ВЕНТИЛЯЦИЯ И ОБМЕН ЭНЕРГИИ

При продолжительном выполнении мышечной деятельности средней интенсивности вентиляция, как правило, соответствует интенсивности обме­на энергии. Она имеет тенденцию изменяться прямо пропорционально объему потребляемого кислорода и диоксида углерода, производимого организмом. Рассмотрим, насколько тесно дыха­ние связано с потреблением кислорода.

ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ ЭКВИВАЛЕНТ ПО КИСЛОРОДУ

Отношение объема вентилируемого воздуха (У^) к количеству поглощаемого тканями кисло­рода (Уо^) иллюстрирует экономичность дыхания. Это отношение называют вентиляционным экви­валентом по кислороду или у^ /у() • Он измеряет­ся количеством воздуха, которым мы дышим (в литрах), к количеству потребляемого кислорода (в литрах).

В состоянии покоя У^/Уо колеблется от 23 до 28 л воздуха на литр потребляемого кислорода. Этот показатель незначительно изменяется при умеренной нагрузке, например, ходьбе. Однако с увеличением интенсивности нагрузки до почти максимальных уровней У^/Уц может превышать 30 л воздуха/л кислорода. В принципе У^/Уа ос­тается относительно постоянным при значитель­

ном колебании уровней нагрузки. Это свидетель­ствует о том, что системы регуляции дыхания адек­ватно реагируют на потребности организма в кис­лороде. Даже в таких видах спорта, как плавание, где дыхание должно осуществляться синхронно с циклом гребка рукой, У^/Уо, практически не от­личается от показателей, характерных для других видов деятельности.

МОМЕНТ СНИЖЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЕНТИЛЯЦИИ

При повышении интенсивности физической нагрузки до максимальной в определенный мо­мент вентиляция начинает увеличиваться непро­порционально потреблению кислорода. Это так называемый момент снижения эффективности вентиляции (рис. 9.12). Когда интенсивность на­грузки превышает 55 — 70 % МПК, транспорти­руемый в мышцы кислород не удовлетворяет по­требность в нем для окисления. Это компенсиру­ется образованием большего количества энергии путем гликолиза, что ведет к увеличению образо­вания и аккумуляции молочной кислоты. Молоч­ная кислота в сочетании с бикарбонатом натрия, нейтрализующим кислоту, образуют лактат на­трия, воду и диоксид углерода. Как нам уже изве­стно, диоксид углерода стимулирует хеморецеп-торы, которые посылают сигнал в центр вдоха уве­личить вентиляцию. Таким образом, момент снижения эффективности вентиляции отражает реакцию респираторной системы на повышенное содержание СО,. Как видно из табл. 9.2, после наступления этого момента вентиляция значитель­но повышается.

160

 

140

 

I 120 з ^.100 о: § 80 I- I Щ ш 60

 

Ь 20

160 180 200 220 240 260 Скорость бега, м-мин" '

Рис. 9.12. Изменения легочной вентиляции во время выполнения физической нагрузки, иллюстрирующие мо­мент снижения эффективности вентиляции: 1 — по­требление кислорода; 2— вентиляция; 3— момент снижения эффективности вентиляции

188

Таблица 9.2. Соотношение между легочной вентиляцией V,. и потреблением кислорода Уц

Скорость бега, м-мин '	^/\
160 21, 5
180 20, 0
200 20, 4
220 20, 3
240 24, 9
260 33, 3
Примечание: обратите внимание на резкое увеличение
У^/Уу в момент снижения эффективности вентиляции.

Вентиляция увеличивается прямо пропор­ционально интенсивности выполнения ра­боты до момента снижения ее эффективно­сти. После этого она увеличивается непро­порционально по мере того, как организм пытается избавиться от излишнего СО-

 

24, 0		25
23, 6
	•	24
23.0	/ -/ -
22, 8	/
	Уе /Усо, /	23
» 22, 4	\ /
0	\ /	м
^ 22, 0		22'%
•^	^^" ^/
21, 6	Уе /Уо, /^^"
21, 2 20, 8	\ -/ \^/ \ —" ^ Анаэробный	21 20
20, 4 20, 0	порог /	10

