Расход кислорода при дыхании человека

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 30 июня 2022 года; проверки требует 1 правка.

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 26 января 2021 года; проверки требуют 118 правок.

К органам дыхания у рыб относятся жабры

Различия внешнего дыхания человека, птиц и насекомых

Клеточное дыхание включает биохимические процессы транспортировки белков через клеточные мембраны; а также собственно окисление в митохондриях, приводящее к преобразованию химической энергии пищи.

Главная
Публикации
Максимальное потребление кислорода (МПК): от чего зависит и как влияет на результаты в беге

Показатель максимального потребления кислорода (МПК) волнует тех, кто хочет улучшать результаты и показывать свой спортивный максимум. Если вы регулярно бегаете больше 5 км и участвуете в различных стартах, то аббревиатура МПК вам точно знакома.

Каким должен быть МПК (VO2max) у бегуна, можно ли его увеличить и как это правильно делать, рассказывает МСМК по лёгкой атлетике и тренер по бегу Елена Соколова.

1.Что такое МПК и чем он важен для спортсмена

2.Можно ли развить свой уровень МПК

3.Каким должно быть максимальное потребление кислорода

4.Самые высокие показатели МПК

5.В чём измеряется МПК

6.Величина МПК у мужчин и женщин

7.Влияние возраста на МПК

8.Как определить свой МПК

9.Как повысить МПК

10.Как влияет МПК на скорость бега

Некоторые физиологические и физические основы дыхания

Упрощённая схема транспорта кислорода и углекислого газа в организме при нормальных условиях выглядит следующим образом: во время вдоха кислород проникает через альвеолярную лёгочную мембрану и связывается с гемоглобином красных клеток крови — эритроцитов. Эритроциты доставляют кислород к тканям организма. Там гемоглобин, восстанавливаясь, отдаёт кислород и присоединяет углекислый газ. Возвращаясь в лёгкие, гемоглобин вновь окисляется и отдаёт углекислый газ, который удаляется из организма с выдохом.

Интенсивность насыщения кислородом плазмы крови определяется законом Дальтона и законом Генри. Закон Дальтона гласит, что общее давление смеси газов равно сумме давлений каждого газа, входящего в её состав. Давление каждого газа в смеси пропорционально процентному содержанию этого газа в смеси, и называется парциальным.

С законом Дальтона непосредственно связан закон Генри — количество газа, растворённого в жидкости, прямо пропорционально его парциальному давлению. Следовательно, растворимость кислорода в крови пропорциональна его парциальному давлению в дыхательной смеси. При повышении абсолютного давления дыхательной смеси и увеличении содержания в ней кислорода транспорт кислорода будет осуществляться не только гемоглобином, но и за счёт растворения кислорода в плазме крови.

Что такое МПК и чем он важен для спортсмена

МПК или максимальное потребление кислорода – это то, сколько кислорода из вдыхаемого воздуха ваш организм может потребить и переработать на критической, предельной скорости или мощности. То есть из вдыхаемого воздуха ваш организм может взять определённое количество миллилитров кислорода для того, чтобы впоследствии донести его с током крови до работающих мышц и там каскадом биохимических процессов превратить его в энергию, которую вы реализуете в виде той же самой предельной скорости.

Способность организма поглощать кислород определяется нашими физическими и физиологическими параметрами. Сюда входят объём лёгких (или жизненная ёмкость лёгких), размер сердца и его способность проталкивать большое количество крови за одно сокращение, эластичность сосудов, качество крови (уровень эритроцитов, гемоглобина, железа, несущие этот кислород к мышцам), митохондрии (энергетические станции клеток), а также сильная ЦНС, которая способна выдерживать критические скорости. Пол, возраст и наличие лишнего веса также определяют уровень МПК.

Парадоксальность этого показателя в том, что измеряется он в условиях предельной работы организма, а отражает наши аэробные способности или выносливость, в том числе общую, то есть совсем не предельные возможности. В свою очередь количество тренировок на уровне МПК обратно пропорционально продолжительности дистанции. То есть в марафонском и сверхмарафонском беге тренировки на МПК не имеют такого значения, как в беге на средние дистанции (800 м, 1500 м).

Вообще, теоретическая логика этого показателя такова, что чем он выше у конкретного человека, тем более высокую скорость он может показать на дистанции. Кроме того, чем выше максимальное потребление кислорода, тем лучше выносливость, тем легче даются длительные аэробные работы.

