Наиболее простые способы тренировки диафрагмы состоят в движениях брюшной стенки вперед и назад, сопряженных с вдохом и выдохом. Определить тип дыхания можно, если положить руку на грудь и живот. Работой дыхательных мышц можно произвольно управлять. Поэтому при выполнении тех или иных движений полезно следить за дыханием. Тренер, показывая комплекс упражнений, часто обращает внимание на сопутствующие дыхательные движения. У большинства людей в дыхании участвуют и межреберные мышцы и диафрагма — это смешанный тип дыхания.
Легочная вентиляция и легочные объемы
Количество воздуха, вдыхаемого и выдыхаемого при спокойном дыхании, называютдыхательным объемом. Общее же количество воздуха, которое человек может выдохнуть после максимального вдоха, называют жизненной емкостью легких (ЖЕЛ). Однако и после этого в легких остается воздух. Это остаточный объем.
Когда два человека, тренированный и нетренированный, работают сидя за письменным столом, ни один из них не имеет никаких преимуществ, поскольку каждый вдыхает и выдыхает по 500 мл воздуха. Но при физическом напряжении, например при беге, тренированный человек будет чувствовать себя лучше, потому что у него жизненная емкость легких больше и он за один вдох и выдох сумеет лучше их проветрить. Так, если спортсмен, занимающийся греблей, может за один раз вдохнуть и выдохнуть до 8 л воздуха, то человек среднего развития всего 3—4 л. Жизненная емкость легких зависит и от других причин — пола, возраста, роста человека.
При изучении физической подготовленности населения гигиенисты измеряют жизненную емкость легких людей и считают ее важным показателем здоровья. В норме у мужчин жизненная емкость легких примерно на 0,25 больше, чем у женщин.
Для того чтобы определить величину нормальной жизненной емкости легких у данного человека, надо решить простое уравнение регрессии. У мужчин ЖЕЛ (л) =2,5- рост (м); у женщин ЖЕЛ (л) =1,9-рост (м).
Так, ЖЕЛ у мужчины ростом 1 м 70 см будет составлять 2,5- 1,7=4,25 л. Для женщины того же роста ЖЕЛ будет составлять 1,9- 1,7=3,23 л.
Это средние показатели. У одних людей показатели будут соответствовать норме или даже ее превышать, у других могут быть ниже нормы.
За счет чего же можно повысить жизненную емкость своих легких? Прежде всего, за счет развития дополнительных дыхательных мышц. Чем сильнее будут развиты большая и малая грудные, лестничные и грудино-ключично-сосцевидныс мышцы, тем больше будет и жизненная емкость легких. Эти мышцы будут интенсивно оттягивать ребра и грудину вперед и вверх, благодаря чему увеличится объем грудной полости, а значит, и жизненная емкость легких. Росту жизненной емкости легких способствуют занятия греблей, плаванием, лыжным спортом.
Для определения уровня физического состояния человека важны функциональные пробы. О некоторых из них мы расскажем на практикуме.
В исследованиях дыхания важное значение приобретает дыхательный коэффициент:
Он позволяет судить о тканевом обмене, о том, в каком соотношении окислялись жиры и углеводы в тканях. Эти сведения дают возможность узнать об особенностях обмена веществ человека. Обмен веществ является важным показателем состояния здоровья.
Кислородный долг
Процессы дыхания в тканях идут в две фазы. Вначале идет распад органических веществ без участия кислорода. Эта фаза называется анаэробной. Затем продукты анаэробного распада окисляются кислородом до образования углекислого газа, воды и других простых соединений. Это аэробная фаза. При выполнении кратковременной, но мощной физической работы, например при поднятии штанги, рывок совершается за счет энергии, получаемой в процессе анаэробного дыхания, поэтому движения возможно делать на выдохе или на задержанном дыхании. Потом, уже после совершения работы, наступает фаза аэробного дыхания, и тут уже продукты начального распада окисляются до конца. Этим объясняется появление интенсивного дыхания после выполнения тяжелой, но кратковременной работы. Организм как бы покрывает свою кислородную задолженность.
При легкой работе кислородный долг составляет всего 3—4 л, а при тяжелой он может доходить до 20 л. Последнее возможно отнюдь не для всех людей, а только для особо тренированных. Их организм может работать в состоянии высокой кислородной задолженности.
Умение обходиться какое-то время без кислорода хорошо развито у пловцов и ныряльщиков. Способствуют его развитию статические нагрузки, занятие тяжелой атлетикой, бег на короткие дистанции. За время пробега стометровки спортсмен успевает вдохнуть всего один-два раза, зато потом происходит усиленное дыхание и кислородный долг покрывается.
