Жизненная емкость лекгих

XVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке. Летняя площадка 2022

Жизненная емкость лекгих

Васильев В.М. 1
1Автономная некоммерческая организация общеобразовательная Частная Школа "Премьер"
Припадчев А.С. 1
1Автономная некоммерческая органиазция общеобразовательная Частная Школа "Премьер"
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

В этом учебном году я решил провести исследование по теме, которая у меня вызывает большой интерес. Я занимаюсь дайвингом, совершил уже более 100 погружений и на данный момент имею международный сертификат Padi Master Scuba Diver. Занятия дайвингом тесно связаны со здоровьем. Так как с недавнего времени мои погружения стали проходить на больших глубинах (где для дыхания используется уже специальная кислородно-азотная смесь), наиболее актуальным вопросом для меня стало воздействие физических нагрузок на организм. Как нагрузки могут влиять на него? Каким изменениям он подвергается, как меняются физиологические показатели. На данный момент более всего меня заинтересовал такой физиологический показатель как жизненная емкость легких. Мне стало интересно, какова разница показателей жизненной емкости легких в покое и после физических нагрузок. А также интересно изучить разницу показателей среди адаптированных и неадаптированных лиц к физической нагрузке. Поэтому тема моего исследования: «Жизненная емкость легких»

Актуальностьобусловлена тем, что выносливость, работоспособность человека и его устойчивость к различным заболеваниям напрямую зависит от показателя жизненной емкости легких (ЖЕЛ).

Ключевой вопрос: влияют ли занятия физической культурой на значение ЖЕЛ?

Гипотеза моего исследования: занятия физической культурой позволяют увеличить жизненную емкость легких.

Задачи исследования:

Изучить динамику показателей жизненной емкости легких в покое и при нагрузке среди девушек и юношей.

Изучить особенности ЖЕЛ в зависимости от пола и регулярности занятий физической нагрузкой.

Измерить методом спирометрии ЖЕЛ учащихся разных групп (регулярно посещающих уроки физкультуры и освобожденных от физкультуры).

Мои методы работы:

теоретические (изучение литературы по теме исследования);

эмпирические (спирография, изучение объема вдоха за определенное время);

методы статистической обработки данных.

План работы

Срок

Цель этапа работы

Задачи этапа

Сентябрь

1. Выбор темы и руководителя УИР

1.1. Обдумать и обсудить интересующую проблему УИР с руководителем;

1.2. Ознакомиться с форматом учебного исследования

1.3. Ознакомиться с критериями оценивания УИР.

1.4. Формулирование гипотезы УИР;

Октябрь

2. Поиск и отбор источников информации

2.1. Поиск информации в различных источниках;

2.2. Анализ и отбор собранной информации;

2.3. Обсуждение и уточнение гипотезы и ключевого вопроса с руководителем;

2.4. Формулировка задач и методов, построение плана УИР;

2.5 Ознакомление с требованиями и регламентом предзащиты УИР

Ноябрь

3. Продолжение работы с информацией; предзащита

3.1. Ознакомление с требованиями и регламентом предзащиты УИР;

3.2. Составление плана работы и текста предзащиты УИР;

3.3. Репетиция выступления;

3.4. Прохождение предзащиты;

3.5. Обсуждение итогов предзащиты УИР, внесение корректировок в соответствии с рекомендациями, полученными на предзащите;

Ноябрь-январь

4. Продолжение работы с информацией;

4.1. Изучение литературы

4.2. Подбор вопросов для анкеты

4.3. Отбор способов проведения исследовательского эксперимента

4.4. Проведение исследовательского эксперимента

4.5. Обработка полученных результатов

Январь

5. Завершение исследования

5.1 Осуществление анализа всей полученной информации;

5.2. Подтверждение или опровержение гипотезы

Февраль - март

7. Работа над текстом исследовательской работы

7.1 Ознакомление с требованиями и критериями к описательной части УИР;

7.2 Написание текста УИР.

Март

8. Подготовка к защите исследовательской работы; защита УИР

8.1 Завершение работы с текстом УИР;

8.2. Консультации по оформлению работы;

8.2 Ознакомление с требованиями и критериями оценивания выступления защите УИР;

8.3. Подготовка текста и слайдов для презентации работы;

8.4. Репетиция выступления;

8.5 Защита УИР

Апрель

9. Школьный конкурс УИР

9.1. Обсуждение результатов и подведение итогов защиты УИР с руководителем

Обзор источников информации

Дыхательная система выполняет важнейшую функцию – снабжение организма кислородом и выведение из него углекислого газа. Полость носа, ротоглотка, гортань, трахея, бронхи, служат воздухоносными путями, по которым осуществляются вентиляция или транспорт кислорода в легкие, выведение углекислого газа. Альвеолы являются собственно респираторными отделами, в которых происходит диффузия кислорода [1] из альвеол в кровь и в обратном направлении – углекислого газа.

