Влияние физических упражнений на дыхательную систему

Южно-Казахстанская Государственная

Фармацевтическая Академия

 Кафедра гигиена-1 и физическая культура

На тему: «Влияние физических упражнений на дыхательную систему»

Выполнила: Аубакирова А. Е.

207 «Б» ФР

Приняла: Жумабекова А. Э.

Шымкент-2014 год.

План

1. Введение

• Организм человека – саморазвивающаяся и саморегулирующаяся система
• Основные функциональные системы

2. Строение дыхательной системы (основные компоненты)

3. Механизм влияния физических упражнений на основные компоненты дыхательной системы (легкие, дыхательную мускулатуру)
4. Сравнительный анализ основных показателей работы легких занимающегося физическими упражнениями и практически здорового человека
5. Функциональные пробы для исследования дыхательной системы при самостоятельных занятиях физической культурой
6. Заключение

Список использованной литературы

1. Введение

• Организм человека – саморазвивающаяся и саморегулирующаяся система

Организм —  это слаженная единая саморегулирующаяся и саморазвивающаяся биологическая система, функциональная деятельность которой обусловлена взаимодействием психических, двигательных и вегетативных реакций на воздействия окружающей среды, которые могут быть как полезными, так и пагубными для здоровья. В основе жизнедеятельности организма лежит процесс автоматического поддержания жизненно важных факторов на необходимом уровне, всякое отклонение от которого ведет к немедленной мобилизации механизмов, восстанавливающих этот уровень (гомеостаз).

Гомеостаз — совокупность реакций, обеспечивающих поддержание или восстановление относительно динамического постоянства внутренней среды и некоторых физиологических функций организма человека (кровообращения, обмена веществ, терморегуляции и др.). Этот процесс обеспечивается сложной системой координированных приспособительных механизмов, направленных на устранение или ограничение факторов, воздействующих на организм, как из внешней, так и из внутренней среды. Постоянство физико-химического состава внутренней среды поддерживается благодаря саморегуляции обмена веществ, кровообращения, пищеварения, дыхания, выделения и других физиологических процессов.

Организм — сложная биологическая система. Все его органы связаны между собой и взаимодействуют. Эти процессы происходят благодаря регуляторным механизмам, осуществляющим свою деятельность через нервную, кровеносную, дыхательную, эндокринную и другие системы организма.

• Основные функциональные системы:

1. Костная система
2. Мышечная система
3. Кровеносная система
4. Сердечно-сосудистая система
5. Дыхательная система
6. Пищеварительная система
7. Выделительная система
8. Нервная система

Дыхательная система включает в себя носовую полость, гортань, трахею, бронхи и легкие. В процессе дыхания из атмосферного воздуха через альвеолы легких в организм постоянно поступает кислород, а из организма выделяется углекислый газ. Трахея в нижней своей части делится на два бронха, каждый из которых, входя в легкие, древовидно разветвляется. Конечные мельчайшие разветвления бронхов переходят в закрытые альвеолярные ходы, в стенках которых имеется большое количество шаровидных образований — легочных пузырьков (альвеол). Каждая альвеола окружена густой сетью капилляров. Процесс дыхания — это целый комплекс физиологических и биохимических процессов, в реализации которых участвует не только дыхательный аппарат, но и система кровообращения.

2. Строение дыхательной системы (основные компоненты)

Органы дыхания человека включают воздухоносные пути и легкие. Нос, носоглотка, гортань, трахея, бронхи и бронхиолы служат для проведения воздуха в альвеолы легких, где осуществляется газообмен.

• Полость носа

Дыхательная система начинается полостью носа, которая образована костями лицевой части черепа и хрящами. Входом в полость носа служат ноздри, а выходом хоаны – отверстия, сообщающие его полость с носоглоткой. Стенки носовой полости образуют неровный рельеф, за счет чего увеличивается площадь контакта воздуха с наружным слоем клеток слизистой оболочки. Многие из них имеют реснички. Вдыхаемый воздух, проходя через носовую полость, согревается кровью, протекающей по многочисленным, пронизывающим оболочку сосудам, и, кроме того, соприкасаясь со слизистой, увлажняется и частично очищается от пыли, микробов и ряда других примесей. Из носовой полости воздух попадает в носоглотку, далее в ротовую часть глотки и затем в гортань.

