Дыхательная система

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

Глава 1. Обзор литературных источников

1.1 Дыхательная система

1.1.1 Изменения показателей дыхательной системы

1.2 Показатели функционального состояния системы внешнего дыхания

1.2.1 ЖЕЛ (жизненная емкость легких)

1.2.2 Оценка ЖЕЛ

1.2.3 Минутный объем дыхания (МОД) - легочная вентиляция

1.2.4 Проба Триффто-Вотчала

1.3 Произвольные режимы внешнего дыхания

1.4 Влияние дыхательных упражнений на организм

Глава 2. Цель, задачи и методы исследования

2.1 Цель и задачи исследования

2.2 Методы исследования

2.3 Организация исследования

Глава 3. Результаты исследования

Выводы

Список использованной литературы

Введение

Физические нагрузки вызывают перестройки различных функций организма, особенности и степень которых зависят от мощности, характера двигательной деятельности, уровня здоровья и тренированности. О влиянии физических нагрузок на человека можно судить только на основе всестороннего учета совокупности реакций целостного организма, включая реакцию со стороны центральной нервной системы (ЦНС), сердечно-сосудистой системы (ССС), дыхательной системы, обмена веществ и др.

Дыхание - это сложный и жизненно важный биологический процесс, обеспечивающий связь организма с внешней средой. Нарушение дыхания может стать причиной серьезных заболеваний.

В данной работе будут рассмотрены характеристики показателей внешнего дыхания ? покое и после работы различной мощности.

Актуальность: Дыханием называется совокупность физиологических процессов, обеспечивающих поступление кислорода в организм, использование его тканями для окислительно-восстановительных реакций и выведения из организма углекислого газа. Дыхательная функция осуществляется с помощью внешнего (легочного) дыхания, переноса О₂к тканям СО₂от них, а также газообмена между тканями и кровью.

У человека внешнее дыхание обеспечивается трахеей, бронхами, бронхиолами и альвеолами. Газообмен между легкими и окружающей средой осуществляется за счет вдоха и выдоха. При вдохе объем легких увеличивается, давление в них становится ниже атмосферного, и воздух поступает в дыхательные пути.

Дыхание при мышечной работе является сложной системой функций приспособления окислительно-восстановительных процессов к высшему уровню биологической активности организма.

У человека процесс дыхания осуществляется в следующей последовательности: обмен воздуха между атмосферой и альвеолами легких, обмен газов между альвеолами легких и кровью (внешнее дыхание), транспорт газов кровью, обмен газов между кровью и тканями (внутреннее, тканевое дыхание).

Цель работы: Провести и проанализировать характеристику внешнего дыхания спортсменов и сделать выводы на основе этих исследований. Предметом исследования: является потребление кислорода, как во время физической нагрузки, так и в восстановительном периоде.

Гипотеза: Предполагаемым результатом данной работы будут получены знания, с использованием которых можно будет построить тренировочный процесс рационально для дыхательной системы и организма в целом.

Методы исследования:

Для реализации исследования до нагрузки было проведено:

· Анализ научно-методической литературы;

· Наблюдение;

· Тестирование показателей внешнего дыхания.

Задачи исследования:

· Изучить литературу по теме внешнего дыхания и его изменении при воздействии различных физических нагрузок.

· Подобрать рациональную методику исследования с учетом возраста и специализациями испытуемых.

· С помощью статистической обработки результатов вычислить среднее арифметическое, средние квадратичное отклонение, стандартную ошибку среднего значения исследуемых внешнего дыхания (МОК, ЧД) при различных видах работы, а также достоверность этих показателей.

Глава 1. Обзор литературных источников

1.1 Дыхательная система

Дыхательная система - это органы, обеспечивающие циркуляцию воздуха (дыхательные, воздухопроводящие пути) и газообмен между поступающим ? легкие воздухом и кровью. Дыхание - это совокупность физиологических процессов, обеспечивающих поступление кислорода ? организм, использование его тканями для окислительно-восстановительных реакций и выведение из организма углекислого газа.

Физиология дыхания: ? основе механизма вентиляции лежит дыхательный акт, осуществляется он благодаря ритмичным движениям грудной клетки и легких - вдоху и выдоху.

Человек обладает способностью произвольно менять частоту и глубину дыхания. Высшая регуляция дыхания происходит при участии коры головного мозга.

Процесс дыхания условно можно подразделить на три этапа:

1-й этап - это внешнее дыхание. Сущность внешнего дыхания заключается ? газообмене между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров. Функция внешнего дыхания называется легочной вентиляцией.

2-й этап - это перенос газо? с помощью системы крови. Эритроциты - это форменные элементы крови (красные кровяные клетки).

3-й этап - это внутреннее (тканевое) дыхание. Сущность внутреннего (тканевого) дыхания заключается ? газообмене между кровью и тканями, а тончайшая стенка капилляра является воротами этого обмена. (Чусо? Ю.Н., 1981).

1.1.1 Изменения показателей дыхательной системы

Изменения показателей дыхательной системы при выполнении мышечной деятельности оцениваются по:

- частоте дыхания

- жизненной емкости легких

- потреблению кислорода

- кислородному долгу

- и другим более сложным лабораторным исследованиям.

Определение частоты дыхания производится по спирограмме или движению грудной клетки. Средняя частота у здоровых лиц - 16-18 ? минуту, у спортсмено? - 8-12. При физической нагрузке частота дыхания увеличивается ? среднем ? 2-4 раза и составляет 40-60 дыхательных цикло? ? минуту. С учащением дыхания неизбежно уменьшается его глубина.

Глубина дыхания - это объем воздуха спокойного вдоха или выдоха при одном дыхательном цикле. Глубина дыхания зависит от роста, веса, размера грудной клетки, уровня развития дыхательных мышц, функционального состояния и степени тренированности человека. ЖЕЛ - наибольший объем воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха. У женщин ЖЕЛ составляет ? среднем 2,5-4 л, у мужчин - 3,5-5 л. Под влиянием тренировки ЖЕЛ возрастает, у хорошо тренированных спортсмено? она достигает 8 л.