Воздухоносные пути представляют собой последовательно разветвляющиеся трубочки. По мере погружения в легочную ткань они сужаются, укорачиваются и увеличиваются в числе. Трахея разделяется на правый и левый главные бронхи [8]. Отделы легких, содержащие альвеолы и участвующие в газообмене, называются дыхательной зоной. На дыхательную зону приходится большая часть легких: ее объем равен примерно 3000 мл [13].

Во время вдоха объем грудной полости увеличивается и воздух засасывается в легкие. Главным механизмом вентиляции в дыхательной зоне является диффузия газов [3].

Внешним дыханием называют обмен воздуха между окружающей средой и лёгкими, внутриклеточным – обмен кислородом и углекислым газом между кровью и клетками тела (кислород переходит из крови в клетки, а углекислый газ – из клеток в кровь) [4].

Все показатели, характеризующие состояние функции внешнего дыхания, условно можно разделить на несколько групп:

К первой группе относятся показатели, характеризующие легочные объемы и емкости. К легочным объемам относятся: дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха и остаточный объем (количество воздуха, остающееся в легких после максимально глубокого выдоха) [6]. К емкостям легких относятся: общая емкость (количество воздуха, находящегося в легких после максимального вдоха), емкость вдоха (количество воздуха, соответствующее дыхательному объему и резервному объему вдоха), жизненная емкость легких (состоящая из дыхательного объема, резервного объема вдоха и выдоха), функциональная остаточная емкость (количество воздуха, остающееся в легких после спокойного выдоха - остаточный воздух и резервный объем выдоха) [11].

Ко второй группе относятся показатели, характеризующие вентиляцию легких: частота дыхания, дыхательный объем, минутный объем дыхания.

В третью группу входят показатели, характеризующие эффективность легочного дыхания или газообмен. К этим показателям относятся: состав альвеолярного воздуха, поглощение кислорода и выделение углекислоты, газовый состав артериальной и венозной крови [9].

Исследования функций ЖЕЛ у человека проводятся методами:

1.Спирография – метод графической регистрации дыхательных объемов, с помощью которого можно определить все выше перечисленные показатели легочной вентиляции. В настоящее время используются электронные приборы и компьютерные программы, которые позволяют графически зафиксировать и обработать объемы, потоки и скорости дыхательных маневров в самых разных режимах [5].

2. Спирометрия – метод определения жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и составляющих ее объёмов воздуха. Спирометрия - метод для исследования функции внешнего дыхания, применяется для диагностики заболеваний бронхов и легких. С помощью этой методики можно поставить правильный диагноз, оценить эффективность того или иного лечения, проследить динамику болезни [12].

Описание хода и результатов исследования

Глава 1. Дыхание

Под дыханием понимается совокупность процессов обеспечивающих обмен газов между окружающей средой и организмом, где последний получает кислород, идущий на получение энергии. Также в процессе дыхания из организма удаляется углекислый газ.

Дыхание включает следующие процессы:

-легочное дыхание;

-транспорт газов кровью;

-обмен газов между кровью и тканями.

Различают дыхание внешнее - обмен газов между внешней средой и органами дыхания - и внутреннее (тканевое) - обмен газов тканями и кровью.

Внешнее дыхание описывается рядом физиологических объемов (Рис.1). Так при спокойном дыхании во время каждого дыхательного движения обменивается небольшая часть находящегося в легких воздуха - 300-500 мл - это дыхательный объём (ДО). Дыхательный объём - это тот объём воздуха, который человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании.

При усиленном вдохе в легкие можно ввести помимо дыхательного объема ещё дополнительно 1500-2000 мл воздуха - это резервный объём вдоха. Резервный объем вдоха - это тот объем воздуха, который человек может вдохнуть помимо спокойного вдоха, то есть через силу.

А после спокойного выдоха можно усиленно выдохнуть еще 1000-1500 мл - это резервный объем выдоха. Резервный объем выдоха - это тот объем воздуха, который человек может выдохнуть после свободного выдоха, то есть через силу. Сумма дыхательного объема и резервного объема вдоха характеризует емкость вдоха.

