§2. Регуляция дыхания и ее возрастные особенности. Возрастные особенности дыхания 2 возрастные особенности механизма регуляции дыхания
В этой части речь идет о возрастных особенностях регуляции дыхания: о морфологических и функциональных особенностях дыхательного центра, о механизме регуляции дыхания у ребенка.
Возрастные особенности регуляции дыхания.
Морфологические и функциональные особенности дыхательного центра.
У плода и у грудного ребенка структуры дыхательного центра не вполне созрели в морфологическом и функциональном отношении. Каждому этапу развития соответствует свой уровень зрелости регуляторных механизмов, обеспечивающих приспособление развивающегося организма к условиям существования.
Дыхательные движения плода регулируются в основном бульбарным отделом дыхательного центра.
Возбудимость дыхательного центра и его чувствительность к газовому составу крови у плода, новорожденных и грудных детей низкая. Об этом говорит наличие у них нерегулярного ритма дыхательных движений. Активность нейронов дыхательного центра и их возбудимость в школьном возрасте становится такой же, как и у взрослых.
В период полового созревания у подростков отмечается повышение возбудимости дыхательного центра, в связи с чем ухудшается координация функций дыхательного аппарата. По окончании полового созревания дыхательная функция приходит в норму.
Особенность дыхательного центра плода заключается в том, что его клетки не реагируют на повышение содержания СО 2 в крови, но чувствительны к понижению содержания кислорода (гипоксемии). Хеморецепторы каротидного синуса и дуги аорты не реагируют на повышение содержания углекислого газа. Чувствительность дыхательного центра к содержанию СО 2 повышается с возрастом: у подростков 9-16 лет и у взрослых она приблизительно одинакова.
Произвольная регуляция дыхания, а следовательно, и корковая регуляция развиваются вместе с речью в первые годы жизни ребенка.
Механизм регуляции дыхания у ребенка.
Для осуществления акта дыхания в крови плода должно быть определенное содержание кислорода и СО 2 . Если путем гипервентиляции снизить в крови матери содержание СО 2 , то дыхательные движения плода уменьшаются вплоть до полного их прекращения. На дыхание плода отрицательно влияет повышение содержания кислорода в его крови. Так, если в крови матери повысить содержание О 2 путем вдыхания ею чистого кислорода, то у плода прекращаются дыхательные движения и уменьшается частота сердечных сокращений. После длительной остановки дыхания у плода появляются редкие дыхательные движения, повторяющиеся через 2-3 мин.
Если мать будет вдыхать газовую смесь с меньшим содержанием О 2 (16%), то дыхание плода улучшается - возникают более глубокие дыхательные движения.
Дыхательный центр обладает высокой чувствительностью к понижению содержания кислорода в крови. При гипоксемии у плода увеличиваются частота и глубина дыхательных движений и наступают типичные изменения у сердечно-сосудистой системе (увеличивается частота сердечных сокращений, повышается кровяное давление и увеличивается скорость оборота крови). Установлено, что плод реагирует на гипоксемию такой же реакцией и в том случае, если исключено влияние блуждающих и синокаротидных нервов.
Подобного рода исследования дают основание сделать вывод, что механизм приспособления плода к гипоксемии иной, чем у взрослого. У взрослого человека эта реакция осуществляется рефлекторным путем через хеморецепторы каротидной и аортальной зон, а у плода она имеет центральное происхождение. Гипоксемическая кровь плода омывает клетки дыхательного центра и центра симпатической регуляции сердца, что влечет за собой увеличение частоты и амплитуды дыхания и изменения в сердечно-сосудистой системе.
Адаптация к гипоксемии у плода не сопровождается увеличением кислородной емкости крови. Исследованиями установлено, что при гипоксемическом состоянии плода, развивающемся вследствие гипоксемии у матери, не увеличивается количество эритроцитов в крови, что имеет место у взрослого организма.
Пониженная чувствительность клеток дыхательного центра к содержанию СО 2 в крови сохраняется у новорожденного, грудного ребенка и в течение первых лет жизни.
Цель: разобрать регуляторные механизмы и возрастные особенности процесса дыхания. Задачи: 1. Рассмотреть регуляторные механизмы процесса дыхания в норме. 2. Охарактеризовать основы функционирования системы дыхания при изменении условий существования. 3. Разобрать возрастные особенности функционирования и регуляции дыхательной системы.
1. Хеморецепторы (гиперкапния (СО2), ацидоз (Н +), гипоксемия (О2)): а) периферические (аортальное тельце, каротидное тельце); б) центральные (бульбарные). 2. Механорецепторы: а) растяжения легких (n. vagus); б) ирритантные (от лат. irritatio - раздражать), (n. vagus); в) юкстаальвеолярные (юкстакапиллярные), (n. vagus); г) рецепторы верхних дыхательных путей (блуждающий, тройничный, языкоглоточный нервы) д) проприоцепторы дыхательных мышц – соответствие результата заданию.
