В техническом вузе

Дыхательный цикл – это вдох, выдох и пауза. У спортсменов частота дыхания может снижаться до 8–10 циклов/мин за счѐт увеличения глубины дыхания. У женщин частота дыхания на 1–2 цикла больше, чем у мужчин. При больших физических нагрузках частота дыхания увеличивается и может составлять, например, у лыжников и бегунов 25–28 циклов, у вальщиков леса 32–36, у пловцов – 36–45 циклов в минуту.
Дыхательный объѐм – количество воздуха, проходящее через лѐгкие при одном дыхательном цикле. Величина дыхательного объема находится в прямой зависимости от степени тренированности к физическим нагрузкам, пола и возраста и колеблется в состоянии покоя от 350 мл (у нетренированных) и до 800 мл и более – у тренированных. При интенсивной мышечной работе он может увеличиваться до 2500 мл.
Резервный объѐм вдоха – количество воздуха, которое человек может дополнительно вдохнуть после нормального вдоха.
Резервный объѐм выдоха – количество воздуха, которое человек может выдохнуть после спокойного выдоха.
Остаточный объѐм – количество воздуха, остающегося в лѐгких после максимального выдоха.
Резерв вдоха – максимальное количество воздуха, которое человек может вдохнуть после спокойного выдоха.
Функциональная остаточная ѐмкость – количество воздуха, остающееся в лѐгких после спокойного выдоха.
Общая ѐмкость лѐгких – количество воздуха, содержащееся в лѐгких на высоте максимального вдоха. Общая ѐмкость лѐгких равна сумме ЖЕЛ и остаточного объема. Лѐгочные объѐмы измеряются с помощью спирометра.
Лѐгочная вентиляция – объѐм воздуха, который проходит через лѐгкие за 1 минуту. Величина лѐгочной вентиляции определяется умножением дыхательного объѐма на частоту дыхания. Лѐгочная вентиляция в покое составляет 5–9 л. При интенсивной физической работе у квалифицированных спортсменов она может достигать больших величин, например, при дыхательном объѐме 2,5 л и частоте дыхания 45 циклов в минуту лѐгочная вентиляция составит 112,5 л, т.е. увеличится в 15 раз по сравнению с состоянием покоя.
Кислородный запрос – количество кислорода, необходимого организму в 1 мин для окислительных процессов в покое или для обеспечения работы различной интенсивности. В покое для обеспечения процессов жизнедеятельности организму требуется 250–300 мл кислорода. При беге на 5 км, например, кислородный запрос увеличивается в 20 раз и становится равным 5–6 л. При беге на 100 м за 12 с при пересчѐте за 1 мин, кислородный запрос увеличивается до 7000 мл. Суммарный, или общий, кислородный запрос – это количество кислорода, необходимое для выполнения всей работы.
Потребление кислорода – количество кислорода, фактически использованного организмом в покое или при выполнении какой-либо работы за 1 мин. В состоянии покоя человек потребляет 250–300 мл кислорода в минуту. Общие энергетические ресурсы организма определяются объѐмом аэробной и анаэробной производительности – объѐмом потребляемого кислорода.
Максимальное потребление кислорода (МПК) является важным критерием функционального состояния органов дыхания и кровообращения. У незанимающихся физическими упражнениями и спортом МПК находится на уровне 2–3,5 л/мин., у спортсменов высокого класса, особенно занимающихся циклическими видами спорта, максимальное потребление кислорода может достигать 6–7 л/мин. И более у мужчин, у женщин – 4 л/мин.
Абсолютная величина максимального потребления кислорода зависит от массы тела, поэтому для более точного определения высчитывается относительное значение МПК в расчете на 1 кг массы тела.
Для сохранения здоровья человек должен обладать способностью потреблять кислород на 1 кг массы тела как минимум 42 мл (для женщин) и не менее 50 мл/кг – для мужчин. У высококвалифицированных спортсменов величина МПК может составлять 80–90 мл/кг.
