3. Вікові особливості системи дихання.

Дихальні рухи незначної амплітуди спостерігаються ще у внутрішньоутробному періоді. Під час пологів плацентарний газообмін порушується, що призводить до виникнення гіпоксії та гіперкапнії. Одночасно різко підвищується чутливість хеморецепторів, що шляхом сумарного впливу гіпоксії та гіперкапнії забезпечує посилення дихальних рухів. Вирішальним моментом є перев’язування пуповини в той час, коли починає підвищуватись напруга вуглекислого газу в крові новонародженого. Коли парціальний тиск вуглекислого газу досягає критичної величини, через центральні хеморецептори збуджуються інспіраторні нейрони і відбувається перший вдих.

Всі дихальні шляхи у дітей значно коротші і за об’ємом менші, ніж у дорослих. Тому повітря в них мало зігрівається і очищується. Проникаючи в бронхи і легені, холодне повітря може викликати запалення. Ріст дихальних шляхів і легень найінтенсивніше відбувається в перші 7 років життя і в період статевого дозрівання, досягаючи величини близько 300 млн. альвеол у 8 років (у дорослих – 400 млн.). Проте невеликі їх розміри зумовлюють меншу дифузійну спроможність легень.

У хлопчиків органи дихання більші, ніж у дівчат. Це проявляється вже у 7 років. З цього ж віку виникають статеві відмінності і в типах дихання: у хлопчиків формується діафрагмальний тип дихання, а у дівчаток – грудний. У дівчат меншими, ніж у хлопців, є функціональні можливості дихальної та серцево-судинної систем. Це необхідно враховувати в спортивній практиці і вже з 8 років хлопчикам і дівчаткам доцільно давати різні фізичні навантаження (сьогодні дітей поділяють на групи з 13-14 років – 7-8 клас).

Дихання дітей відрізняється своєю нерівномірністю і порівняно великою частотою, наприклад 30-35 разів за хв. на першому році життя. З віком частота дихання поступово зменшується. Дихальний центр дітей легко збуджується, тому їх дихання значно прискорює свою частоту, при психічних збудженнях, фізичних навантаженнях і при підвищенні температури тіла.

Хвилинний об’єм дихання в стані спокою з віком збільшується, але слід відмітити, що відносний хвилинний об’єм дихання у дітей більший, ніж у дорослих. Це пов’язано з тим, що у дітей інтенсивнішими є пластичні процеси (процеси росту, обмін речовин), які вимагають і більшої кількості О₂.

Показниками зовнішнього дихання можна в деякій мірі керуватись при відборі дітей для спеціалізованих занять спортом, а також для визначення їх тренованості.

З віком збільшується і кількість утилізації О₂ в легенях, що підвищує ефективність рухів. Відносно високий процент вмісту О₂ в повітрі, що видихається, обумовлений тим, що проникність стінок легеневих альвеол для О₂, у дітей молодшого шкільного віку утруднений. Утруднений перехід О₂ в кров свідчить про велику напругу дихання при м’язовій роботі у дітей молодшого шкільного віку. На неекономічність роботи дихальної системи вказує і той факт, що під час фізичної роботи легенева вентиляція збільшується у дітей за рахунок не дихального об’єму, а за рахунок частоти дихальних рухів.

З віком зростає абсолютний показник споживання О₂, пов’язано із збільшенням розмірів тіла школярів. Проте відносний показник споживання О₂ навпаки зменшується, оскільки зменшується інтенсивність пластичних процесів.

При виконанні м’язової роботи споживання О₂ збільшується з віком як в абсолютних, так і у відносних показниках.

Менші величини максимального споживання кисню за хвилину праці у дітей обумовлені недосконалістю киснево-транспортної системи організму. У дітей більш обмежені можливості мобілізації киснево-транспортної системи організму під час м’язової діяльності внаслідок малої кисневої ємності крові. Так, загальна кількість гемоглобіну в організмі дітей менша, ніж у дорослих. Крім того, склад гемоглобіну, спроможний зв’язувати О₂, у дітей також менший, ніж у дорослих. Причину затримки можливостей максимального споживання кисню у дітей слід шукати також у вікових особливостях серцево-судинної і дихальної систем (менший артеріальний тиск, менші дихальні об’єми тощо).

У процесі росту і розвитку дітей збільшуються як абсолютні показники легеневих об’ємів, так і співвідношення між ними. Так, життєва ємність легень збільшується в більшій мірі, ніж залишковий об’єм. Збільшення життєвої ємності легень відбувається в основному за рахунок резервного об’єму видиху. Величина життєвої ємності легень у дітей одного віку коливається в значних межах: 5 років – 800-1300 мл, в 10 років – 1300-2300 мл, в 15 років – 2300-4300мл. Існує залежність величини життєвої ємності легень від зросту дитини. Діти високого зросту, особливо хто займається фізичними вправами, які вимагають прояву витривалості (плавання, біг, лижні гонки тощо), часто мають життєву ємність легень більше на 3-4 л, тобто 130-150% від належної величини.