1. С возрастом – увеличение параметров дыхания (дыхательный цикл, скорость вдоха, выдох, чувствительность центральных механизмов). Взрослые: фазы вдоха (продолжается примерно 0,9–4,7 с); фазы выдоха (продолжается 1,2–6,0 с). 2. ЧД, объемные характеристики. 3. ! Прекращение прироста функциональных показателей процесса дыхания: юноши – лет, девушки – лет.
Дыхательный центр.
Регуляция дыхания осуществляется центральной нервной системой, специальные области которой обусловливают автоматическое дыхание - чередование вдоха и выдоха и произвольное дыхание, обеспечивающее приспособительные изменения в системе органов дыхания, соответствующие конкретной внешней ситуации и осуществляемой деятельности. Группа нервных клеток, ответственная за осуществление дыхательного цикла, называется дыхательным центром. Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге, его разрушение приводит к остановке дыхания.
Дыхательный центр находится в состоянии постоянной активности: в нем ритмически возникают импульсы возбуждения. Эти импульсы возникают автоматически. Даже после полного выключения центростремительных путей, идущих к дыхательному центру, в нем можно зарегистрировать ритмическую активность. Автоматизм дыхательного центра связывают с процессом обмена веществ в нем. Ритмические импульсы передаются из дыхательного центра по центробежным нейронам к межреберным мышцам и диафрагме, обеспечивая последовательное чередование вдоха и выдоха.
Деятельность дыхательного центра регулируется рефлекторно, импульсацией, поступающей из различных рецепторов, и гуморально, изменяясь в зависимости от химического состава крови.
Рефлекторная регуляция. К рецепторам, возбуждение которых по центростремительным путям поступает в дыхательный центр, относятся хеморецепторы, расположенные в крупных сосудах (артериях) и реагирующие на снижение напряжения в крови кислорода и увеличение концентрации двуокиси углерода, и механорецепторы легких и дыхательных мышц. На регуляцию дыхания оказывают влияние также рецепторы воздухоносных путей. Рецепторы легких и дыхательных мышц имеют особое значение в чередовании вдоха и выдоха, от них в большей степени зависит соотношение этих фаз дыхательного цикла, их глубина и частота.
При вдохе, когда легкие растягиваются, раздражаются рецепторы в их стенках. Импульсы от рецепторов легких по центростремительным волокнам блуждающего нерва достигают дыхательного центра, тормозят центр вдоха и возбуждают центр выдоха. В результате дыхательные мышцы расслабляются, грудная клетка опускается, диафрагма принимает вид купола, объем грудной клетки уменьшается и происходит выдох. Выдох, в свою очередь, рефлекторно стимулирует вдох.
В регуляции дыхания принимает участие кора головного мозга, обеспечивающая тончайшее приспособление дыхания к потребностям организма в связи с изменениями условий внешней среды и жизнедеятельности организма. Человек может произвольно, по своему желанию на время задержать дыхание, изменить ритм и глубину дыхательных движений.
| | | следующая лекция ==> | |
§2. Регуляция дыхания и ее возрастные особенности
Дыхательный центр. Регуляция дыхания осуществляется центральной нервной системой, специальные области которой обусловливают автоматическое дыхание - чередование вдоха и выдоха и произвольное дыхание, обеспечивающее приспособительные изменения в системе органов дыхания, соответствующие конкретной внешней ситуации и осуществляемой деятельности. Группа нервных клеток, ответственная за осуществление дыхательного цикла, называется дыхательным центром. Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге, его разрушение приводит к остановке дыхания. Дыхательный центр находится в состоянии постоянной активности: в нем ритмически возникают импульсы возбуждения. Эти импульсы возникают автоматически. Даже после полного выключения центростремительных путей, идущих к дыхательному центру, в нем можно зарегистрировать ритмическую активность. Автоматизм дыхательного центра связывают с процессом обмена веществ в нем. Ритмические импульсы передаются из дыхательного центра по центробежным нейронам к межреберным мышцам и диафрагме, обеспечивая последовательное чередование вдоха и выдоха. Деятельность дыхательного центра регулируется рефлекторно, импульсацией, поступающей из различных рецепторов, и гуморально, изменяясь в зависимости от химического состава крови. Рефлекторная регуляция. К рецепторам, возбуждение которых по центростремительным путям поступает в дыхательный центр, относятся хеморецепторы, расположенные в крупных сосудах (артериях) и реагирующие на снижение напряжения в крови кислорода и увеличение концентрации двуокиси углерода, имеханорецепторы легких и дыхательных мышц. На регуляцию дыхания оказывают влияние также рецепторы воздухоносных путей. Рецепторы легких и