У чому полягає суть дихання та які його основні показники? Як впливає робота на функції дихання працівника?

Вступ.

1. Поняття дихання та методи дослідження зовнішнього дихання.

2. Закономірності функціонування дихальної системи людини у процесі праці.

3. Аеробна та анаеробна продуктивність організму.

Висновки.

Список використаної літератури.

Вступ

Дихальна система — це відкрита система організму, яка забезпечує газообмін, формування гомеостазу в трахеобронхіальних шляхах, очищення повітря, яке вдихається, від чужорідних часток і мікроорганізмів, а також аналіз пахучих речовин в атмосферному середовищі. Поділяється на повітроносні шляхи і респіраторний відділ. Повітроносні шляхи включають порожнину носа, глотку, гортань, трахею, бронхи різних калібрів, включаючи бронхіоли. Тут повітря зігрівається (охолоджується), очищається від різноманітних частинок і зволожується. Також цей відділ забезпечує голосоутворення, нюх, імунний захист, депонування крові, регулює згортання крові, водно-сольовий баланс і виконує ендокринну функцію. Респіраторний відділ складається із альвеолярних ходів і альвеол, які утворюють ацинуси. У них відбувається газообмін.

Стінка повітряносних шляхів складається з чотирьох оболонок:

слизова — вкриває внутрішню поверхню повітряносних шляхів, вкрита епітелієм, під яким лежить власна пластинка слизової оболонки. Клітинний склад епітеліальної пластинки та кількість гладеньких міоцитів залежить від відділу повітроносних шляхів.

підслизова — представлена пухкою волокнистою сполучною тканиною з великою кількістю кровоносних судин

фіброзно-хрящова — утворена хрящовою тканиною та може бути представлена гіаліновим чи еластичним хрящем, що утворює жорсткий і міцний каркас, який дає змогу підтримувати відкритим просвіт повітряносних шляхів для виконання їх основної функції — просування повітря

адвентиційна оболонка — побудована із пухкої волокнистої сполучної тканини.

1. Поняття дихання та методи дослідження зовнішнього дихання

Систему органів дихання людини становлять легені і повітроносні шляхи (носова порожнина, носоглотка, гортань, трахея, бронхи). Легені розміщені в грудній порожнині, в них відбувається процес обміну кисню і вуглекислого газу між кров'ю і атмосферним повітрям. Повітроносні шляхи починаються носовою порожниною, розділеною кістково-хрящовою перегородкою на ліву і праву частини. Стінки носової порожнини вистелені слизовою оболонкою, яка вкрита війками, пронизана кровоносними судинами і залозами. З носової порожнини повітря послідовно потрапляє в носоглотку і гортань. Вхід до гортані при ковтанні їжі закривається хрящовим надгортанником. У гортані розміщені складки — голосові зв'язки, щілина між якими називається голосовою. Нижній відділ гортані переходить у трахею, передня стінка якої утворена хрящовими півкільцями, а задня складається з гладеньких м'язів і прилягає до стравоходу. Трахея розгалужується на два бронхи, що входять у ліву і праву легені. Бронхи розгалужуються на два повітроносні трубочки, діаметр яких поступово зменшується, і закінчується гронами легеневих пухирців.

Для підтримання дихальної системи в нормальному стані має значення правильна організація побуту, загартовування, дотримання режиму праці, відпочинку, харчування. Сприятливо впливають на роботу дихальної системи фізична праця, заняття фізкультурою і спортом. Потрібно вчитися правильно дихати. Для цього треба застосовувати комплекси фізичних вправ, які розвивають дихання.

Зовнішнє дихання є першим етапом процесу дихання і становить собою обмін газів між навколишнім середовищем і легенями з метою утримання сталого парціального тиску кисню й вуглекислого газу в альвеолах і забезпечення постійного газообміну між ними та кров'ю. Унаслідок цього досягається артеріалізація крові в легенях (насичення крові киснем, або оксигенація) і підтримується кислотно-основний стан крові за рахунок звільнення організму від надлишку вуглекислого газу.

Процес зовнішнього дихання забезпечується: а) дихальним апаратом (грудна клітка, плевральна порожнина, дихальні м'язи, дихальні шляхи та альвеоли); б) малим колом кровообігу (кровотік у легенях); в) рефлекторним механізмом регуляції глибини та частоти дихання.

