Вариант №16
1. Охарактеризувати особливості прояву процесів адаптації дихальної системи організму спортсмена.
2. Визначте основні фізіологічні зміни в діяльності системи дихання, які відбуваються в процесі адаптації організму до фізичних навантажень, що потребують прояву витривалості.
Організм здійснює тонке регулювання напруги О 2 і СО 2 в крові - їх зміст залишається відносно постійним, незважаючи на коливання кількості доступного кисню і потреби в ньому, яка під час інтенсивної м'язової роботи може збільшуватися в 20 разів. Частота і глибина дихання регулюються дихальним центром, нейрони якого розташовані в різних відділах ЦНС, головними з них є довгастий мозок і міст. Дихальний центр з відповідним нервах ритмічно посилає до діафрагми і міжреберних м'язів імпульси, які викликають дихальні рухи. В основі своїй ритм дихання є мимовільним, але може змінюватися в деяких межах вищими центрами головного мозку, що свідчить про можливість довільного впливу на розташовані нижче відділи дихального центру.
Саморегуляція вдиху і видиху
Локалізація дихального центру. У довгастому мозку знаходиться головна частина дихального центру. Про це свідчать дослідження П. Флуранс (1794-1867) [6; 217]. Він виявив, що руйнування медіальної частини довгастого мозку в нижньому кутку ромбовидної ямки веде до повної зупинки дихання. Пізніше (1885) Н. А. Миславський [7, 39] встановив наявність двох структур, відповідальних за вдих і видих.
Міст грає важливу роль в регуляції тривалості фаз вдиху, видиху і паузи між ними.
Мотонейрони спинного мозку отримують імпульси від нейронів довгастого мозку і посилають їх до дихальних м'язів по діафрагмального і міжреберних нервах. Центр діафрагмальних нервів знаходиться в основному в 3-4-м шийних сегментах спинного мозку. Центри міжреберних нервів, що іннервують мускулатуру грудної клітини, локалізуються в грудному відділі спинного мозку (4 - 10 сегменти), іннервація м'язів живота здійснюється Th 4 - L 3 - сегментами.
У регуляції дихання беруть участь також середній мозок, гіпоталамус, лімбіко-ретикулярної комплекс, кора великого мозку.
Дихальні нейрони (нейрони, які збуджуються в різні фази дихального циклу) виявлені майже на всьому протязі довгастого мозку. Однак в обох половинах довгастого мозку є ділянки ретикулярної формації, де є основні скупчення дихальних нейронів. У правій і лівій половинах довгастого мозку є по два таких скупчення - дорсальну і вентральну. Вони локалізуються поблизу засувки (obex), яка розташована у нижнього кута ромбоподібної ямки.
Нейронна організація автоматии дихального центру. Під автоматией дихального центру розуміють циркуляцію збудження в його нейронах, що забезпечує саморегуляцію вдиху і видиху. Взаємодія нейронів дихального центру полягає в наступному. Ритмічна зміна вдиху і видиху (постійне їх чергування) забезпечується циркуляцією порушення вдихательних нейронах довгастого мозку-головної частини дихального центру, а також взаємодією імпульсації нейронів довгастого мозку з импульсацией дихальних нейронів мосту і рефлексогенних зон, головною з яких є легенева (механорецептори). При цьому еферентні імпульси ритмічно надходять по діафрагмального і міжреберних нервах до дихальних м'язів, що веде до їх скорочення (вдих). Припинення імпульсації супроводжується розслабленням дихальної мускулатури (видих).
Цикл дихання у людини складається з вдиху, видиху і паузи. З урахуванням цього дихальні нейрони класифікують на групи, основними з яких є: 1) ранні інспіраторне і експіраторние нейрони, 2) пізні інспіраторне і експіраторние нейрони, 3) повні інспіраторне і експіраторние нейрони.
Більшість експіраторний нейронів є антіінспіраторнимі, і тільки частина з них посилають свої імпульси до м'язів видиху. Вони збуджуються під впливом афферентной імпульсації блукаючих нервів і нейронів мосту. Більшість інспіраторний нейронів мають безперервної спонтанної імпульсною активністю, яка перетвориться в фазну завдяки гальмівним реципрокним впливам експіраторний і пізніх інспіраторний нейронів.
Кожен дихальний цикл починається з порушення ранніх інспіраторний нейронів. Потім порушення переходить на повні інспіраторне нейрони. У процесі циркуляції порушення імпульси по зворотних зв'язків надходять до попередніх нейронам і гальмують їх. Повні інспіраторне і експіраторние нейрони по спадним шляхах посилають імпульси до мотонейронам спинного мозку, иннервирующим дихальну мускулатуру (рис. 6.1).
Представлена схема саморегуляції вдиху і видиху на рис. 6.1 не відображає ряд відомих в даний час процесів взаємодії дихальних нейронів мосту, довгастого мозку і аферентних імпульсів від рефлексогенних зон, але вона добре ілюструє принципову структуру механізмів саморегуляції вдиху і видиху. Показані три джерела імпульсів, що забезпечують зміну вдиху на видих, гальмування інспіраторний нейронів (Ір і І): від нейронів мосту (М), від самих інспіраторний нейронів (Ір і І) і від рецепторів легень, імпульсація яких надходить по блукаючим нервах [10; 201].