дыхательных мышц имеют особое значение в чередовании вдоха и выдоха, от них в большей степени зависит соотношение этих фаз дыхательного цикла, их глубина и частота. При вдохе, когда легкие растягиваются, раздражаются рецепторы в их стенках. Импульсы от рецепторов легких по центростремительным волокнам блуждающего нерва достигают дыхательного центра, тормозят центр вдоха и возбуждают центр выдоха. В результате дыхательные мышцы расслабляются, грудная клетка опускается, диафрагма принимает вид купола, объем грудной клетки уменьшается и происходит выдох. Выдох, в свою очередь, рефлекторно стимулирует вдох. В регуляции дыхания принимает участие кора головного мозга, обеспечивающая тончайшее приспособление дыхания к потребностям организма в связи с изменениями условий внешней среды и жизнедеятельности организма. Человек может произвольно, по своему желанию на время задержать дыхание, изменить ритм и глубину дыхательных движений. Влияниями коры головного мозга объясняются предстартовые изменения дыхания у спортсменов - значительное углубление и учащение дыхания перед началом соревнования. Возможна выработка условных дыхательных рефлексов. Если к вдыхаемому воздуху добавить 5-7% углекислого газа, который в такой концентрации учащает дыхание, и сопровождать вдох стуком метронома или звонком, то через несколько сочетаний один только звонок или стук метронома вызовет учащение дыхания. Гуморальные влияния на дыхательный центр. Большое влияние на состояние дыхательного центра оказывает химический состав крови, в частности ее газовый состав. Накопление углекислого газа в крови вызывает раздражение рецепторов в кровеносных сосудах, несущих кровь к голове, и рефлекторно возбуждает дыхательный центр. Подобным образом действуют и другие кислые продукты, поступающие в кровь, например молочная кислота, содержание которой в крови увеличивается во время мышечной работы. Особенности регуляции дыхания в детском возрасте. К моменту рождения ребенка его дыхательный центр способен обеспечивать ритмичную смену фаз дыхательного цикла (вдох и выдох), но не так совершенно, как у детей старшего возраста. Это связано с тем, что к моменту рождения функциональное формирование дыхательного центра еще не закончилось. Об этом свидетельствует большая изменчивость частоты, глубины, ритма дыхания у детей раннего возраста. Возбудимость дыхательного центра у новорожденных и грудных детей низкая. Дети первых лет жизни отличаются более высокой устойчивостью к недостатку кислорода (гипоксии), чем дети более старшего возраста. Формирование функциональной деятельности дыхательного центра происходит с возрастом. К 11 годам уже хорошо выражена возможность приспособления дыхания к различным условиям жизнедеятельности. Чувствительность дыхательного центра к содержанию углекислого газа повышается с возрастом и в школьном возрасте достигает примерно уровня взрослых. Следует отметить, что в период полового созревания происходят временные нарушения регуляции дыхания и организм подростков отличается меньшей устойчивостью к недостатку кислорода, чем организм взрослого человека. Увеличивающаяся по мере роста и развития организма потребность в кислороде обеспечивается совершенствованием регуляции дыхательного аппарата, приводящей к возрастающей экономизации его деятельности. По мере созревания коры больших полушарий совершенствуется возможность произвольно изменять дыхание - подавлять дыхательные движения или производить максимальную вентиляцию легких. У взрослого человека во время мышечной работы увеличивается легочная вентиляция в связи с учащением и углублением дыхания. Такие виды деятельности, как бег, плавание, бег на коньках и лыжах, езда на велосипеде, резко повышают объем легочной вентиляции. У тренированных людей усиление легочного газообмена идет главным образом за счет увеличения глубины дыхания. Дети же в силу особенностей их аппарата дыхания не могут при физических нагрузках значительно изменить глубину дыхания, а учащают дыхание. И без того частое и поверхностное дыхание у детей при физических нагрузках становится еще более частым и поверхностным. Это приводит к более низкой эффективности вентиляции легких, особенно у маленьких детей. Организм подростка, в отличие от взрослого, быстрее достигает максимального уровня потребления кислорода, но и быстрее прекращает работу из-за неспособности долго поддерживать потребление кислорода на высоком уровне. Произвольные изменения дыхания играют важную роль при выполнении ряда дыхательных упражнений и помогают правильно сочетать определенные движения с фазой дыхания (вдохом и выдохом) . Одним из важных факторов в обеспечении оптимального функционирования дыхательной системы при различного вида нагрузках является регуляция соотношения вдоха и выдоха. Наиболее эффективным и облегчающим