Дыхание в разных условиях среды

При атмосферном давлении, равном 760 мм рт. ст., все физиологические процессы в организме человека, в том числе процесс дыхания, протекают нормально. Понижение или повышение атмосферного давления оказывает определенное отрицательное влияние на процесс дыхания.

При понижении атмосферного давления, то есть при подъеме на высокие горы, во время полета в самолете происходит уменьшение содержания кислорода в составе воздуха. При таких условиях в результате недостатка в организме кислорода (гипоксии), у человека появляются признаки горной болезни: дыхание и пульс учащаются, появляются головная боль, мерцание в глазах, тошнота. Если при этом человек не получит кислород в необходимом количестве, он может потерять сознание. Поэтому во время полета в самолете в воздух дополнительно подается кислород.

Жители горных местностей приспособлены к жизни в таких условиях. Содержание эритроцитов в их крови увеличивается, что способствует усвоению кислорода воздуха в большом количестве. Лица, живущие в условиях нормального атмосферного давления, при необходимости подняться в высокие горы должны совершать подъем на высоту не сразу, а постепенно, давая возможность организму приспосабливаться. Тогда можно избежать горной болезни.

В условиях повышенного атмосферного давления, то есть под водой, в глубоких пещерах, увеличивается содержание растворенных газов в составе крови, в тканевых и клеточных жидкостях организма человека. Происходит накопление растворенного азота, особенно в сосудах мозга. Если человек совершает очень быстрый переход от таких условий к условиям с нормальным давлением, растворенный азот, превращаясь в мелкие пузырьки, закупоривает кровеносные сосуды и развивается кессонная болезнь. При этом появляются головокружение, тошнота с рвотой, боли во всех суставах и пояснице, иногда обморочное состояние.

Для оказания помощи в таких случаях следует помещать больного снова глубоко под воду или перенести его в другое место с повышенным давлением (в специальную камеру). Чтобы предупредить кессонную болезнь следует переходить от повышенного давления к нормальному постепенно. Тогда растворенные газы не будут превращаться в пузырьки и закупоривать кровеносные сосуды. Кроме того, специалисты, выполняющие некоторые работы под водой, снабжаются для дыхания специальными баллонами, в которых азот заменен гелием, потому что гелий не растворяется в условиях повышенного давления и не образует в кровеносных сосудах пузырьки.

Дыхание во время выполнения физических упражнений. При физической работе, занятиях физкультурой и спортивными упражнениями дыхание учащается. В состоянии покоя человек совершает 16—20 дыхательных движений в минуту и минутная вентиляция легких равняется 8—9 л. Во время выполнения физических упражнений в зависимости от их скорости частота дыхания в минуту может достигать 40—60 и более, а минутная вентиляция легких увеличиваться до 50—100 л.

В состоянии покоя организм человека усваивает 250—300 мл кислорода. При выполнении физических упражнений усвоение кислорода может возрастать до 4500—5000 мл. Чтобы доставлять большое количество кислорода из легких к тканям, активизируется деятельность сердечнососудистой системы. Так, в состоянии покоя систолический объем сердца (количество крови, выбрасываемой сердцем за одно сокращение) равняется 65—70 мл, при выполнении физических упражнений он возрастает до 150—200 мл. В состоянии покоя сердце сокращается 70 раз в минуту, при физических нагрузках частота сердечных сокращений в минуту увеличивается до 150—200 мл.

Следовательно, если в состоянии покоя сердце в минуту нагнетает в сосуды 5 л крови, то при выполнении физических упражнений количество нагнетаемой крови увеличивается до 20—30 л. Итак, во время физических упражнений увеличивается потребность тканей в кислороде. Она обеспечивается, с одной стороны, учащением дыхания и увеличением минутной вентиляции легких, с другой, увеличением деятельности сердца, то есть увеличением частоты сердечных сокращений, систолического и минутного объемов сердца. Таким образом, физический труд, занятия физкультурой и физическими упражнениями способствуют лучшему развитию органов дыхания и кровообращения, повышению работоспособности человека и укреплению его здоровья.