Контрольні питання

1. Чим відрізняється систола від діастоли і як це пов'язане із систолічним та діастолічним тиском крові?

2. Як регулюється кровоток у різних частинах тіла? Як він змінюється при навантаженні?

3. Розказати про реакції ЧСС, систолічного об'єму та серцевого викиду на інтенсивність навантаження, котра збільшується.

4. Як визначити максимальну ЧСС?

5. Описати два основних механізми повернення крові у серце при вико­нанні вправи у вертикальному положенні.

6. Які адаптаційні зміни відбуваються у діяльності серцево-судинної сис­теми при перегріві організму під час виконання вправи?

7. Що таке серцево-судинне зрушення? Чому серцево-судинне зрушення може становити проблему при три­валому навантаженні?

8. Описати основні функції крові. Як змінюється об'єм плазми при збільшенні навантаження, при три­валому навантаженні за умов високої температури?

3.3. Фізіологічні особливості дихальної системи

М'язова діяльність, що потребує прояву витривалості, залежить від доставки достатньої кількості кисню (О₂) до м'язів та адекватного клітинного його споживання. Разом з тим внаслідок метаболічних процесів, що відбуваються в активних м'язах, утво­рюється інший газ — діоксид вуглецю (вуглекислий газ, СО₂), котрий на відміну од кисню є токсич­ним.

Усю роботу по забезпеченню організму адекватною кількістю О₂ та виведенню з нього СО₂ виконує дихальна система. Як вже відомо, серцево-судинна система забезпечує транспорт цих газів. Окрім то­го дихальна система доставляє кисень у наш організм і виводить з нього над­лишок діоксиду вуглецю.

Розглянемо особливості функціонування дихальної системи людини.

Дихальна та серцево-судинна системи утворюють ефективну систему транспорту кисню у тканини організму і виведення з них діоксиду вуглецю. Система транспорту включає чотири окремих процеси:

1) легеневу вентиляцію (дихання), що являє собою пересування газів у легені і зовнішнього середовища, і навпаки;

2) дифузію — газообмін між легенями і кров'ю;

3) транспорт кисню та діоксиду вуглецю з кров'ю;

4) капілярний газообмін — газообмін між капілярною кров'ю та метабо­лічне активними тканинами.

Перші два процеси являють собою так зване зовнішнє дихання, оскільки припускають переміщення газів із зовнішнього середовища у легені і потім у кров. Як тільки гази надійдуть у кров, вони транспортуються до тканин. Коли кров надходить у тканини, настає четвертий етап дихального процесу: газооб­мін між кров'ю та тканинами, котрий називається внутрішнім диханням.

Легенева вентиляція

Легенева вентиляція, або прос­то дихання, являє собою процес пе­реміщення повітря в легені із зовнішнього середовища. Повітря, проходить через наступні анатомічні структури: спочатку у ле­гені через ніс, рот використовується у тому випадку, коли потреба у по­вітрі перевищує кількість, котра мо­же попасти у легені через ніс. Ди­хання через ніс є переважнішим, ос­кільки повітря зігрівається і зволо­жується, проходячи через простір неправильної форми (носову рако­вину). Окрім того, при проходженні через носову раковину пил та інші частки осідають на слизовій обо­лонці носоглотки. Таким чином здійснюється фільтрація усіх час­ток, за виключенням найменших, що знижує подразнення та вірогід­ність респіраторних інфекцій. З но­са і рота повітря рухається глоткою, гортанню, трахеєю, бронхами та бронхіолами, доки не досягне найменших дихальних одиниць — альвеол. Альвеоли є місцем газообміну у легенях.

Легені не прикріплені безпосередньо до ребер, а «підвішені» за допомогою плевральних листків, між котрими є порожнина, де міститься тонкий шар плев­ральної рідини, що знижує тертя під час дихальних рухів. Окрім того, ці порож­нини з'єднані з легенями, а також з внутрішньою поверхнею грудної клітки, котра надає легеням свій розмір та форму під час її розширення та скорочення.

Взаємозв'язок між легенями, плевральними порожнинами та грудною кліткою визначає потоки повітря, що вдихається і видихається. Розглянемо обидві фази — вдих та видих.

Вдих. Вдих є активним процесом, у котрому приймають участь діафрагма та зов­нішні міжреберні м'язи. Рух ребер та груднини здійснюється зовнішніми міжреберними м'язами. Ребра рухаються вгору і в боки подібно з ручкою відра. Рухи груднини спрямовані вгору і вперед і нагадують рухи ручки насоса. Що стосується ді­афрагми, то вона скорочується, опускаючись униз до черевної порожнини. Ці дії викликають збільшення об'єму грудної клітки та легень. При розши­ренні легень повітря, що знаходиться у них, заповнює більший простір і тиск у легенях знижується. В результаті тиск у легенях (внутрішньолегеневий тиск) стає меншим, ніж тиск навколишнього повітря. Оскільки дихальні шляхи відкриті, то повітря спрямовується у легені, щоб знизити різницю тиску. Таким чином, під час вдиху у легені попадає повітря.

За умов виконання значного фізичного навантаження здійсненню вдиху сприяють інші м'язи: драбинчасті (передній, середній та задній) та груднино-ключично-соскоподібні, розташовані у ділянці шиї, а також грудні. З їхньою допомогою ребра піднімаються вище, ніж при звичайному диханні.

Видих. У стані спокою видих, як правило, є пасивним процесом, котрий включає розслаблення дихальних м'язів та еластичну тягу легеневої тканини. При розслабленні діафрагми вона набуває свого звичайного дуго­подібного положення. В результаті розслаблення зовнішніх міжреберних м'язів, ребра й груднина опускаються донизу, набуваючи звичайного для стану спокою положення. Як тільки це відбувається легенева тканина також на­буває положення, характерного для стану спокою. Це призводить до підвищення тиску в грудній клітці, внаслідок чого з легень виходить повітря. Видих завершено.

При диханні з зусиллям видих стає активнішим процесом. Внутрішні міжреберні м'язи активніше тягнуть ребра донизу. Їм можуть допомагати найширший м'яз спини та квадратний м'яз попереку. Скорочення м'язів живота підвищує внутрішньочеревний тиск, викликаючи рух внутрішніх органів угору до діаф­рагми та прискорюючи її повернення у вихідне дугоподібне положення. Ці м'язи, окрім того, тягнуть грудну клітку донизу і усередину.