физическую и умственную деятельность является дыхательный цикл, в котором выдох длиннее вдоха. Научить детей правильно дышать при ходьбе, беге и других видах деятельности - одна из задач учителя. Одно из условий правильного дыхания - это забота о развитии грудной клетки. Для этого важно правильное положение тела, особенно во время сидения за партой, дыхательная гимнастика и другие физические упражнения, развивающие мускулатуру, приводящую в движение грудную клетку. Особенно полезны в этом отношении такие виды спорта, как плавание, гребля, катание на коньках, ходьба на лыжах. Обычно человек с хорошо развитой грудной клеткой дышит равномерно и правильно. Надо приучать детей ходить и стоять, соблюдая прямую осанку, так как это содействует расширению грудной клетки, облегчает деятельность легких и обеспечивает более глубокое дыхание. При согнутом положении туловища в организм поступает меньшее количество воздуха. Правильное положение тела детей в процессе различных видов деятельности содействует расширению грудной клетки, облегчает глубокое дыхание. Наоборот, при согнутом положении туловища создаются обратные условия, нарушается нормальная деятельность легких, ими поглощается меньшее количество воздуха, а вместе с этим и кислорода. Воспитанию у детей и подростков правильного дыхания через нос в состоянии относительного покоя, во время трудовой деятельности и выполнения физических упражнений уделяется большое внимание в процессе физического воспитания. Дыхательная гимнастика, плавание, гребля, катание на коньках, ходьба на лыжах особенно содействуют совершенствованию дыхания. Дыхательная гимнастика имеет и большое оздоровительное значение. При спокойном и глубоком вдохе понижается внутри-грудное давление, так как опускается вниз диафрагма. Возрастает приток венозной крови к правому предсердию, что облегчает работу сердца. Опускающаяся при вдохе диафрагма массирует печень и верхние органы брюшной полости, помогает удалению из них продуктов обмена веществ, а из печени - венозной застойной крови и желчи. Во время глубокого выдоха диафрагма поднимается, что увеличивает отток венозной крови из нижних конечностей, области таза и живота. В результате облегчается кровообращение. Одновременно при глубоком выдохе происходит легкий массаж сердца и улучшение его кровоснабжения. В дыхательной гимнастике три основные разновидности дыхания, называемые в соответствии с формой выполнения - грудным, брюшным и полным дыханием. Наиболее полноценным для здоровья считается полное дыхание. Существуют разнообразные комплексы дыхательной гимнастики. Эти комплексы рекомендуется выполнять до 3 раз в день, спустя не менее часа после еды. Гигиеническое значение воздушной среды в помещении. Чистота воздуха и его физико-химические свойства имеют огромное значение для здоровья и работоспособности детей и подростков. Пребывание детей и подростков в запыленном, плохо проветриваемом помещении является причиной не только ухудшения функционального состояния организма, но и многих заболеваний. Известно, что в закрытых, плохо проветриваемых и аэрируемых помещениях одновременно с повышением температуры воздуха резко ухудшаются его физико-химические свойства. Для организма человека небезразлично содержание в воздухе положительных и отрицательных ионов. В атмосферном воздухе количество положительных и отрицательных ионов почти одинаково, легкие ионы значительно преобладают над тяжелыми. Исследования показали, что на человека благоприятно влияют легкие и отрицательные ионы, а число их в рабочих помещениях постепенно уменьшается. Начинают преобладать положительные и тяжелые ионы, которые угнетают жизнедеятельность человека. В школах перед уроками в 1 см 3 воздуха содержится около 467 легких и 10 тыс. тяжелых ионов, а в конце учебного дня количество первых снижается до 220, а вторых увеличивается до 24 тыс. Благотворное физиологическое действие отрицательных аэроионов явилось основанием к применению искусственной ионизации воздуха закрытых помещений детских учреждений, спортивных залов. Сеансы непродолжительного (10 мин) пребывания в помещении, где в 1 см 3 воздуха содержится 450-500 тыс. легких ионов, продуцируемых специальным аэроионизатором, не только положительно сказываются на работоспособности, но и оказывают закаливающее влияние. Параллельно с ухудшением ионного состава, повышением температуры и влажности воздуха в классных помещениях увеличивается концентрация углекислоты, скапливаются аммиак и различные органические вещества. Ухудшение физико-химических свойств воздуха, особенно в помещениях со сниженной высотой, влечет за собой существенное ухудшение работоспособности клеток коры головного мозга человека. От начала к концу занятий возрастает запыленность воздуха и его бактериальная загрязненность, особенно если к