Функции дыхательной системы при мышечной деятельности

 

Оглавление

Введение. 3

Глава №1. Анатомия дыхательной системы человека. 4

Глава №2.Понятие  дыхания. 6

Глава №3. Дыхание  при мышечной деятельности. 8

Вывод: 11

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ: 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Весь организм человека условно  поделён на системы органов, объединённых по принципу выполняемой работы, функции. Эти системы называются анатомо-функциональные, их в организме человека двенадцать.  

Для того, чтобы понять, как  сохранить здоровье, нужно, прежде всего, понять взаимосвязь систем организма  и правила их безопасной рациональной эксплуатации.

Каждая система выполняет  в организме человека определенную функцию. От качества её исполнения зависит  здоровье организма в целом. Если какая-нибудь из систем по каким-то причинам ослаблена, другие системы способны частично взять на себя функцию ослабленной  системы, помочь ей, дать возможность  восстановиться.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава №1. Анатомия дыхательной системы человека.

Дыхательная система состоит из воздухоносных иливоздухопроводящих путей и самих легких. В состав воздухоносных путей входят носовая полость, глотка, гортань, трахея и бронхи. Бронхи ветвятся как дерево, выделяют крупные, среднего калибра, мелкие и мельчайшие (видимые только под микроскопом) бронхи. Легкие состоят из мельчайших микроскопических образований альвеол, которые в количестве 5-6 присоединяются к мельчайшим бронхам. Вся дыхательная система пронизана сетью кровеносных сосудов, составляющих отдельный малый круг кровообращения. Легкие снаружи покрыты серозной оболочкой - плеврой, такая же оболочка покрывает изнутри грудную клетку. Между этими двумя листками плевры находится узкая щель - полость плевры.  
 
            Основная функция легких - осуществление газообмена между организмом и внешней средой. В легкие во время вдоха поступает воздух, богатый кислородом, а во время выдоха выделяется воздух с повышенным содержанием углекислого газа. Газообмен происходит на уровне альвеол.  
 
            Помимо этого дыхательная система, легкие играют важную роль в очищении крови от механических примесей, в поддержании нормального состояния процесса свертывания крови, ее солевого состава. В легких образуется ряд биологически активных веществ, осуществляющих важные процессы жизнедеятельности организма.

     Газообмен — обмен газов между кровью и атмосферным воздухом — осуществляется органами дыхания. Они состоят из воздухоносных путей и легких. Воздухоносные пути начинаются носовой полостью, затем следуют носоглотка, гортань, трахея и бронхи.

       Носовая полость, в которую воздух поступает через ноздри, разделена костно-хрящевой перегородкой на две половины. В каждой из них имеется по три носовых хода. В нижний открывается носослезный канал. В задней части носовая полость через два внутренних отверстия (хоаны) сообщается с носоглоткой.

       Функциями носовой полости являются: обогрев и увлажнение вдыхаемого воздуха засчет интенсивного кровоснабжения и секреции слизистой оболочки носовых ходов, а также очищение его от пыли и микроорганизмов благодаря наличию мерцательного эпителия, выстилающего носовую полость. Реснички мерцательного эпителия постоянно колеблются в направлении ноздрей. В слизистом эпителии расположены рецепторы обонятельного анализатора, воспринимающие различные запахи. При носовом дыхании центральная нервная система постоянно активизируется, что обеспечивает нормальный сон, оптимизацию рефлекторной регуляции дыхания и сердечной деятельности. Неблагоприятное состояние слизистой оболочки носовой полости и отсутствие ее оптимальной стимуляции могут явиться причиной ухудшения функционального состояния организма (заболевания глаз, дисменорея, нарушение обоняния, аппетита, секреторной деятельности желудочных желез, кариес зубов, туберкулез, нарушение тканевого обмена, изменение кислотно-щелочного состава крови, снижение антитоксической функции печени, уменьшение лейкоцитов и др.). Известны случаи обморочных состояний с последующим летальным исходом у людей и животных, которым в полость носа внезапно попала вода

    Легкие — парные губчатые органы, образованные бронхами, бронхиолами и альвеолами. Они расположены в грудной полости и разделены между собой сердцем и крупными кровеносными сосудами. Каждое легкое имеет коническую форму. Его широкое основание обращено к нижней стенке грудной полости — диафрагме, а узкая верхушка выступает над ключицей. На внутренней поверхности легких находятся ворота легких — место вхождения в легкие бронхов, нервов и кровеносных сосудов. Глубокими щелями правое легкое разделено на три доли, а левое —на две.

