Влияние физических нагрузок на систему дыхания

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3
1 СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ 4
2 ФИЗИЧЕСКИЕ УПРАЖНЕНИЯ И СИСТЕМА ДЫХАНИЯ 5
3 МЕХАНИЗМ ВЛИЯНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ НА
ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (ЛЕГКИЕ,
ДЫХАТЕЛЬНУЮ МУСКУЛАТУРУ) 8
4 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ
ЛЕГКИХ ЗАНИМАЮЩЕГОСЯ ФИЗКУЛЬТУРНЫМИ УПРАЖНЕНИЯМИ
И ПРАКТИЧЕСКИ ЗДОРОВОГО ЧЕЛОВЕКА 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 11
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 12

ВВЕДЕНИЕ

Физические упражнения дают человеку чувство бодрости, жизнерадостности, улучшают настроение, что благотворно сказывается на функции центральной нервной системы, которая, в свою очередь, регулирует все жизненные процессы. Люди, страдающие неврозами, начав заниматься физкультурой, отмечают значительное улучшение эмоционального состояния.
Для того чтобы понять, почему занятия физической культурой способствуют укреплению здоровья, необходимо выяснить какое влияние оказывают физические упражнения на различные системы органов человека.
Дыхание – это единый процесс, осуществляемый целостным организмом и состоящий из трех неразрывных звеньев: а) внешнего дыхания, т.е. газообмена между внешней средой и кровью легочных капилляров; б) переноса газов, осуществляемого системами кровообращения; в) внутреннего (тканевого) дыхания, т.е. газообмена между кровью и клеткой, в процессе которого клетки потребляют кислород и выделяют углекислоту.
Дыхание у человека и высших животных осуществляется практически полностью через легкие. Через кожу и пищеварительный тракт поглощается не более 1-1,5% получаемого организмом кислорода. Обновление воздуха в органах дыхания происходит в результате ритмической смены вдоха и выдоха. Часть поступающего в дыхательные пути воздуха не участвует в обмене. Это воздух «вредного пространства» – носоглотки, трахеи, бронхов и бронхиол. Объем его составляет 140-150 см3.
В состоянии покоя человек использует лишь 20-25% дыхательной поверхности легких,остальные 75-80% включаются только в случае интенсивных физических нагрузок.
Установлена роль дыхательной мускулатуры в активизации дыхания во время физической работы, а также выявлено, что дыхательная мускулатура во время занятий циклическими видами спорта (лыжные гонки, академическая гребля, плавание, бег на длинные дистанции и др.) являются лимитирующим фактором спортивной (физической) работоспособности.
Цель данной работы состоит в подробном рассмотрении влияния физических упражнений на дыхательную систему.
Задачи работы:
1. Изучить особенности дыхательной системы человека.
2. Рассмотреть значение физических нагрузок для организма человека.
3. Изучить влияние физических упражнений на основные компоненты дыхательной системы.
1 СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ

Человек, как и все живые организмы на Земле, в процессе своей жизнедеятельности потребляет кислород и выделяет углекислый газ. Без кислорода человек не в состоянии прожить и несколько минут.
Организм получает кислород в процессе дыхания. К органам дыхания относятся носовая полость, гортань, трахея, бронхи, лёгкие. Рассмотрим их по порядку.
Носовая полость, образованная костями лицевой части черепа и хрящами, выстлана слизистой оболочкой, которую образуют многочисленные волоски и клетки, покрывающие полость носа. Волоски задерживают частички пыли из воздуха, а слизь предотвращает проникновение микробов. Благодаря кровеносным сосудам, пронизывающим слизистую оболочку, воздух, проходя через носовую полость, очищается, увлажняется и согревается.
Через носоглотку воздух поступает в гортань, образованную хрящами, которые соединены между собой связками и мышцами. Здесь расположены голосовые связки, вибрация которых при прохождении воздуха вызывает образование звуков.
Далее воздух поступает в трахею, имеющую форму трубки длиной 10-14 см. Хрящевые кольца, составляющие её стенки, не позволяют задерживаться воздуху при любых движениях шеи. Внизу трахея разделяется на два бронха, которые входят в правое и левое лёгкие. Здесь они ветвятся на бронхиолы и заканчиваются лёгочными пузырьками (альвеолами). Бронхиолы и альвеолы образуют два лёгких. В лёгких насчитывается более 300 миллионов альвеол.