150   200   250   300 Скорость бега, м.мин" '

Рис. 9.13. Изменение вентиляторного эквивалента по диоксиду углерода (Уу/У^ ) и кислороду (Vр/Рд ) при повышении интенсивности бега

АНАЭРОБНЫЙ ПОРОГ

Одно время бытовало мнение, что ввиду не­пропорционального увеличения вентиляции без усиления потребления кислорода момент сниже­ния эффективности вентиляции может быть свя­зан с порогом лактата (начало аккумуляции лакта-та, превышающей уровни, характерные для состо­яния покоя, при выполнении физической нагрузки с постепенным увеличением интенсивности). Мо­мент снижения эффективности вентиляции отра­жает увеличение объема диоксида углерода, про­изводимого за 1 мин (Усо^). Вспомним из главы 5, что коэффициент дыхательного газообмена (КДГ) представляет собой соотношение образования ди­оксида углерода к потреблению кислорода. Следо­вательно, увеличение образования диоксида угле­рода приводит к повышению КДГ.

Считалось, что повышенный ^со, — результат чрезмерного выделения диоксида углерода из би­карбоната, нейтрализующего молочную кислоту. Вассерман и Мак-Илрой ввели понятие анаэроб­ного порога для характеристики этого явления, поскольку считали, что резкое увеличение коли­чества СО^ отражает смещение в сторону более анаэробного метаболизма [10]. Они использова­ли увеличение КДГ в качестве маркера анаэроб­ного порога, считая его достаточной альтернати­вой пробе крови, позволяющей определить нача­ло анаэробного метаболизма.

За многие годы этот подход постоянно совер­шенствовался. В настоящее время наиболее точ­ный метод идентификации анаэробного порога основывается на показателях вентиляторного эк­вивалента по кислороду (У^/Уц ) и диоксиду уг­

лерода (У^/Усо )• Последний представляет собой отношение объема вдыхаемого воздуха к объему образуемого СО^. Наиболее специфичный крите­рий оценки анаэробного порога — системное уве­личение У^/Уц без сопутствующего повышения ^Е/^со [2] (рис. 9.13). Вентиляторный эквивалент по диоксиду углерода относительно постоянен, что свидетельствует о соответствии вентиляции по­требности организма в выведении СОд. Увеличе­ние У^/Уо свидетельствует, что усиление венти­ляции, направленное на выведение СО,, непро­порционально потребности организма в Од.

™У Анаэробный порог в большинстве случаев • достаточно точно отражает порог лакта­та, вместе с тем взаимосвязь их недоста­точно совершенна

Анаэробный порог служит неинвазивной оцен­кой порога лактата и в большинстве случаев они оба наблюдаются в один и тот же момент време­ни при выполнении физической нагрузки с уве­личивающейся интенсивностью или при одном и том же МПК. Однако есть и исключения [I]. На­пример, у людей, страдающих болезнью Мак-Ар-дла, уровни лактата крови и Н'¹' не повышаются во время физической нагрузки вследствие отсут­ствия мышечной фосфорилазы. У них отмечается четкий анаэробный порог при выполнении фи­зической нагрузки с увеличивающейся интенсив­ностью, несмотря на то, что концентрация лакта­та крови находится на уровне, характерном для

189

состояния покоя. Истощение запасов гликогена перед физической нагрузкой также изменяет вза­имосвязь анаэробного порога и порога лактата.

В ОБЗОРЕ...

1. При выполнении физической нагрузки сред­ней степени интенсивности вентиляция достаточ­но точно отражает интенсивность обмена энергии и соответствует потреблению кислорода. Отноше­ние объема вентилируемого воздуха к потребле­нию кислорода представляет собой вентиляторный эквивалент по кислороду (У^/Уц )•

2. Момент снижения эффективности вентиля­ции — резкое усиление вентиляции без соответ­ствующего увеличения потребления кислорода. Он отражает потребность выведения избыточного количества диоксида углерода.

3. Анаэробный порог соответствует моменту, когда У^/У» резко повышается, тогда как У^/Уса, остается относительно стабильным. Анаэробный порог представляет собой неинвазивный метод оп­ределения порога лактата.

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: