Самоконтроль и контроль над интенсивностью физических нагрузок

Длительность фаз сердечного цикла — величина непостоянная и  зависит от частоты ритма сердца. При неизменном ритме длительность фаз может нарушаться при расстройствах  функций сердца.

Сила и частота сердечных  сокращений могут меняться в соответствии с потребностями организма, его  органов и тканей в кислороде  и питательных веществах. Регуляция  деятельности сердца осуществляется нейрогуморальными  регуляторными механизмами.

Сосуды представляют собой систему полых эластичных трубок различного строения, диаметра и механических свойств, заполненных кровью.

В общем случае в зависимости  от направления движения крови сосуды делятся на: артерии, по которым кровь  отводится от сердца и поступает  к органам, и вены — сосуды, кровь  в которых течёт по направлению  к сердцу.

В отличие от артерий, вены имеют более тонкие стенки, которые  содержат меньше мышечной и эластичной ткани.

Человек и все позвоночные  животные имеют замкнутую кровеносную  систему. Кровеносные сосуды сердечно-сосудистой системы образуют две основных подсистемы: сосуды малого круга кровообращения и сосуды большого круга кровообращения.

Сосуды малого круга кровообращения переносят кровь от сердца к легким и обратно. Малый круг кровообращения начинается правым желудочком, из которого выходит легочный ствол, а заканчивается  левым предсердием, в которое  впадают легочные вены.

Сосуды большого круга  кровообращения соединяют сердце со всеми другими частями тела. Большой  круг кровообращения начинается в левом  желудочке, откуда выходит аорта, а  заканчивается в правом предсердии, куда впадают полые вены.

Кроме двух основных видов  кровеносных сосудов, принято выделять также:

Капилляры - это самые мелкие кровеносные сосуды, которые соединяют артериолы с венулами. Благодаря очень тонкой стенке капилляров в них происходит обмен питательными и другими веществами (такими, как кислород и углекислый газ) между кровью и клетками различных тканей. В зависимости от потребности в кислороде и других питательных веществах разные ткани имеют разное количество капилляров.

Артериолы, как и артерии, направляют кровь к органам, но имеют меньший, чем у артерий, диаметр; артериолы переходят в капилляры. Венулы имеют аналогичные артериолам свойства и значение, с той разницей, что являются продолжением вен, и направляют кровь обратно к сердцу.

Когда человек дышит, кислород проходит через стенки особых воздушных  мешочков (альвеол) в легких и захватывается  специальными клетками крови (эритроцитами).

Обогащенная кислородом кровь  по малому кругу кровообращения попадает в сердце, которое перекачивает ее по большому кругу кровообращения (по артериям) в другие части тела. Попав  в разные ткани, кровь отдает содержащийся в ней кислород и забирает вместо него углекислый газ, и кровь возвращается в сердце (по венам).

 

4) Самоконтроль дыхательной системы.

Дыхание — это единый процесс, осуществляемый целостным  организмом и состоящий из трех неразрывных  звеньев: а) внешнего дыхания, то есть газообмена между внешней средой и кровью легочных капилляров; б) переноса газов, осуществляемого системами кровообращения; в) внутреннего дыхания, то есть газообмена между кровью и клеткой, в процессе которого клетки потребляют кислород и выделяют углекислоту. Основу тканевого дыхания составляют сложные окислительно-восстановительные реакции, сопровождающиеся освобождением энергии, которая необходима для жизнедеятельности организма.

Работоспособность человека определяется в основном тем, какое  количество кислорода забрано из наружного воздуха в кровь  легочных капилляров и доставлено в  ткани и клетки. Указанные выше три системы дыхания тесно  связаны между собой и обладают взаимной компенсацией. Так, при сердечной недостаточности наступает одышка, при недостатке О2 в атмосферном воздухе увеличивается количество эритроцитов — переносчиков кислорода, при заболеваниях легких наступает тахикардия.

Система внешнего дыхания  состоит из легких, верхних дыхательных  путей и бронхов, грудной клетки и дыхательных мышц.

Внешнее дыхание обеспечивает обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров, то есть насыщение венозной крови  кислородом и освобождение ее от избытка  углекислоты, что свидетельствует  о взаимосвязи функции внешнего дыхания с регуляцией кислотно-щелочного  равновесия. В физиологии дыхания  функцию внешнего дыхания разделяют  на три основных процесса — вентиляцию, диффузию и перфузию.

Под вентиляцией следует  понимать обмен газа между альвеолярным и атмосферным воздухом. От уровня альвеолярной вентиляции зависит постоянство  газового состава альвеолярного  воздуха.

