Дыхание при физической нагрузке

   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.

Дыхание в жарком климате.

Переселение в жаркие страны вызывает разной степени адаптационные сдвиги в обмене веществ, дыхательной функции, гемодинамике и в других функциональных системах. У некоторых наблюдаются явления дизадаптации, циркуляторной астении и понижения трудоспособности. В климате тропических пустынь очень велика опасность перегревания тела за счет прямой солнечной радиации и излучения от почвы, особенно при ходьбе и работе на солнце. Высокая температура воздуха, превышающая температуру тела, большая интенсивность прямой и отраженной радиации исключают обычную отдачу тепла во внешнюю среду путем конвекции. В этих условиях главным фактором терморегуляции остается потоотделение. При большом количестве выделяемого пота в крови отмечается сгущение плазмы.

Специальными исследованиями в наиболее жарких районах Средней Азии было показано, что водный баланс в состоянии покоя составляет в сутки в самое жаркое время до 3 л, а при рабочей нагрузке доходит до 6 л. Резкие нарушения водно-солевого обмена, значительная потеря хлоридов, затяжное калийное голодание, пониженное выделение соляной кислоты в желудке, нарушение химического состава панкреатического и кишечного соков подавляют аппетит, расстраивают деятельность кишечника. Понижается сопротивляемость к инфекционным заболеваниям. Возникает чувство неутолимой жажды и изнуряющее ощущение постоянной влажности всего тела. Резко падает выделение слюны, сохнут слизистые оболочки, несмотря на поглощение большого количества жидкости. Резкое уменьшение объема плазмы, повышение общей концентрации сыворотки и вязкости крови при нарастающей недостаточности периферического кровообращения приводят к тепловому истощению организма, к его дегидратации.

В зависимости от типа страны с жарким климатом акклиматизация проходит по-разному. Если климат в стране сухой, то акклиматизация происходит практически незаметно. В таком климате организм отдает свое тепло с помощью потоотделения и тело не ощущает резкой смены температуры. В странах с высокой влажностью воздуха акклиматизация переносится тяжелее. Это связано с тем, что выделяющийся пот не испаряется с поверхности тела, что приводит к нарушению температуры поверхности тела. Как следствие может наблюдаться обезвоживание организма, перегрев тела, повышение пульса, проблемы с дыханием и другие, неблагоприятные последствия.

Дыхание при измененном составе газовой среды.

Экологической особенностью высокогорного климата является прогрессирующее снижение содержания кислорода в атмосферном воздухе с увеличением высоты над уровнем моря.

При переезде с равнинной местности в горы развивается горная болезнь, связанная недостаточным снабжением тканей кислородом вследствие его дефицита во вдыхаемом воздухе. Коренные горцы адаптированы к недостатку кислорода, у них наблюдается повышенное содержание эритроцитов в кровяном русле и увеличение размеров правой системной половины сердца.

У пришлого населения на начальных этапах адаптации обнаруживается гиперфункция респираторного аппарата. Затем наступает гипертрофия нейронов дыхательного центра, дыхательной мускулатуры и легких, активация правой половины сердца; эти явления сопровождаются восстановлением работоспособности. Другие особенности горного климата, такие, как: обилие света и повышенная ультрафиолетовая радиация, резкие смены дневных и ночных температур воздуха, также откладывают свой отпечаток на физиологию и патологию человека. Однако, несмотря на наличие здесь ряда лимитирующих факторов, горный климат обладает лечебными свойствами при бронхиальной астме и анемии.

С увеличением высоты над уровнем моря падает барометрическое давление и парциальное давление О2, однако насыщение альвеолярного воздуха водяными парами при температуре тела не изменяется. На высоте 20 000 м содержание О2 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 О2 (покой или физическая нагрузка); 3) продолжительность гипоксического воздействия.

Первоначальная гипоксическая стимуляция дыхания, возникающая при подъеме на высоту, приводит к вымыванию из крови СО2 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 хеморецепторов. Довольно быстро гиперпноэ сменяется непроизвольной 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 факторам долговременной адаптации относятся: повышение содержания СО2 и понижение содержания О2 в крови на фоне снижения чувствительности периферических хеморецепторов к гипоксии, а также рост концентрации гемоглобина.

Условно-рефлекторная и произвольная регуляция дыхания.

Регуляцию дыхания осуществляет дыхательный центр - многоуровневое структурно-функциональное образование нервной системы. Он управляет дыхательными мышцами.

Регуляция дыхания - это согласованное нервное управление дыхательными мышцами, последовательно осуществляющими дыхательные циклы, состоящие из вдоха и выдоха.

Дыхательный центр - это сложное многоуровневое структурно-функциональное образование мозга, осуществляющее автоматическую и произвольную регуляцию дыхания.Дыхание - процесс автоматический, но он поддается произвольной регуляции. Без такой регуляции невозможна была бы речь. Вместе с тем, управление дыханием построено на рефлекторных принципах: как безусловно-рефлекторных, так и условно-рефлекторных.

Регуляция дыхания построена на общих принципах автоматической регуляции, которые используются в организме.Пейсмейкерные нейроны (нейроны - "создатели ритма") обеспечивают автоматическое возникновение возбуждения в дыхательном центре даже в том случае, если не будут раздражаться дыхательные рецепторы.Тормозные нейроны обеспечивают автоматическое подавление этого возбуждения через определённое время.

В дыхательном центре используется принцип реципрокного (т.е. взаимоисключающего) взаимодействия двух центров: вдоха и выдоха. Их возбуждение находится в обратно пропорциональной зависимости. Это означает, что возбуждение одного центра (например, центра вдоха) тормозит связанный с ним второй центр (центр выдоха).

Функции дыхательного центра

- Обеспечение вдоха.

- Обеспечение выдоха.

- Обеспечение автоматии  дыхания.

- Обеспечение приспособления  параметров дыхания к условиям  внешней среды и деятельности  организма.

Например, при повышении температуры (как в окружающей среде, так и в организме) дыхание учащается.

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

Из всего вышесказанного, и осмыслив роль дыхательной системы в нашей жизни можно сделать вывод о её важности в нашем существовании.

От процесса дыхания зависят все процессы жизнедеятельности организма. Болезни дыхательной системы очень опасны и требуют серьёзного подхода и по возможности полного выздоровления больного. Запускание таких болезней может привести к тяжёлым последствиям вплоть до летального исхода.

На досуге стоит подумать о том, на что было бы похоже человечество если бы в процессе дыхания принимали участия другие газы и вещества, а не кислород…

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

1. Агаджанян Н. А. Основы физиологии человека. –М.:РУДН,2001
2. Нормальная физиология: Курс физиологии функциональных систем/ Под ред. К.В. Судакова – М.:1999.
3. Атлас по нормальной физиологии./ Под ред. Н. А. Агаджаняна. – М.: Высшая школа.1986.