• Гортань

Гортань имеет сложное строение, так как служит не только для проведения воздуха, но и для образования звуков. Гортань состоит из хрящей различной формы, соединенных связками и суставами, приводимыми в движение мускулатурой. Скелет гортани образован непарными (щитовидный, перстневидный и надгортанный) и парными (черпаловидные, рожковидные и клиновидные) хрящами. Самый крупный – щитовидный хрящ – находится спереди. Полость гортани выстлана слизистой оболочкой, образующей голосовые связки. Между свободными краями связок расположена в продольном направлении голосовая щель.

• Трахея

Трахея у взрослого человека имеет форму трубки длиной 10-13 см и служит для прохождения воздуха в легкие и обратно. Она образована 16-20 полукольцами из гиалинового хряща, которые придают жесткость и не дают спадаться трахее. Между собой хрящевые полукольца соединены плотной соединительной тканью. Сзади между концами полуколец находится соединительнотканная перепонка. Благодаря наличию эластичных волокон в соединительной ткани между полукольцами, трахея может удлиняться при движении гортани вверх и укорачивается при ее опускании. Полость трахеи выстлана мерцательным эпителием, реснички которого перемещают попадающие с воздухом частицы пыли вместе со слизью вверх в глотку, где они проглатываются. Нижний конец трахеи делится на две более тонкие трубки – бронхи (правый и левый). Место деления называется бифуркацией трахеи.

• Бронхи

Бронхи постепенно разветвляются на более мелкие, доходя до тонких и тончайших веточек – бронхиол, диаметр которых не превышает долей миллиметра. В целом разветвление бронхов образует густую сеть – бронхиальное дерево. Крупные бронхи, как и трахея, состоят из хрящевых колец, связанных между собой соединительной тканью. В бронхиолах хрящевой скелет отсутствует, однако из стенки не спадается, так как состоят из гладкомышечных волокон. Бронхиолы – последние элементы воздухоносных путей.

• Легкие

Легкие представляют собой парные губчатые органы конусовидной формы. Ткань легкого образована бронхиолами и множеством крошечных легочных пузырьков – альвеол, которые имеют вид полушаровидных выпячиваний бронхиол. Стенки альвеол состоят из одного слоя эпителиальных клеток, окруженных густой сетью кровеносных капилляров. Из нутрии альвеолы покрыты жидким поверхностно-активным веществом (сурфактантом), ослабляющим силы поверхностного натяжения и предупреждающим полное спадение альвеол во время выдоха. Суммарная толщина стенок альвеолы и капилляра составляет несколько микрометров. Благодаря такому строению кислород легко проникает из альвеолярного воздуха в кровь, а углекислый газ – из крови в альвеолы. Диаметр альвеол составляет в среднем 0,3 мм, однако благодаря тому, что в легких альвеол насчитывается до 300 млн. и их суммарная поверхность у взрослого человека равна 50-100 квадратных метров, газообмен в легких совершается чрезвычайно быстро. Легкие (правое и левое) расположено в грудной клетке и тесно прилегает к ее стенкам. Поверхность легких покрыта особой оболочкой – плеврой, состоящей из двух листков: наружный листок выстилает внутреннюю поверхность грудной клетки, а внутренний покрывает поверхность легкого. Между листками сохраняется герметически замкнутое щелевидное пространство, называемое плевральной полостью. В ней содержится небольшое количество жидкости, увлажняющей листки плевры и способствующей скольжению их относительно друг друга.