Сумма трех объемов - дыхательного объема, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха - составляет жизненную ёмкость легких (ЖЁЛ). Жизненная емкость легких - это тот максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после максимального входа. Жизненная ёмкость легких является возрастным и функциональным показателем системы дыхания.

Но даже после максимального выдоха в легких остается объем воздуха, который всегда их заполняет, - это остаточный объём. Остаточный объём остается в легких даже умершего человека и животного. Остаточный объем выходит в атмосферу только в случае разгерметизации тела человека.

Но при спокойном дыхании в легких остается значительно больше воздуха, чем остаточный объём. То количество воздуха, которое остается в легких после спокойного выдоха, называется функциональной остаточной ёмкостью. Она состоит из остаточного объёма воздуха и резервного объёма выдоха.

То наибольшее количество воздуха, которое полностью заполняет легкие, называется общей ёмкостью легких (ОЁЛ). Она включает жизненную ёмкость легких и остаточный объём воздуха.

Количество дыхательных движений (один вдох и один выдох) за 1 минуту называется частотой дыхания (ЧД). Частота дыхания при спокойном дыхании составляет 10 - 12 дыхательных движений.

Соотношение между объёмами и ёмкостями легких хорошо видно на следующем рисунке.

Рис.1 Соотношение объема и емкости легких

С возрастом физиологические объемы легких увеличиваются, особенно жизненная емкость легких. Дыхательный объем у ребенка в 1 месяц составляет 30 мл, в 1 год - 70 мл, в 6 лет - 156 мл, в 10 лет - 239 мл, в 14 лет - 300 мл.

Рис.2 Дыхательный объем легких в мл.

Механизм вдоха. Сокращение наружных межреберных мышц поднимают ребра, сокращение диафрагмы увеличивает объем грудной полости почти на 1000 мл. Давление в груди ниже атмосферного, и вслед за движением грудной клетки расширяются легкие. Таким образом, поступление воздуха в легкие – пассивный процесс, который обеспечивает разность давлений в грудной клетке полости и во внешней среде.

Механизм выдоха. При расслаблении наружных дыхательных мышц и диафрагмы объем грудной полости уменьшается (спокойный выдох). Сокращения внутренних межреберных мышц и мышц брюшного пресса обеспечивают максимальный выдох.

Глава 2. Легочные объемы и емкости легких

Вентиляция легких – непрерывный регулируемый процесс обновления газового состава воздуха, содержащегося в легких. Вентиляция легких обеспечивается введением в них атмосферного воздуха, богатого кислородом, и выведении при выдохе газа, содержащего избыток углекислого газа.

Легочная вентиляция характеризуется минутным объемом дыхания. В состоянии покоя взрослый человек вдыхает и выдыхает 500 мл воздуха при частоте 16–20 раз в минуту (минутный 8–10 л), ребенок 5 лет – 25 раз в минуту.

Рис.3 Частота дыхания

К объемам относятся величины, которые измеряют после завершения дыхательного цикла.

К таким объемам относятся:

- дыхательный объем;

- резервный объем вдоха;

- резервный объем выдоха;

- остаточный объем.

А также и емкости:

- жизненная емкость легких;

- емкость вдоха;

- общая емкость легких.

Объемы и емкости легких здорового человека определяет ряд факторов:

рост, масса тела, возраст, расовая принадлежность, особенности строения тела человека;

свойства легочной ткани и дыхательных путей;

Особенности строения мышц.

Для определения легочных объемов и емкостей используются методы спирометрии, спирографии и другие.

Для сопоставимости результатов измерений легочных объемов и емкостей полученные данные должны соотноситься со стандартными условиями: температура тела 36,6 - 37 оС, атмосферного давления (760 мм рт ст).

Дыхательный объем

Дыхательный объем - это объем воздуха, вдыхаемого и выдыхаемого при нормальном дыхании, равный в среднем 500 мл.

Резервный объем выдоха - это объем воздуха, равный 1500 - 2000 мл, который человек может выдохнуть, если после нормального выдоха сделает максимальный выдох.

Резервный объем вдоха - это объем воздуха, который человек может вдохнуть, если после нормального вдоха сделает максимальный вдох. Равен 1500 - 2000 мл.

Остаточный объем

Остаточный объем (ОО) - это объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха. Равен 1000 - 1500 мл.