Альвеолярная вентиляция равна разности между объемом  дыхания в минуту и объемом  «мертвого» пространства, умноженной на число дыханий в минуту. Объем  вентиляции зависит прежде всего от потребности организма в кислороде при выведении определенного количества углекислого газа, а также от состояния дыхательных мышц, проходимости бронхов и пр.

Не весь вдыхаемый воздух достигает альвеолярного пространства, где происходит газообмен. Если объем  вдыхаемого воздуха равен 500 мл, то 150 мл остается в «мертвом» пространстве, и за минуту через дыхательную  зону легких в среднем проходит ´15 = 5250 мл атмосферного воздуха. Эта величина называется альвеолярной вентиляцией. «Мертвое» пространство возрастает при глубоком вдохе, его объем зависит также от массы тела и позы обследуемого,

Диффузия — это процесс  пассивного перехода кислорода из легких через альвеолярно-капиллярную мембрану в гемоглобин легочных капилляров, с которыми кислород вступает в химическую реакцию.

Перфузия  легких кровью по сосудам малого круга. Об эффективности работы легких судят  по соотношению между вентиляцией  и перфузией. Указанное соотношение  определяется числом вентилируемых  альвеол, которые соприкасаются  с хорошо перфузируемыми капиллярами. При спокойном дыхании у человека верхние отделы легкого расправляются полнее, чем нижние. При вертикальном положении тела нижние отделы перфузируются кровью лучше, чем верхние.

Легочная  вентиляция повышается параллельно  увеличению потребления кислорода, причем при максимальных нагрузках  у тренированных лиц она может  возрастать в 20—25 раз по сравнению  с состоянием покоя и достигать 150 л/мин и более. Такое увеличение вентиляции обеспечивается возрастанием частоты и объема дыхания, причем частота может увеличиться до 60—70 дыханий в минуту, а дыхательный  объем — с 15 до 50% жизненной емкости  легких.

В возникновении гипервентиляции  при физических нагрузках важную роль играет раздражение дыхательного центра в результате высокой концентрации углекислого газа и водородных ионов  при высоком уровне молочной кислоты  в крови.

Гипервентиляция, вызываемая физическими нагрузками, всегда ниже максимальной вентиляции, и увеличение диффузной способности  кислорода в легких во время работы также не является предельным. Поэтому, если отсутствует легочная патология, дыхание не ограничивает мышечную работу.

Важный  показатель — потребление кислорода  — отражает функциональное состояние  кардиореспираторной системы. Существует связь между факторами циркуляции и дыхания, влияющими на объем потребляемого кислорода.

Во  время физических нагрузок потребление  кислорода значительно увеличивается. Это предъявляет повышенные требования к функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Поэтому кардиореспираторная система при мышечной работе подвержена изменениям, которые зависят от интенсивности физических нагрузок.

Исследование  функции внешнего дыхания в спорте позволяет наряду с системами  кровообращения и крови оценить  функциональное состояние спортсмена и его резервные возможности.

Исследование  начинают со сбора анамнеза, затем  переходят к осмотру, перкуссии и аускультации.

Осмотр  позволяет определить тип дыхания, установить наличие или отсутствие одышки и т.п. Определяют три типа дыхания: грудной, брюшной и смешанный. При грудном типе дыхания на вдохе  заметно поднимаются ключицы и происходит движение ребер. При этом типе дыхания объем легких возрастает главным образом за счет движения верхних и нижних ребер. При брюшном типе дыхания увеличение объема легких происходит в основном за счет движения диафрагмы — на вдохе она опускается вниз, несколько смещая органы брюшной полости. Поэтому стенка живота на вдохе при брюшном типе дыхания слегка выпячивается. У спортсменов, как правило, смешанный тип дыхания, где участвуют оба механизма увеличения объема грудной клетки.

Перкуссия позволяет определить изменение  плотности легких. Изменения в  легких являются обычно следствием некоторых  заболеваний.

Аускультация  определяет состояние воздухоносных  путей. При различных заболеваниях органов дыхания прослушиваются весьма характерные звуки — различные  хрипы, усиление или ослабление дыхательного шума и т.д.

Исследование  внешнего дыхания проводят по показателям, характеризующим вентиляцию, газообмен, содержание и парциальное давление кислорода и углекислого газа в артериальной крови и по другим параметрам.