началу занятий были плохо проведены уборка помещений влажным способом и проветривание. Количество колоний микроорганизмов в 1 м 3 воздуха в таких условиях к концу занятий во вторую смену возрастает в 6-7 раз, вместе с безвредной микрофлорой в нем содержится и патогенная. При высоте помещений в 3,5 м требуется не менее 1,43 м 2 на одного учащегося. Снижение высоты учебных и жилых (школы-интерната) помещений требует увеличения площади на одного учащегося. При высоте помещения 3 м на одного учащегося необходимо минимум 1,7 м 2 , а при высоте 2,5 м - 2,2 м 2 . Поскольку при физической работе (уроки физического воспитания, труда в мастерских) количество выделяемой учащимися углекислоты возрастает в 2-3 раза, необходимый объем воздуха, который нужно обеспечить в физкультурном зале, в мастерских, соответственно возрастает до 10-15 м 3 . Соответственно увеличивается и площадь на одного учащегося. Физиологическая потребность детей в чистом воздухе обеспечивается устройством системы центральной вытяжной вентиляции и форточек или фрамуг. Поступление воздуха в помещение и его смена происходят и естественным путем. Обмен воздуха происходит через поры строительного материала, щели в рамах окон, в дверях благодаря разности температур и давления внутри помещения и снаружи. Однако обмен этот ограничен и недостаточен. Устройство приточно-вытяжной искусственной вентиляции в детских учреждениях не оправдало себя. Поэтому получило распространение устройство центральной вытяжной вентиляции с широкой аэрацией - притоком атмосферного воздуха. Открывающаяся часть окон (фрамуги, форточки) в каждом помещении по своей общей площади должна составлять не менее 1:50 (лучше 1:30) площади пола. Более целесообразны для проветривания фрамуги, так как площадь их больше и наружный воздух поступает через них вверх, что обеспечивает эффективный воздухообмен в помещении. Сквозное проветривание эффективнее обычного в 5-10 раз. При сквозном проветривании резко уменьшается и содержание микроорганизмов в воздухе помещений. Действующими нормами и правилами предусматривается естественная вытяжная вентиляция в размере однократного обмена в 1 ч. Предполагается, что остальной объем воздуха удаляется через рекреационные помещения с последующей вытяжкой из санитарных узлов и через вытяжные шкафы лабораторий химии. В мастерские приток воздуха должен обеспечивать 20 м 3 /ч, в спортивных залах - 80 м 3 /ч на одного учащегося. В химической и физической лабораториях и в столярной мастерской устраивают дополнительные вытяжные шкафы. В целях борьбы с пылью не реже одного раза в месяц следует производить генеральную уборку с мытьем панелей, радиаторов, подоконников, дверей, тщательной протиркой мебели. Микроклимат. Температура, влажность и скорость движения воздуха (охлаждающая сила) в учебном помещении характеризуют его микроклимат. Значение оптимального микроклимата для здоровья и работоспособности учащихся и учителей не меньшее, чем других параметров санитарного состояния и содержания учебных помещений школы и профессионально-технических училищ. В связи с повышением температуры наружного воздуха и воздуха в помещении у школьников замечено снижение работоспособности. В разные сезоны года у детей и подростков отмечены своеобразные изменения внимания, памяти. Зависимость между колебаниями температуры наружного воздуха и работоспособностью детей отчасти послужила основанием к установлению сроков начала и окончания учебного года. Наилучшим временем для учебных занятий считается осень и зима. За время учебных занятий, даже при отрицательной температуре наружного воздуха, температура в классах уже к большой перемене повышается на 4°, а к концу занятий - на 5,5°. Колебания температуры, естественно, сказываются на тепловом состоянии учащихся, отражением которого являются изменения температуры кожи конечностей (стоп и рук). Температура этих участков тела повышается с увеличением температуры воздуха. Высокая температура в классах (до 26°) влечет напряжение терморегуляторных процессов и снижение работоспособности. В таких условиях умственная работоспособность учащихся к концу уроков резко снижается. Еще отчетливее проявляется влияние температурных условий на работоспособность учащихся во время занятий физической культурой и трудом. В помещениях школ, школ-интернатов, интернатов при школах, профессионально-технических училищ при относительной влажности 40-60% и скорости движения воздуха не более 0,2 м/с температуры его нормируются в соответствии с климатическими районами (табл. 19), Перепад температуры воздуха в помещении как по вертикали, так и по горизонтали установлен в пределах 2-3°С. Низкая температура воздуха в физкультурном зале, мастерских и рекреационных помещениях соответствует виду деятельности детей и подростков в этих помещениях.