Минутный объем дыхания (МОД) характеризует функцию внешнего дыхания, определяется произведением частоты дыхания на дыхательный объем. В покое МОД составляет 5-6 л, при напряженной физической нагрузке возрастает до 120-150 л и более. Величина этого показателя может значительно изменятся при работе и под влиянием различных внешних условий. Увеличение частоты дыхания при одновременном снижении дыхательного объема отражает поверхностное дыхание и свидетельствует об уменьшении кислородного обеспечения организма. Повышение потребности организма ? кислороде ведет к увеличению объема дыхания за счет углубления вдоха и выдоха. (СологубЕ.Б.; А.С.Солодко?., 2000).

При мышечной работе ткани, особенно скелетные мышцы, требуют значительно больше кислорода, чем ? покое, и вырабатывают больше углекислого газа. Это приводит к увеличению МОД как за счет учащения дыхания, так и вследствие увеличения дыхательного объема. Чем тяжелее работа, тем относительно больше МОД (табл.1).

Таблица 1. Средние показатели реакции сердечно-сосудистой и дыхательной систем на физическую нагрузку

Параметр	Показатель
	? покое	при интенсивной физической нагрузке
Частота сердечных сокращений	50-75 уд/мин	160-210 уд/мин
Систолическое артериальное давление	100-130 мм рт. ст.	200-250 мм рт. ст.
Систолический объем крови	60-70 мл	150-170 мл и выше
Минутный объем крови (МОК)	4-5 л/мин	30-35 л/мин и выше
Частота дыхания	14 раз/мин	60-70 раз/мин
Альвеолярная вентиляция (эффективный объем)	5 л/мин	120 л/мин и более
Минутный объем дыхания	5-6 л/мин	120-150 л/мин

Максимальное потребление кислорода (МПК) является основным показателем продуктивности как дыхательной, так и сердечно-сосудистой (? целом кардио-респираторной) систем. МПК - это наибольшее количество кислорода, которое человек способен потребить ? течение одной минуты на 1 кг веса. МПК измеряется количеством миллилитро? за 1 мин на 1 кг веса (мл/мин/кг). МПК является показателем аэробной способности организма, т.е. способности совершать интенсивную мышечную работу, обеспечивая энергетические расходы за счет кислорода, поглощаемого непосредственно во время работы.

Величину МПК можно определить математическим расчетом, используя специальные номограммы; можно ? лабораторных условиях при работе на велоэргометре или восхождении на ступеньку. MПK зависит от возраста, состояния сердечно-сосудистой системы, массы тела. Для сохранения здоровья необходимо обладать способностью потреблять кислород на 1 кг веса женщинам не менее 42 мл/мин, мужчинам не менее 50 мл/мин. Когда ? клетки тканей поступает меньше кислорода, чем нужно для полного обеспечения потребности ? энергии, возникает кислородное голодание, или гипоксия.

Во время выполнения физической нагрузки дыхание значительно активизируется, что выражается в увеличении глубины, частоты дыхания и возрастании легочной вентиляции, уменьшении резервного объема вдоха и выдоха. При этом носовое дыхание переходит ? ротовое. Одновременно возрастает диффузионная способность легких и увеличивается количество кислорода, поступающего ? кровь и доставляемого тканям, растет потребление кислорода организмом.

В состоянии мышечного покоя у человека средний расход энергии составляет примерно 1,25 ккал/мин, на что требуется около 250 мл кислорода. При физической нагрузке расход энергии может увеличиваться ? 15-20 раз. В начале динамической работы потребление кислорода мышцами возрастает. Сердечно-сосудистая и дыхательная системы включаются ? работу постепенно, с некоторой задержкой. Поэтому ? начале работы всегда образуется дефицит кислорода.

Кислородный запрос- количество кислорода, необходимое для выполнения дополнительной работы. Потребление кислорода достигает максимума через 5-6 мин выполнения интенсивной нагрузки и составляет при этом около 5-6 л. Дополнительно утилизированный организмом кислород необходим для обеспечения усиленной работы легких и сердца, повышения температуры тела, пополнения количества оксигемоглобина. После завершения нагрузки потребление кислорода постепенно возвращается к исходному уровню.

Кислородный долг - это количество кислорода, которое требуется для окисления продукто? обмена веществ, образовавшихся при физической работе.

При интенсивных физических нагрузках, как правило, наблюдается метаболический ацидоз различной степени выраженности. Его причиной является "закисление" крови, т.е. накопление ? крови метаболито? обмена вещест? (молочной, пировиноградной кислот и др.). Для ликвидации этих продукто? обмена нужен кислород - создается кислородный запрос. Когда кислородный запрос выше потребления кислорода ? данный момент, образуется кислородный долг. Нетренированные люди способны продолжить работу при кислородном долге 6-10 л, спортсмены могут выполнять такую нагрузку, после которой возникает кислородный долг ? 16-18 л и более. Кислородный долг ликвидируется после окончания работы. Время его ликвидации зависит от длительности и интенсивности предыдущей работы (от нескольких минут до 1,5 ч). (Мищенко, В.С., 1990).

1.2 Показатели функционального состояния системы внешнего дыхания

Современные физиологические исследования осуществляются на основе новых методических подходов, которые дают возможность детально изучить функциональное состояния той или иной системы организма как ? норме, так и при воздействии различных факторо? внешней среды, физических и других нагрузках.

1.2.1 ЖЕЛ (жизненная емкость легких)

ЖЕЛ - один из важнейших показателей функционального состояния системы внешнего дыхания.

ЖЕЛ измеряется с помощью метода спирометрии и спирографии.

Единицы измерения ЖЕЛ - литры или миллилитры. Величина ЖЕЛ зависит от пола, возраста, длины и массы тела, окружности грудной клетки, спортивной специализации, от размеро? легких и силы дыхательной мускулатуры. Значения ЖЕЛ увеличиваются с возрастом ? связи с ростом грудной клетки и легких, она максимальна ? возрасте 18-35 лет. Значения ЖЕЛ находятся ? широких пределах - ? среднем от 2,5 до 8 литров.

Величина ЖЕЛ служит прямым показателем функциональных возможностей системы внешнего дыхания и косвенным показателем максимальной площади дыхательной поверхности легких, на которой происходит диффузия кислорода и углекислого газа.