3. Механизм влияния физических упражнений на основные компоненты дыхательной системы (легкие, дыхательную мускулатуру)

Между дыхательной системой и аппаратом движения существует тесная физиологическая и функциональная связь. Мышечная деятельность — главный фактор, изменяющий функционирование органов дыхания в нормальных условиях. Каждое движение возбуждает функцию дыхания. К тому же возможно произвольное регулирование дыхания.

В патологических условиях физическими упражнениями можно широко и точно воздействовать на функцию дыхания: в одних случаях улучшить приспособительные реакции, в других — нормализовать нарушенные функции.

Повышая интенсивность протекания всех физиологических процессов в организме, в том числе вентиляции и газообмена, физические упражнения оказывают общеоздоровительное действие при заболеваниях органов дыхания. Создается оптимальный фон для использования других механизмов лечебного действия, и активизируются защитные силы организма.

Под влиянием систематически выполняемых физических упражнений улучшается крово- и лимфообращение в легких и плевре. Также физические упражнения предупреждают ряд осложнений, которые могут развиваться в легких и в плевральной полости (спайки, абсцессы, эмфизема, склероз), вторичные деформации грудной клетки.

При любом заболевании дыхательного аппарата, вызывающем расстройства функции дыхания, в порядке приспособления организма формируются самопроизвольные компенсации, которые могут закрепляться и автоматизироваться. Одной из наиболее распространенных реакций компенсаторных реакций при недостаточности дыхания является одышка с частым и поверхностным дыханием. Применяя дыхательные упражнения с произвольным урежением и углублением дыхания, удается обеспечить более рациональную компенсацию.

Физические упражнения, подобранные в соответствии с состоянием больного, способствуют увеличению дыхательной поверхности легких-за счет включения в работу дополнительных альвеол. При выполнении физических упражнений мобилизуются вспомогательные механизмы кровообращения, повышается утилизация кислорода тканями, что помогает борьбе с гипоксией. Для формирования компенсаций при заболеваниях с необратимыми изменениями в аппарате дыхания необходимо активно применять упражнения, направленные на усиление отдельных фаз дыхания, тренировку диафрагмального дыхания, укрепление дыхательной мускулатуры, увеличение подвижности грудной клетки.

Специально подобранные исходные положения дают возможность резко улучшить дренажную функцию и способствуют удалению из бронхов и альвеол патологического содержания (слизи, гноя, продуктов распада ткани).

Благодаря физическим упражнениям нормализуется функция внешнего дыхания. В основе этого механизма лежит перестройка патологически измененной регуляции дыхания. За счет произвольного управления всеми доступными компонентами дыхательного акта достигается полное равномерное дыхание, должное соотношение фаз вдоха и выхода с акцентом на выдохе, необходимая глубина (уровень) дыхания, полноценное расправление легких, и возможно равномерная их вентиляция. В процессе систематической тренировки полноценный дыхательный акт закрепляется по механизму образования условных рефлексов. Постепенным увеличением дозировки общеразвивающих упражнений достигается восстановление функции дыхания на уровне, необходимом для выполнения мышечной работы.

4. Сравнительный анализ основных показателей работы легких занимающегося физическими упражнениями и практически здорового человека

Пневмотонометрический показатель (ПТП, мм pm.cm.) дает возможность оценить силу дыхательной мускулатуры, которая является основой процесса вентиляции. ПТП снижается при гиподинамии, при длительных перерывах между тренировками, при переутомлении и др. Исследование проводится пневмотонометром В.И. Дубровского и И.И. Дерябина. Исследуемый производит выдох (или вдох) в мундштук аппарата. В норме у здоровых лиц ПТП в среднем составляет — у мужчин на выдохе 328±17,4 мм рт.ст., на вдохе — 227+4,1 мм рт.ст., у женщин, соответственно, — 246±1,8 и 200±7,0 мм рт.ст. При заболеваниях легких, гиподинамии, переутомлении эти показатели снижаются.

