Чинники гіпервентиляції під час фі­зичного навантаження.

Здавалося 6, що основною причиною бурхливої реакції дихальної системи на фізичне навантажен­ня є зростання вмісту і напруги С0₂ в кро­ві. Справді, у венозній крові рС0₂ підви­щується досить істотно. Проте в артері­альній крові, а саме вона омиває головний мозок і дихальний центр, рС0₂ не тільки не зростає, а під час напруженого м'язо­вого навантаження навіть знижується. Ця обставина пов'язана з тим, що посилена вентиляція легень під час фізичного на­вантаження виводить значні кількості С0₂ з організму. Що ж тоді зумовлює активі­зацію дихальної системи під час м'язової роботи?

Серед чинників, які стимулюють функ­цію дихального центру під час фізичного навантаження, перше місце посідає лактатна (молочна) кислота, яка утворюється в скелетних м'язах, коли сила їх скорочен­ня перевищує 40 % максимальної довіль­ної сили. При цьому перетискаються кро­воносні судини м'язів, надходження крові до них припиняється і вони переходять на анаеробний шлях метаболізму.

Важливу роль у посиленні вентиляції відіграє центральна нервова система. Відомо, що дихання посилюється у люди­ни ще до початку роботи — передстартовий етап, який запускається корою вели­кого мозку та гіпоталамусом. Така передстартова гіпервентиляція збільшує на­сичення крові і скелетних м'язів киснем, готуючи м'язи до очікуваної роботи.

З по­чатком роботи в дію вступають сигнали від пропріорецепторів м'язів, що скорочу­ються. І вже пізніше, коли починає напра­цьовуватись у достатній кількості молочна кислота, вона, знижуючи рН крові, бере па себе функцію стимуляції дихального цент­ру. Оскільки молочна кислота не виводить­ся з організму через легені, вона продов­жує підтримувати гіпервентиляцію й після припинення роботи м'язів, аж поки кисень, що надходить в організм у підвищених кількостях, не покриє кисневий борг і мо­лочна кислота не окислиться.

Кисневий борг — це нестача кисню, що виникає у скелетних м'язах під час їх тривалої й на­пруженої роботи.

Незважаючи на незначні зміни в газо­вому складі артеріальної крові під час ро­боти скелетних м'язів, центральні та пе­риферичні артеріальні хеморецептори також відіграють суттєву роль у розвитку гіпервентиляції легень. Вважають, що під час фізичної роботи зростає чутливість нейронів дихального центру й артеріальних хеморецепторів до гіперкапнії та гіпоксії.

Внаслідок увімкнення названих меха­нізмів та чинників частота дихання і об'єм легеневої вентиляції пристосовуються до інтенсивності виконуваної роботи більш - менш відповідають рівню метаболізму, енер­гетичним витратам організму.

Сказане стосується головним чином рит­мічної динамічної роботи. Під час вико­нання статичної роботи кровопостачання працюючих м'язів і надходження до них кисню погіршуються швидше і за меншої сили скорочень м'язів. У випадках трива­лого, хоч і не дуже сильного напруження м'язів немає їх періодичних розслаблень і хай короткочасних, але конче потрібних працюючим м'язам відновлення кровотоку й надходження кисню. Під час виконання статичної роботи досить швидко розвиваєть­ся втомлення і знижується працездатність, навіть якщо навантаження ненабагато пе­ревищує ЗО % максимальної сили скоро­чення. Дихання при цьому зростає меншою мірою і переважно під впливом нервової системи.

Виконання роботи супроводжується розвитком функціональних змін в органах, які працюють (м'язах, нервових центрах, аналізаторах), і в так званих обслуговуючих системах — дихальній, серцево-судинній, центральній нервовій, системі крові тощо.

Під час переходу із стану спокою до роботи у дихальній системі настають зміни, зумовлені потребою у підвищеній кількості кисню та видаленні з організму надлишку вуглекислоти. Основним показником функціонального стану дихальної системи є об'єм легеневої вентиляції (ОЛВ) — об'єм повітря, яке проходить легені за хвилину (хвилинний об'єм дихання). У спокої ОЛВ становить 4—8 л/хв. Під час роботи, при максимальних навантаженнях, він може підвищуватись до 100 л/хв.

Об'єм легеневої вентиляції може збільшуватись рівномірно за рахунок глибини та частоти дихання (найчастіше), переважно за рахунок частоти дихання (при відсутності тренування, при незручній позі робітника) або глибини дихання (найбільш сприятлива реакція на виконання роботи, яка спостерігається у тренованих осіб).

Ступінь збільшення ОЛВ при переході до роботи у більшості випадків пропорційний величині виконуваної роботи і підвищенню споживання 02 та виділення С0₂. Виняток становлять випадки, коли робітник виконує важку м'язову роботу і постачання 02 нижче потреби у ньому. В цих випадках ОЛВ може збільшуватись, а споживання кисню залишатись на одному рівні — на рівні так званої кисневої межі.

Якщо розвивається втома, може спостерігатись збільшення ОЛВ за рахунок стимуляції ДС кислими продуктами обміну, які накопичуються у м'язах, а також за рахунок включення в роботу додаткових груп м'язів, коли сила м'язів, які виконують ці операції, починає падати.

Тривале вимушене положення тіла (наприклад, навпочіпки), при виконанні деяких виробничих процесів утруднює зовнішнє дихання. За рахунок нераціональної робочої пози знижується життєва ємність легень (ЖЄЛ). Так, якщо ЖЄЛ у вільному вертикальному положенні тіла прийняти за 100 %, то при згинанні тулуба вперед вона буде становити 88,5 %, а при розгинанні — 75 %.

При важкій м'язовій роботі видих здійснюється активно, тобто за участю м'язів, скорочення яких також може зменшувати ЖЄЛ. Зменшення ЖЄЛ за цих умов компенсується перерозподілом об'ємів легень. Зокрема, об'єм альвеолярного повітря доповнюється за рахунок резервного та додаткового.