По артериям малого круга кровообращения в лёгкие поступает венозная кровь, которая обогащается здесь кислородом и становится артериальной. Одновременно венозная кровь освобождается от углекислого газа, который проникает в лёгочные пузырьки и во время выдоха выводится из организма.
Далее уже артериальная кровь по сосудам большого круга кровообращения движется по направлению к органам тела и обогащает их ткани кислородом. Кислород необходим для процессов жизнедеятельности клетки. При этом образуется углекислый газ, поступающий из клеток тканей в кровь, в результате чего кровь из артериальной становится венозной. Поступление воздуха в лёгкие происходит автоматически под влиянием нервной системы в результате дыхательных движений – вдоха и выдоха, которые осуществляются с помощью межрёберных мышц и диафрагмы (мышечной перегородки, разделяющей грудную и брюшную полости).
2 ФИЗИЧЕСКИЕ УПРАЖНЕНИЯ И СИСТЕМА ДЫХАНИЯ

Если сердце представляет собой насос, перекачивающий кровь и обеспечивающий ее доставку ко всем тканям, то легкие - главный орган дыхательной системы - насыщают эту кровь кислородом.
Физические упражнения увеличивают поступление кислорода в организм, активизируют функцию дыхания. При вдохе легче осуществляется доставка кислорода из воздуха к легким и далее через кровь ко всем тканям организма, при выдохе удаляются продукты обмена, и в первую очередь углекислота.
Под влиянием физических упражнений увеличивается количество воздуха, вентилируемого легкими. Дыхательные мышцы, которые в значительной мере обусловливают качество вдоха, становятся сильнее, реберные хрящи эластичнее. Увеличивается экскурсия грудной клетки, которая определяется разностью ее окружности на полном вдохе и полном выдохе.
Основные физиологические характеристики дыхания:
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – объем воздуха, полученный при максимальном выдохе, сделанный после максимального вдоха.
Мощность вдоха-выдоха.
Частота дыхания.
Легочный газообмен.
Если у людей, не занимающихся физическими упражнениями, экскурсия грудной клетки равняется 4-6 см, то у физкультурников она составляет 8-10 см. Физические упражнения повышают потребность организма в кислороде и заставляют легкие усиленно работать. Благодаря этому объем легких значительно увеличивается, они могут пропускать большие массы воздуха, что ведет к обогащению крови кислородом. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) измеряется специальным прибором - спирометром, который определяет в кубических сантиметрах объем выдыхаемого воздуха после максимального вдоха. Чем больше этот объем, тем лучше развит дыхательный аппарат. У нетренированных людей средняя величина ЖЕЛ равна 3-4 л, у тренированных до 6 л.
Хорошо развитый дыхательный аппарат - надежная гарантия полноценной жизнедеятельности клеток. Ведь известно, что гибель клеток организма в конечном итоге связана с недостатком снабжения их кислородом. И напротив, многочисленными исследованиями установлено, что чем больше способность организма усваивать кислород, тем выше физическая работоспособность человека. Тренированный аппарат внешнего дыхания (легкие, бронхи, дыхательные мышцы) - это первый этап на пути к улучшению здоровья.
У тренированного человека система внешнего дыхания работает более экономично. Так, частота дыхания с 15-18 вдохов в минуту снижается до 8-10, при этом несколько возрастает его глубина. Из одного и того же объема воздуха, пропущенного через легкие, извлекается большее количество кислорода.
Возрастающая при мышечной активности потребность организма в кислороде «подключает» к решению энергетических задач незадействованные до этого резервы легочных альвеол. Это сопровождается усилением кровообращения в тканях вступивших в работу органов и повышением аэрации (насыщенность кислородом) легких. Считают, что этот механизм повышенной вентиляции легких укрепляет их. Кроме того, хорошо «проветриваемая» при физических усилиях легочная ткань менее подвержена заболеваниям, чем та, которая аэрирована слабее и потому хуже снабжается кровью. Известно, что в местах, где легочная ткань обескровлена, чаще всего возникают воспалительные очаги. И, напротив, повышенная вентиляция легких оказывает целительное действие при некоторых хронических легочных заболеваниях.
