Реакции на физическую нагрузку

При физической нагрузке вентиляция резко возрастает и при интенсивной работе может становиться очень сильной. У здоровых молодых людей максимальное потребление кислорода иногда достигает 4 л/мин, а легочная вентиляция — 120 л/мин, то есть в 15 раз превышает уровень покоя. Усиление вентиляции тесно связано с увеличением потребления О₂ и выделения СО₂. Интересно, что причины такого усиления при физической нагрузке еще во многом неясны.

При нагрузке Р_CO2 в артериальной крови не увеличивается, напротив, при тяжелой работе оно обычно слегка снижается. Р_O2, как правило, несколько возрастает, хотя при очень интенсивной работе может и уменьшаться.

При умеренной нагрузке рН артериальной крови остается почти постоянным, а при тяжелой — снижается в связи с выделением молочной кислоты в процессе анаэробного гликолиза. Ясно, таким образом, что ни один из перечисленных факторов не должен вызывать резкого усиления вентиляции при легкой или умеренной физической нагрузке.

Для объяснения этого были предложены иные гипотезы. Так, у животных под наркозом и у бодрствующих людей вентиляция усиливается в ответ на пассивные движения конечностей. По-видимому, эта рефлекторная реакция обусловлена возбуждением рецепторов, расположенных в суставах или мышцах. Возможно, именно ей объясняется резкое повышение вентиляции в первые несколько секунд нагрузки.

Существует также точка зрения, согласно которой периферические хеморецепторы могут возбуждаться в ответ на колебания Р_O2 и Р_cO2 в артериальной крови, хотя средний уровень этих показателей остается постоянным. Такие колебания, обусловленные периодическим характером дыхания, увеличиваются, когда дыхательный объем возрастает (а именно это и происходит при физической нагрузке).

По другой гипотезе, центральные хеморецепторы действуют по принципу сервомеханизма, поддерживающего постоянство Р_CO2 в артериальной крови путем повышения вентиляции (подобно тому как термореле регулирует температуру, допуская лишь незначительные ее отклонения). Падение же парциального давления углекислого газа, часто наблюдаемое при физической нагрузке, объясняется тем, что каким-то образом происходит изменение заданного уровня Р_CO2. Сторонники этой теории утверждают, что вентиляторная реакция на вдыхание СО₂ может не отражать изменений, происходящих при физической нагрузке.

Еще одна гипотеза предполагает зависимость уровня вентиляции от количества СO₂, поступающего в легкие со смешанной венозной кровью. В опытах на животных была выявлена хорошая корреляция между двумя этими параметрами (либо насыщали венозную кровь СO₂, либо повышали венозный возврат).

Однако такая гипотеза имеет слабое место: до сих пор в легких не обнаружено рецепторов, способных воспринимать количество поступающего СO₂.

Предполагалось также, что увеличение вентиляции при нагрузке может быть частично обусловлено повышением температуры тела и импульсами, поступающими от двигательной коры. Однако ни одна из существующих теорий до сих пор не может считаться полностью удовлетворительной.

«Физиология дыхания», Дж. Уэст

Реакция на изменение РO2

Влияние уменьшения РO2 в артериальной крови на дыхание можно оценить, заставив обследуемого дышать газовыми смесями с пониженным содержанием кислорода. При этом парциальное давление O2 и СO2 в артериальной крови считают равным соответственно РO2 и РCO2 в последних порциях выдыхаемого воздуха. Видно, что при равном 36 мм рт. ст., уровень вентиляции почти не зависит от если…

Как регулируется газообмен

Мы уже знаем, что главная функция легких состоит в обмене O2 и СO2 между воздухом и кровью, т. е. в поддержании нормальных уровней РO2 и РCO2 в артериальной крови. Теперь же мы убедимся в том, что, несмотря на широкую изменчивость поглощения O2 в организме и выделения из него СO2, РO2 и РCO2 в артериальной крови…