Во время учебных занятий следует проявлять особую заботу о тепловом комфорте учащихся, сидящих в первом от окон ряду, строго соблюдать установленные разрывы, не усаживать детей около радиаторов (печей). В школах с ленточным остеклением разрывы между первым рядом парт и окнами в зимнее время следует увеличивать до 1,0-1,2 м. Из-за низкого термического сопротивления стекла и высокой воздухопроницаемости оконных переплетов большая остекленная поверхность наружной стены в зимнее время становится источником мощного радиационного и конвекционного охлаждения. Уже при температуре наружного воздуха ниже -15°С температура внутренней поверхности стекла снижается в среднем до 6-10 °С, а под влиянием ветра до 0°С. Гигиенические требования к отоплению школ. Из существующих систем центрального отопления в детских учреждениях применяется система водяного отопления низкого давления. Это отопление при применении приборов большой теплоемкости обеспечивает в помещении равномерную температуру воздуха в течение дня, не делает воздух слишком сухим и исключает возгон пыли на нагревательных приборах. Из приборов местного отопления применяют голландские печи, обладающие большой теплоемкостью. Топку печей производят из коридоров в ночное время, а трубы закрывают не позже чем за 2 ч до прихода учащихся.
Дыхательный центр. Дыхание человека меняется в зависимости от состояния его организма. Оно спокойное, редкое во время сна, частое и глубокое при физических нагрузках, прерывистое, неровное во время эмоций. При погружении в холодную воду у человека на время останавливается дыхание, «дух захватывает». Русский физиолог Н. А. Миславский в 1919 г. установил, что в продолговатом мозге имеется группа клеток, разрушение которых ведет к остановке дыхания. Так было положено начало изучению дыхательного центра. Дыхательный центр -- сложное образование и состоит из центра вдоха и центра выдоха. Позже удалось показать, что дыхательный центр имеет более сложную структуру и в процессах регуляции дыхания принимают участие также вышележащие отделы центральной нервной системы, которые обеспечивают приспособительные изменения в системе органов дыхания к различной деятельности организма. Важная роль в регуляции дыхания принадлежит коре больших полушарий.
Дыхательный центр находится в состоянии постоянной активности: в нем ритмически возникают импульсы возбуждения. Эти импульсы возникают автоматически. Даже после полного выключения центростремительных путей, идущих к дыхательному центру, в нем можно зарегистрировать ритмическую активность. Автоматизм дыхательного центра связывают с процессом обмена веществ в нем. Ритмические импульсы передаются из дыхательного центра по центробежным нейронам к дыхательным мышцам и диафрагме, обеспечивая чередование вдоха и выдоха.
Рефлекторная регуляция. При болевом раздражении, при раздражении органов брюшной полости, рецепторов кровеносных сосудов, кожи, рецепторов дыхательных путей изменение дыхания происходит рефлекторно.
При вдыхании паров аммиака, например, раздражаются рецепторы слизистой оболочки носоглотки, что приводит к рефлекторной задержке дыхания. Это важное защитное приспособление, препятствующее попаданию в легкие ядовитых и раздражающих веществ.
Особое значение в регуляции дыхания имеют импульсы, идущие от рецепторов дыхательных мышц и от рецепторов самих легких. От них в большей степени зависит глубина вдоха и выдоха. Это происходит так. При вдохе, когда легкие растягиваются, раздражаются рецепторы в их стенках. Импульсы от рецепторов легких по центростремительным волокнам блуждающего нерва достигают дыхательного центра, тормозят центр вдоха и возбуждают центр выдоха. В результате дыхательные мышцы расслабляются, грудная клетка опускается, диафрагма принимает вид купола, объем грудной клетки уменьшается и происходит выдох. Выдох, в свою очередь, рефлекторно стимулирует вдох.
В регуляции дыхания принимает участие кора головного мозга, обеспечивающая тончайшее приспособление дыхания к потребностям организма в связи с изменениями условий внешней среды и жизнедеятельности организма.
Вот примеры влияния коры больших полушарий на дыхание. Человек может на время задержать дыхание, по своему желанию изменить ритм и глубину дыхательных движений. Влияниями коры головного мозга объясняются предстартовые изменения дыхания у спортсменов -- значительное углубление и учащение дыхания перед началом соревнования. Возможна выработка условных дыхательных рефлексов. Если к вдыхаемому воздуху добавить 5--7% углекислого газа, который в такой концентрации учащает дыхание, и сопровождать вдох стуком метронома или звонком, то через несколько сочетаний один только звонок или стук метронома вызовет учащение дыхания.
Гуморальные влияния на дыхательный центр. Большое влияние на состояние дыхательного центра оказывает химический состав крови, в частности ее газовый состав. Накопление углекислого газа в крови вызывает раздражение рецепторов в кровеносных сосудах, несущих кровь к голове, и рефлекторно возбуждает дыхательный центр. Подобным образом действуют и другие кислые продукты, поступающие в кровь, например молочная кислота, содержание которой в крови увеличивается во время мышечной работы.