Скорочення дихальних м'язів, зумовлене ритмічною активністю дихального центру, призводить до збільшення обсягу грудної клітки і легень, і внаслідок різниці між тиском повітря у зовнішньому середовищі та альвеолах зовнішнє повітря надходить трахеобронхіальними шляхами в альвеоли (акт вдиху). Протилежний процес відбувається під час видиху.

Треба пам'ятати, що газообмін відбувається в альвеолах і що дихальні шляхи (трахея, бронхи, бронхіоли), хоча й містять у собі повітря, не беруть істотної участі в газообміні. Через це цей простір у дихальних шляхах називають "мертвим". Це так званий анатомічний "мертвий простір", у середньому його об'єм становить 140-160 мл. Розрізняють ще фізіологічний "мертвий простір", маючи на увазі сукупність альвеол, які в дану мить не беруть участі в газообміні за принципом черговості (або вони не наповнюються повітрям, або навколо них капілярний кровообіг неефективний).

Крім проведення вдихуваного і видихуваного повітря ззовні і назовні, дихальні шляхи виконують ще кілька функцій: очищають, зволожують, зігрівають або охолоджують вдихуване повітря; в носовій порожнині міститься нюховий апарат для аналізу повітря, що надходить у організм.

Уздовж дихальних шляхів розташовані іритантні рецептори, які дають початок захисним рефлексам чхання та кашлю, призначеним для захисту дихальних шляхів від засмічення.

Найважливішими й найістотнішими у дихальному легеневому газообміні є, з одного боку, підведення і відведення повітря до активної поверхні дихального апарата, а з другого — механізм газообміну на активній поверхні в альвеолах легень.

Знання фізіологічних констант зовнішнього дихання, механізмів вдиху та видиху, ознайомлення з методами дослідження та оцінки показників зовнішнього дихання потрібні для професійної підготовки лікаря.

2. Закономірності функціонування дихальної системи людини у процесі праці

Підтримання в організмі оптимального рівня окислювально-відновлювальних процесів забезпечується системою дихання. Суть дихання полягає в постійному оновленні газового складу крові та біологічному окисленні в тканинах.

Дихання — це сукупність складних процесів, внаслідок яких відбувається споживання організмом кисню і виділення вуглекислого газу. Розрізняють зовнішнє та внутрішнє (тканинне) дихання. Зовнішнє дихання — це обмін повітря між зовнішнім середовищем та легеневими альвеолами. Внутрішнє дихання — це споживання клітинами кисню і виділення ними вуглекислого газу.

Задоволення потреби організму в зростаючій кількості кисню в зв'язку із збільшенням енергетичного обміну під час праці і виведенні з нього надлишку вуглекислоти забезпечується за рахунок відповідного пристосування до роботи дихальної системи.

Збільшення газообміну стає можливим завдяки зростанню таких показників роботи дихальної системи, як частота і глибина дихальних рухів, легенева вентиляція, коефіцієнт використання кисню.

Легенева вентиляція — це кількість повітря, яке проходить через легені за одиницю часу (одну хвилину). Вона залежить від частоти дихань та об'єму одного вдиху (кількість повітря, яку людина вдихає).

Дихальний об'єм у стані спокою становить 300—500 мл, а частота дихань — 12—18 за одну хвилину. Таким чином, легенева вентиляція, або хвилинний об'єм дихання, дорівнює 5—8 л повітря. Під час роботи хвилинний об'єм дихання збільшується за рахунок зростання частоти дихань і збільшення дихального об'єму. Останній збільшується за рахунок резервного об'єму вдиху, тобто максимальної кількості повітря, яку можна вдихнути після спокійного вдиху. Резервний об'єм вдиху становить 1500—2000 мл.

Можливості збільшення дихального об'єму залежать від життєвої ємкості легень. Остання характеризується максимальною кількістю повітря, яку можна видихнути після максимального вдиху. Життєва ємкість легень у молодих чоловіків становить 3,5—4,8 л, у жінок — 3—3,5 л. У тренованих людей ці показники значно вищі — 5—7 л. Під час м'язової діяльності глибина дихання, як правило, не перевищує 30—40 % життєвої ємкості легень.