Приборы для исследования параметров дыхания

Значения МПК у женщин в среднем ниже, чем у мужчин, из-за более высоких жировых запасов и более низкого уровня гемоглобина. Так как МПК выражается относительно массы тела, то наличие жировых запасов у женщин, связанных с физиологией, ставит их в этом смысле в невыгодное положение. Гемоглобин переносит кислород к тканям. Меньше гемоглобина – меньше кислорода на единицу крови. Уровень МПК у хорошо тренированных женщин в среднем на 10% ниже, чем у хорошо тренированных мужчин.

Дыхание и физические нагрузки

При физических нагрузках дыхание, как правило, усиливается. Обмен веществ ускоряется, мышцам требуется больше кислорода.

Спортсмены с высоким МПК

Не стоит зацикливаться на этой пресловутой цифре МПК. Гораздо важнее тренировать определённые качества, которые нужны на той или иной дистанции, а растущий (или не растущий) МПК как определённая точка контроля ваших тренируемых (или не тренируемых) функциональных возможностей будет вам одним из маячков качества.

Качества, предъявляемые организму той или иной дистанцией, – это такие показатели, как экономичность бега, специальная выносливость, силовая выносливость, скоростная выносливость, сама скорость и т.д. Именно из набора тренировок на эти качества (а они все измеримы) складывается ваш результат. Это потрясающе объёмная работа!

Как развить выносливость в беге

То есть в улучшении результата на определённой дистанции многие параметры идут в связке, и настолько одно зависит от другого, что было бы странно слышать от тренера или спортсмена – а это тоже бывает – такую фразу: «Мы сегодня тренируем МПК». Или: «А как вы работаете над улучшением МПК?»

Гораздо логичнее была бы постановка: «Мы сегодня делаем отрезки (интервальную тренировку) на уровне МПК для улучшения скоростной выносливости в полумарафоне. А МПК, в свою очередь, мы измерили в лаборатории, и теперь можем опираться на эти данные для того, чтобы развивать свой организм».

А уж если говорить о начинающих бегунах, то показатель МПК для них совсем не объективен и приближается к уровню ПАНО – порогу анаэробного обмена. Развивая организм базовыми тренировками (кроссы на низком пульсе, укрепление целевых мышц, суставов и связок), мы параллельно развиваем все показатели, в том числе и МПК, так что совсем не обязательно проводить специальные интервальные тренировки.

Можно ли развить свой уровень МПК

МПК среднестатистического здорового тренированного человека может достигать 60-65 мл/кг/мин. Но считается, что показатель МПК – величина, данная конкретному человеку от природы, хотя до определённого уровня её всё-таки можно развить. А можно довольно долго и успешно развивать сам организм на определённом уровне МПК и расти в результатах.

В наших работающих мышцах далеко не все мышечные волокна задействованы в работе. Организм же не враг себе, чтобы на низкоинтенсивный, по его меркам, образ жизни тратить 100-процентный пул мышечных волокон да ещё и «кормить» их энергией.

Так вот если периодически «дёргать» организм предельными нагрузками (а также силовыми тренировками), то количество работающих мышечных волокон будет увеличиваться, а, следовательно, будет увеличиваться и их питание. То есть организм будет вынужден адаптироваться и расширять свои границы скорости и выносливости при неизменном МПК, тем более, если вы достигли его природного предела.

МПК важен не сам по себе, а то, как вы используете его в тренировках, то есть какая скорость у вас на уровне этого показателя, и как её увеличивать. В беге этот показатель весьма важен и отражает работоспособность спортсмена и его потенциал на средних дистанциях 1500-5000 метров.

Чем выше уровень спортсмена, тем выше его МПК. Однако при равных значениях МПК совсем не обязательно, что бежать спортсмены будут одинаково. И при неравных значениях МПК совсем не значит, что спортсмен с более высоким показателем будет быстрее другого. Зависеть это может как от мышечной системы, так и от нервной, от сосудистой и других факторов.

Механизм повреждения клеточной мембраны при гипероксии

При избытке кислорода изменяется и его метаболизм в тканях. Основной путь утилизации O2 в клетках различных тканей — четырёхэлектронное восстановление его с образованием воды при участии клеточного фермента — цитохромоксидазы. В то же время небольшая часть молекул кислорода (1—2 %) претерпевает одно-, дву- и трёхэлектронное восстановление, когда образуются промежуточные продукты и свободнорадикальные формы кислорода.