Общая емкость легких

Общая (максимальная) емкость легких является суммой дыхательного, резервных (вдох и выдох) и остаточного объемов и составляет 5000 - 6000 мл.

Глава 3. Жизненная емкость легких

Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) — максимальное количество воздуха, выдыхаемое после самого глубокого вдоха. ЖЕЛ является одним из основных показателей состояния дыхания. Вместе с остаточным объемом, т.е. объемом воздуха, остающегося в легких после самого глубокого выдоха, ЖЕЛ образует общую емкость легких (ОЕЛ).

В норме ЖЕЛ составляет около 3/4 общей емкости легких и характеризует максимальный объем, в пределах которого человек может изменять глубину своего дыхания. При спокойном дыхании здоровый взрослый человек использует небольшую часть ЖЕЛ: вдыхает и выдыхает 300—500 мл воздуха (так называемый дыхательный объем). При этом резервный объем вдоха, и резервный объем выдоха составляет в среднем примерно по 1500 мл каждый. Во время физической нагрузки дыхательный объем возрастает за счет использования резервов вдоха и выдоха.

Жизненная емкость легких является показателем подвижности легких и грудной клетки. Несмотря на название, она не отражает параметров дыхания в реальных («жизненных») условиях, так как даже при самых высоких потребностях, глубина дыхания никогда не достигает максимального из возможных значений.

С возрастом жизненная емкость легких уменьшается (особенно после 40 лет). Это связано с «усталостью» мышц легких и подвижности грудной клетки.

Зависимость от роста можно вычислить по следующему уравнению:

ЖЕЛ=2.5*рост (м)

ЖЕЛ зависит от положения тела: в вертикальном положение она несколько больше, чем в горизонтальном положении.

Объясняется это тем, что в вертикальном положении в легких содержится меньше крови. У тренированных людей (особенно у пловцов, гребцов) она может составлять до 8 л, так как у спортсменов сильно развиты вспомогательные дыхательные мышцы (большие и малые грудные).

Систематические занятия физкультурой и спортом способствуют развитию дыхательной мускулатуры и расширению грудной клетки. Уже через 6-7 месяцев после начала занятий плаванием или бегом жизненная емкость легких у юных спортсменов может возрасти на 500 куб.см. и более.

К основным методам исследования внешнего дыхания у человека относятся:

1.Спирография – метод графической регистрации дыхательных объемов, с помощью которого можно определить все выше перечисленные показатели легочной вентиляции. В настоящее время используются электронные приборы и компьютерные программы, которые позволяют графически зафиксировать и обработать объемы, потоки и скорости дыхательных маневров в самых разных режимах.

2. Спирометрия – метод определения жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и составляющих ее объёмов воздуха. Спирометрия - метод для исследования функции внешнего дыхания, применяется для диагностики заболеваний бронхов и легких. С помощью этой методики можно поставить правильный диагноз, оценить эффективность того или иного лечения, проследить динамику болезни.

Если нет специального прибора, то можно производить измерение с помощью подручных средств (ростомер, воздушный шарик, линейка или штангенциркуль.

Измерение повторяют дважды, а в дневнике записывают наивысший результат.

Жизненная емкость легких у человека колеблется от 2,5 до 5л, а у некоторых спортсменов достигает 5,5л и более. Жизненная емкость легких зависит от возраста, пола, физического развития и других факторов.

Величина ЖЕЛ в норме зависит от пола и возраста человека, его телосложения, физического развития, а при различных заболеваниях она может существенно уменьшаться, что снижает возможности приспособляемости организма больного к выполнению физической нагрузки. Для оценки индивидуальной величины ЖЕЛ на практике принято сравнивать ее с так называемой должной ЖЕЛ.

Существует специальные формулы и таблицы для определения должной жизненной емкости легких (слева – для мужчин, справа – для женщин). Для определения ЖЕЛ необходимо соединить точки, обозначающие возраст и рост линией, и место пересечения будет показывать должную жизненную емкость легких.

Рис.4 Таблицы для определения ДЖЕЛ

Хорошо тренированный человек удовлетворяет возросшие потребности организма в кислороде главным образом путем увеличения глубины дыхания. Это вырабатывает выносливость к длительному физическому напряжению. Нетренированный человек усиливает снабжение организма кислородом главным образом за счет учащения дыхательных движений.