Для исследования функции внешнего дыхания  пользуются спирометрами, спирографами и специальными аппаратами открытого  и закрытого типа. Наиболее удобно спирографическое исследование, при котором на движущейся бумажной ленте записывается кривая — спирограмма. По этой кривой, зная масштаб шкалы аппарата и скорость движения бумаги, определяют следующие показатели легочной вентиляции: частоту дыхания, дыхательный объем, минутный объем дыхания, жизненную емкость легких, максимальную вентиляцию легких, остаточный объем легких, общую емкость легких. Кроме того, исследуется сила дыхательной мускулатуры, бронхиальная проходимость и др.

Легочная  вентиляция связана с функцией дыхательных  мышц. Движения легких совершаются  в результате сокращения дыхательных  мышц в сочетании с движениями частей грудной клетки и диафрагмы. Дыхательные мышцы — это те мышцы, сокращение которых изменяет объем грудной клетки.

Вдох  создается расширением грудной  клетки и всегда является активным процессом. Обычно главную роль во вдохе  играет диафрагма. При усиленном  вдохе сокращаются дополнительные группы мышц.

Выдох в покое происходит пассивно вследствие постепенного снижения активности мышц, создающих условия для вдоха. Расслабление связанных с дыханием мышц придает грудной клетке положение  пассивного выдоха. При усиленном  выдохе в дополнение к другим мышечным группам действуют внутренние межреберные  мышцы, а также брюшные мышцы.

Объем легких при вдохе не всегда одинаков. Объем воздуха, вдыхаемый при  обычном вдохе и выдыхаемый при  обычном выдохе, называется дыхательным  воздухом.

Остаточный  воздух — объем воздуха, оставшийся в не возвратившихся в исходное положение  легких.

Частота дыхания — количество дыханий  в 1 мин. Определение ЧД производят по спирограмме или по движению грудной  клетки. Средняя частота дыхания  у здоровых лиц — 16—18 в минуту, у спортсменов — 8—12. В условиях максимальной нагрузки ЧД возрастает до 40—60 в 1 мин.

Глубина дыхания — объем воздуха спокойного вдоха или выдоха при одном  дыхательном цикле. Глубина дыхания  зависит от роста, веса, пола и функционального  состояния спортсмена. У здоровых лиц ДО составляет 300-800 мл.

Минутный  объем дыхания характеризует  функцию внешнего дыхания.

В спокойном состоянии воздух в  трахее, бронхах, бронхиолах и в неперфузируемых альвеолах в газообмене не участвует, так как не приходит в соприкосновение с активным легочным кровотоком — это так называемое «мертвое» пространство.

Часть дыхательного объема, которая участвует  в газообмене с легочной кровью, называется альвеолярным объемом. С  физиологической точки зрения альвеолярная вентиляция — наиболее существенная часть наружного дыхания, так  как она является тем объемом  вдыхаемого за 1 мин воздуха, который  обменивается газами с кровью легочных капилляров.

МОД измеряется произведением ЧД на ДО. У здоровых лиц ЧД — 16-18 в минуту, а ДО колеблется в пределах 350-750 мл, у спортсменов ЧД — 8-12, а ДО — 900-1300 мл. Увеличение МОД наблюдается вследствие возбуждения дыхательного центра, затруднения диффузии кислорода и др.

В покое МОД составляет 5-6 л, при  напряженной физической нагрузке может  возрастать в 20—25 раз и достигать 120—150 л в 1 мин и более. Увеличение МОД находится в прямой зависимости  от мощности выполняемой работы, но только до определенного момента, после  которого рост нагрузки уже не сопровождается увеличением МОД. Даже при самой  тяжелой нагрузке МОД никогда  не превышает 70-80% уровня максимальной вентиляции. Расчет должной величины МОД основан на том, что у здоровых лиц из каждого литра провентилированного воздуха поглощается примерно 40 мл кислорода.

Вентиляционным  эквивалентом называется соотношение  между МОД и величиной потребления  кислорода. В состоянии покоя 1 л  кислорода в легких поглощается  из 20—25 л воздуха. При тяжелой  физической нагрузке вентиляционный эквивалент увеличивается и достигает 30—35 л. Под влиянием тренировки на выносливость вентиляционный эквивалент при стандартной  нагрузке уменьшается. Это свидетельствует  о более экономном дыхании  у тренированных лиц. С возрастом  ВЭ при данной нагрузке увеличивается. Восстановление МОД после нагрузки у тренированных лиц происходит быстрее.

Жизненная емкость легких состоит из дыхательного объема, резервного объема вдоха и  резервного объема выдоха. ЖЕЛ зависит  от пола, возраста, размера тела и  тренированности. ЖЕЛ составляет в  среднем у женщин 2,5—4 л, у мужчин — 3,5—5 л. Под влиянием тренировки ЖЕЛ  возрастает, у хорошо тренированных  спортсменов она достигает 8 л.