Свободнорадикальные метаболиты обладают высокой активностью, действуя в качестве окислителей, повреждающих биологические мембраны. Липиды — основной компонент биологических мембран — представляют собой чрезвычайно легко окисляющиеся соединения. Свободнорадикальное окисление липидов часто становится разветвлённой цепной реакцией, склонной к самостоятельному поддержанию даже после нормализации содержания кислорода в организме. Многие продукты этой реакции сами являются высокотоксичными соединениями и способны повреждать биологические мембраны.

При избытке кислорода в тканях его восстановление до воды возрастает с 1—2 % в норме до высоких значений, пропорциональных степени этого избытка.

Из вышесказанного следует, что избыток кислорода в организме приводит к значительным нарушениям в транспорте газов и повреждению мембран клеток различных органов и тканей. Известно, что не существует скрытого периода при отравлении кислородом, так как биохимические нарушения начинаются сразу же с увеличением его парциального давления в дыхательной смеси. Кислородную интоксикацию усиливает тяжёлая физическая работа, переохлаждение, перегревание, содержание вредных газообразных примесей в дыхательной смеси, накопление углекислоты в организме, повышенная индивидуальная чувствительность. Отравление кислородом может быть более выражено в присутствии нейтрального газа.

Клинические формы кислородного отравления

Отравление кислородом разделяют по преобладанию проявлений на три формы: лёгочную, судорожную и сосудистую.

Возникает при относительно длительном дыхании смесью, с парциальным давлением кислорода 1,3−1,6 бар и более. Она характеризуется преимущественным поражением дыхательных путей и лёгких. Сначала проявляется раздражающее действие кислорода на верхние дыхательные пути — сухость в горле, отёк слизистой оболочки носа с появлением чувства «заложенности». Затем появляется усиливающийся кашель, сопровождающийся чувством жжения за грудиной. Всё это происходит на фоне повышения температуры тела. При нарастании степени отравления могут развиться кровоизлияния в сердце, печень, лёгкие, кишечник, головной и спинной мозг. После прекращения вдыхания избыточно обогащённой кислородом смеси интенсивность симптомов снижается в течение 2−4 ч, и окончательно они исчезают в течение 2−4 суток.

Возникает при парциальном давлении кислорода в дыхательной смеси 2,5−3 бар и характеризуется преимущественным поражением центральной нервной системы. На фоне нарастающей бледности и потливости возникает сонливость, нарушение зрения, безучастность или эйфорическое возбуждение. При нарастании степени отравления возникает оглушение, сильная рвота, тик мимических мышц и наконец потеря сознания и судороги. Во время повторных приступов судорог может наступить смерть от остановки дыхания. Если приступ разовьётся под водой — велик риск утопления. Если дыхание избыточным потоком кислорода прекращено, судороги прекращаются в течение нескольких минут и сознание возвращается. После восстановления сознания пострадавший может проспать несколько часов, как после приступа эпилепсии. Судорожный приступ не оставляет остаточных явлений.

Необходимо отметить, что потребление кислорода у человека находится в пределах 0,33 ≤ y ≤ 3 л/мин. При этом максимальное потребление 3 л/мин могут выдержать в течение 10 минут только хорошо тренированные пловцы, далее развивается отравление. При нахождении под водой в состоянии покоя (например — при декомпрессии) потребление составляет в среднем 0,66 л/мин. Если декомпрессия проходит в холодной воде, то потребление составляет 1 л/мин. При тяжёлой физической работе кислород может потребляться в количестве 2 л/мин.

Наблюдается при парциальном давлении кислорода выше 3 бар. При этой форме отравления происходит внезапное расширение кровеносных сосудов, резкое падение артериального давления и сердечной деятельности. Часто появляются многочисленные кровоизлияния в кожу и слизистые оболочки. Подобные кровоизлияния могут быть и во внутренних органах. Во время резкого падения артериального давления может наступить смерть от остановки сердечной деятельности.

Первая помощь при появлении признаков кислородного отравления заключается в скорейшем прекращении вдыхания обогащённой кислородом смеси и переключении на воздух. В течение суток пострадавший должен находиться в тёплом, затемнённом, хорошо вентилируемом помещении с соблюдением охранительного режима. При тяжёлых случаях отравления необходима специализированная медицинская помощь.