При физических нагрузках, особенно в циклических видах спорта (лыжные гонки, марафонский бег, гребля академическая и др.), дыхательная мускулатура является лимитирующим фактором. Общая емкость легких во время нагрузки может несколько уменьшаться из-за увеличения внутриторакального объема крови. В состоянии покоя дыхательный объем (ДО) составляет 10-15% жизненной емкости легких (ЖЕЛ) (450-600 мл), при физической нагрузке может достигать 50% ЖЕЛ. ЖЕЛ в значительной степени зависит от возраста, пола, роста, окружности грудной клетки физического развития. Так, у детей 8 лет она находится в пределах 1100—1700 мл, 9 лет —1130—2200 мл, 10 лет — 1360—2300мл и 11 лет— 1480—2700 мл, в то время как у взрослых мужчин она достигает 3-5л.

В покое человек дышит с частотой 12—16 раз в 1 мин и глубиной 15—20% ЖЕЛ, в результате чего через легкие проходит 3—8 л воздуха. У детей частота дыхания несколько больше, чем у взрослых, при этом чем меньше возраст ребенка, тем чаще у него дыхание. При напряженной физической деятельности аппарат внешнего дыхания может повышать свою производительность в 10—15 раз. При этом увеличивается легочная вентиляция, которая повышается как за счет частоты дыхания (до 60 раз в 1 мин), так и за счет ее глубины (35—40% ЖЕЛ). Занятия физической культурой способствуют развитию дыхательного аппарата. У юных спортсменов, как правило, выше ЖЕЛ, и они могут провентилировать большее количество воздуха через легкие в единицу времени, чем их сверстники, не занимающиеся спортом.

5. Функциональные пробы для исследования дыхательной системы при самостоятельных занятиях физической культурой

Функциональная проба – неотъемлемая часть комплексной методики врачебного контроля лиц, занимающихся физической культурой и спортом. Применение таких проб необходимо для полной характеристики функционального состояния организма занимающегося и его тренированности.

Результаты функциональных проб оцениваются в сопоставлении с другими данными врачебного контроля. Нередко неблагоприятные реакции на нагрузку при проведении функциональной пробы являются наиболее ранним признаком ухудшения функционального состояния, связанного с заболеванием, переутомлением, перетренированностью.

Приводим наиболее часто встречающиеся функциональные пробы, используемые в спортивной практике, а также пробы, которые можно использовать при самостоятельных занятиях физической культурой.

Функциональные пробы позволяют получить информацию о функциональном состоянии органов дыхания. С этой целью применяют спирометрию, ультразвуковое исследование, определение минутного и ударного объемов и другие методы исследования. Спирометрия - измерение жизненной емкости легких и других легочных объемов при помощи спирометра. Спирометрия позволяет оценить состояние внешнего дыхания.

Функциональная проба Розенталя позволяет судить о функциональных возможностях дыхательной мускулатуры. Проба проводится на спирометре, где у обследуемого 4-5 раз подряд с интервалом в 10-15 с. определяют ЖЕЛ. В норме получают одинаковые показатели. Снижение ЖЕЛ на протяжении исследования указывает на утомляемость дыхательных мышц.

Проба Вотчала-Тиффно - функциональная проба для оценки трахеобронхиальной проходимости путем измерения объема воздуха, выдыхаемого в первую секунду форсированного выдоха после максимального вдоха, и вычисление его процентного отношения к фактической жизненной емкости легких (норма - 70-80 %). Пробу проводят при обструктивных заболеваниях бронхов и легких. Коэффициент использования кислорода - процентное отношение доли кислорода, используемой тканями, к общему содержанию его в артериальной крови. Является важным показателем, характеризующим процессы диффузии через альвеолярно-капиллярные мембраны (норма 40 %). Кроме того, по специальным показаниям проводят бронхоспирографию (изучение вентиляции одного легкого, изолированного путем интубации бронха); тест с блокадой легочной артерии и измерением давления в ней (повышение давления в легочной артерии выше 40 мм рт. ст. свидетельствует о невозможности пневмоэктомии из-за развития после операции гипертензии в легочной артерии).

