Приспособление к работе функций дыхания

Одновременно с приспособлением к работе сердечнососудистой системы должно происходить и соответствующее приспособление органов дыхания. В организме процессы дыхания частью происходят глубоко в клетках (отдача кислорода через стенку капилляров тканям, окислительные процессы в мышечных клетках и пр.), образуя так называемое внутриклеточное дыхание; частью же эти процессы выявляются во внешнем дыхании, т. е. в дыхательных движениях, благодаря которым обновляется состав воздуха в альвеолах.

Процесс внешнего дыхания состоит в следующем. Заключающая легкие соединительно-тканевая оболочка плотно прилегает своей поверхностью к внутренней поверхности грудной клетки, так что между обеими поверхностями создается разреженное пространство. В силу этого обстоятельства легкие, построенные из эластичной ткани, следуют за каждым движением грудной клетки, они вместе с грудной клеткой расширяются при вдохе и сжимаются при выходе. При вдохе в легкие через наружные дыхательные пути (носовую полость, гортань, дыхательное горло) поступает воздух из атмосферы, содержащий 21% кислорода, а при выдохе выделяется воздух, содержащий меньшее количество кислорода — 17— 14% и некоторое количество углекислого газа (до 5—6%).

Физиологический механизм регуляции дыхания включает условные рефлексы, проявляющиеся в реакции дыхания на изменения, происходящие в производственном процессе, и безусловные рефлекторные реакции на раздражения дыхательного центра, находящегося в продолговатом мозге. Дыхательный центр получает центростремительные нервные импульсы при раздражении кожи холодом, при раздражении нервных окончаний в двигательном аппарате. Сильными раздражителями дыхательного центра являются приносимые с током крови продукты обмена, в особенности же накапливающаяся в крови во время работы угольная кислота. От дыхательного центра при его возбуждении двигательные нервные импульсы идут по диафрагмальному нерву к диафрагме (мускульной перегородке, отделяющей грудную полость от брюшной) и по межреберным нервам к межреберным мышцам. Диафрагма, сокращаясь, опускается, межреберные мышцы при возбуждении поднимают ребра. В результате увеличивается объем грудной полости и происходит вдох. При расслаблении диафрагмы и межреберных мышц происходят обратные движения, вызывающие выдох. Для регуляции дыхания и перехода от вдоха к выдоху большое значение имеют раздражения нервных окончаний, имеющихся в легочной ткани. Естественным раздражителем этих нервных окончаний является растягивание легких при вдохе и выдохе. Возникающее при этом возбуждение по блуждающему нерву достигает дыхательного центра и вызывает рефлекторное ускорение перехода от вдоха к выдоху и обратно.

Количество вдыхаемого и выдыхаемого воздуха при каждом отдельном дыхании может изменяться в широких пределах. В покое при каждом отдельном дыхании человек вдыхает и выдыхает в среднем. 300—500 см³ воздуха. При работе, связанной с повышенным потреблением кислорода, глубина дыханий возрастает. Максимальное количество воздуха, которое человек в состоянии выдохнуть после максимального вдоха, называется жизненной емкостью легких. В среднем взрослый человек имеет жизненную емкость легких 3000—3500 см³, но эта величина изменяется в зависимости от возраста, пола, роста, состояния здоровья, занятий спортом, характера трудовой деятельности. У спортсменов-бегунов, метателей и пловцов — жизненная емкость легких может достигать 6000 см³. Чем больше жизненная емкость легких, тем лучше человек может приспособить свое внешнее дыхание к большим физическим нагрузкам. Средняя величина жизненной емкости легких у 6-лет-них детей составляет 1000 см³, у 12—13-летних — 2000 см³ и к 17—18 годам достигает величины, характерной для взрослого человека.

В состоянии покоя взрослый человек совершает 14—16 дыхательных движений в минуту. С каждым дыхательным движением через легкие проходит около 0,5 л воздуха; общее количество воздуха, проходящего через легкие в течение 1 мин (легочная вентиляция), составляет в покое — 7—8 л. В процессе тяжелой работы легочная вентиляция возрастает и может достигнуть при больших физических нагрузках 40—66 л в минуту. Постепенное увеличение легочной вентиляции в течение первых двух минут работы и последующее поддержание ее на устойчивом уровне при работе средней тяжести (затяжка обуви)  показаны на рис. 29.

Человек с хорошо тренированной дыхательной мускулатурой и большой жизненной емкостью легких при больших физических нагрузках повышает величину легочной вентиляции, главным образом увеличивая глубину отдельных вдохов и выдохов, и сравнительно немного учащает дыхание. Нетренированный человек увеличивает легочную вентиляцию главным образом учащением дыхательных движений. При очень частом дыхании количество воздуха, выдыхаемого и вдыхаемого за одно дыхательное движение, резко уменьшается. В результате легочная вентиляция тоже уменьшается и человек начинает задыхаться. Это явление одышки заставляет человека быстро прекратить работу. Нередко в начале обучения учащийся выполняет отдельные особенно трудные и сложные элементы рабочих движений, задерживая дыхание. Иногда он выполняет трудные элементы движений, связанные с развитием значительных усилий, задерживая выдох после усиленного вдоха, с так называемым натуживанием. Некоторые выполняют отдельные элементы движений (например, удар) с резким выдыханием.

Все эти особенности безусловно излишни и вредны. При всех рабочих операциях дыхание должно оставаться ритмичным. Легочная вентиляция должна возрастать соответственно повышению потребления кислорода преимущественно в результате усиления вдохов и выдохов и в меньшей степени в результате учащения дыхания. При появлении признаков одышки, натуживания или резких выдохов, нарушений ритма дыхания мастеру необходимо проанализировать их причину и помочь обучающемуся избавиться от них. Причиной таких нежелательных явлений может быть чрезмерная, непосильная физическая нагрузка, слишком высокий темп работы, неудачная рабочая поза, неудобный инструмент.

Внешнее дыхание подчиняется сознательному контролю и здоровым человеком всегда может быть исправлено в соответствии с указаниями врача, инструктора физической культуры или мастера.