Первый вдох новорожденного. При внутриутробном развитии плод получает кислород и отдает углекислый газ через плаценту организму матери. Однако плод совершает дыхательные движения в виде незначительного расширения грудной клетки. Легкие при этом не расправляются, а только возникает небольшое отрицательное давление в плевральной щели.
Согласно данным И. А. Аршавского, такого рода дыхательные движения плода способствуют лучшему движению крови и улучшению кровоснабжения плода, а также являются своеобразной тренировкой функции легких. Во время родов, после перевязки пупочного канатика, организм ребенка отделяется от организма матери. При этом в крови новорожденного накапливается углекислый газ и снижается содержание кислорода. Изменение газового состава крови приводит к повышению возбудимости дыхательного центра как гуморально, так и рефлекторно через раздражение рецепторов в стенках кровеносных сосудов. Клетки дыхательного центра раздражаются, и в ответ возникает первый вдох. А далее вдох рефлекторно вызывает выдох.
В возникновении первого вдоха немаловажная роль принадлежит изменению условий существования новорожденного по сравнению с внутриутробным его существованием. Механические раздражения кожи при прикосновении рук акушера к телу ребенка, более низкая температура окружающей среды по сравнению с внутриутробной, подсыхание тела новорожденного в воздухе -- все это также способствует рефлекторному возбуждению дыхательного центра и возникновению первого вдоха.
И. А. Аршавский в появлении первого вдоха основную роль отводит возбуждению спинномозговых дыхательных мотонейронов, клеток ретикулярной формации продолговатого мозга; возбуждающим фактором при этом служит снижение парциального давления кислорода в крови.
Во время пepвoго вдоха расправляются легкие, которые у плода были в спавшемся состоянии, легочная ткань плода очень упруга, малорастяжима. Нужна определенная сила, чтобы растянуть и расправить легкие. Поэтому первый вдох труден и происходит с большими затратами энергии.
Особенности возбудимости дыхательного центра у детей. К моменту рождения ребенка его дыхательный центр способен обеспечивать ритмичную смену фаз дыхательного цикла (вдох и выдох), но не так совершенно, как у детей старшего возраста. Это связано с тем, что к моменту рождения функциональное формирование дыхательного центра еще не закончилось. Об этом свидетельствует большая изменчивость частоты, глубины, ритма дыхания у детей раннего возраста. Возбудимость дыхательного центра у новорожденных и грудных детей низкая.
Дети первых лет жизни отличаются более высокой устойчивостью к недостатку кислорода (гипоксии), чем дети более старшего возраста.
Формирование функциональной деятельности дыхательного центра происходит с возрастом. К 11 годам уже хорошо выражена возможность приспособления дыхания к различным условиям жизнедеятельности.
Чувствительность дыхательного центра к содержанию углекислого газа повышается с возрастом и в школьном возрасте достигает примерно уровня взрослых. Следует отметить, что в период полового созревания происходят временные нарушения регуляции дыхания и организм подростков отличается меньшей устойчивостью к недостатку кислорода, чем организм взрослого человека.
О функциональном состоянии дыхательного аппарата свидетельствует и возможность произвольно изменять дыхание (подавлять дыхательные движения или производить максимальную вентиляцию). В произвольной регуляции дыхания участвует кора больших полушарий головного мозга, центры, связанные с восприятием речевых раздражителей и с ответами на эти раздражители.
Произвольная регуляция дыхания связана со второй сигнальной системой и появляется лишь с развитием речи.
Произвольные изменения дыхания играют важную роль при выполнении ряда дыхательных упражнений и помогают правильно сочетать определенные движения с фазой дыхания (вдохом и выдохом).
Дыхание при физической работе. У взрослого человека при мышечной работе увеличивается легочная вентиляция в связи с учащением и углублением дыхания. Такие виды деятельности, как бег, плавание, бег на коньках и лыжах, езда на велосипеде, резко повышают объем легочной вентиляции. У тренированных людей усиление легочного газообмена идет главным образом за счет увеличения глубины дыхания. Дети же в силу особенностей их аппарата дыхания не могут при физических нагрузках значительно изменить глубину дыхания, а учащают дыхание. И без того частое и поверхностное дыхание у детей при физических нагрузках становится еще более частым и поверхностным. Это приводит к более низкой эффективности вентиляции легких, особенно у маленьких детей.
Подростки, в отличие от взрослых, быстрее достигают максимального уровня потребления кислорода, но и быстрее прекращают работу из-за неспособности поддерживать долго потребление кислорода на высоком уровне.
Правильное дыхание. Замечали ли вы, что человек на короткое время задерживает вдох, когда к чему-нибудь прислушивается? А почему у гребцов, молотобойцев момент наибольшего усиления совпадает с резким выдохом («ух»)?