Недостаточно развитый аппарат внешнего дыхания может способствовать развитию различных болезненных нарушений в организме, ибо недостаточное поступление кислорода влечет за собой повышенную утомляемость, падение работоспособности, снижение сопротивляемости организма и рост риска заболеваний. Такие распространенные болезни, как ишемическая болезнь сердца, гипертония, атеросклероз, нарушение кровообращения головного мозга, так или иначе связаны с недостаточным поступлением кислорода.
Насколько важно повысить использование кислорода, настолько же важно выработать устойчивость организма к гипоксии, то есть кислородному голоданию тканей. Потому что возникающие при этом неблагоприятные изменения, которые вначале являются обратимыми, затем ведут к заболеваниям. При гипоксии страдает в первую очередь центральная нервная система: нарушается тонкая координация движений, появляется головная боль, сонливость, теряется аппетит. Затем снижаются обменные процессы, угнетаются функции внутренних органов. Наступает быстрая утомляемость, слабость, падает работоспособность. Длительное воздействие гипоксии часто приводит к необратимым изменениям в сердце, печени, ускоренному развитию атеросклероза, раннему старению.
Как выработать устойчивость организма к недостатку кислорода? Рецепт прежний – тренировкой. Отличный тренировочный эффект дает продолжительное пребывание в горах на высотах 1500-2500 м, где содержание кислорода (порциональное давление) в атмосферном воздухе снижено. Одним из способов является дыхательная гимнастика, в которую включаются упражнения с волевой задержкой дыхания. Наилучшим же средством является опять-таки физические нагрузки, которые приводят организм в состояние высокой устойчивости к недостатку кислорода.
Таким образом, физические нагрузки оказывают как бы двойной тренирующий эффект: повышают устойчивость к недостатку кислорода и, увеличивая мощность дыхательной и сердечно-сосудистой систем, способствуют лучшему его усвоению. Работа системы внешнего дыхания становится более экономичной, снижается вероятность заболевания легочными и связанными с недостаточным поступлением кислорода болезнями.
Для определения функциональных возможностей дыхательной системы используются следующие пробы:
Проба Штанге. В положении сидя делается полный вдох и выдох, затем снова вдох и задержка дыхания. Фиксируется время задержки дыхания. При задержки на 60 с и более – оценка для мужчин – «отлично», менее 40 с – «плохо», а у женщин на 10 с меньше. Здоровые нетренированные люди способны задерживать дыхание на 40-55 с. А спортсмены на 60-90 с и более. Чем лучше человек подготовлен, тем на большее время он может задерживать дыхание.
Проба Генче. Заключается в задержке дыхания после выдоха. Здоровые нетренированные люди способны задерживать дыхание 25-30 с, спортсмены 60 с и больше. Задержка дыхания 50-60 с расцениваются как отлично, 35 и больше- хорошо, 34-20 – удовлетворительно, 10-19 – плохо, меньше 10 – очень плохо.
3 МЕХАНИЗМ ВЛИЯНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ НА ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (ЛЕГКИЕ, ДЫХАТЕЛЬНУЮ МУСКУЛАТУРУ)

В занятиях лечебной физической культурой при заболеваниях органов дыхания применяются общетонизирующие и специальные (в том числе дыхательные) упражнения.
Общетонизирующие упражнения, улучшая функцию всех органов и систем, оказывают активизирующее влияние и на дыхание. Для стимуляции функции дыхательного аппарата используются упражнения умеренной и большой интенсивности. В случаях, когда эта стимуляция не показана, применяются упражнения малой интенсивности. Следует учесть, что выполнение необычных по координации физических упражнений может вызвать нарушение ритмичности дыхания; правильное сочетание ритма движений и дыхания при этом установится лишь после многократных повторений движений. Выполнение упражнений в быстром темпе приводит к увеличению частоты дыхания и легочной вентиляции, сопровождается усиленным вымыванием углекислоты (гипокапнией) и отрицательно влияет на работоспособность.