В чём измеряется МПК

Есть так называемые абсолютные и относительные величины измерения максимального потребления кислорода. Абсолютный показатель выражается в миллилитрах в минуту, то есть это наибольшее количество кислорода в миллилитрах, которое человек способен потребить за 1 минуту. Среднестатистический здоровый человек, не занимающийся спортом, потребляет 3200-3500 мл/мин, у занимающихся спортом МПК достигает 6000 мл/мин.

Абсолютные показатели МПК находятся в прямой зависимости с размерами тела (весом) человека. Поэтому наиболее высокие показатели МПК имеют гребцы, пловцы, велосипедисты, конькобежцы. И именно в этих видах спорта наибольшее значение для физиологической оценки имеют абсолютные показатели МПК.

Относительные же показатели МПК у высококвалифицированных спортсменов находятся в обратной зависимости от веса тела и выражаются в миллилитрах на килограмм веса тела в минуту (мл/кг/мин). Дело в том, что при беге и ходьбе выполняется вертикальное перемещение массы тела, и, следовательно, при прочих равных условиях, чем больше вес спортсмена, тем больше совершаемая им работа. Поэтому у бегунов на длинные дистанции относительно небольшой вес тела. Так что иногда для повышения МПК и, как следствие, для повышения работоспособности достаточно похудеть, тем более, если вес явно лишний.

Первая помощь при кислородном отравлении у водолазов заключается в том, чтобы уменьшить глубину спуска, перейти на безопасную по режиму остановку, а в камере сразу же, как только будет возможно, переключить пострадавшего на дыхание воздухом или обеднённой кислородом газовой смесью. При судорожной форме отравления необходимо, насколько позволяют условия подъёма, удерживать пострадавшего, предохраняя его от ударов о твёрдые предметы.

Максимальное потребление кислорода

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 8 марта 2020 года; проверки требуют 8 правок.

Первыми признаками кислородного отравления является онемение пальцев рук и ног, подёргивание мышц лица (особенно губ) и век, чувство беспокойства. Затем довольно быстро наступают общие судороги и потеря сознания. Если пострадавший не будет поднят на поверхность, приступы судорог становятся всё чаще и длительнее, а промежутки между ними уменьшаются. При быстром повышении парциального давления кислорода приступы общих судорог с быстрой потерей сознания могут наступить внезапно, без появления начальных признаков отравления.

Симптомы кислородного отравления ЦНС можно запомнить по акрониму VENTIDC (или более лёгкий вариант — ConVENTID):

Как определить свой МПК

Существует несколько способов определения своего МПК. Например, вы можете пробежать на стадионе 1500 м в полную силу. Результат в цифрах и будет показателем ваших функциональных возможностей на уровне МПК. В процессе можно также отследить свой пульс при беге. И дальше отталкиваться от этих данных в тренировках.

Однако этот способ подойдёт далеко не всем. Например, если вы только начинаете бегать, то, скорее всего, показатели будут не совсем адекватные: не так-то просто заставить себя бежать почти 4 круга по стадиону на максимуме. Это не только работа мышц, сердца, лёгких. Главным образом, это работа нервной системы, а если она не приучена по-хорошему терпеть, то через какое-то совсем короткое расстояние вы просто не сможете поддерживать высокий темп, то есть соответствующие усилия.

Другой способ определения МПК относительно прост. Сегодня все «умные» спортивные часы способны выдавать это значение, исходя из расчётов вашего пола, возраста, пульса и выполняемых тренировок. Но вряд ли стоит полностью доверять этим данным без предварительного лабораторного исследования и сопоставления полученного анализа с часов и исследования.

Поэтому лучшим вариантом будет нагрузочное исследование в лаборатории, так называемый функциональный тест с газоанализом «до отказа».

Как это происходит? Вам надевают маску на рот и нос, подключают к датчикам компьютера, и вы бежите по беговой дорожке или крутите велотренажёр. Нагрузка увеличивается ступенями по скорости/мощности и наклону или только по скорости с неизменным наклоном. Там, где вы сказали «стоп», и будет ваш показатель МПК, который, в свою очередь, соответствует определённому пульсу и уровню лактата в крови.

