Функциональное состояние внешнего дыхания учащихся старшего школьного возраста

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Ульяновский государственный университет

Институт медицины, экологии и физической культуры

Кафедра адаптивной физической культуры

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

Функциональное состояние внешнего дыхания учащихся старшего школьного возраста.

 

Специальность 032102 – физическая культура для лиц с отклонениями в состоянии здоровья (адаптивная физическая культура)                                

 

 

                                                                         Выполнил: студентка гр. АФ-41/з

                                                                         Лопатина Л.Р.

                                                                         Научный руководитель:

                                                                        

 

 

 

 

Ульяновск, 2013

Содержание

 

 

Введение ………………………………………………………………………..3

1 глава.  Литературный обзор ………………………………………………… 5

1. Аппарат внешнего дыхания …………………………………………… 5
2. Влияние физических нагрузок на внешнее дыхание ………………….8

1.3. Особенности функционального  дыхания учащихся старших классов...10

II. Глава. Объект и методы исследования ……………………………………………12

2.1. Организация исследования ……………………………………………………….12

2.2 Методики исследования ………………………………………………………….. 12

Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение …………………………15

Заключение ………………………………………………………………………21

Вывод ……………………………………………………………………………23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Дыханием называется совокупность физиологических процессов, обеспечивающих поступление кислорода в организм, использование его тканями для окислительно-восстановительных реакций и выведения из организма углекислого газа.

Дыхательная функция осуществляется с помощью внешнего (легочного) дыхания, переноса кислорода к тканям и углекислого газа от них, а также газообмена между тканями и кровью. Внешнее дыхание наиболее доступно для наблюдения, качественной и количественной оценки.

Газообмен осуществляется за счет чередующихся фаз вдоха и выдоха. Организм человека обладает большими резервными возможностями по усилению внешнего дыхания, используемыми при различных физических нагрузках, изменении напряжения кислорода и углекислого газа в крови. Регуляция внешнего дыхания осуществляется при помощи нервных и гуморальных воздействий на дыхательный центр. Во время выполнения физической нагрузки дыхание значительно активизируется, что выражается в увеличении глубины, частоты дыхания и возрастании легочной вентиляции, уменьшении резервного объема вдоха и выдоха.

Школьный возраст особенно благоприятен для физического воспитания, так как соответствует проявлениям многих сенситивных периодов развития физических качеств, т.е. периодов, наиболее чувствительных к тренирующим воздействиям (Богословский В.П.,1998).

А также школьный возраст наиболее благоприятен для развития дыхательной системы. Следовательно, педагогические воздействия, направленные на развитие дыхательной системы, дают наибольший эффект, если их систематически и целенаправленно применять именно в этом возрасте (Матвеев Л.П., 1991).

Была поставлена следующая цель исследования: изучить особенности функционального состояния внешнего дыхания учащихся старших классов.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. изучить особенности внешнего дыхания школьников в состоянии мышечного покоя;

2. изучить изменения показателей  внешнего дыхания при физических  нагрузках.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 глава. Литературный обзор

 

1.1. Аппарат внешнего дыхания

 

Дыхание - это процесс потребления кислорода и выделения углекислого газа тканями живого организма. Различают легочное (внешнее) дыхание и тканевое (внутриклеточное) дыхание. Внешним дыханием называют обмен воздуха между окружающей средой и лёгкими, внутриклеточным - обмен кислородом и углекислым газом между кровью и клетками тела (кислород переходит из крови в клетки, а углекислый газ - из клеток в кровь) (Михайлов В.В.,1998).

 Внешнее дыхание представляет собой процесс газообмена между атмосферой и кровью легочных капилляров, результатом которого является артериализация притекающей к легким смешанной венозной крови, т. е. обогащение ее кислородом и удаление избытка СO2.