При нормальном дыхании вдох короче выдоха. Такой ритм дыхания облегчает физическую и умственную деятельность. Это можно объяснить так. Во время вдоха дыхательный центр возбуждается, при этом по закону индукции возбудимость других отделов мозга снижается, а при выдохе имеет место обратное явление. Поэтому сила мышечного сокращения понижается во время вдоха и возрастает во время выдоха. Поэтому работоспособность понижается и скорее наступает утомление, если вдох удлинен, а выдох укорочен.
Научить детей правильно дышать при ходьбе, беге и других видах деятельности -- одна из задач учителя. Одно из условий правильного дыхания -- это забота о развитии грудной клетки. Для этого важно правильное положение тела, особенно во время сидения за партой, дыхательная гимнастика и другие физические упражнения, развивающие мускулатуру, приводящую в движение грудную клетку. Особенно полезны в этом отношении такие виды спорта, как плавание, гребля, катание на коньках, ходьба на лыжах.
Обычно человек с хорошо развитой грудной клеткой дышит равномерно и правильно. Надо приучать детей ходить и стоять, соблюдая прямую осанку, так как это содействует расширению грудной клетки, облегчает деятельность легких и обеспечивает 1 более глубокое дыхание. При согнутом положении туловища в организм поступает меньшее количество воздуха.
Адаптация организма к физическим нагрузкам
С биологической точки зрения физическая подготовка представляет собой процесс направленной адаптации организма к тренировочным воздействиям. Нагрузки, применяемые в процессе физической подготовки, выполняют роль раздражителя, возбуждающего приспособительные изменения в организме. Тренировочный эффект определяется направленностью и величиной физиологических и биохимических изменений, происходящих под воздействием применяемых нагрузок. Глубина происходящих при этом в организме сдвигов зависит от основных характеристик физической нагрузки:
- * интенсивности и продолжительности выполняемых упражнений;
- * количества повторений упражнений;
- * продолжительности и характера интервалов отдыха между повторением упражнений.
Определенное сочетание перечисленных параметров физических нагрузок приводит к необходимым изменениям в организме, к перестройке обмена веществ и, в конечном итоге, к росту тренированности.
Процесс адаптации организма к воздействию физических нагрузок имеет фазный характер. Поэтому выделяют два этапа адаптации: срочный и долговременный (хронический).
Этап срочной адаптации сводится преимущественно к изменениям энергетического обмена и связанных с ним функций вегетативного обеспечения на основе уже сформированных механизмов их реализации, и представляет собой непосредственный ответ организма на однократные воздействия физических нагрузок.
При многократном повторении физических воздействий и суммировании многих следов нагрузок, постепенно развивается долгосрочная адаптация. Этот этап связан с формированием в организме функциональных и структурных изменений, происходящих вследствие стимуляции генетического аппарата нагружаемых во время работы клеток. В процессе долговременной адаптации к физическим нагрузкам активируется синтез нуклеиновых кислот и специфических белков, в результате чего происходит увеличение возможностей опорно-двигательного аппарата, совершенствуется его энергообеспечение.
Фазовость протекания процессов адаптации к физическим нагрузкам позволяет выделять три разновидности эффектов в ответ на выполняемую работу.
Срочный тренировочный эффект, возникающий непосредственно во время выполнения физических упражнений и в период срочного восстановления в течение 0.5 - 1.0 часа после окончания работы. В это время происходит устранение образовавшегося во время работы кислородного долга.
Отставленный тренировочный эффект, сущность которого составляет активизация физической нагрузкой пластических процессов для избыточного синтеза разрушенных при работе клеточных структур и восполнение энергетических ресурсов организма. Этот эффект наблюдается на поздних фазах восстановления (обычно в пределах до 48 часов после окончания нагрузки).
Кумулятивный тренировочный эффект - является результатом последовательного суммирования срочных и отставленных эффектов повторяющихся нагрузок. В результате кумуляции следовых процессов физических воздействий на протяжении длительных периодов тренировки (более одного месяца) происходит прирост показателей работоспособности и улучшение спортивных результатов.
Небольшие по объему физические нагрузки не стимулируют развитие тренируемой функции и считаются неэффективными. Для достижения выраженного кумулятивного тренировочного эффекта необходимо выполнить объем работы, превышающий величину неэффективных нагрузок.
Дальнейшее наращивание объемов выполняемой работы сопровождается, до определенного предела, пропорциональным увеличением тренируемой функции. Если же нагрузка превышает предельно допустимый уровень, то развивается состояние перетренированности, происходит срыв адаптации.
-
17 апреля 2015Подавленное настроение, хандра, депрессия -
17 апреля 2015Google Maps (карты Google) Новые спутниковые карты года