Дело в том, что существует определённая корреляция между данными МПК, ПАНО и пульсовыми зонами, а также вашим темпом бега на уровне этих показателей. Например, на уровне МПК ваш темп бега равен 5 мин/км, а сердце ваше на этой скорости бьётся с частотой 180 ударов в минуту. Это значит, что на этой скорости и на этом пульсе вы теоретически можете пробежать те же 1500 м по стадиону. Однако здесь есть масса оговорок: например, готовы ли ваши мышцы и та же нервная система к такой нагрузке, пусть и разовой?

Дыхание у растений

Анаэробное дыхание растений было открыто Луи Пастёром. Обычно оно происходит в соответствии с суммарным уравнением спиртового брожения:

В анаэробных условиях хлорофилл, растворённый в пиридине, под воздействием света восстанавливается аскорбиновой кислотой или другими донорами электронов. В темноте реакция идёт в обратном направлении:

В свою очередь, «фотовосстановленный» хлорофилл может восстанавливаться такие акцепторы, как НАД+, хиноны, Fe3+.

Общие принципы организации процесса дыхания на молекулярном уровне у растений и животных схожи. Однако в связи с тем, что растения ведут прикреплённый образ жизни, их метаболизм постоянно должен подстраиваться к изменяющимся внешним условиям, поэтому и их клеточное дыхание имеет некоторые особенности (дополнительные пути окисления, альтернативные ферменты).

Газообмен с внешней средой осуществляется через устьица и чечевички, трещины в коре (у деревьев).

Точное измерение МПК происходит при достаточной по продолжительности и интенсивности физической нагрузке, для полного задействовании аэробной энергетической системы. В общем клиническом и спортивном тестировании включают в себя поэтапный тест на нагрузку (на беговой дорожке или на велоэргометре), в котором интенсивность упражнений постепенно увеличивается, при этом измеряются:

Максимум VO2 достигается, когда потребление кислорода остается постоянным, несмотря на увеличение рабочей нагрузки.

Как повысить МПК

Повысить МПК можно при помощи интервальных тренировок. Интервальные тренировки на уровне МПК, пожалуй, самые сложные, в первую очередь, для нервной системы. Они требуют достаточно хорошей физической формы и времени восстановления после. И несмотря на то, что в марафонской подготовке такие тренировки не очень часты, они всё же присутствуют. Ими мы повышаем способность организма в усвоении кислорода, а также поднимаем показатели на уровне ПАНО.

Определённо, тренировки должны быть персонифицированы и встроены в общий план тренировок, исходя из целей и дистанции, на которой вы планируете выступать.

Например, варьировать тренировку можно от 2 до 8 минут 4-8 повторений на уровне МПК или чуть ниже (90-95 %), в зависимости от длины отрезка, но по скорости это будет отражать ваш бег на 3000-5000 м. Интервал отдыха – 2-4 минуты трусцой.

А вообще, самая лучшая тренировка на повышение МПК, если уж мы так хотим повысить именно его, – это соревнования на средних дистанциях (всё те же 3000-5000 м).

Дыхание у человека

Дыхание у человека можно разделить на стадии:

Видеоиллюстрация дыхательных движений человека полученная при помощи МРТ грудной клетки

Внешнее дыхание человека включает две стадии:

Вентиляция альвеол осуществляется чередованием вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). При вдохе в альвеолы поступает атмосферный воздух, а при выдохе из альвеол удаляется воздух, насыщенный углекислым газом. Вдох и выдох осуществляется путём изменения размеров грудной клетки с помощью дыхательных мышц.

Тип дыхания зависит от двух факторов:

Характеристика внешнего дыхания

Объёмы лёгких. Обозначены: TLC — общая ёмкость, VC — жизненная ёмкость, TV — дыхательный объём, IRV — резервный объём вдоха, ERV — резервный объём выдоха, RV — остаточный объём, IC — ёмкость максимального вдоха, FRC — функциональная остаточная ёмкость. Красной линией — спирограмма спокойного дыхания, максимальных выдоха и вдоха

После максимального выдоха в лёгких остаётся воздух в количестве около 1500 мл, называемый остаточным объёмом лёгких. После спокойного выдоха в лёгких остаётся примерно 3000 мл. Этот объём воздуха называется функциональной остаточной ёмкостью (ФОЁ) лёгких.