1.2.2 Оценка ЖЕЛ

Для оценки фактической ЖЕЛ (Ф ЖЕЛ) ее сравнивают с должной ЖЕЛ (Д ЖЕЛ). Должная ЖЕЛ - это теоретически рассчитанная для данного человека величина с учетом его пола, возраста, роста и массы тела.

Нормальной считается такая фактическая ЖЕЛ (Ф ЖЕЛ), которая составляет 100+15% должной ЖЕЛ (Д ЖЕЛ), т.е. 85115% должной. Если
Ф ЖЕЛ меньше 85%, то это свидетельствует о снижении потенциальных возможностей системы внешнего дыхания. Если Ф ЖЕЛ выше 115%, то это свидетельствует о высоких потенциальных возможностях системы внешнего дыхания, обеспечивающей повышенную легочную вентиляцию, необходимую при выполнении физических нагрузок.

Наибольшие значения ЖЕЛ наблюдаются у спортсменов, тренирующихся преимущественно на выносливость и обладающих самой высокой кардиореспираторной производительностью. (Васильева В.В.; Трунин В.В., 1996).

Несмотря на то, что внешнее дыхание не является главным лимитирующим звеном ? комплексе систем, транспортирующих кислород, ? условиях спортивной деятельности к нему предъявляется чрезвычайно высокие требования, реализация которых обеспечивает эффективное функционирование всей кардиореспираторной системы.

ЖЕЛ включает ? себя ДО (дыхательный объем), РО вдоха (резервный объем вдоха), РО выдоха (резервный объем выдоха).

· Дыхательный объем (ДО) - объем воздуха, поступающий ? легкие за 1 вдох при спокойном дыхании. В среднем это 500 мл (значения от 300 до 900 мл). Из них 150 мл - это воздух так называемого функционального мертвого пространства ? гортани, трахее, бронхах. Воздух мертвого пространства не принимает активного участия ? газообмене, но, смешиваясь с вдыхаемым воздухом, согревает и увлажняет его.

· Резервный объем вдоха (РО вдоха) - это максимальный объем воздуха, который можно вдохнуть после спокойного вдоха. В среднем это 1500-2000 мл.

· Резервный объем выдоха (РО выдоха) - это максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха. В среднем это 1500-2000 мл.

Таким образом:

Общий объем легких (ОЕЛ) = ЖЕЛ + ОО ЖЕЛ = ДО + РО вдоха + РО выдоха ОЕЛ = ДО + РО вдоха + РО выдоха + ОО

1.2.3 Минутный объем дыхания (МОД) - легочная вентиляция

Минутный объем дыхания - объем воздуха, выдыхаемый из легких за 1 минуту. Минутный объем дыхания - это легочная вентиляция. Легочная вентиляция - важнейший показатель функционального состояния системы внешнего дыхания. Она характеризует объем воздуха, выдыхаемого из легких ? течение одной минуты.

МОД = ДО х ЧД,

где ДО - дыхательный объем,

ЧД - частота дыхания.

Легочная вентиляция ? покое у спортсмено? ? среднем составляет 5-12 л/мин, но может превышать данные величины и составлять 18 л/мин и более. Во время нагрузки легочная вентиляция у спортсмено? возрастает и достигает 60-120 л/мин и более.

1.2.4 Проба Тиффно-Вотчала

Форсированная ЖЕЛ - это очень быстрый выдох максимального объема воздуха после максимального вдоха. В норме она на 300 мл меньше фактической ЖЕЛ.

Проба Тиффно-Вотчала - это форсированная ЖЕЛ за первую секунду выдоха. В норме у спортсмено? она составляет 85% форсированной ЖЕЛ. Снижение данного показателя наблюдается при нарушениях бронхиальной проходимости.

1.3 Произвольные режимы внешнего дыхания

В практике физического воспитания используются многочисленные режимы внешнего дыхания. Ниже перечисляются основные из них. (Тристан В.Г., 2001).

1. Произвольные изменения соотношений частоты и глубины дыхания.

Пример: спортсмен во время бега со скоростью 5м/с непроизвольно дышит с частотой 50 дыхательных циклов в 1мин при дыхательном объеме, равном 40% ЖЕЛ. Тренер, считая такое дыхание недостаточно эффективным, рекомендует спортсмену следующий произвольный вариант: частота дыхания 35 в 1мин, а глубина 70% ЖЕЛ, выдох акцентированный. Как видно, по сравнению с непроизвольным режимом произвольное дыхание характерно большей глубиной, но меньшей частотой.

2. Синхронизация (или кратные соотношения) числа дыханий с числом движений.

Пример: лыжник, используя попеременный двухшажный способ, передвигается по лыжне со скоростью 5м/с. При этом темп движений составляет 52 цикла в 1мин. Тренер дает указание синхронизовать число дыханий и движений при сохранении прежней скорости и числа шагов. Выполняя такое указание, лыжник должен произвольно увеличить число дыханий с 46 до 52 в 1мин и достигнуть соотношения 1:1, т.е. осуществлять 52 двойных шага и 52 дыхательных циклов за 1мин.

3. Произвольное изменение дыхания через нос и через рот.

Пример: велосипедист едет по шоссе со скоростью 43км/час, дышит непроизвольно, используя одновременно дыхание через нос и через рот, при этом объем вдыхаемого через рот воздуха является преобладающим. Тренер советует спортсмену, произвольно контролируя дыхание, либо дышать только через нос, либо вдох выполнять через нос, а выдох через рот.

4. Произвольное прекращение (задержка) дыхания.

Пример: штангист трижды выжимает штангу среднего веса из положения удержания на груди. При выжимании штанги на прямые руки он делает вдох, а при опускании снаряда на грудь - выдох. Тренер считает такое дыхание нерациональным. Он рекомендует задерживать дыхание при выжимании и опускании штанги, а дыхательные циклы выполнять, когда гриф снаряда находится в исходном положении на груди.

5. Произвольное увеличение объема легочной вентиляции.

Пример: стрелок после выстрела произвольно выполняет несколько углубленных вдохов и выдохов с целью ликвидации небольшого кислородного дефицита, возникшего во время прицеливания с задержанным дыханием.

6. Произвольные изменения фаз движения и дыхательных циклов для повышения биомеханической эффективности выполняемого движения.

