Дихання при адаптації до навантажень.

Система зовнішнього дихання здебільшого лімітує працездатність організму під час інтенсивних навантажень. У спортсменів, як і в нетренованих людей, під час максимальної аеробної роботи дихальний обсяг (глибина дихання) досягає 50-55% ЖЄЛ. Тому велика легенева вентиляція неможлива у спортсменів із маленькою ЖЄЛ. Для швидкості поглинання О₂ 4 л∙ хв^-1 і більше ЖЄЛ має бути не менш 4, 5 л. Легенева вентиляція може зростати і за рахунок прискорення, і за рахунок посилення дихальних рухів. При цьому чим більша ЖЄЛ, тим при інших однакових умовах дихальні рухи можуть бути глибшими, і збільшення вентиляції легень за рахунок глибини дихання виявляється економнішим, ніж під час частішого дихання. Повітря, яке залишається при кожному вдихові в так званому мертвому просторі, може становити відносно меншу частину всього повітря, що вентилюється. У результаті ефективна альвеолярна вентиляція, тобто кількість повітря, яке безпосередньо бере участь у газообміні, стає дещо більшою. Отже, життєва ємність легень деякою мірою лімітує ощадливість дихання під час м'язових навантажень.

Установлено, що в юнаків і підлітків, які займаються спортом, з віком збільшуються обсяг легень та максимальна вентиляція у порівнянні з однолітками, які не займаються спортом. За рік занять спортом життєва ємність легень збільшується на 500-600 л, максимальна вентиляція легень – на 15-17 л∙ хв^-1 чого не відзначалось у юнаків, що спортом не займались. Глибина дихання при цьому зростає. У тих, хто не займається спортом, максимальна вентиляція легень становить 77-82 % від належної, у той час, як у тих, хто займається спортом, вона вища на 25 %.

Ці дані дають можливість зробити висновок про деякий взаємозв'язок між рівнем фізичної підготовки і функцією зовнішнього дихання в осіб, які займаються спортом. На це також вказують і інші автори, відзначаючи поряд з удосконаленням функцій зовнішнього дихання морфологічну перебудову дихальної системи. Переконливо показано, що величина життєвої ємності легень значною мірою залежить від спрямованості тренування. Збільшення цього показника тісно пов'язане з розвитком загальної витривалості.

Суттєво важливими є факти збільшення життєвої ємності легень при фізичній діяльності за рахунок залишкового обсягу, який у спортсменів у процентному відношенні менший, ніж у нетренованих людей.

При систематичному м'язовому тренуванні в організмі виникають спочатку компенсаторні, а потім адаптаційні зміни. Компенсаторні механізми пов'язані з мобілізацією наявних резервних можливостей організму. При тривалих і систематичних тренуваннях, які в більшості випадків супроводжуються дефіцитом кисню, спостерігається збільшення резервних можливостей організму. Інтенсивність процесів дифузії в легенях залежить від площі функціонуючої поверхні альвеолокапілярних мембран, обсягу крові легеневих капілярів і кількості гемоглобіну, здатного зв'язувати кисень.

Під впливом систематичних тренувань у юних спортсменів у порівнянні з ровесниками-неспортсменами виявляються як у спокої, так і при стандартних навантаженнях відносно менші величини легеневої вентиляції. Це зумовлено значною мірою підвищенням кисневої ємності крові і збільшенням властивості тканин утилізувати кисень з крові, яка їх омиває, що зменшує вимоги організму до системи транспортування кисню.

Цікавим є питання про те, як і за рахунок яких механізмів мобілізовуються резерви дихальної системи при адаптації до фізичних навантажень. Були виділені три категорії резервів дихальної системи: резерви потужності, мобілізації та ефективності-економності.

Резерви потужності визначають рівень морфо-функціональних характеристик апарату зовнішнього дихання. У ролі показників резервів потужності дихальної системи використовують величини життєвої ємності легень, їх максимальної вентиляції, пневмотахометрії на вдихові і видихові й величину хвилинного об'єму дихання на рівні МСК. Всі ці показники розраховують як в абсолютних величинах, так і в нормованих, приведених до 1 кг маси тіла.

Резерви мобілізації відображають властивість організму реалізовувати наявні можливості вентиляторного апарату на рівні МСК. За показник резервів мобілізації взяті відношення величини дихального об'єму до життєвої ємності легень у процентах і величини вентиляції на рівні МПК – до максимальної вентиляції легень у процентах.

Резерви ефективності-економності характеризують ККД вентиляторної функції і відображають таким чином енергетичну ціну вентиляції. Для характеристики цих резервів взяті такі показники, які реєструють на рівні МПК: об'ємний процент поглинання кисню з повітря, що вдихається, вентиляційний еквівалент, коефіцієнт використання кисню, кисневий ефект дихального циклу і цей же показник, віднесений до маси тіла. Резерви ефективності є віддзеркаленням удосконалення регуляторних механізмів, оскільки поліпшення утилізації кисню з повітря в легенях визначається дифузійною можливістю легень, співвідношенням вентиляції і легеневого кровообігу в різних ділянках легень, величиною альвеолярно-венозного градієнта, який залежить від швидкості утилізації кисню в тканинах.