Благодаря ФОЁ в альвеолярном воздухе поддерживается относительно постоянное соотношение содержания кислорода и углекислого газа, так как ФОЁ в несколько раз больше ДО. Только 2/3 ДО достигает альвеол, который называется объёмом альвеолярной вентиляции.

Без дыхания человек обычно может прожить до 5—7 минут, после чего наступают потеря сознания, необратимые изменения в мозге и смерть.

Дыхание — одна из немногих способностей организма, которая может контролироваться сознательно и неосознанно. При частом и поверхностном дыхании возбудимость нервных центров повышается, а при глубоком — наоборот, снижается.

Виды дыхания: глубокое и поверхностное, частое и редкое, верхнее, среднее (грудное) и нижнее (брюшное).

Особые виды дыхательных движений наблюдаются при икоте и смехе.

Биомеханика и биофизика внешнего дыхания

Этот раздел статьи ещё не написан.

Здесь может располагаться Помогите Википедии, написав его. (29 мая 2022)

Патология внешнего дыхания

Основная форма патологии внешнего дыхания — дыхательная недостаточность. В зависимости от характера течения патологического процесса различают острую и хроническую дыхательную недостаточность. Кроме того, выделяют три типа дыхательной недостаточности:

Тахипно́э или «дыхание загнанного зверя» — учащённое поверхностное дыхание (ЧД свыше 20 дыхательных движений в минуту). Учащённое дыхание возникает обычно при раздражении дыхательного центра продуктами жизнедеятельности организма (углекислый газ). Наблюдается при анемии, лихорадке, заболеваниях крови. При желании может вызываться усилием воли (гипервентиляция), например, перед предполагаемой задержкой дыхания. При истерии частота дыхательных движений может достигать 60—80 в минуту.

Так называемое рефлекторное или «ложное апноэ» иногда наступает при сильном раздражении кожи (например, при погружении тела в холодную воду). Апноэ (как патологическое состояние) также следует отличать от искусственно вызванной задержки дыхания (например, при погружении в жидкость) — в результате развившегося кислородного голодания (на фоне прекращения поступления кислорода из атмосферного воздуха в альвеолы) происходит отключение коры головного мозга (потеря сознания или прекращение процессов высшей нервной деятельности), после чего подкорковые и стволовые структуры (дыхательный центр) дают команду на вдох. Если при этом атмосферный воздух проникает в лёгкие, то по мере достижения кислородом тканей и органов (в том числе и ЦНС) происходит спонтанное восстановление сознания. Если тело находится в жидкой среде, то происходит проникновение жидкости в дыхательные пути и развивается утопление (обычное или «сухое», связанное с ларингоспазмом).

Одышка или диспно́э — нарушение частоты и глубины дыхания, сопровождающееся ощущением нехватки воздуха. В случае патологических изменений сердечной мышцы одышка поначалу появляется при физической нагрузке, а затем возникает и в покое, особенно в горизонтальном положении (в связи с увеличением венозного возврата крови к сердцу), заставляя пациента принимать вынужденное положение сидя, способствующее депонированию венозной крови системы нижней полой вены в ногах (ортопное). Приступы резкой одышки (чаще ночные) при заболеваниях сердца — проявление сердечной астмы: одышка в этих случаях инспираторная (затруднён вдох). Экспираторная одышка (затруднён выдох) возникает при сужении просвета мелких бронхов и бронхиол (например, при бронхиальной астме) или при потере эластичности лёгочной ткани (например, при развитии хронической эмфиземе лёгких). «Мозговая» одышка возникает при непосредственном раздражении дыхательного центра (опухоли, кровоизлияния и другие этиологические факторы).

Патологические типы внешнего дыхания:

Основные типы нарушений внешнего дыхания:

Часто наблюдается сочетание типов нарушений.

Альвеолярная гиповентиляция характеризуется недостаточной альвеолярной вентиляцией, в результате чего в кровь поступает меньше кислорода и обычно происходит недостаточный вывод из крови углекислого газа. Гиповентиляция приводит к снижению количества кислорода в крови (гипоксемия) и к увеличению количества углекислого газа в крови (гиперкапния).