Снаружи легкие покрыты тонкой оболочкой —легочной плеврой, которая переходит в пристеночную плевру, выстилающую внутреннюю поверхность грудной стенки и диафрагмы. В образующейся между ними герметично замкнутой плевральной полости имеется небольшое количество жидкости, увлажняющей плевральные листки и обеспечивающей свободное скольжение легких. В плевральной полости давление ниже атмосферного на 6—9 мм рт. ст. Благодаря отрицательному давлению, эластичные легкие находятся в расправленном состоянии и следуют за движениями грудной клетки.

Основная функция легких — обеспечение газообмена между  внешней средой и организмом.

Легочная вентиляция. Для  осуществления газообмена необходима смена воздуха в альвеолах  —вентиляция. Она осуществляется посредством периодических движений грудной клетки, приводящих к изменению объема грудной полости, а следовательно, и изменению объема легких. Ритмические дыхательные движения — вдох и выдох — совершаются с помощью межреберных мышц и диафрагмы. При сокращении наружных межреберных мышц и диафрагмы ребра приподнимаются, выступают вперед, диафрагма уплощается и опускается. В результате объем грудной клетки увеличивается, и соответственно возрастает объем легких. Эластичные альвеолы растягиваются, в их полости снижается давление, и воздух через воздухоносные пути устремляется в них — происходит вдох.

Глава №2.Понятие дыхания.

Дыхание - это совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение из организма углекислого газа.

Кислород необходим живому организму для протекания реакций окисления (расщепления при участии кислорода) веществ с освобождением энергии. Освободившаяся в результате окисления энергия используется для процессов жизнедеятельности.  
Основными конечными продуктами полного окисления любого вещества в организме являются углекислый газ и вода. Избыток воды может быть удален через почки или вместе с потом, а избыток углекислого газа удаляется через легкие.

Поступление воздуха в  легкие (вдох) и удаление воздуха  из легких (выдох) - это лишь внешние  процессы дыхания.  
 

Полностью дыхание  можно представить в виде следующих  основных процессов:

1. Поступление воздуха, богатого кислородом, из атмосферы в легкие (вдох).
2. Проникновение кислорода из воздуха легких в кровь, где кислород «прикрепляется» к эритроцитам.
3. Перенос кислорода кровью к клеткам организма (кислород переносится эритроцитами).
4. Переход кислорода от эритроцитов крови в клетки.
5. Использование кислорода в клетках для реакций окисления.

Рассмотренные механизмы  относятся к процессам поступления  кислорода в организм. Одновременно с ними происходят процессы удаления углекислого газа из организма.  
 

К основным их них  можно отнести:

1. Образование углекислого газа в клетках в результате реакций окисления веществ.
2. Переход углекислого газа из клеток в кровь, где он связывается с эритроцитами.
3. Перенос кровью углекислого газа к легким (углекислый газ переносится эритроцитами).
4. Переход углекислого газа из крови в воздух легких.
5. Удаление воздуха, насыщенного углекислым газом из легких в атмосферу (выдох).

2.1 Дыхательная система и ее функции

К собственно дыхательной  системе в физиологии решили отнести  структуры организма, обеспечивающие внешнее дыхание (процессы поступления  воздуха в легкие и удаления воздуха  из легких). Поэтому к дыхательной  системе относятся легкие и дыхательные пути - носоглотка, гортань, трахея, бронхи.

Основная функция дыхательной системы - обеспечение поступления кислорода в кровь и удаление из крови углекислого газа. Из других функций дыхательной  системы можно отметить:  1)Участие в процессах терморегуляции.   Температура вдыхаемого воздуха в определенной мере влияет на температуру тела. Вместе с выдыхаемым воздухом организм отдает во внешнюю среду тепло, охлаждаясь, если это возможно (если температура окружающей среды ниже температуры тела).  2)Участие в процессах выделения.   Вместе с выдыхаемым воздухом из организма помимо углекислого газа удаляются пары воды, а также пары некоторых других веществ (например, этилового спирта при алкогольном опьянении).   3)Участие в иммунных реакциях.  Некоторые клетки легких и дыхательных путей обладают способностью обезвреживать болезнетворные бактерии, вирусы и другие микроорганизмы.

Специфическими функциями  дыхательных путей (носоглотки, гортани, трахеи и бронхов) являются:  

Согревание или охлаждение вдыхаемого воздуха (в зависимости от температуры окружающего воздуха); 

Увлажнение вдыхаемого воздуха (для предотвращения высыхания легких);  

Очищение вдыхаемого воздуха от инородных частиц - пыли и других.

 
 

Глава №3. Дыхание  при мышечной деятельности.

Интенсивный обмен веществ  в сокращающихся мышцах приводит к накоплению в них кислот (угольной, молочной и фосфорной), а следовательно, к возбуждению дыхательного центра. Поэтому вентиляция легких увеличивается  при мышечной деятельности во много  раз и тем больше, чем выше ее интенсивность. У тренированных  взрослых спортсменов минутный объем  дыхания при интенсивной работе может достигать 100—120   дм3, например во время плавания, и до 150 дм3 при беге на средние дистанции.

