Чтение онлайн

Жизненная емкость легких складывается из величин дыхательного объема, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха. При спокойном дыхании дыхательный объем составляет примерно 10—20%, резервный объем выдоха 30—40%, а резервный объем вдоха 45—55% жизненной емкости легких. Имеются методы, с помощью которых можно сравнительно просто измерить остаточный объем воздуха, остающийся в легких после максимально глубокого выдоха. Измерение остаточного объема связано с определением другой величины, важной для оценки объемов легких. Это величина функциональной остаточной емкости, т.е. суммы остаточного объема и резервного объема выдоха. Функциональная остаточная емкость соответствует количеству воздуха, остающемуся в легких после спокойного выдоха. Изменения ее по мере роста ребенка хорошо коррелируют с длиной тела. Cook, De Muth, Hovatt, Hill дают следующие формулы функциональной остаточной емкости (Ф.О.Е.) в миллилитрах.

Измерение остаточного объема позволяет рассчитать общую емкость, т.е. сумму жизненной емкости и остаточного объема. У детей в возрасте от 5 до 17 лет остаточный объем составляет в среднем 20– 24% общей емкости легких, примерно столько же, сколько у взрослых людей. У тренированных детей, систематически занимающихся спортом, остаточный объем равен несколько меньшей доле общей емкости, в среднем 18%. Следовательно, спортсмены могут сделать более полный выдох. Понятно, что при этом абсолютные величины остаточного объема больше у спортсменов, как и величины жизненной емкости. Практически интересно вычисление так называемого коэффициента функциональной остаточной емкости, т.е. отношения остаточного объема к резервному объему выдоха. Оба объема должны быть вычислены для этой цели в процентах от общей емкости легких. Коэффициент функциональной остаточной емкости меньше у юных спортсменов по сравнению с нетренированными детьми. В одном из подобных исследований получены средние данные: у юных пловцов 10—16 лет 73,2+3,2%, а у их нетренированных сверстников 92,0+3,2% (А.И. Осипов). Такие большие различия связаны с тем, что у спортсменов относительные величины остаточного объема меньше, а резервного объема выдоха больше, чем у нетренированных. Противоположно направленные сдвиги этих показателей делают особенно ощутимыми различия их отношений.

В абсолютных цифрах минутный объем дыхания повышается с возрастом в соответствии с увеличением обмена веществ. Как и уровень обмена, относительные величины легочной вентиляции, пересчитанные на 1 кг веса или на 1 м^2 поверхности тела, оказываются тем меньше, чем старше дети (табл. 2.4). Вследствие замедления и углубления дыхательных движений дыхательный объем увеличивается с возрастом в большей степени по сравнению с вентиляцией легких.

Мышечная деятельность повышает минутный объем дыхания более или менее пропорционально тяжести нагрузки. Чем старше дети, тем более интенсивную мышечную работу могут они выполнить и тем больше может у них увеличиться вентиляция легких во время работы.

Под влиянием тренировки удается выполнять одну и ту же работу при меньшем увеличении вентиляции легких. В то же время тренированные дети способны увеличить свой минутный объем дыхания при работе до более высокого уровня по сравнению с их сверстниками, не занимающимися физическими упражнениями (А.Н. Крестовников, Н.В. Зимкин). Чем старше дети, тем больше может сказаться на них эффект тренировки и тем большие изменения могут произойти в их организме под влиянием физических упражнений. В 14—15 лет тренировка вызывает у подростков почти столь же значительные сдвиги, как у взрослых людей. В 10—12 лет возможность подобных изменений дыхания и газообмена заметно меньше.

Предела увеличения дыхания (так называемой максимальной вентиляции легких) нельзя достигнуть при мышечной работе. Настоящий максимум получается только при произвольном учащении и углублении дыхания в течение 15—20 секунд. Затем результат пересчитывается на минуту. Величину максимальной вентиляции легких, так же как и жизненную емкость, удается измерить только у достаточно больших детей, после того как ребенок окажется в состоянии понять и выполнить подобное задание. Иногда пользуются также понятием о резерве дыхания, т.е. о разнице между максимальной вентиляцией (пределом) и минутным объемом дыхания в данных условиях наблюдения.