При значних м'язових напруженнях частота дихання може досягати 50 і більше за хвилину, а об'єм одного вдиху — 2—2,5 л. Отже, хвилинний об'єм дихання зростає до 120—160 л. Проте в більшості людей під час м'язової роботи легенева вентиляція не перевищує 100 л/хв. Дослідженнями фізіологів було встановлено, що між середньою глибиною дихання і рівнем енергетичних витрат існує тісний кореляційний зв'язок. За показником частоти дихання працівника у процесі праці можна обчислити витрати енергії за хвилину, ккал:

Е — 0,198 ng- 3,06,

де ng — частота дихань за хвилину.

Під час інтенсивної м'язової роботи збільшується коефіцієнт використання кисню до 4—8 % проти 3—4 % у стані спокою. При локальних роботах цього не спостерігається. Залежно від важкості роботи споживання кисню може зрости до 1—3 л/хв проти 150—300 мл/хв у стані спокою.

Можливі також зміни ритму дихання в процесі праці. Так, максимальні короткочасні зусилля виконуються за затримки дихання. При виконанні легких робіт цього не спостерігається, за винятком випадків, коли робота особливо точна, складна і відповідальна. Аналогічні процеси спостерігаються при виконанні розумової роботи, яка вимагає напруженої уваги.

Якщо робота дуже важка для людини, то може настати розлад у диханні, який суб'єктивно сприймається як задишка, порушення ритмів дихальних рухів. Як правило, такі явища спостерігаються у людей з низьким рівнем працездатності, що вказує на необхідність професійного відбору для таких робіт за показниками м'язової сили і витривалості.

Залежно від об'єму легеневої вентиляції і споживання кисню за одну хвилину в процесі праці виділяють шість груп робіт за рівнем важкості (табл. 1).

3. Аеробна та анаеробна продуктивність організму

Слід зазначити, що роботи однієї групи важкості можуть по-різному впливати на організм різних працівників. Це зумовлюється різними індивідуальними значеннями показника максимального споживання кисню (МСК). Оскільки можливості дихальної системи не безмежні, то для кожної людини існує індивідуальна межа, понад яку споживання кисню неможливе. Найбільша кількість кисню, яку організм може спожити за одну хвилину при максимально важкій роботі, називається максимальним споживанням кисню. Розмір МСК є показником аеробної продуктивності організму і характеризує його здатність використовувати енергію на м'язову роботу за рахунок аеробних процесів. Рівень МСК залежить від фізичного розвитку, віку, статі працівника і становить 2…4 л/хв. У спортсменів він може становити 7 л/хв.

Виконувати роботу з витратами на рівні МСК можна лише декілька хвилин. Тривала робота протягом робочої зміни може виконуватися з витратами на рівні 25—30 % МСК. Отже, для працівника, показник МСК якого становить 2,5 л/хв, робота, що вимагає споживання І л кисню за хвилину, буде такою ж важкою, як робота з рівнем споживання кисню 1,6 л/хв для працівника, МСК якого становить 4 л/хв.

Це означає, що частина робітників справляється з важкими роботами, а для інших вони є надмірно важкими або виснажливими.

Для виконання будь-якої роботи необхідна певна кількість кисню, яка називається кисневим запитом. Розрізняють сумарний і хвилинний кисневий запит. Сумарний кисневий запит — це кількість кисню, яка необхідна для виконання всієї роботи. Хвилинний кисневий запит — це кількість кисню, яка необхідна для виконання цієї роботи протягом однієї хвилини. У деяких випадках фактичне споживання кисню може відставати від потреби організму. Це зумовлюється тим, що біохімічні процеси, які відбуваються в працюючих м'язах, проходять дві послідовні фази — анаеробну і аеробну. Під час анаеробної фази з вуглеводів м'яза (глікогену) за участю фосфорних сполук утворюється молочна кислота. Виводиться вона під час аеробної фази: частина окислюється до кінцевих продуктів -— вуглекислоти і води, а частина знову синтезується в глікоген за рахунок енергії, що утворюється при окислювальних процесах.

На початку роботи дихання і кровообіг посилюються поступово, а тому робота протягом перших декількох хвилин виконується при недостатній кількості кисню. В зв'язку з цим більша частина молочної кислоти не встигає окислюватися і синтезуватися у глікоген. Вона накопичується у м'язовій тканині. Значить, організм змушений працювати в анаеробних умовах. Робота буде тривати доти, доки не виснажаться енергетичні ресурси. При цьому нагромадження молочної кислоти може значно перевищувати норму, а ресинтез АТФ не зможе здійснюватися. Для ліквідації молочної кислоти потрібен кисень. Кількість кисню, яка необхідна для окислення продуктів обміну, що утворилися під час роботи, називається кисневим боргом. Іншими словами, кисневий борг — це різниця між сумарним кисневим запитом і кількістю кисню, який фактично споживається під час роботи. Величина максимально можливого кисневого боргу характеризує анаеробну продуктивність організму. У більшості працівників вона становить 4—10 л, у спортсменів — 15—22 л.

