1467
правок
Изменения
Нет описания правки
Исходя из результатов экспериментальных работ, можно заключить, что респираторная система в некоторых случаях может косвенным образом ограничивать доставку кислорода к рабочим мышцам во время максимальной или супрамаксимальной аэробной работы, как за счет развития артериальной гипоксемии, так и за счет рефлекторного перераспределения кровотока между дыхательными и рабочими мышцами.
== Регуляция дыхания при физической нагрузке ==
Во время физической нагрузки извлечение 02 из крови увеличивается втрое, что сопровождается 30-кратным или даже большим увеличением кровотока. Таким образом, во время физической нагрузки скорость метаболизма в мышцах может повыситься в целых 100 раз.
=== Повышение альвеолярно-капиллярного градиента Р02, кровоток и удаление С02 ===
Во время физической нагрузки увеличивается количество 02, поступающего в кровь в легких. Р02 крови, попадающей в легочные капилляры, падает с 5,3 до 3,3 кПа (с 40 до 25 мм рт. ст.) или меньше, вследствие чего альвеолярно-капиллярный градиент Р02 увеличивается, и больше 02 попадает в кровь. Минутный объем кровотока также увеличивается с 5,5 л/мин до 20~35 л/мин. Поэтому общее количество 02, поступающего в кровь, увеличивается с 250 мл/мин в состоянии покое до значений, достигающих 4000 мл/мин. Увеличивается также количество С02, удаленного из каждой единицы крови.
Рост потребления 02 пропорционален нагрузке вплоть до максимального уровня. При увеличении нагрузки наступает момент, когда в крови начинает повышаться уровень молочной кислоты (лактатный порог). Когда аэробный ресинтез запасов энергии не поспевает за их использованием, образование молочной кислоты в мышцах возрастает, и возникает кислородная задолженность. На практике анаэробный порог достигается, когда уровень молочной кислоты в крови превышает 4 ммоль/л. Анаэробный порог можно изучать по изменению параметров дыхания и с помощью электромиографического исследования, при этом нет необходимости брать образцы крови для анализа, причиняющие некоторую боль.
=== Изменения дыхательного коэффициента (ДК) во время физической нагрузки ===
Дыхательный коэффициент (ДК) представляет собой отношение объема произведенного С02к объему 02, потребленного в единицу времени. В состоянии покоя он может составлять, например, 0,8. Когда преобладает метаболизм глюкозы, он равен 1. У людей, находящихся в плохой физической форме, метаболизм глюкозы преобладает над метаболизмом жиров уже при низком уровне нагрузки. У тренированных, выносливых спортсменов способность использовать жирные кислоты для производства энергии сохраняется и при высоком уровне нагрузки. Во время физической нагрузки ДК повышается; его значение, возможно, даже достигает 1,5—2,0 из-за дополнительного С02, образовавшегося при буферизации молочной кислоты во время активной физической нагрузки. Во время компенсации кислородной задолженности после физической нагрузки ДК падает до 0,5 или ниже.
=== Контроль вентиляции во время физической нагрузки ===
Вентиляция легких увеличивается с началом физической нагрузки, но не сразу достигает необходимого в данный момент уровня, процесс происходит постепенно. Неотложная потребность в энергии восполняется богатыми энергией фосфатами, а затем их ресинтезом с использованием кислорода, который содержится в тканевой жидкости или накоплен в переносящих кислород белках (рис. 5).
В начале физической нагрузки происходит резкое увеличение вентиляции, а в конце ее - столь же резкое уменьшение. Это наводит на мысль об условном или приобретенном рефлексе. Во время физической нагрузки можно ожидать заметного уменьшения давления кислорода в артериальной крови и повышения давления С02 в венозной крови из-за возросшего метаболизма скелетных мышц. Однако оба они остаются почти в норме, демонстрируя чрезвычайно высокую способность дыхательной системы обеспечивать адекватную оксигенацию крови, даже при тяжелой нагрузке. Поэтому газам крови не нужно отклоняться от нормы, чтобы физическая нагрузка простимулировала дыхание.
Рис. 5. Изменение вентиляции во время физической нагрузки. Обратите внимание на резкое увеличение и уменьшение в начале и конце физической нагрузки, соответственно. В период восстановления наблюдается небольшая фаза кислородной задолженности
Так как РС02 в артериальной крови не меняется во время умеренной физической нагрузки, накопления избытка Н+ в результате из накопления С02 не наблюдается. Но во время напряженной физической нагрузки наблюдается увеличение концентрации Н+ в артериальной крови вследствие образования и поступления молочной кислоты из мышц в кровь. Это изменение концентрации Н+, возможно, отчасти является причиной гипервентиляции во время серьезной физической нагрузки.
Дыхание во время физической нагрузки, скорее всего, стимулируется в основном нейрогенными механизмами. Часть этой стимуляции является результатом непосредственного возбуждения дыхательного центра ответвлениями аксонов, спускающихся из мозга к мотонейронам, обслуживающим сокращающиеся мышцы. Считается, что существенную роль в стимуляции дыхания во время физической нагрузки играют также афферентные пути от рецепторов в суставах и мышцах.
Кроме того, в результате повышенной физической активности часто возрастает температура тела, что способствует стимуляции альвеолярной вентиляции. Возможно, стимуляции вентиляции во время физической нагрузки способствует увеличение концентрации адреналина и норадреналина в плазме крови.
=== Фактор, ограничивающий способность переносить физическую нагрузку ===
При максимальной физической нагрузке фактическая вентиляция легких составляет всего 50% от максимального дыхательного объема. Кроме того, насыщение гемоглобина артериальной крови кислородом происходит даже во время самой тяжелой физической нагрузки. Поэтому дыхательная система не может быть фактором, ограничивающим способность здорового человека переносить физическую нагрузку. Однако для людей в плохой физической форме натренированность дыхательных мышц может стать проблемой. Фактором, ограничивающим способность переносить физическую нагрузку, является способность сердца накачивать кровь к мышцам, которая, в свою очередь, влияет на максимальную скорость переноса 02 Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы является распространенной проблемой. Митохондрии в сокращающейся мышце - это конечные потребители кислорода и важнейший определяющий фактор выносливости.
== Читайте также ==