Пример: спортсмен во время утренней зарядки выполняет наклоны из исходного положения - основной стойки. Рекомендуется при разгибании тела в тазобедренном суставе, выполняемом обычно в сочетании с поднимание рук и прогибанием позвоночника, делать вдох, а при сгибании тела в сочетании с опусканием рак - выдох. Если вдох производится при сгибании тела, а выдох во время разгибания, то выполнение движения затрудняется.

7. Произвольное усиление грудного типа дыхания по отношению к брюшному, и наоборот.

Многие авторы считают, что применение спортсменами произвольного дыхания с учетом специфики движения позволяет показать более высокий спортивный результат по сравнению с результатом, достигнутым при использовании непроизвольного дыхания.

Основные рекомендации о правильном дыхании во время выполнения мышечной работы:

· Дышать следует только через нос. В ряде случаев вдох может выполняться через нос, а выдох через рот;

· Дышать необходимо по возможности глубже. Иногда рекомендуется дышать глубже, но реже;

· Во время мышечной деятельности следует по возможности избегать задержек дыхания;

· Дыхание должно быть ритмичным, следует произвольно формировать синхронные и кратные соотношения числа дыханий с числом двигательных циклов. (Михайлов В.В., 1983).

1.4 Влияние дыхательных упражнений на организм

Произвольное изменения объема и характер внешнего дыхания, как об этом было сказано выше, оказывают на организм выраженное воздействие.

Так энергичные экскурсии грудной клетки, значительное увеличение объема легких при глубоком вдохе и высокоамплитудные смещения диафрагмы оказывают механическое воздействие на соприкасающиеся с легкими органы, стимулируют центральный кровоток и лимфоток, а также массируют смежные с легкими органы и ткани.

Изменяя объем дыхания, а также прекращая его на некоторые время, можно вызвать сдвиги кислотно-щелочного равновесия и нарушать оптимальную концентрацию газо? крови. Соответствующие гомеостатические возмущения, ? свою очередь, изменяют уровень функционирования отдельных систем и таким образом оказывают различное влияние на состояние всего организма ? целом. Так, например, длительная задержка дыхания тормозит деятельность сердца. Усиленное сверх нормы дыхание приводит к уменьшению содержания углекислого газа ? крови, отчего сужаются церебральные сосуды и значительно снижается объем кровотока через головной мозг. В свою очередь, ухудшение кровообращения головного мозга влияет на психическое состояние человека. (Солопо? И.Н., 1998).

Увеличивая или уменьшая объем дыхания, можно изменить уровень стимуляции рецепторных зон верхних дыхательных путей и, таким образом, усилить или ослабить висцеро-висцеральные и висцеро-моторные рефлексы. Так, например, вдыхание паро? аммиака тормозит дыхание, а раздражение носовой полости приводит к сужению сосудо? скелетных мышц.

Приведенные изменения происходят ? организме на определенном уровне и во время непроизвольного дыхания. Однако произвольные коррекции дыхания позволяют усилить или ослабить тот или иной стимул и таким образом добиться направленного воздействия ? соответствии с поставленным заданием. Такие эффекты достигаются при использовании специальных дыхательных упражнений.

К числу основных компонентов, из которых формируются дыхательные упражнения, следует отнести: частоту и глубину дыхания; ритмические характеристики ? с?язи с разными временными соотношениями продолжительности вдоха, выдоха и дыхательной паузы; грудное и диафрагмальное дыхание; направление потока вдыхаемого и выдыхаемого воздуха через нос или через рот; искусственное сопротивление воздушному потоку. (Кингисепп П-хГ., 1983).

Глава 2. Цель, задачи и методы исследования

2.1 Цель и задачи исследования

Цель: Провести и проанализировать характеристику внешнего дыхания спортсменов и сделать выводы на основе этих исследований.

Задачи исследования:

· Изучить литературу по теме внешнего дыхания и его изменении при воздействии различных физических нагрузок.

· Подобрать рациональную методику исследования с учетом возраста и специализациями испытуемых.

· С помощью статистической обработки результатов вычислить среднее арифметическое, средние квадратичное отклонение, стандартную ошибку среднего значения исследуемых внешнего дыхания (МОК, ЧД) при различных видах работы, а также достоверность этих показателей.

2.2 Методы исследования

Методы исследования:

· Анализ научно-методической литературы;

· Наблюдение;

· Тестирование показателей внешнего дыхания.

Испытуемый берет в рот загубник с клапанной коробкой и надевает на нос зажим. При этом он находится в положении сидя, в удобной позе, с расслабленными мышцами тела и спокойно дышит. Время фиксируется при помощи секундомера. После привыкания к дыханию в таких условиях в течении 1мин регистрируются и записываются показатели газового счетчика. Эти показатели объема выдыхаемого воздуха после завершения 1мин будут составлять минутный объем дыхания (МОД). Одновременно за каждую минуту визуально подсчитывается частота дыхания (ЧД) испытуемого.

Затем испытуемый выполняет физическую работу на велоэргометре в течении времени соответствующему заданной нагрузке. Показания газового счетчика регистрируются до нагрузки, каждую минуту во время нагрузки и по ее завершении до тех пор, пока значение МОД не вернется к исходному уровню. Данные также заносятся в протокол.

Полученные результаты оформляют в виде протокола, для наглядности изменений осуществляется построение графиков динамики МОД и ЧД в покое, во время выполнение физической нагрузки и в период восстановления. На основе полученных результатов делаются выводы.

2.3 Организация исследования

Оборудование: газовый счетчик, клапанная коробка с клапанами вдоха и выдоха, гофрированная дыхательная трубка, носовой зажим, загубник, спирт, вата, секундомер, сухой спирометр.

Исследование было проведено в 3 этапа:

1 этап: Физиологическая характеристика статических усилий. Испытуемый удерживал угол ногами 90⁰ (ноги согнуты) в упоре на руках в течении 30сек. ЧД регистрировалось на протяжении всего периода работы и затем в течении каждой минуты после нее до полного восстановления до исходных значений.

2 этап: Физиологическая характеристика работы максимальной мощности. Испытуемый совершал работу на велоэргометре в течении 20сек при нагрузке 400 Вт и частоте педалирования 50 об./мин. ЧД регистрируется за время работы, и полученная величина умножается на 3. Таким образом, определяется ЧД за 1мин.