Функциональные пробы на задержку дыхания - функциональная нагрузка с задержкой дыхания после вдоха (проба Штанге) или после выдоха (проба Генчи), измеряется время задержки в секундах. Проба Штанге позволяет оценить устойчивость организма человека к смешанной гиперкапнии и гипоксии, отражающую общее состояние кислородообеспечивающих систем организма при выполнении задержки дыхания на фоне глубокого вдоха, а проба Генчи – на фоне глубоко выдоха. Используются для суждения о кислородном обеспечении организма и оценки общего уровня тренированности человека.

Оборудование: секундомер.

Проба Штанге. После 2-3 глубоких вдохов-выдохов человека просят задержать дыхание на глубоком вдохе на максимально возможное для него время.

После проведения первой пробы необходим отдых 2-3 минуты.

Проба Генчи. После 2-3 глубоких вдохов-выдохов человека просят глубоко выдохнуть и задержать дыхание на максимально возможное для него время.

Оценка результатов тестирования проводится на основании следующих таблиц. Хорошие и отличные оценки соответствуют высоким функциональным резервам системы кислородообеспечения человека.

Таблица 1. Оценка проб с задержкой дыхания на вдохе и выдохе

Таблица 2. Оценка общего состояния обследуемого по параметру пробы Штанге

6. Заключение

Значение физических упражнений для развития и укрепления дыхательной системы очень значимы, в покое человек дышит с частотой 12—16 раз в 1 мин и глубиной 15—20% ЖЕЛ, в результате чего через легкие проходит 3—8 л воздуха. У детей частота дыхания несколько больше, чем у взрослых, при этом чем меньше возраст ребенка, тем чаще у него дыхание. При напряженной физической деятельности аппарат внешнего дыхания может повышать свою производительность в 10—15 раз. При этом увеличивается легочная вентиляция, которая повышается как за счет частоты дыхания (до 60 раз в 1 мин), так и за счет ее глубины (35—40% ЖЕЛ). Занятия физической культурой способствуют развитию дыхательного аппарата. У юных спортсменов, как правило, выше ЖЕЛ, и они могут провентилировать большее количество воздуха через легкие в единицу времени, чем их сверстники, не занимающиеся спортом.

Из всего вышесказанного и осмыслив роль дыхательной системы в нашей жизни можно сделать вывод о ее важности в нашем существовании.

От процесса дыхания зависят все процессы жизнедеятельности организма. Болезни дыхательной системы очень опасны и требуют серьезного подхода и по возможности полного выздоровления больного. Запускание таких болезней может привести к тяжелым последствиям вплоть до летального исхода.

Регулярные занятия физической культурой не только улучшают здоровье и функциональное состояние, но и повышают работоспособность и эмоциональный тонус. Однако следует помнить, что самостоятельные занятия физической культурой нельзя проводить без врачебного контроля, и, что ещё более важно, самоконтроля.

Все эти данные свидетельствуют о неоценимом положительном влиянии занятий физической культурой на организм человека.

Таким образом, можно говорить о необходимости физических упражнений в жизни каждого человека. При этом очень важно учитывать состояние здоровья человека и его уровень физической подготовки для рационального использования физических возможностей организма, чтобы физические нагрузки не принесли вреда здоровью.

Список использованной литературы:

1. Дубровский, В. И. Спортивная физиология / В. И. Дубровский. – М.: Владос, 2006
2. Курамшин, Ю. Ф. Теория и методика физической культуры / Ю. Ф. Курамшин. - М.: Советский спорт, 2005
3. Назаренко, Л. Д. Оздоровительные основы физических упражнений / Л. Д. Назаренко. – М.: ВладосПресс, 2005.
4. Ильинич В.И. «Физическая культура студента» - М.: Гардарики, 2008 г.
5. "Энциклопедия долгожительства", Конев В.С., 2005 г.