Предел дыхания увеличивается с возрастом. По результатам одного из подобных исследований, максимальная вентиляция легких оказалась в 6 лет равна в среднем 42 л/мин, в 10 лет – 48 л/мин, а в 14 лет – уже 68 л/мин (М.А. Шалков). Для оценки максимальной вентиляции принято сравнивать результаты измерения с должными величинами, рассчитанными по различным формулам. В таких формулах исходят из возможного углубления дыхания, т. е. жизненной емкости легких и оптимального (для достижения предела) учащения дыхания. Формула Дембо позволяет определить максимальную вентиляцию легких в литрах. Она равна половине должной жизненной емкости легких в литрах, умноженной на 35. Чем больше у данного лица предел дыхания при произвольной гипервентиляции, тем больше при прочих равных условиях можно увеличить вентиляцию и при мышечной работе. У юных спортсменов предел дыхания оказывается больше, чем у их нетренированных сверстников и часто достигает 150—200% от должной величины. В табл. 2.4 представлены средние данные одного из подобных исследований, проведенного у школьников в возрасте 10—16 лет.

Легочная вентиляция обеспечивает обмен газов между атмосферой и альвеолами. Чем моложе дети, тем меньше у них процент углекислого газа и тем больше процент кислорода в выдыхаемом и в альвеолярном воздухе. Соответственно меньше также процент использования кислорода (табл. 2.5). Это значит, что у маленьких детей легочная вентиляция менее эффективна, чем у взрослых. На один и тот же объем потребленного кислорода и выделяемого углекислого газа ребенку нужно больше вентилировать легкие, чем взрослым людям. Эту зависимость удобно выразить величиной так называемого дыхательного эквивалента, равного частному от деления минутного объема дыхания на потребление кислорода в минуту, умноженному на 10. По данным М.А. Шалкова, он уменьшается с 3,8 в 1-й месяц жизни до 2,4 в 14 лет.

Низкую эффективность вентиляции у маленьких детей можно объяснить, по-видимому, их частым и поверхностным дыханием. При поверхностном дыхании относительно большую долю дыхательного объема составляет объем «мертвого» пространства. Вследствие этого альвеолярная вентиляция, т.е. воздух, фактически участвующий в газообмене, составляет относительно меньшую часть минутного объема.

В результате выдыхаемый воздух состоит в большей степени из воздуха «мертвого» пространства, т.е. из атмосферного воздуха, и в нем меньше оказывается процент выделения углекислого газа и процент использования кислорода из данного объема дыхания.

В зависимости от состояния ребенка вентиляция может быть более или менее эффективной. Многие юные спортсмены вентилируют свои легкие эффективнее, чем их нетренированные сверстники. У спортсменов часто бывают относительно более высокие проценты выделения углекислого газа и использования кислорода, чем у детей, не занимающихся спортом. Однако при систематическом изучении многих юных спортсменов обнаруживается, что эффективность вентиляции у них может не отличаться от уровня нетренированных сверстников. Повышение обмена при мышечной работе обычно приводит к тому, что полнее используется вентилирующий легкие воздух. При утомлении или в случаях, когда работа слишком тяжела для недостаточно тренированного ребенка, выделение углекислого газа и использование кислорода, наоборот, снижаются.

Развитие организма происходит при постоянной адаптации его к воздействию внешней среды, выработке необходимых приспособительных механизмов, обеспечивающих эффективное функционирование всех органов и систем человека. На этой основе физиологические изменения, связанные, например, с физическими упражнениями, происходят задолго до их выполнения в результате деятельности нервной системы, которая регулирует изменения как физиологических функций, так и волевых усилий.

Основные свойства нервной системы являются врожденными и, следовательно, во многом предопределяют ее двигательные возможности (З.И. Бирюкова). Эти особенности нервной системы создают определенные предпосылки к занятиям тем или иным видом спорта. Например, тяжелоатлета высокого класса отличают высокая подвижность и быстрота реакции, способность к максимальной концентрации нервных процессов при выполнении подъема штанги, особенно предельных весов. Однако под воздействием внешних факторов тип нервной деятельности (генотип) может существенно измениться, образуя фенотип, включающий в себя как приобретенные, так и выработанные свойства.