3 этап: Физиологическая характеристика работы субмаксимальной мощности. Для выполнения работы субмаксимальной мощности испытуемому предлагается работать на велоэргометре в течении 5мин при нагрузке 200 Вт и частоте педалирования 50 об/мин. Во время работы каждую минуту регистрируется ЧД.

МОД представляет собой количество воздуха, проходящего через легкие за 1мин. Величина этого показателя может значительно изменяться при работе и под влиянием различных внешних условий. Увеличение частоты дыхания при одновременном снижении дыхательного объема отражает поверхностное дыхание и свидетельствуют об уменьшении кислородного обеспечения организма. Повышение потребности организма в кислороде ведет к увеличению объема дыхания за счет углубления вдоха и выдоха.

Во время выполнения физической нагрузки дыхание значительно активизируется, что выражается в увеличении глубины, частоты дыхания и возрастании легочной вентиляции, уменьшении резервного объема вдоха и выдоха. При этом носовое дыхание переходит в ротовое. Одновременно возрастает диффузионная способность легких и увеличивается количество кислорода, поступающего в кровь и доставляемого тканям, растет потребление кислорода организмом.

Таблица 2. Общие сведения о проводимых исследованиях

Ф.И. испытуемого	Пол	Возраст	Вид спорта	Спортивный разряд	Стаж
1. Найда Анастасия	жен	20	Худ. гимнастика	МС	12
2. Смирнова Анна	жен	20	Сп. Гимнастика	МС	11
3. Звонарева Елизавета	жен	19	Баскетбол	1р.	8
4. Зорин Сергей	муж	21	Баскетбол	1р.	10
5. Митя Титов	муж	19	Легкая атл.	КМС	7
6. Клюйков Максим	муж	20	Футбол	1р.	10
7. Миронов Артем	муж	20	Велоспорт	КМС	10
8. Кокорева Дарья	жен	20	Горные лыжи	КМС	9

Таблица 3. Физиологическая характеристика статических усилий

Показатели	Покой	Работа (мин.)	Восстановление
	1	30сек Ч 2	1	3	5	7
Найда Анастасия
Показатели счетчика (ед.)	502	518	538	570	590	603
МОД (л/мин.)	13	15Ч2=30	32	20	15	13
ЧД (цикл/мин)	14	14Ч2=28	17	15	14	14
Смирнова Анна Владимировна
Показатели счетчика (ед.)	234	249	277	299	311	322
МОД (л/мин.)	11	14Ч2=28	30	17	12	11
ЧД (цикл/мин)	13	17Ч2=34	15	14	13	13
Звонарева Елизавета
Показатели счетчика (ед.)	410	426	456	488	514	526
МОД (л/мин.)	12	15Ч2=30	32	26	17	12
ЧД (цикл/мин)	14	19Ч2=38	17	16	14	14
Зорин Сергей
Показатели счетчика (ед.)	603	618	648	681	706	725
МОД (л/мин.)	20	15Ч2=30	33	25	20	19
ЧД (цикл/мин)	9	13Ч2=26	18	10	9	9
Митя Титов
Показатели счетчика (ед.)	245	275	308	329	342	353
МОД (л/мин.)	11	15Ч2=30	33	21	13	11
ЧД (цикл/мин)	10	16Ч2=32	26	19	14	10
Клюйков Максим
Показатели счетчика (ед.)	769	784	814	845	865	880
МОД (л/мин.)	12	15Ч2=30	31	20	15	12
ЧД (цикл/мин)	10	16Ч2=32	27	20	13	10
Миронов Артем
Показатели счетчика (ед.)	564	580	612	634	649	659
МОД (л/мин.)	12	17Ч2=34	36	28	15	10
ЧД (цикл/мин)	13	17Ч2=34	30	24	17	13
Кокорева Дарья
Показатели счетчика (ед.)	453	468	498	518	535	547
МОД (л/мин.)	12	15Ч2=30	33	20	16	12
ЧД (цикл/мин)	13	16Ч2=32	28	22	16	13

Статические усилия направлены на поддержание определенного положения тела или отдельных его частей в пространстве при выполнении физических упражнений, а также на сохранение естественной позы человека в повседневной жизни. При статической работе, в отличие от динамической, имеют место весьма незначительные увеличения потребления кислорода и минутного объема крови. При этом существенно возрастают ЧСС, АД, ЧД и общее периферическое сопротивление сосудов. Физиологические реакции сердечно-сосудистой системы при статической работе зависят от силы и продолжительности сокращения мышц. В случае работы до сильного утомления при равных величинах относительных усилий эти реакции мало зависят от размеров работающих мышц.

Таким образом, трудность статических упражнений зависит от ряда причин, основными из которых являются: условия опоры о снаряд, степень устойчивости сохраняемого равновесия, характер относительного положения звеньев тела, сила мышечных групп, обеспечивающих исполнение элемента.

Таблица 4. Физиологическая характеристика работы максимальной мощности

Показатели	Покой	Работа (мин.)	Восстановление
	1	20сек Ч3	1	3	5	7
Найда Анастасия
Показатели счетчика (ед.)	185	195	226	252	272	282
МОД (л/мин.)	10	10Ч3=30	29	26	20	10
ЧД (цикл/мин)	13	12Ч3=36	31	24	19	13
Смирнова Анна Владимировна
Показатели счетчика (ед.)	410	420	447	468	483	492
МОД (л/мин.)	9	10Ч3=30	27	21	15	9
ЧД (цикл/мин)	12	11Ч3=33	30	25	17	12
Звонарева Елизавета
Показатели счетчика (ед.)	673	684	713	736	752	762
МОД (л/мин.)	10	11Ч3=33	29	23	16	10
ЧД (цикл/мин)	12	12Ч3=36	30	25	17	12
Зорин Сергей
Показатели счетчика (ед.)	438	449	476	599	616	629
МОД (л/мин.)	13	11Ч3=33	27	23	17	13
ЧД (цикл/мин)	11	9Ч3=27	28	20	16	11
Митя Титов
Показатели счетчика (ед.)	871	881	908	930	946	956
МОД (л/мин.)	9	10Ч3=30	27	22	16	10
ЧД (цикл/мин)	12	12Ч3=36	30	25	19	12
Клюйков Максим
Показатели счетчика (ед.)	658	667	692	709	721	732
МОД (л/мин.)	11	11Ч3=33	25	17	12	11
ЧД (цикл/мин)	13	13Ч3=39	27	21	17	13
Миронов Артем
Показатели счетчика (ед.)	67	77	101	119	133	143
МОД (л/мин.)	9	10Ч3=30	24	18	14	10
ЧД (цикл/мин)	12	12Ч3=36	31	24	16	12
Кокорева Дарья
Показатели счетчика (ед.)	437	448	484	509	525	536
МОД (л/мин.)	11	12Ч3=36	31	25	16	11
ЧД (цикл/мин)	13	13Ч3=39	33	24	17	13

Работа максимальной мощности - это работа с предельной для данного организма интенсивностью. В виду своей чрезвычайной интенсивности такая работа может продолжаться не более 20 секунд.