Специальные упражнения укрепляют дыхательную мускулатуру, увеличивают подвижность грудной клетки и диафрагмы, способствуют растягиванию плевральных спаек, выведению мокроты, уменьшению застойных явлений в легких, совершенствуют механизм дыхания и координации дыхания и движений. Подбираются упражнения соответственно требованиям, предъявляемым клиническими данными. Например, для растягивания плевродиафрагмальных спаек в нижних отделах грудной клетки применяются наклоны туловища в здоровую сторону в сочетании с глубоким вдохом; для растягивания спаек в боковых отделах грудной клетки - наклоны туловища в здоровую сторону в сочетании с глубоким выдохом. Толчкообразный выдох и дренажные исходные положения способствуют выведению из дыхательных путей скопившейся мокроты и гноя. При снижении эластичности легочной ткани для улучшения легочной вентиляции применяются упражнения с удлиненным выдохом и способствующие увеличению подвижности грудной клетки и диафрагмы.
При выполнении специальных упражнений во время вдоха под воздействием дыхательных мышц происходит расширение грудной клетки в передне-заднем, фронтальном и вертикальном направлениях. Поскольку вентиляция осуществляется неравномерно, больше всего воздуха поступает в части легкого, прилегающие к наиболее подвижным участкам грудной клетки и диафрагмы, хуже вентилируются верхушки легких и отделы около корня легкого. При выполнении упражнений в исходном положении лежа на спине ухудшается вентиляция в задних отделах легких, а в исходном положении лежа на боку почти исключаются движения нижних ребер.
Учитывая, что неравномерность вентиляции легких особенно проявляется при заболеваниях органов дыхания, специальные дыхательные упражнения следует применять при необходимости улучшить вентиляцию в различных участках легких. Увеличение вентиляции верхушек легких достигается за счет углубленного дыхания без дополнительных движений руками в исходном положении руки на пояс. Улучшение вентиляции задних отделов легких обеспечивается усилением диафрагмального дыхания. Увеличению поступления воздуха в нижние отделы легких способствуют упражнения в диафрагмальном дыхании, сопровождающиеся подъемом головы, разведением плеч, подъемом рук в стороны или вверх, разгибанием туловища. Дыхательные упражнения, увеличивающие вентиляцию легких, незначительно повышают потребление кислорода.
При лечебном применении дыхательных упражнений необходимо учитывать ряд закономерностей. Обычный выдох осуществляется при расслаблении мышц, производящих вдох, под действием силы тяжести грудной клетки. Замедленный выдох происходит при динамической уступающей работе этих мышц. Выведение воздуха из легких в обоих случаях обеспечивается в основном за счет эластических сил легочной ткани. Форсированный выдох происходит при сокращении мышц, производящих выдох. Усиление выдоха достигается наклоном головы вперед, сведением плеч, опусканием рук, сгибанием туловища, подъемом ног вперед и т. п. При необходимости щадить пораженное легкое дыхательные упражнения проводятся в исходных положениях, ограничивающих подвижность грудной клетки с больной стороны (например, лежа на больном боку). При помощи дыхательных упражнений можно произвольно изменять частоту дыхания. Больше других применяются упражнения в произвольном замедлении частоты дыхания (для лучшего эффекта в этих случаях рекомендуется вести подсчет «про себя»). Оно уменьшает скорость движения воздуха и снижает сопротивление его прохождению через дыхательные пути. Учащение дыхания увеличивает скорость движения воздуха, но при этом увеличивается сопротивление и напряжение дыхательных мышц. При показаниях к усилению вдоха или выдоха следует во время выполнения дыхательных упражнений произвольно изменять соотношение по времени между вдохом и выдохом (так, при усилении выдоха - увеличивать его продолжительность).
Лечебная физическая культура противопоказана в острой стадии большинства заболеваний, при тяжелом течении хронических заболеваний, при злокачественных опухолях мышц.
4 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ЛЕГКИХ ЗАНИМАЮЩЕГОСЯ ФИЗКУЛЬТУРНЫМИ УПРАЖНЕНИЯМИ И ПРАКТИЧЕСКИ ЗДОРОВОГО ЧЕЛОВЕКА

Пневмотонометрический показатель (ПТП, мм pm.cm.) дает возможность оценить силу дыхательной мускулатуры, которая является основой процесса вентиляции. ПТП снижается при гиподинамии, при длительных перерывах между тренировками, при переутомлении и др. Исследование проводится пневмотонометром В.И. Дубровского и И.И. Дерябина (1972). Исследуемый производит выдох (или вдох) в мундштук аппарата. В норме у здоровых лиц ПТП в среднем составляет – у мужчин на выдохе 328±17, 4 мм рт.ст., на вдохе – 227+4, 1 мм рт.ст., у женщин, соответственно, – 246±1, 8 и 200±7, 0 мм рт.ст. При заболеваниях легких, гиподинамии, переутомлении эти показатели снижаются.
