значно згладжується.

Наявне також деяке збільшення зубця R, подовження інтервалів окремих хвиль ЕКГ.

Як кажуть, виникнення і прогресивне підвищення резерву економічності зовнішнього дихання сприяло позитивним якісних змін економічності серцевої діяльності.

Оскільки довільне зміна дихання залежить від рівня коркового впливу дихальні м'язи, з метою дослідження фізіопсихологічного стану піддослідних реєстрували ЕЕГ. У цьому зменшення частоти дихання до запланованих 4 один хв під час подовженою фази вдиху й у фазі видиху викликало фазову динаміку змін ЕЕГ.

У разі зіставлення даних із МОД у звичайних обставинах і за довільному зменшенні легеневої вентиляції (4 один хв) видно, що міра повітря на першому випадку становив 620 мл, тоді як із довільному зменшенні вентиляції легких - 2075 мл, що зумовлює більшого розкриття альвеол і поліпшення газообміну між альвеолярным повітрям і кров'ю. У цьому майже 4 разу скорочується енергія, затрачиваемая працювати дихальних м'язів (4 дихання проти 15 один хв).

Відомо, що переміщення повітряного потоку у процесі дихання пов'язане з чималої витратою енергії дихальної мускулатурою. На вдиху їм доводиться долати эластическое опір легень і тканин грудної клітини, эластическое опір переміщаються при подиху органів грудної і черевної порожнини, і навіть опір трахеобронхиального дерева [3].

Як було зазначено вище, при довільному зменшенні частоти дихання зменшується також хвилинний обсяг мертвого простору й відповідно збільшується обсяг альвеолярного повітря. Коли ж врахувати та метаболізму, що відбуваються на тихорєцькому і молекулярному рівні, можна сказати, що з довільній регуляції дихання ефективність економізації зовнішнього дихання організму значно зростає. У другій серії експериментів той самий було проделанно при легкої фізичної навантаженні піддослідних. Цьому ми надавали значення, оскільки м'язова діяльність є найсильнішим природним стимулом дихання. Щойно включається м'язова навантаження, частішає і поглиблюється подих. Імпульси, які з сенсомоторной кори до працюючих м'язів, одночасно надають пряме впливом геть дихальний центр через кортико-бульбарные шляху [1].

З іншого боку, подих стимулюється афферентной импульсацией, що надходить із проприорецепторов працюючих м'язів [5, 8].

За виконання легкої фізичної роботи у умовах мимовільного подиху і його довільного оптимального зменшення (4 один хв), що цю різницю у збільшенні вентиляції легких невеличка. Це засвідчує тому, що нездатні повністю покрити кількість кисню, расходуемое виконання даної фізичної навантаження при довільному зменшенні частоти дихання, більш ніж 5 раз. Цього досягти тільки з тісний взаємозв'язок экономизаций функцій інших систем організму, оскільки він відбувається на системному, органному, а й у клітинному, субклітинному, молекулярному рівнях [4].

Отже, МОД є керівною параметром економічності зовнішнього дихання у спокої, а й за фізичної навантаженні. Менший приріст МОД при фізичної роботі підвищує фізичну працездатність завдяки зменшенню її енергетичної вартості. Зниження МОД у спокої й при фізичної діяльності - взаимодействующее ланка єдиного процесу підвищення економічності зовнішнього дихання [11].

Регуляція зовнішнього дихання дуже складно інтегрована, що з його довільному зменшенні крім рефлекторної саморегуляції проприорецепторы дихальних м'язів надають рефлекторне впливом геть всю локомоторную мускулатуру.

Натомість, локомоторная проприорецепция впливає на дихальну мускулатуру. Так, доведено, що проприорецептивная импульсация з м'язів задньої кінцівки вступає у структури дихального центру. Це означає, що це ядра і значної частини нейронів дихального центру непосредстенно пов'язані з м'язової афферентацией [5, 14].

Після двомісячної тренування піддослідних по произвольному зменшенню легеневої вентиляції як у частоті (R-R), і по електричної активності серця спостерігалося поліпшення серцевої діяльності відповідно економізації зовнішнього дихання. Наприклад, встановлено тісний позитивна кореляція рівня МОД із частотою серцевих скорочень (ЧСС) і хвилинною обсягом крові, тобто. з параметрами, котрі характеризують інтенсивність фізичної роботи. Це дозволяє припустити, що з виконанні фізичної роботи з і тієї ж потужністю і тривалістю, зменшення МОД корелює із зменшенням ЧСС і підвищує її економічність [11].

У разі адаптації людини до екстремальним впливам при фізичних тренуваннях спортсменів тощо також змінюються функції зовнішнього дихання: зменшується МОД і підвищується коефіцієнт використання кисню. Проте, як свідчать експериментальні дані, різноманітні форми фізичної тренування з мимовільної регуляцією дихання є недостатньо ефективним засобом його економізації. Так, збереження при мимовільному подиху меншою, аніж за його довільній регуляції, ступеня зменшення МОД, очевидно, свідчить про забезпечення дихальним центром принципу поступової реабілітації

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація