Влияние на дыхание физической нагрузки высокой интенсивности. Энергетическая стоимость дыхания.
Начиная с так называемого анаэробного порога, происходит увеличение дыхательного эквивалента (35—40:1). Интенсивность физической нагрузки, при которой достигается это изменение, представляет собой так называемый дыхательный порог. Дыхательный порог проявляется значительным ростом вентиляции легких, что обусловлено увеличением содержания С02 в плазме крови в результате его высвобождения из бикарбонатного буфера ионами водорода, что соответствует так называемому лактатному порогу. Лактатный порог представляет собой количество потребляемого 02, при котором возрастает концентрация молочной кислоты в плазме крови (более чем на 1 мМ выше уровня покоя), а продукция молочной кислоты в мышцах начинает превышать буферную емкость крови. С этого момента, который соответствует дыхательной компенсаторной точке, у человека начинается второй прирост легочной вентиляции.
При анаэробной физической нагрузке увеличение вентиляции легких вызывают не только центральные двигательные команды и афферентные обратные связи от работающих мышц, но и стимуляция периферических хеморецепторов снижением рН артериальной крови (молочный ацидоз), увеличение температуры тела (стимулирует дыхательный центр через центр терморегуляции гипоталамуса) и, наконец, увеличение в плазме крови содержания катехоламинов.
Энергетическая стоимость дыхания.
В покое дыхательные мышцы человека потребляют примерно 4 % от общего количества 02, потребляемого тканями организма. При физической нагрузке V02 дыхательных мышц возрастает до 8—11 % и более. В этих условиях дыхательные мышцы совершают работу, равную 50 % от их максимальной способности развивать силу сокращения. Физическая тренировка вызывает приспособление вентиляции; при этом максимальная нагрузка линейно увеличивает вентиляцию легких в зависимости от роста V02 у человека. В результате физической тренированности человека у него снижается относительная энергетическая стоимость дыхания за счет увеличения лактатного порога, причем чем выше физическая тренированность человека, тем меньше в работающих мышцах продуцируется ионов Н+, которые инициируют высвобождение С02 из бикарбонатного буфера. Соответственно у тренированных людей меньше выражена хеморецепторная стимуляция дыхания при физической нагрузке.
После прекращения физической нагрузки в первые 20—30 с резко уменьшается вентиляция легких, что обусловлено прекращением двигательных команд со стороны коры головного мозга и двигательных центров ствола мозга. Быстрое начальное уменьшение вентиляции легких переходит в стадию медленного восстановления исходных показателей частоты, глубины и объема легочной вентиляции. В эту стадию в мышцах снижаются потребление кислорода и продукция углекислого газа. Благодаря вентиляции легких происходит нормализация содержания газов в артериальной крови до физиологических величин состояния покоя.
Видео физиология регуляции дыхания - профессор, д.м.н. П.Е. Умрюхин
