Часть IV. Физиология систем внутренних органов

При тяжелой физической нагрузке потребление кислорода и образование диоксида углерода могут увеличиваться до 20 раз. При этом альвеолярная вентиляция у здорового атлета обычно увеличивается в почти точном соответствии с повышением уровня обмена кислорода.

Работающая мышца потребляет больше кислорода, чем мышца в покое, поэтому процессы доставки к ней О₂, включая дыхание и перенос О₂ кровью, должны протекать более интенсивно. Во время напряженной работы поглощение О₂ может повышаться до 3–4 л/мин (в покое 300 мл/мин). Такое существенное увеличение возможно лишь при значительном возрастании вентиляции легких. При этом артериальные pCO₂, pO₂ и pH остаются почти на нормальном уровне.

При физической нагрузке, имеющей периодический характер, частота дыхания приспосабливается к ритму работы, соответствуя ритму движений или становясь кратной ей.

После окончания физической работы вентиляция легких сразу снижается в результате прекращения действия нервных факторов, усиливавших возбуждение дыхательного центра, но не до исходного уровня. Вентиляция легких продолжает оставаться высокой в течение нескольких минут под влиянием накопившейся в работавших мышцах молочной кислоты. Таким образом, гиперпноэ при физической работе обеспечивается сложным комплексом нервных и гуморальных механизмов.

Транспорт газов крови при мышечной работе. В состоянии покоя кровь насыщается кислородом почти полностью (на 96%). Транспорт кислорода может быть увеличен либо путем ускорения кровотока, либо повышением кислородной емкости крови. Интенсивность кровообращения при мышечной деятельности значительно возрастает. ЧСС может увеличиваться с 70 до 150–200 в минуту, систолический объем — с 70 до 200 мл, минутный объем крови — с 4–5 до 25–30 л/мин. Резко возрастает кровоток через работающие мышцы вследствие расширения в них сосудов (рабочая гиперемия).

Во время физической работы увеличивается напряжение диоксида углерода в венозной крови, так как в больших количествах этот газ диффундирует из мышц в кровь. Кроме того, кислые продукты обмена веществ (в частности, молочная кислота) вытесняют угольную кислоту из бикарбонатов. Повышенное количество диоксида углерода из венозной крови выводится из организма за счет увеличения минутного объема крови и вентиляции легких.

Дыхательная система в онтогенезе развивается неравномерно и гетерохронно, в тесной взаимосвязи с физическими изменениями детского организма, морфологической перестройкой грудной клетки и легких, совершенствованием регуляторных механизмов.