Все три объема - дыхательный, дополнительный и резервный - составляют жизненную емкость легких. Она представляет собой наибольший объем воздуха в легких, который может быть набран при однократном вдохе.

У человека жизненная емкость легких равна 3-4 дм3, а у лошади - 26-30 дм3 13.

Жизненная емкость увеличивается с возрастом в связи с ростом грудной клетки и легких. С 18 до 35 лет она максимальна, а после 35-40 уменьшается. У женщин жизненная емкость меньше, чем у мужчин. Жизненная емкость возрастает с увеличением длины тела (на каждые 5 см роста она возрастает на 400 см3) и объема туловища (который в среднем в 7 раз больше жизненной емкости) 13, 22.

Даже после сильного выдоха в легких человека остается около 1 дм3 воздуха, у лошади - 10 дм3, который не может быть удален. Этот объем воздуха, остающийся в легких и после смерти, называется остаточным. С возрастом у людей остаточный объем возрастает.

Измерение жизненной емкости легких называется спирометрией 22.

Регуляция дыхания полушариями большого мозга

Регуляция дыхания обеспечивает две группы процессов. Прежде всего поддержание постоянного газового состава артериальной крови. Эту функцию выполняет в основном дыхательный центр (гомеостатическая регуляция). Вторая группа - процессы, приспосабливающие дыхание к изменяющимся условиям окружающей среды и жизнедеятельности организма. При любом изменении дыхательный центр испытывает возмущающие влияния, идущие из многих других функциональных структур центральной нервной системы (поведенческая регуляция). Практически каждый поведенческий акт у человека сопровождается изменением частоты и глубины дыхания. Изменения дыхания могут быть вызваны разнообразными внешними воздействиями, в том числе световыми и звуковыми. Изменение дыхания сопровождают психические процессы (мышление, внимание, эмоция). Сложные изменения дыхания происходят при речи и пении, во время которых экспираторное движение воздуха через верхние дыхательные пути обеспечивает возникновение звуков 22.

Таким образом, дыханию человека свойственно, с одной стороны, постоянство, с другой - чрезвычайная изменчивость частоты и глубины дыхания.

Особенно большое значение в тонком приспособлении дыхания к изменяющимся условиям существования организма имеют полушария большого мозга, оказывающие прямое влияние через кортикобульбарные пути и при посредстве подкорковых структур - стриопаллидарной и лимбической систем, гипоталамуса, ретикулярной формации ствола мозга.

Раздражение любых долей больших полушарий головного мозга вызывает изменения дыхательных движения (В.Я. Дашалевский 1874). У животных были выработаны условные рефлексы на дыхание. После удаления участков коры больших полушарий, осуществлявших высшую регуляцию дыхания, безусловно-рефлекторные изменения дыхания сохранялись, а условные рефлексы на дыхание временно исчезали, а затем восстанавливались.

Влияние больших полушарий головного мозга на дыхание доказывается тем, что дыхательные движения могут быть по желанию изменены: дыхание можно замедлить или задержать на некоторое время или наоборот, участить или углубить. Психические влияния и внушения вызывают изменение дыхательных движений.

Таким образом, высшая наиболее тонкая форма регуляции дыхания, а именно обеспечение соответствия дыхательных движений условиям жизни, осуществляется при участии больших полушарий головного мозга 3, 13, 22.

3. ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

В то же время в литературе сведений о влиянии умственной деятельности на функцию внешнего дыхания у детей и подростков разного возраста и пола недостаточно. В связи с этим мы поставили перед собой задачу; исследовать и изучить динамику внешнего дыхания и потребления кислорода у детей и подростков под влиянием умственной деятельности разной интенсивности, т.е. в период обычного урока, до контрольной работы, после контрольной работы.

С этой целью мною обследовались мальчики и девочки г. Костромы средней школы №4 в возрасте 8-9 лет, 10-11 лет, 12-13 лет, 15-16 лет, относящиеся по состоянию здоровья к основной группе.

В каждой возрастно-половой группе было по 20 человек.

Изучение динамики внешнего дыхания, ЖЕЛ и потребления О2 проводилось в период обычного урока, до контрольной работы, после контрольной работы по русскому языку, математике.

У обследуемых регистрировались следующие показатели: жизненная емкость легких, дыхательный объем, частота дыхания, минутный объем легочной вентиляции, рассчитывалось потребление О2 и показатели при пробе Генча и Штанге, т.е. задержка дыхания на вдохе и на выдохе.

Обследование проводилось в течение 3-х лет (в 1992-1993 г. обследование ЖЕЛ; в 1993-1994 гг. обследование динамики внешнего дыхания и потребления кислорода).

Полученный материал обрабатывался методом вариационной статистики.

Вариационные ряды - называется ряд, характеризующий распределение исследуемой совокупности по величине исследуемого признака.

Варианты - каждое конкретное значение величины называется вариантой и обозначается буквой “ν”. В вариационном ряду различают максимальную и минимальную варианту – νmax и νmin.

Амплитуда или размах вариационного ряда. Сопоставление минимальной и максимальной вариант дает возможность определить амплитуду или размах между максимальной и минимальной вариантами, представляющую разность между ними.

Познавательное значение этого показателя состоит в том, что по нему можно ориентировочно судить о степени изменчивости признака. Чем больше размах ряда, тем более он вариабилен.

Средняя арифметическая величина. Зная варианты ряда, можно определить важнейшую в статистическом анализе среднюю арифметическую величину. Простая средняя арифметическая величина обозначается М, а формула вычисления:

,

где - знак суммирования;

n – общее число наблюдений.

Среднее арифметическое отклонение. Средняя арифметическая величина сама по себе еще недостаточна для использования в гигиенических исследованиях.

Одна и та же величина, например, ЖЕЛ, может быть оценена различно. Так, средняя арифметическая жизненной емкости легких трех групп, состоящих из одинакового количества обследуемых равны. Казалось бы, характеризуемые этим средним показателем однородны в отношении ЖЕЛ, однако дело обстоит не так. Средняя ЖЕЛ в группах не только не служит обобщающей числовой характеристикой ряда, но наоборот, искажает картину.

Изменчивость признака, его вариабельность характеризуется средним квадратичным отношением δ (сигма).

Вычисление этого показателя производится по формуле:

,

где .

Чем больше варьирует признак, чем больше амплитуда вариационного ряда, тем больше сигма.

Сигма является основным материалом отклонения признака от его средней арифметической взвешенной и используется при индивидуальной оценке физического развития.