Таким чином, з віком зростають функціональні можливості і удосконалюється регуляція діяльності всієї газообмінної системи організму, внаслідок чого економічність та ефективність її роботи значно підвищуються. Отже, з віком зростає спроможність організму підтримувати високий рівень функціонування дихальної системи при інтенсивних тривалих фізичних навантаженнях. Заняття фізичною культурою і спортом є основним фактором, що сприяє зростанню функціонального стану дихального апарату і газообмінної системи в цілому.

Вікові зміни максимальної аеробної продуктивності.

Більшість дослідників звертають увагу на закономірну зміну максимальної аеробної продуктивності з віком. Проте серед дослідників немає єдності поглядів і висновків про вікову динаміку відносних розмірів МСК (мл·хв·кг^–1) і особливо часу досягнення максимальних показників аеробної продуктивності і початку їх зниження. А. З. Колчинськая (1973) вважає, що відносне МПК у дітей і дорослих практично однакове (46-48 мл·хв·кг^–1). В. С. Фарфель (1949), П. А. Астранд (1952), П. М. Фрейдберг (1954) та інші вказують, що по мірі росту і розвитку організму максимальне споживання кисню збільшується. Виходячи з аналізу літературних даних, можна говорити, що період наростання аеробної продуктивності організму досягає свого максимуму до моменту завершення формування і дозрівання організму, який змінюється періодом відносної стабілізації, а потім періодом більш-менш інтенсивного зниження аеробної продуктивності. Такого роду фазність у динаміці максимальної аеробної продуктивності характерна як для осіб чоловічої статі, так і жіночого організму, різниця тільки в тому, що ця фазність виявляється в різному віці.

Як вважає А. А. Гумінський (1973), найбільший розвиток аеробної продуктивності організму має місце в пубертатний період.

За умови відсутності спеціального тренування в м’язовій діяльності, що має істотний вплив на аеробні можливості організму практично в будь-якому віці, частіше за все, найбільший приріст як абсолютних, так і відносних розмірів в осіб жіночої статі відзначається в 12-13 років, коли приріст МСК досягає 17%, а в осіб чоловічої статі в 13-14 років, коли приріст МСК дорівнює 28%.

Немає єдності серед дослідників і в поглядах щодо початку вікового зниження максимальних показників аеробної продуктивності. П. Астранд (1969), К. Lange Andersen (1971) та інші вважають, що починаючи з 20-літнього віку, максимальна аеробна здатність як у чоловіків, так і в жінок поступово починає зменшуватися. Е. М. Беркович (1964) схильний вважати, що максимальне споживання кисню зменшується, починаючи з 25- і навіть 40-літнього віку, а до 70 років життя досягає 60% від вищого рівня.

П. Астранд (1969) не виявив значного зниження МСК, знайшовши у 63-літніх випробуваних розмір максимальної аеробної здатності, рівної 70% цього показника, виявленого у 25-літньому віці. Водночас він підкреслює індивідуальний характер темпів вікового зменшення максимальної аеробної спроможності, відмічаючи, що в багатьох людей старечого віку цей показник більше, ніж у деяких молодих людей. Отже, темпи вікового зниження максимальної аеробної продуктивності обумовлені не лише природним розвитком інволюційних процесів старіння організму, але і рядом інших чинників, що впливають на темпи розвитку цих процесів, у числі яких немаловажне значення має режим рухової активності в загальному режимі життя людини, дотримання правил і вимог гігієнічних, соціальних і моральних норм життя людини.

П. Астранд (1969) виявив тісний кореляційний зв’язок між фізичною активністю і віковими змінами максимальної аеробної здатності. В усіх вікових групах (від 42 до 69 років) він знайшов, що середині показники максимального споживання кисню в осіб, хто займається спортом, були вище типових для даного віку. До аналогічного висновку приходить С. М. Штрауценберг (1969), який виявив значний вплив фізичних вправ на зміну максимального поглинання кисню з віком.

Більшість дослідників, розглядаючи основні причини зниження максимальної аеробної продуктивності з віком, указують на ослаблення функціональної рухливості збудливих систем організму, зниження активності гормональної системи і особливо підкреслюють ослаблення транспортної функції апарата кровообігу і вентиляційної здатності легень (Р.Е. Мотилянська, 1967; П. Астранд, 1969).

Велике практичне значення має розуміння віково-статевих різниць у максимальній аеробній продуктивності організму. Усі дослідники, що вивчали це питання, не заперечують факту наявності статевих відмінностей у рівні максимальної аеробної продуктивності організму. Однак щодо періодів онтогенезу, коли статеві відмінності виявляються досить істотно, серед дослідників відсутня єдність погляду. Так, Э. П. Кленов (1960, 1961), А. А. Гумінський (1973), С. Б. Тихвінський (1967) та ін. знайшли більш високі розміри максимальної аеробної продуктивності в хлопчиків у порівнянні з дівчатками, уже починаючи з 8-літнього віку. Причому відносний розмір МСК у хлопчиків після 8 років на 15-25% вище, ніж у дівчаток