За несколько секунд, которые продолжается работа максимальной мощности, организм не успевает увеличить деятельность своих систем до уровня, необходимого для ее обеспечения. Поэтому работа максимальной мощности практически полностью выполняется «в долг». То есть на мышечное сокращение расходуются вещества, которые присутствовали в мышечных клетках в состоянии покоя. Восстановиться или поступить из крови в клетки эти вещества просто не успевают. Запасы израсходованных веществ восстанавливаются уже после прекращения работы - во время отдыха. Следовательно, работа максимальной мощности продолжается до тех пор, пока в клетках не закончатся химические вещества, необходимые для мышечного сокращения.

Хотя интенсивность работы максимальной мощности такова, что требует увеличения силы и частоты сердечных сокращений в несколько раз по сравнению с уровнем покоя, во время работы этого не происходит. Сердце просто не успевает столь существенно повысить свою работу за такое короткое время. Увеличение деятельности сердца наблюдается уже после прекращения работы - во время восстановления.

То же самое происходит с дыханием. Работа максимальной мощности может выполняться даже на полной задержке дыхания или не вызывать его существенного повышения. После же прекращения работы организм восстанавливает образовавшийся долг кислорода путем увеличения частоты и глубины дыхания.

Таблица 5. Физиологическая характеристика работы субмаксимальной мощности

Показатели	Покой (мин.)	Работа (мин.)	Восстановление
	1	1	2	3	4	5	1	3	5	7
Найда Анастасия
Показатели счетчика (ед.)	205	217	232	251	273	298	325	349	367	378
МОД (л/мин)	12	15	19	22	25	27	24	18	13	11
ЧД (цикл/мин)	10	16	21	22	25	30	27	20	15	10
Смирнова Анна Владимировна
Показатели счетчика (ед.)	347	360	376	396	420	446	469	488	500	511
МОД (л/мин)	10	13	16	20	24	26	23	19	12	11
ЧД (цикл/мин)	9	15	20	24	27	29	25	20	15	9
Звонарева Елизавета
Показатели счетчика (ед.)	876	891	908	929	954	982	100	10	10	10
МОД (л/мин)	11	15	17	21	25	28	24	20	15	11
ЧД (цикл/мин)	10	15	20	23	27	29	25	20	17	11
Зорин Сергей
Показатели счетчика (ед.)	568	576	587	606	631	662	679	691	700	708
МОД (л/мин)	8	9	11	19	25	31	17	12	9	8
ЧД (цикл/мин)	14	14	14	16	21	27	18	15	14	14
Митя Титов
Показатели счетчика (ед.)	348	360	377	397	420	449	470	485	497	505
МОД (л/мин)	8	12	17	20	23	29	21	15	12	8
ЧД (цикл/мин)	14	16	17	20	29	33	27	17	15	14
Клюйков Максим
Показатели счетчика (ед.)	589	602	621	643	669	698	722	741	756	767
МОД (л/мин)	11	13	19	22	26	29	24	19	15	11
ЧД (цикл/мин)	13	16	18	23	27	30	28	24	17	13
Миронов Артем
Показатели счетчика (ед.)	489	503	522	547	574	603	629	647	660	669
МОД (л/мин)	9	14	19	25	27	29	26	18	13	9
ЧД (цикл/мин)	12	15	19	23	29	33	26	21	16	12
Кокорева Дарья
Показатели счетчика (ед.)	374	389	407	428	452	481	506	531	547	559
МОД (л/мин)	11	15	18	21	24	29	25	19	16	12
ЧД (цикл/мин)	13	18	23	26	29	31	27	21	16	13

Работа субмаксимальной мощности - это работа с околопредельной для данного организма интенсивностью. Работа такой интенсивности может продолжаться не более 3-5 минут.

Если подходить строго, то после 3-4-ой минуты работы биохимические изменения в организме в существенной мере характерны для работы большой мощности. Но величина 5 минут является общепризнанной.

Несоответствие между запросом клеток в кислороде и реальными возможностями организма удовлетворить этот запрос называется кислородным долгом. Во время работы субмаксимальной мощности кислородный долг достигает предельных для данного организма величин.

У высококвалифицированных спортсменов кислородный долг может достичь 20-22 литров! То есть 20-22 литра кислорода организму необходимо потребить сверх нормы после окончания работы, чтобы ликвидировать задолженность перед организмом.

Так, частота сердечных сокращений при работе субмаксимальной мощности может достигать 180-200 ударов в минуту (в покое - 60-80 ударов в минуту), частота дыхания - 50-70 дыхательных движений в минуту (в покое - 10-16 дыхательных движений в минуту), объем воздуха, поглощаемого за один вдох - 2-3 литра (в покое около 0.5 литра), объем крови, выбрасываемой сердцем за одно сокращение - 150-200 мл (в покое - 50-70 мл), время полного кругооборота крови - 6-7 секунд (в покое - 22-24 секунды), систолическое артериальное давление - 180-240 миллиметров ртутного столба (в покое - 115-125 миллиметров ртутного столба).

Глава 3. Результаты исследования

Полученные данные были обработаны с помощью компьютерной программы Statgraphics plus 3.0 для статистической обработки экспериментальных данных. В ходе статистической обработки результатов были вычислены среднее арифметическое, средние квадратичное отклонение, стандартная ошибка среднего значения исследуемых гемодинамических показателей при различных видах работы, а также достоверность этих показателей.