Принято выделять во внешнем дыхании три функциональных звена: вентиляцию (газообмен между атмосферой и альвеолами), диффузию (транспорт газов через альвеолярно-капиллярные мембраны) и легочный кровоток, или перфузию. Аппарат, обеспечивающий процессы внешнего дыхания, включает воздухопроводящие пути и альвеолы, костно-мышечный каркас грудной клетки и плевру, дыхательную мускулатуру, малый круг кровообращения и нейрогуморальный аппарат регуляции (Захаров Е.Н., Королёв А.В., 2004)

Основной задачей внешнего дыхания является функция обеспечения адекватного, для метаболических потребностей организма, газообмена с окружающей средой. При этом, рабочими параметрами этого процесса являются парциальное напряжение кислорода(РаО2) и углекислого газа (РаCO2) в артериальной крови. Кроме газообмена, в человеческом организме, во время процесса внешнего дыхания обеспечиваются процессы речи и гемодинамики.

 

1.1.1 Функции внешнего дыхания

 

Основные показатели, характеризующие состояние функции внешнего дыхания.

Дыхательный аппарат человека составляют:

- воздухоносные пути - носовая полость, трахея, бронхи, альвеолы;

- легкие - пассивная эластичная ткань, в которой насчитываются от 200 до 600 млн. альвеол, в зависимости от роста тела;

- грудная клетка - герметично закрытая полость;

- плевра - оболочка из специфической ткани, которая покрывает легкие снаружи и грудную клетку изнутри;

- дыхательные мышцы - межреберные, диафрагма и ряд других мышц, принимающие участие в дыхательных движениях, но имеющих основные функции.

Все показатели, характеризующие состояние функции внешнего дыхания, условно можно разделить на четыре группы.

К первой группе относятся показатели, характеризующие легочные объемы и емкости. К легочным объемам относятся: дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха и остаточный объем (количество воздуха, остающееся в легких после максимально глубокого выдоха). К емкостям легких относятся: общая емкость (количество воздуха, находящегося в легких после максимального вдоха), емкость вдоха (количество воздуха, соответствующее дыхательному объему и резервному объему вдоха), жизненная емкость легких (состоящая из дыхательного объема, резервного объема вдоха и выдоха), функциональная остаточная емкость (количество воздуха, остающееся в легких после спокойного выдоха - остаточный воздух и резервный объем выдоха) (Солодков А.С., Сологуб Е.Б, 2001).

Ко второй группе относятся показатели, характеризующие вентиляцию легких: частота дыхания, дыхательный объем, минутный объем дыхания, минутная альвеолярная вентиляция, максимальная вентиляция легких, резерв дыхания или коэффициент дыхательных резервов.

К третьей группе относятся показатели, характеризующие состояние бронхиальной проходимости: форсированная жизненная емкость легких (проба Тиффно и Вотчала) и максимальная объемная скорость дыхания во время вдоха и выдоха (пневмотахометрия).

В четвертую группу входят показатели, характеризующие эффективность легочного дыхания или газообмен. К этим показателям относятся: состав альвеолярного воздуха, поглощение кислорода и выделение углекислоты, газовый состав артериальной и венозной крови (Матвеев Л.П., 1991).

Общая емкость легких - количество воздуха, находящегося в легких после максимального вдоха (4-6л). В ней выделяют четыре составляющих ее компонента:

Дыхательный объем - это количество воздуха, проходящего через легкие при спокойном вдохе (выдохе) и равное 400-500мл.

Резервный объем вдоха - воздух, который можно вдохнуть дополнительно после обычного вдоха (1-3л).

Резервный объем выдоха - объем воздуха, который еще можно выдохнуть после обычного выдоха (1-1,5л).

Остаточный объем - это количество воздуха, которое остается в легких после максимального выдоха и выходит только при пневмотораксе.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - сумма дыхательного воздуха, резервных объемов вдоха и выдоха (3,5-5л)

Минутный объем дыхания определяется как произведение дыхательного объема на число дыханий в минуту (6-8л).

 

 

2. Влияние физических нагрузок на внешнее дыхание

 

Работающие мышцы потребляют значительно больше кислорода, чем в покое, поэтому процессы доставки к ним кислорода, включая внешнее дыхание и перенос кислорода кровью, должны протекать более интенсивно. Во время напряженной работы поглощение кислорода может повышаться до 4 л/мин (в покое - 300 мл/мин). Это возможно лишь при существенном увеличении вентиляции легких. В тех пределах, в которых уровень метаболизма изменяется при длительной нагрузке, вентиляция легких возрастает прямо пропорционально поглощению кислорода (Смирнов В.М., Дубровский В.И., 2002).

