Рівень фізичного стану (здоров’я, фізичний розвиток та фізична підготовленість) багато в чому залежить від стану кардіо-респіраторної системи організму.
Рівень фізичного стану (здоров’я, фізичний розвиток та фізична підготовленість) багато в чому залежить від стану кардіо-респіраторної системи організму. Пропонуємо матеріал, який підкаже: що, як і чому треба робити, щоб зберегти здоров’я на оптимальному рівні.
Дихання – одна з основних життєвих функцій, сукупність процесів, що забезпечують надходження в організм кисню, використання його в окислювально-відновних процесах, а також видалення з організму вуглекислого газу та деяких інших сполук, які є кінцевими продуктами обміну речовин. В організмі людини дихальна система виконує дихальну та не дихальну функції.
Дихальна функція підтримує газовий гомеостазис внутрішнього середовища організму. З повітрям, що вдихається, в легені потрапляють мікрочастинки пилу, які затримуються слизовою оболонкою дихальних шляхів і потім видаляються з легенів за допомогою захисних рефлексів (кашель, чхання) і механізмів мукоциліарного очищення (захисна функція).
Недихальні функції – метаболічна, захисна, видільна, терморегулююча.
Типи дихання у людини
- Зовнішнє дихання, або вентиляція легень – обмін газів між альвеолами легень та атмосферним повітрям.
- Обмін газів у легенях між альвеолярним повітрям та кров’ю.
- Транспорт газів кров’ю, тобто процес перенесення О2 від легень до тканин, а СО2 – від тканин до легень.
- Обмін газів між кров’ю капілярів великого кола кровообігу та клітинами тканин.
- Внутрішнє (тканинне) дихання – біологічне окислення в мітохондріях легень.
Чотири перші етапи вивчає фізіологія, а останній – біохімія.
Механізм зовнішнього дихання
Дихальна система людини складається з тканин та органів, що забезпечують легеневу вентиляцію (повітряні шляхи та кістковом’язова система, що виконує вентиляцію легень) та легеневе дихання (орган газообміну – легені).
У спокої частота дихання людини 12 – 15 разів за 1 хв. Під час вдиху та видиху за один дихальний акт вентилюється близько 500 мл повітря (6 – 8 л за хвилину).
Зовнішнє дихання або вентиляція легень здійснюється циклічно за рахунок створення різниці тисків між альвеолярним та атмосферним повітрям шляхом чергування вдиху та видиху.
Акт вдиху
Вдих, зазвичай, є трохи коротшим за видих. Акт вдиху – це активний процес, у виконанні якого важливе значення має зміна об’єму грудної порожнини. Легкі знаходяться завжди у розтягнутому стані, оскільки атмосферний тиск впливає на них в одному напрямі – зсередини. Під час вдиху розтягнення збільшується, під час видиху – зменшується. Грудна клітина є пасивною кістково-хрящовою основою, об’єднаною зв’язками, яка в процесі вдиху розширюється завдяки двом механізмам – підняттю ребер і сплощенню діафрагми.
Акт видиху
Видих у звичайних умовах здійснюється пасивно за рахунок таких факторів: сили тяжкості грудної клітки, еластичної тяги перекручених під час вдиху реберних хрящів, тиску органів черевної порожнини. Видих, як і вдих, може бути активним (наприклад, при гіпервентиляції), коли відбувається скорочення внутрішніх косих міжреберних м’язів.
При спокійному диханні на роботу дихальних м’язів витрачається близько 2% поглиненого кисню. Однак при фізичному навантаженні енергетичні потреби дихальних м’язів зростають більшою мірою, ніж хвилинний об’єм дихання та поглинання О2. У зв’язку з цим при важкій фізичній роботі на діяльність дихальної мускулатури витрачається до 20% загального поглинання кисню.
Роль м’язів у дихальному акті
У дихальному акті беруть участь велика кількість груп м’язів.
Механізми збільшення та зменшення обсягу грудної порожнини здійснюються за рахунок роботи дихальних м’язів, які поділяються на інспіраторні та експіраторні. За рахунок скорочення інспіраторних дихальних м’язів обсяг грудної порожнини збільшується у трьох напрямках – вертикальному, сагіттальному та фронтальному.
У дихальному процесі можна виділити кілька факторів:
- Скорочення діафрагми. Це основний фактор інспіраторного м’яза, який забезпечує збільшення грудної порожнини у вертикальному напрямку. Рух діафрагми призводить до зміни внутрішньогрудного об’єму в межах 75%.
Внаслідок скорочення діафрагми відбувається зменшення (сплощення) її купола, внутрішні органи (в черевній порожнині) відтісняються вниз, і грудна клітка збільшується у вертикальному напрямку. - Скорочення зовнішніх косих міжреберних та міжхрящових м’язів. За їх допомогою відбувається збільшення обсягу грудної клітки в сагіттальному та фронтальному напрямках. Такій зміні положення грудної клітини сприяє те, що ребра висуваються вперед, вгору та в сторони.
Діафрагма та зовнішні міжреберні м’язи спроможні самостійно підтримувати достатню вентиляцію легень.
Сходові, грудинно-ключично-сосцеподібні м’язи шиї, трапецеподібний, великий і малий грудні м’язи та м’язи розгиначів хребта є допоміжними м’язами вдиху і допомагають підняти грудну клітину у разі посиленого дихання. Отже, в акті вдиху беруть участь м’язи розгиначів. Дихальні м’язи в акті видиху участі не беруть, тому його вважають пасивним процесом.
Що таке дихальний акт
Один цикл чергування вдиху та видиху становить дихальний акт.
Співвідношення компонентів дихального акта (тривалість фаз, глибина дихання, динаміка тиску та потоків у повітроносних шляхах) називається патерн дихання.
Організм обирає такий патерн дихання, у якому необхідний рівень альвеолярної вентиляції досягається з найменшою витратою енергії на роботу дихальних м’язів.
У нормі дихання представлено рівномірними дихальними циклами “вдих-видих” у співвідношенні 1:1,3 з частотою 12 – 16 дихальних рухів за хвилину.
Паттерн дихання може змінюватись залежно від стану людини, її потреб – розмова, прийом їжі. Періодично може виникати апное – затримка дихання при вдиху та видиху. Гіперпное – збільшення частоти та глибини дихання при фізичному навантаженні за рахунок підвищення потреби в О2.
При порушенні структур мозку, що мають безпосереднє відношення до процесу дихання, патерн дихання суттєво змінюється. Ритмічність дихальних циклів є відносна. При різних станах організму, фармакологічних впливах чи неадекватних навколишніх умовах спостерігаються розлади дихання. Усі форми порушення нормального дихання поєднуються терміном «диспное».
Висновки:
- Дихання – одна з основних життєвих функцій, від якої залежить робота всіх систем та функцій організму, у тому числі розумова та фізична працездатність.
- Наші багаторічні дослідження свідчать, що у студентів 1 – 2 курсів показники дихальної системи виявилися гіршими за решту показників фізичного розвитку.
- Маючи знання з фізіології дихання, можна зрозуміти, як треба удосконалювати дихальну функцію.
- Складаючи комплекс дихальної гімнастики, необхідно враховувати значення дихальних та інших м’язів тулуба для повноцінного дихання.
Використана література: Физиология системы дыхания : Учебное пособие для студентов-медиков // В. Н. Соколенко, Л. Э. Веснина и др. – Полтава, 2018. – 146 с.