Таблица 6. Обработка показателей статических усилий

	Покой	Работа	Восстановление
Найда Анастасия	13	30	32	20	15	13
Смирнова Анна	11	28	30	17	12	11
Звонарева Елизавета	12	30	32	26	17	12
Зорин Сергей	20	30	33	25	20	19
Митя Титов	11	30	33	21	13	11
Клюйков Максим	12	34	36	20	15	12
Миронов Артем	12	34	36	28	15	10
Кокорева Дарья	12	30	33	20	16	12
Ср.арифметическое	12,8	30,7	33,1	22,1	15,3	12,5
Ср.квадр.отклонение	2,95	2,12	2,031	3,75	2,44	2,77
Станд.ош.ср.арифмет.	1,04262	0,75	0,71807	1,328	0,86	0,98
Выборочная дисперсия	8,69643	4,5	4,125	14,125	5,98	7,17
Найда Анастасия	14	28	17	15	14	14
Смирнова Анна	13	34	15	14	13	13
Звонарева Елизавета	14	38	17	16	14	14
Зорин Сергей	9	26	18	10	9	9
Митя Титов	10	30	25	19	14	11
Клюйков Максим	10	32	27	20	13	10
Миронов Артем	13	34	30	24	17	13
Кокорева Дарья	13	32	28	22	16	13
Ср.арифметическая	12,0	31,75	22,12	17,5	13,75	12,125
Ср.квадр.отклонение	2,0	3,77	5,96	4,59	2,375	1,88
Станд.ош.ср.знач.	0,707	1,33	2,10	1,62	0,83	0,666
Выборочная дисперсия	4,0	14,21	2,1	21,14	5,64	3,55

Сравнивая средние значения МОД при статической работе, мы получили следующие данные: так как рассчитанное значение уровня значимости равное 0,479498 больше 0,05, то различия результатов перед статической работы 12,8 ±1,042 и после полного восстановления 12,5 ± 0,98 недостоверно на уровне значимости 0,05, т.е. результаты до и после эксперимента можно считать одинаковыми.

Сравнивая средние значения ЧД при статической работе, мы получили следующие данные: так как рассчитанное значение уровня значимости равное 0,999994 больше 0,05, то различия результатов перед статической работы 12,0 ± 0,707 и после полного восстановления 12,125 ± 0,666 недостоверно на уровне значимости 0,05, т.е. результаты до и после эксперимента можно считать одинаковыми.

После выполнения задания у испытуемого наблюдался феномен статических усилий (или феномен Линдгарда-Верещагина): в момент выполнения работы уменьшается МОД, а после окончания работы наблюдается резкое повышение этих показателей. При статической работе содержание кислорода в альвеолах легких зависит от принятой позы: из-за ухудшения легочного кровотока и неравномерности вентиляции различных долей легких. При значительных усилиях наблюдается явление натуживания, которое представляет собой выдох при закрытой голосовой щели, в результате чего туловище получает хорошую механическую опору, а сила скелетных мышц увеличивается. Восстановление произошло до исходного уровня на 5 минуте. (табл.6).

Таблица 7. Обработка показателей работы максимальной мощности

	Покой	Работа	Восстановление
Найда Анастасия	10	30	29	26	20	10
Смирнова Анна	9	30	27	21	15	9
Звонарева Елизавета	10	33	29	23	16	10
Зорин Сергей	13	33	27	23	17	13
Митя Титов	9	30	27	22	16	10
Клюйков Максим	11	33	25	17	12	11
Миронов Артем	9	30	24	18	14	10
Кокорева Дарья	11	36	31	25	16	11
Ср.арифметическая	10,25	31,87	27,37	21,87	15,75	10,5
Ср.квадр.отклонение	1,38	2,23	2,26	3,13	2,31	1,19
Станд.ош.ср.знач.	0,49	0,79	0,8	1,11	0,82	0,42
Выборочная дисперсия	1,92	4,98	5,12	9,83	5,36	1,42

Сравнивая средние значения МОД при работе максимальной мощности, мы получили следующие данные: так как рассчитанное значение уровня значимости равное 0,479498 больше 0,05, то различия результатов перед статической работы 10,25 ± 0,49 и после полного восстановления 10,5 ± 0,42 недостоверно на уровне значимости 0,05, т. е. результаты до и после эксперимента можно считать одинаковыми.

Сравнивая средние значения ЧД при работе максимальной мощности, мы получили следующие данные: так как рассчитанное значение уровня значимости равное 0,479498 больше 0,05, то различия результатов перед статической работы 12,25 ± 0,25 и после полного восстановления 11,89 ± 0,696 недостоверно на уровне значимости 0,05, т.е. результаты до и после эксперимента можно считать одинаковыми.

Таблица 8. Обработка показателейработы субмаксимальной мощности

	Покой	Работа	Восстановление
		1	2	3	4	5	1	3	5	7
Найда Анастасия	12	15	19	22	25	27	24	18	13	11
Смирнова Анна	10	13	16	20	24	26	23	19	12	11
Звонарева Елизавета	11	15	17	21	25	28	24	20	15	11
Зорин Сергей	8	9	11	19	25	31	17	12	9	8
Митя Титов	8	12	17	20	23	29	21	15	12	8
Клюйков Максим	11	13	19	22	26	29	24	19	15	11
Миронов Артем	9	14	19	25	27	29	26	18	13	9
Кокорева Дарья	11	15	18	21	24	29	25	19	16	12
Ср.арифметическая	10,0	13,2	17,0	21,2	24,8	28,5	23,0	17,5	13,1	10,1
Ср.квадр.отклонение	1,511	2,1	2,6	1,8	1,2	1,51	2,82	2,67	2,23	1,55
Станд.ош.ср.знач.	0,53	0,7	0,9	0,64	0,4	0,53	1,0	0,94	0,78	0,54
Выборочная дисперсия	2,28	4,2	7,1	3,35	1,5	2,28	8,0	7,14	4,98	2,4

Сравнивая средние значения МОД при работе субмаксимальной мощности, мы получили следующие данные: так как рассчитанное значение уровня значимости равное 0,999994 больше 0,05, то различия результатов перед статической работы 10,0 ± 0,53 и после полного восстановления 10,1 ± 0,54 недостоверно на уровне значимости 0,05, т.е. результаты до и после эксперимента можно считать одинаковыми.