              У тренированных людей при интенсивной мышечной работе дыхание становится очень глубоким, достигая 2/3 жизненной емкости, что резко увеличивает коэффициент вентиляции легких до 4/б—9/10 при меньшем учащении дыханий по сравнению с нетренированными. Глубокое дыхание обеспечивает значительно большую диффузию газов через альвеолы, чем поверхностное. У нетренированных при интенсивной мышечной работе дыхание учащается, но остается неглубоким, поэтому вентиляция легких и диффузия газов через альвеолы значительно меньше, чем у тренированных. 
 
             Максимальное количество кислорода, поглощенного в минуту, называется кислородным потолком. У нетренированных взрослых людей кислородный потолок не больше 2—3,5 дм3, а у тренированных он достигает 5—6 дм3, но так как потребность в кислороде при работе максимальной интенсивности повышается в 20—25 раз, образуется кислородный долг, который погашается благодаря усиленному дыханию только после окончания работы, например, при беге на короткие дистанции. 
 
            Во время длительной, очень интенсивной мышечной работы вследствие нарушения внутриклеточного обмена в результате кислородного долга, приводящего к несоответствию деятельности, двигательного аппарата и работы внутренних органов, а также к торможению двигательных нервных центров, особенно в связи с резким усилением притока к ним центростремительных импульсов из двигательного аппарата, может наступить состояние, называемое «мертвой точкой». Для «мертвой точки» характерны очень сильная одышка, затруднение дыхания, учащение сердечной деятельности, повышение кровяного давления, ощущение стеснения в груди. Она преодолевается усилием воли, т. е. восстановлением деятельности нервных центров головного мозга; наступает «второе дыхание», исчезают одышка, стеснение в груди, дыхание становится ровным и спокойным. 
 
           Во время мышечной деятельности кровоснабжение легких увеличено. Но гребля, лазание, подъем больших тяжестей, некоторые виды труда вызывают натуживание — закрытие голосовой щели после вдоха и задержку дыхания при сокращении выдыхательных мышц. Во время натуживания вследствие сильного возрастания давления в грудной полости увеличивается кровяное давление в кровеносных сосудах легких, приток крови к сердцу и легким значительно уменьшается и переполняются кровью сосуды большого круга. При натуживании может наступить потеря сознания в результате уменьшения притока крови к головному мозгу.

              Установлено, что не только изменение химического состава крови в результате повышения обмена веществ оказывает влияние на дыхание, но и механические и химические раздражения рецепторов двигательного аппарата во время движений и работы, рефлекторно изменяют деятельность дыхательного центра и внутритканевое дыхание. Одновременно и центростремительные импульсы, поступающие из дыхательного аппарата, изменяют деятельность скелетных мышц. Усиление дыхания вызывает учащение ритмических движений и усиление мышечной работы. Во время натуживания и выдоха сила мышц максимально увеличивается, а во время вдоха — уменьшается. Следовательно, движения, требующие наибольших мышечных усилий, должны сочетаться с натуживанием или с выдохом.

3.1 Основные изменения в деятельности дыхательной системы при мышечной работы:

Увеличивается частота дыхания. 
Если в покое частота дыхания составляет 12-18 дыхательных движений (циклов вдох-выдох) в минуту, то при работе она увеличивается до 40-90 дыхательных движений в зависимости от интенсивности работы.

Увеличивается глубина дыхания. 
Если в покое глубина дыхания (объем воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого за один вдох или выдох) составляет 0.5 литра, то во время напряженной мышечной работы она увеличивается до 2-3 литров. 

Расширяются кровеносные  сосуды легких и дыхательных путей (а также дыхательных мышц). Увеличивается  скорость тока крови по сосудам этих органов.

Увеличение деятельности дыхательной системы во время  работы (совместно с увеличением  деятельности сердечно-сосудистой системы, системы крови и других систем) обеспечивает увеличение потребления  организмом кислорода в несколько  десятков раз. Так, в покое организм потребляет 250-350 миллилитров кислорода в минуту, а при предельной мышечной работе эта величина может достигать 4 литров в минуту, а у высококвалифицированных спортсменов - до 6 литров (!) в минуту.  
Разумеется, имеются в виду не все высококвалифицированные спортсмены, а только представители тех видов спорта, в которых спортивный результат напрямую зависит от количества потребления кислорода в единицу времени - бегуны на средние и длинные дистанции, лыжники, велосипедисты-шоссейники, пловцы на средние и длинные дистанции и др.

Основные изменения в  дыхательной системе под влиянием многолетней систематической тренировки:

1)Увеличивается сила дыхательных мышц.

2) Увеличивается объем максимального вдоха или выдоха. В результате за одно дыхательное движение в легкие может поступить большее количество воздуха.