Способность организма к максимальному потреблению кислорода зависит от возраста, пола, состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем, от активности протекания обменных процессов и находится в прямой зависимости от степени физической тренированности. По проценту потребления кислорода и использованием ЧСС можно регулировать интенсивность тренировочных нагрузок. Подобное сочетание может быть широко использовано для улучшения функций различных органов и систем у лиц разного возраста, а также для повышения уровня тренированности спортсмена.
Аэробная производительность измеряется максимальным потреблением кислорода во время испытания нагрузкой. Анаэробная производительность измеряется объемом максимального кислородного долга.
Кислородный долг – количество кислорода, необходимое для окисления продуктов обмена веществ, накопившихся при физической работе. При продолжительной и интенсивной работе возникает суммарный кислородный долг, который ликвидируется после окончания работы. Величина максимально возможного суммарного кислородного долга имеет предел (потолок). У нетренированных людей он находится в пределах 10 л, у тренированных может достигать 20 л и более.
Кислородный долг возникает в том случае, когда кислородный запрос человека выше потолка потребления кислорода. Например, при беге на дистанцию 5000 м (при пробегании спортсменом этой дистанции за 14 мин) кислородный запрос составляет 7 л/мин, потолок потребления кислорода у данного спортсмена равен 5,3 л/мин. Следовательно, кислородный долг, возникающий в организме каждую минуту, составляет 1,7л (7л – 5,3л = 1,7л).
Наряду с мощностью энергетических систем для оценки здоровья большое значение имеет показатель экономизации расходования энергии. При физических нагрузках она зависит от координации двигательных действий, т.е. техники исполнения движений. В результате тренировки повышается техническое совершенство, культура движений и эффективность физиологических затрат.
Средняя величина жизненной ѐмкости лѐгких (ЖЕЛ) составляет у мужчин 3800–4200 мл, у женщин – 3000–3500 мл. У людей, занимающихся физической культурой и спортом, ЖЕЛ выше, чем у незанимающихся и может достигать 6500–7000 мл у мужчин и 4500–5000 мл – у женщин. Как правило, у женщин ЖЕЛ на 20 – 25 % меньше, чем у мужчин. Так, например, у «среднего» взрослого здорового мужчины в возрасте 20–30 лет ЖЕЛ составляет 4,8 л, у женщины – 3,6 л, в возрасте 50–60 лет соответственно 3,8 и 3,0 л. У людей с недостаточным физическим развитием или имеющих отклонения в состоянии здоровья жизненная ѐмкость лѐгких значительно ниже.
Помимо основной функции – газообмена в лѐгких – дыхательная система у человека участвует и в создании звуков речи. Различают неречевое (нормальное) и речевое дыхание. Особенность речевого дыхания состоит в том, что оно должно одновременно обеспечивать как легочный газообмен, так и создание звуков речи. Во время речевого дыхания большое значение приобретает регулирующее влияние коры больших полушарий головного мозга. В это время дыхательный центр всецело находится под еѐ контролем. При нормальном дыхании объѐм воздуха составляет в среднем 500 мл, а при речевом – 1000 мл, при пении он может достигать 2000–3000 мл.
При нормальном дыхании вдох и выдох по длительности почти равны (отношение длительности вдоха к длительности выдоха составляет от 1:1 до 1:1,5). При речевом дыхании это отношение колеблется от 1:10 до 1:40, т.е. длительность выдоха резко увеличивается (Ю.Н. Чусов, 1981).
Человек может до некоторой степени произвольно управлять дыхательными движениями: задерживать дыхание или усиливать его, изменять при мышечной работе, во время произношения речи или пения. Произвольную регуляцию дыхания осуществляет при этом кора больших полушарий головного мозга.
Некоторое представление о способности организма противостоять недостатку кислорода можно получить по результатам тестов с задержкой дыхания.
Наиболее эффективно функцию дыхания развивают физические упражнения с включением в работу большого количества мышечных групп в условиях чистого воздуха (плавание, гребля, лыжный спорт, бег и др.). Систематические занятия физическими упражнениями не только стимулируют развитие сердечно-сосудистой и дыхательной систем, но и способствуют значительному повышению уровня потребления кислорода. В этом заключается фундамент активности, здоровья и устойчивости организма человека к неблагоприятным факторам.