При физических нагрузках, особенно в циклических видах спорта (лыжные гонки, марафонский бег, гребля академическая и др.), дыхательная мускулатура является лимитирующим фактором. На рис. 4.8 показана функция легких в состоянии покоя и мышечной нагрузки. Общая емкость легких во время нагрузки может несколько уменьшаться из-за увеличения внутриторакального объема крови. В состоянии покоя дыхательный объем (ДО) составляет 10-15% жизненной емкости легких (ЖЕЛ) (450-600 мл), при физической нагрузке может достигать 50% ЖЕЛ. ЖЕЛ в значительной степени зависит от возраста, пола, роста, окружности грудной клетки физического развития. Так, у детей 8 лет она находится в пределах 1100-1700 мл, 9 лет – 1130-2200 мл, 10 лет – 1360-2300мл и 11 лет – 1480-2700 мл, в то время как у взрослых мужчин она достигает 3-5л.
В покое человек дышит с частотой 12-16 раз в 1 мин и глубиной 15-20% ЖЕЛ, в результате чего через легкие проходит 3-8 л воздуха. У детей частота дыхания несколько больше, чем у взрослых, при этом чем меньше возраст ребенка, тем чаще у него дыхание. При напряженной физической деятельности аппарат внешнего дыхания может повышать свою производительность в 10-15 раз. При этом увеличивается легочная вентиляция, которая повышается как за счет частоты дыхания (до 60 раз в 1 мин), так и за счет ее глубины (35-40% ЖЕЛ). Занятия физической культурой способствуют развитию дыхательного аппарата. У юных спортсменов, как правило, выше ЖЕЛ, и они могут провентилировать большее количество воздуха через легкие в единицу времени, чем их сверстники, не занимающиеся спортом.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Значение физических упражнений для развития и укрепления дыхательной системы очень значимы, в покое человек дышит с частотой 12-16 раз в 1 мин и глубиной 15-20% ЖЕЛ, в результате чего через легкие проходит 3-8 л воздуха. У детей частота дыхания несколько больше, чем у взрослых, при этом чем меньше возраст ребенка, тем чаще у него дыхание. При напряженной физической деятельности аппарат внешнего дыхания может повышать свою производительность в 10-15 раз. При этом увеличивается легочная вентиляция, которая повышается как за счет частоты дыхания (до 60 раз в 1 мин), так и за счет ее глубины (35-40% ЖЕЛ). Занятия физической культурой способствуют развитию дыхательного аппарата. У юных спортсменов, как правило, выше ЖЕЛ, и они могут провентилировать большее количество воздуха через легкие в единицу времени, чем их сверстники, не занимающиеся спортом.
Из всего вышесказанного и осмыслив роль дыхательной системы в нашей жизни можно сделать вывод о ее важности в нашем существовании.
Физические упражнения замедляют процесс старения, дольше сохраняя нормальную работоспособность человека. Большую роль играет уровень теоретических знаний по физической культуре, элементарные знания по устройству биологических систем организма, важно грамотно подходить к выполнению физических упражнений, не навредив себе. Также занятия спортом вырабатывают силу воли и закаляют характер. Через занятия постоянными физическими нагрузками человек учиться ставить цели и добиваться их. Недаром говорят: «В здоровом теле - здоровый дух!»
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Барчуков И.С., Назаров Ю.Н. «Физическая культура и физическая подготовка», Издательство - Юнити, Москва, 2007.
2. Евсеева Ю.И. «Физическая культура», Издательство – Феникс, Ростов-на-Дону, 2003 г.
3. Д.М.Аронов. Сердце под защитой. М., Физкультура и спорт, 3-е изд., исправ. и доп., 2005., 364 стр.
4. Готовцев П.И., Дубровский В.И. Самоконтроль при занятиях физической культурой. М., 2007., 148 стр.
5. Рейзин В.М. Гимнастика и здоровье. Мн., 2008., 215 стр.
6. С.Н. Попов «Спортивная медицина, лечебная физическая культура и массаж», Москва, «Физкультура и спорт», 2010 г., 107 стр.
7. С.Н. Попов «Физическая реабилитация», Ростов-на-Дону, «Феникс», 2005 г.