Необходимость охраны воздушной среды
Сейчас много пишут о загрязнении воздуха различными веществами, поэтому иногда складывается представление о золотом веке чистой атмосферы, когда никаких загрязнений не было, и люди свободно вдыхали благоухание трав и деревьев. На самом деле все происходило иначе. Вместе с изобретением огня появился и дым. В скученных лачугах людям приходилось вдыхать не только чад от очага, но и многочисленные вредные испарения от нечистот, страдать от сквозняков, подвергаться опасности заразиться инфекцией, передающейся через воздух.
После создания печного, а затем и парового отопления проблема дымового загрязнения была решена, с внедрением антибиотиков отошли на второй план инфекции, но зато появились новые проблемы: загрязнение атмосферы отходами предприятий и выхлопными газами транспорта. Воздух стал насыщаться оксидами углерода и азота. Баланс между выделением кислорода и его потреблением стал нарушаться, и это немедленно сказалось и на растениях, и на животных, и на здоровье человека. Увеличилась запыленность атмосферы. В городах стал образовываться смог: смесь дыма, тумана и пыли, продуктов сухой перегонки топлива, сажи. В сухие дни смог имеет вид плотногожелтоватого тумана, а в пасмурные дни содержит еще и капельки жидкости.
Для охраны воздушной среды надо точно знать, по каким параметрам следует оценивать как окружающую атмосферу, так и воздух в жилых и производственных помещениях.
Гигиеническая оценка воздуха
При гигиенической оценке воздуха обычно учитывают его физические свойства: атмосферное давление, температуру, влажность, скорость передвижения воздушных потоков; химический состав, как постоянных его частей, так и посторонних газов; механические примеси (пыль, дым, сажу) и бактериальную загрязненность, обусловленную присутствием микробов в воздухе. Показатели физических свойств воздуха называют метеорологическими факторами.
Температура и влажность воздуха в помещении
К сожалению, мы пока еще не можем управлять погодой, но поддержание нормальных физических условий в помещении в большой мере зависит от нас самих. Начнем с температуры воздуха. Она в значительной степени определяется климатом и назначением помещения.
В умеренном климате температура 18—20°С в помещении обеспечивает условия комфорта. Но если дом находится в районе, где климат холодный, температура в комнатах должна быть несколько выше, примерно 21°С, а если там, где жарко,— чуть ниже, примерно 17—18°С. Надо следить, чтобы разница температур в разных участках помещения не превышала 2°. А ведь нередко бывает так, что у окон и дверей значительно холоднее, чем у печки. В современных квартирах батареи ставятся под окнами. В этом случае обычно измеряют температуру у стен с окнами и у противоположных стен. Неодинаковой температура может быть и по вертикали. Обычно измеряют температуру на уровне пола и на уровне головы. Она считается нормальной, если разница не превышает 2,5°.
При расставлении мебели в комнате не следует располагать стол вблизи окна, если под ним находится батарея. У человека, который сидит в таких условиях, сильно нагреваются ноги и охлаждается верхняя часть тела. Неравномерный нагрев может привести к простудному заболеванию.
В помещениях, где выполняется интенсивная физическая работа,— в спортивных залах, кабинетах труда — температура должна быть несколько ниже обычной, поскольку при движении люди разогреваются.
Большое влияние на организм оказывает и влажность воздуха. Влажный воздух более теплопроводен, поэтому, когда холодно и влажно, можно легко простудиться. Влажная одежда также плохо защищает от холода. Длительное пребывание в помещении с высокой влажностью, но низкой температурой может стать причиной ревматизма и других болезней. Нормальная влажность для помещений — 30—60%.
Химический состав воздуха в помещении
Химический состав воздуха чрезвычайно важен для здоровья. На первый взгляд кажется, что основной причиной плохого самочувствия человека в душном помещении является недостаток кислорода. Однако более тщательные исследования гигиенистов показали, что это не так. Физиологические сдвиги в организме происходят, когда содержание кислорода падает с 20 до 17%. Уменьшения содержания кислорода хотя бы на 1% не бывает даже в очень душной комнате.
Значительно более чувствителен организм к уровню углекислого газа. При повышении его концентрации от 0,04 до 1 —1,5% происходит заметное ухудшение самочувствия, а при концентрации 10—12% может наступить смерть. Здесь речь шла о влиянии на организм чистого углекислого газа. Но при скоплении людей действует не он один. Люди потеют, и пот испаряется. В помещении появляются дурнопахнущие вещества. Все это вместе влияет на организм человека много сильнее. Чем дольше сидят люди в комнате, тем больше выделяется углекислого газа и других соединений, анализ -которых далеко не прост. Поэтому практически о степени духоты судят по количеству выделившегося СО2. Если его концентрация превышает 0,1%, воздух в помещении считается недоброкачественным.