Ряд данных свидетельствует о том, что определенное значение для увеличения вентиляции легких при физической нагрузке имеет центральная коиннервация дыхательных центров. Импульсы от двигательных центров проводятся не только к рабочей мускулатуре, но также к дыхательным центрам, вызывая возбуждение дыхательных нейронов. В условиях стационарного состояния, при котором дыхание и гемодинамика точно соответствуют интенсивности работы, величина вентиляции, по-видимому, определяется целым рядом факторов - не только центральной коиннервацией дыхательных центров, но и влиянием химических агентов, и афферентацией от механорецепторов и хеморецепторов работающих мышц. Скорость возврата показателей вентиляции легких к уровню покоя зависит в основном от химических факторов крови (Шабатура Н.Н., Матяш Н.Ю., Мотузный В.А., 2000).

В системе дыхания под влиянием длительных физических нагрузок повышается эффективность и экономичность дыхательной функции, увеличивается ЖЕЛ, что обеспечивает быстрый рост МПК. Снижается чувствительность дыхательного центра к недостатку кислорода (гипоксии) и избытку углекислого газа (гиперкапнии). Это позволяет существенно увеличить переносимость кислородного долга и продлить задержку дыхания.

При адаптации организма детей к физическим нагрузкам показатели дыхательной системы становятся подвижными. Точнее следуют за текущими изменениями мощности нагрузки  (Малахов Г. П., 2007).

 

1. Центральная регуляция внешнего дыхания

 

Регуляция внешнего дыхания представляет собой физиологический процесс управления легочной вентиляцией для обеспечения оптимального газового состава внутренней среды организма в постоянно меняющихся условиях его жизнедеятельности. Основную роль в регуляции дыхания играют рефлекторные реакции, возникающие в результате возбуждения специфических рецепторов, заложенных в легочной ткани, сосудистых рефлексогенных зонах и скелетных мышцах. Центральный аппарат регуляции дыхания представляют нервные образования спинного, продолговатого мозга и вышележащих сегментов ЦНС.

Существенное воздействие на регуляцию дыхания оказывают и условнорефлекторные влияния. В частности, эмоциональные нагрузки, предстартовые состояния, гипнотические внушения, влияния индифферентных раздражителей, сочетавшихся ранее с избытком углекислого газа, самообучение управлению дыханием (Касаткина В.Н., Шеплягина Л.А., 2007).

Ритмичное чередование вдоха и выдоха обусловлено взаимодействием различных групп нервных клеток. За чередование вдоха и выдоха отвечает "центр", расположенный в нижних отделах ствола мозга. При этом изолированный продолговатый мозг способен генерировать дыхательный ритм. Однако для стабилизации и координации этого ритма необходимо участие нервных образований, расположенных в среднем и верхних отделах моста ствола мозга. Экспериментально было показано, что в двух ограниченных участках продолговатого мозга с обеих сторон располагаются инспираторные нейроны, разряжающиеся незадолго до вдоха и в течении самого вдоха. Область, занимающая более латеральное положение, совпадает с ростральным отделом обоюдного ядра. Медиальная область, прилегающая к одиночному тракту, несколько меньше. Этот участок, где располагаются инспираторные нейроны, называется центром вдоха (Навроцкий В.В.,  Сюрин С.А., 1998).

В участке, расположенном вдоль обоюдного ядра, каудальнее инспираторной области, обнаружены экспираторные нейроны, которые разряжаются при выдохе и во время дыхательной паузы. Этот участок называется центром выдоха.

В медиальной инспираторной области, расположенной вдоль одиночного тракта, были обнаружены как альфа-нейроны, возбуждающиеся при вдохе, так и бета- нейроны, которые разряжаются не только одновременно с альфа - нейронами, но и во время их паузы. Активность бета-нейронов увеличивается при максимальном растяжении легких, поэтому полагают, что они оказывают тормозное действие на альфа-нейроны.