Сравнивая средние значения ЧД при работе субмаксимальной мощности, мы получили следующие данные: так как рассчитанное значение уровня значимости равное 0,999994 больше 0,05, то различия результатов перед статической работы 11,87 ± 0,69 и после полного восстановления 12,0 ± 0,65 недостоверно на уровне значимости 0,05, т.е. результаты до и после эксперимента можно считать одинаковыми.

Выводы

Благодаря внешнему дыханию посредством вентиляции происходит газообмен между легкими и окружающим воздухом. Перенос газо? кровью осуществляется ? виде временного соединения их с гемоглобином эритроцитов и в физически растворенном состоянии.

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

В этой работе я рассмотрела характеристики основных показателей внешнего дыхания. Выяснила, как изменяются и от чего зависят эти показатели внешнего дыхания в покое и после работы различной мощности.

1. При обработке данных было выявлено, что результаты не достоверны на уровне значимости >0,05.

2. Все показатели у испытуемых находятся в норме.

3. Все показатели внешнего дыхания спортсмена зависят в известной степени от его спортивной специализации. Поэтому для установления функционального состояния спортсмена определенной спортивной специализации путем гипоксемической пробы его показатели внешнего дыхания следует сравнивать с его же показателями в другие тренировочные периоды или с соответствующими средними показателями у спортсменов той же спортивной специализации.

4. Применение понятия совокупного различия между видами спорта как многопризнаковыми биологическими совокупностями дает возможность одновременно учитывать различия и сходства между спортивными специализациями по их влиянию на изучаемые показатели внешнего дыхания. Этим гарантируется объективная и комплексная оценка влияния тренировочных нагрузок на организм спортсмена.

5. Тренировочные нагрузки, нацеленные на выработку выносливости, способствуют повышению экономичности легочной вентиляции. Компенсаторные механизмы организма у спортсменов, тренирующихся в основном на выносливость, развиты в большей степени, благодаря чему они приспосабливаются к длительной гипоксемии лучше, чем спортсмены, тренирующиеся главным образом на быстроту и ловкость.

6. На основании изменений функции внешнего дыхания можно судить об уровне тренированности спортсмена. Состояние хорошей тренированности характеризуется высокой экономичностью легочной вентиляции, о чем свидетельствуют сравнительно малые значения МОД и высокие значения коэффициента использования кислорода.

дыхание легочный физический спортсмен

Список использованной литературы

1. Васильева В.В., Трунин В.В. "Динамика некоторых показателей дыхания и кровообращения при тренировке на выносливость". Журнал "Теория и практика физической культуры", 1996, № 5, с.20.

2. Воробьев, А.Н. Тренировка, трудоспособность, реабилитация / А.Н. Воробьев. - М: Физкультура и спорт, 1991.

3. Граевская Н.Д. Кровообращение и тренированность. - М.: Медицина, 1968.

4. Добронраво? О.Н. "Адаптационные изменения сердечной деятельности и внешнего дыхания у спортсмено? при нагрузках большой интенсивности". Журнал " Теория и практика физической культуры'', 1973, № 8, с. 29-31.

5. Захаро? Е.Н., Коралё? А.В., Сафонова А.А. Энциклопедия физической подготовки. / Под ред. А.В. Королёва - М.: 1994, 368с.

6. Карпенко Л.И. "О координации функции внешнего дыхания и кровообращения при различном состоянии тренированности спортсмена"., 1964 г.

7. Карпман, В.Л. Тестирование ? спортивной медицине / В.Л. Карпман, З.Б. Белоцерковский, И.А. Гудков. - М.: Физкультура и спорт. 1988 г.

8. Кингисепп П.Г. О регуляции внешнего дыхания при мышечной работе постоянной и переменной интенсивности - 1983, 35с.

9. Михайло? В.В. "Эффективность частого и редкого дыхания у спортсмено? при мышечной деятельности циклического типа". Журнал "Теория и практика физической культуры", 1980, с.56.

10. Михайло? В.В., Козло? А.Б., Апсит С.О. "Влияние произвольного изменения частоты и глубины дыхания на гомеостатические критерии у спортсмено? при мышечной работе". Журнал "Теория и практика физической культуры", 1977, 326с.

11. Мищенко, В.С. Функциональные возможности спортсменов. / В.С. Мищенко - Киев: Здоровье, 1990.

12. Опарина О.Н. Изменение показателей внешнего дыхания при адаптации к физическим нагрузкам. - 2003. - № 3. - с56-57.

13. Сологуб Е.Б. Физиологические основы спортивной тренировки: Уч. пособие. - Л.: ГДОИФК. - 1986.

14. Сологуб Е.Б., А.С. Солодко? Общая физиология: Учеб. Пособие / СПБГАФК им. П.Ф. Лесгафта. СПб., 2000.

15. Солодко? А.С. Физиологические основы адаптации к физическим нагрузкам. - Л., 1988.

16. Солодко? А.С., Сологуб Е.Б. Физиология человека. Общая, спортивная, возрастная: Учебник - М.: Тера - спорт, Олимпия Пресс, 2001.

17. Солопов И.Н. Восприятие и произведенный контроль основных параметров внешнего дыхания у человека: Моногр./ИНС: Волгоград: ВГАФК, 1998.-183 с.

18. Стамбулова Н.Б. Психология спортивной карьеры: Учебное пособие. - СПБ.: Изд. «Центр Карьеры», 1999.

19. Терехов, П.А. Физиологическое тестирование спортсмена высокого класса / П.А. Терехов, Т.В. Балабохина, Н.В. Осипова, Д.Ф. Палецкий. - Киев, Олимпийская литература, 1998.

20. Тристан В.Г. Физиологические основы физической культуры и спорта: (учебное пособие)/ В.Г. Тристан, Ю.В. Корягина. - Омск: СибГАФК, 2001.-95 с.

21. Физиология человека: Учеб для институто? физической культуры / под общ ред. Зимкина Н.В.- М.: Физкультура и спорт, 1975.

22. Чусо? Ю.Н. Физиология человека: Учеб. Пособие.- М.: Просвещение, 1981.

Размещено на Allbest.ru