Причины альвеолярной гиповентиляции:

Нарушения проходимости дыхательных путей:

Тканево́е или кле́точное дыхание — совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов, в процессе которых происходит окисление углеводов, липидов и аминокислот до углекислого газа и воды. Высвобожденная энергия запасается в химических связях макроэргических соединений (молекул аденозинтрифосфорной кислоты и других макроэргов) и может быть использована организмом по мере необходимости. Входит в группу процессов катаболизма. На клеточном уровне рассматривают два основных вида дыхания: аэробное (с участием окислителя-кислорода) и анаэробное. При этом физиологические процессы транспортировки к клеткам многоклеточных организмов кислорода и удалению из них углекислого газа рассматриваются как функция внешнего дыхания.

Аэро́бное дыха́ние. В цикле Кребса основное количество молекул АТФ вырабатывается по способу окислительного фосфорилирования на последней стадии клеточного дыхания: в электронтранспортной цепи. Здесь происходит окисление НАД∙Н и ФАДН2, восстановленных в процессах гликолиза, β-окисления, цикла Кребса и т. д. Энергия, выделяющаяся в ходе этих реакций, благодаря цепи переносчиков электронов, локализованной во внутренней мембране митохондрий (у прокариот — в цитоплазматической мембране), трансформируется в трансмембранный протонный потенциал. Фермент АТФ-синтаза использует этот градиент для синтеза АТФ, преобразуя его энергию в энергию химических связей. Подсчитано, что молекула НАД∙Н может дать в ходе этого процесса 2,5 молекулы АТФ, ФАДН2 — 1,5 молекулы. Конечным акцептором электрона в дыхательной цепи аэробов является кислород.

Анаэро́бное дыха́ние — биохимический процесс окисления органических субстратов или молекулярного водорода с использованием в дыхательной ЭТЦ в качестве конечного акцептора электронов вместо O2 других окислителей неорганической или органической природы. Как и в случае аэробного дыхания, выделяющаяся в ходе реакции свободная энергия запасается в виде трансмембранного протонного потенциала, использующегося АТФ-синтазой для синтеза АТФ.

Связь с сердечно-сосудистыми заболеваниями и продолжительностью жизни

VO2 max широко используется в качестве оценки функциональных показателей кардиореспираторной системы. В 2016 году Американская кардиологическая ассоциация (American Heart Association, AHA) опубликовала заявление с рекомендацией регулярно оценивать кардиореспираторную пригодность (cardiorespiratory fitness — CRF), количественно измеряемую как VO2 max, и использовать ее в качестве клинического показателя жизнедеятельности. Это утверждение было основано на растущих доказательствах того, что более низкий уровень физической подготовки связан с высоким риском сердечно-сосудистых заболеваний и смертности от всех причин и уровнями смертности от различных видов рака. В дополнение к оценке риска, в рекомендации AHA указывается пригодность VO2 max для назначения физических упражнений, консультирования по физической активности и общего ведения пациента.

Уровни физического состояния

МПК выражается либо как абсолютная скорость в (например) литрах кислорода в минуту (л/мин), либо как относительная скорость в (например) миллилитрах кислорода на килограмм массы тела в минуту (например, мл / ( кг · мин)). Последнее выражение часто используется для сравнения показателей выносливости у спортсменов.

Механизм нарушения транспорта газов в организме при гипероксии

Избыток кислорода вызывает увеличение количества окисленного гемоглобина и снижение количества восстановленного гемоглобина. Именно восстановленный гемоглобин осуществляет транспорт углекислого газа, а снижение его содержания в крови приведёт к задержке углекислого газа в тканях — гиперкапнии. Гиперкапния проявляется в виде одышки, покраснения лица, головной боли, судорог и, наконец, — потери сознания.

Предупреждение отравлений кислородом достигается строгим соблюдением правил по его применению:

Самые высокие показатели МПК

На первый взгляд, зависимость скорости бега от МПК прямая. Вот только вопрос – про какую скорость мы говорим. Например, для развития скорости на марафоне гораздо важнее скорость на уровне анаэробного обмена. А скорость на уровне МПК может проявиться в данном случае в финишном спурте. И наоборот – чем короче дистанция, тем непосредственнее вклад показателя МПК.

Источник публикации: https://marathonec.ru/maksimalnoe-potreblenie-kisloroda-vo2max/

Влияние возраста на МПК

По некоторым данным, лет до 25 МПК растёт, его стабилизация приходится на 25-35 лет, после чего начинается спад. Другие исследования утверждают, что период стабилизации приходится на возраст 30-40 лет, после чего начинается спад. Однако поддерживать определённый уровень всегда можно и нужно.