Ліквідація кисневого боргу відбувається після закінчення роботи. Це стосується надзвичайно важких робіт, тривалість яких незначна.

Для більшості робіт характерне пропорційне збільшення газообміну щодо механічної роботи. При цьому певне нагромадження продуктів розпаду на початку роботи може бути окислене у процесі роботи. Уже через 2—4 хвилини від початку роботи, протягом яких відбуваються накопичення молочної кислоти і зростання кисневого боргу, посилюється діяльність дихальної і серцево-судинної систем, і організм отримує необхідну кількість кисню для окислення молочної кислоти. В результаті досягається стан рівноваги між накопиченням молочної кислоти і її окислю-вально-відновлювальним ресинтезом у глікоген.

Роботу, при якій потреба в кисні задовольняється повністю, називають роботою у стійкому стані. Це означає, що її можна виконувати без відпочинку протягом однієї-двох годин. Якщо ж споживання кисню досягло певного постійного рівня, який, проте, не забезпечує потреб організму і в ньому нагромаджуються продукти розпаду, то необхідно знизити темп роботи або організувати перерву для відпочинку.

Висновки

Дихання – це сукупність процесів, в результаті яких відбувається вживання організмом кисню, його використання і виведення вуглекислого газу.

Дихання включає слідуючи процеси:

1.Зовнішнє дихання (вентиляція легень) – надходження повітря в повітроносні шляхи і обмін повітря між зовнішнім середовищем та альвеолами легень.

2.Дифузія газів між альвеолами і кров’ю.

3.Перенос газів кров’ю.

4.Дифузія газів між кров’ю і тканинами в тканинних капілярах.

5.Внутрішнє (тканинне) – споживання кисню клітинами і виділення вуглекислого газу.

Хоча робота дихального центру автоматична – вона не припиняється у сплячої чи непритомної людини, — проте певною мірою вона залежить від нашої волі. Людина може довільно загальмувати або прискорити дихання (умовно-рефлекторна регуляція дихання).

При фізичних навантаженнях м’язи виконують посилену роботу і кількість СО2 в крові зростає, що стає однією з причин поглиблення і посилення дихальних рухів.

Причини порушення регуляції дихання.

1.Фізичне навантаження.

2.Коли у повітрі не вистачає кисню.

3.Нездорове серце, легені.

4.Підвищена температура довкілля.

5.Порушення функцій центру дихання (травма голови, дія отрут).

6.Втрата нервового зв’язку між дихальним центром і дихальними м’язами (пошкодження шийного відділу хребта і спинного мозку).

Список використаної літератури

1. Бондаренко Г. О., Куц С. О. Анатомія і фізіологія людини: Навч. посібник для студ. вищ. мед. навч. закладів I-II рівнів акредитації / Кіровоградський базовий медичний коледж ім. Є.Й.Мухіна / П.І. Сидоренко (ред.). — Кіровоград, 2002. — 248с.

2. Жуков В. Вікова фізіологія: Навч. посіб. для студ. спец. "Фізична культура", "Олімпійський та професійний спорт", "Фізична реабілітація" / Сумський держ. педагогічний ун-т ім. А.С.Макаренка. — Суми : СумДПУ ім. А.С.Макаренка, 2004. — 69с.

3. Калініна Т. Фізіологія і психологія праці: Конспект лекцій / Харківський національний економічний ун-т. — Х. : ХНЕУ, 2005. — 268с.

4. Коритко З. Загальна фізіологія: Навч. посіб. для студ. ун-тів та ін-тів фіз. культури. — Л., 2002. — 141с.

5. Крушельницька Я. Фізіологія і психологія праці: Підручник / Київський національний економічний ун-т. — К. : КНЕУ, 2003. — 367с.

6. Плиска О. Фізіологія: Навч. посібник для студ. природничих ф-тів пед. навч. закл.. — К. : Парламентське вид-во, 2004. — 362с.