У нетренированного человека частота дыхания в покое составляет 16—18, а у тренированного она равна 14—10 и даже 8—6 в минуту. Замедление дыхания сопровождается его углублением. У тренированного человека при физической нагрузке количество поглощаемого кислорода выше, чем у нетренированного; у него наблюдается лучшая слаженность между работой органов дыхания и кровообращения.

Рис.5 Частота дыхания

Под влиянием длительных регулярных занятий различными видами спорта, и в первую очередь такими, как гребля, плавание, бег, лыжи, бокс, спортивные игры, жизненная емкость легких увеличивается.

Тренировка развивает дыхательный аппарат, способствует увеличению жизненной емкости легких. У спортсменов жизненная емкость в среднем на 500—1000 см3 больше, чем у людей нетренированных. Емкость легких физкультурников-новичков, равная 3500 см3, через 6 месяцев тренировки может увеличиться на 400—600 см3. Степень увеличения зависит главным образом от вида спорта, методики и длительности тренировки.

Исследовательская часть

Организация исследования

Исследование проводилось в АНО «Школа «Премьер», город Москва, в физкультурно-оздоровительном комплексе «Fit-Form», фитнес-центре «I love fitness».

Перед проведением основной серии исследования у обучающихся был измерен рост и вес, все испытуемые имели среднее физическое развитие. В соответствии с Федеральным законом «О персональных данных» от 27.07.2006 N 152-ФЗ (с изменениями от 02.07.2021 N 331-ФЗ) данные участников исследования обезличены и учитывались при проведении исследования в обезличенном варианте.

В эксперименте приняли участие 14 человек. Из них 7мальчиков и 7девочек. Два мальчика и две девочки занимаются спортом вне школы, четверо учащихся посещают только уроки физкультуры, 6 учеников освобождены от уроков физкультуры.

Объект исследования

В качестве объекта исследования была жизненная емкость обучающихся и клиентов фитнес-клубов, у которых было произведено исследование на определение жизненной емкости в покое и после нагрузки.

Методы исследования

1. Теоретические (сравнение, анализ собранного фактического материала,)

2. Практические - эмпирические: - Для определения жизненной емкости, индекса массы тела и жизненного показателя индекса испытуемых использовали метод спирометрии:

1) измерили рост и вес с помощью весов и ростомера

2) с помощью сухого спирометра измерили ЖЕЛ испытуемых до занятия физкультурой, после разминки, а затем после активных нагрузок.

Перед нагрузкой предварительно измерял показания ЖЕЛ у ребят в состоянии покоя. Для этого использовался сухой спирометр. Исследуемый должен стоять, зажав нос рукой, максимально вдохнуть ртом, воздух и, сомкнув губы входной трубке. После каждого испытуемого трубка обрабатывалась спиртовыми салфетками. После этого исследуемый подвергается физической нагрузке (бег – 5 - 6 мин) и процедура измерения повторяется. После легкой физической нагрузки участники эксперимента занимаются активными физическими упражнениями, затем снова повторяется измерения. Полученный результат и есть емкость легких в миллилитрах (цена деления спирометра – 0,1 литра).

Расчетные методики

Абсолютные значения ЖЕЛ мало показательны из-за индивидуальных колебаний. При оценке состояния обследуемого рекомендуется рассчитывать «должные» величины или использовать данные таблицы на рис. 4.

ДЖЕЛ для мужчин = 5, 2xР – 0,029 x В – 3,2

ДЖЕЛ для женщин = 4, 9xР – 0,019 x В – 3, 76

ИМТ (индекс массы тела)= вес (кг)/рост (м)

В соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения разработана следующая интерпретация показателей ИМТ:

ИМТ

Соответствие между массой и ростом человека

16 и менее

Выраженный дефицит массы

16—18,5

Недостаточная (дефицит) масса тела

18,5—25

Норма

25—30

Избыточная масса тела (предожирение)

30—35

Ожирение первой степени

35—40

Ожирение второй степени

40 и более

Ожирение третьей степени (морбидное)

Табл. 1 Соответствие массы и роста человека

Анализ данных обследования испытуемых на определение жизненной емкости (Исследование в ноябре 2021 г.).

Таблица 2. Статистическая обработка данных

Номер исследуемого

Пол

Возраст

Рост (м)

Вес (кг)

Дополнительные спортивные занятия

Посещение занятий физической культуры

1

М

16

1.82

70

Финтес, футбол

+

2

М

15

1.84

78

Финтес, бокс

+

3

Ж

15

1.69

57

финтес, баскетбол

+

4

Ж

14

1.68

60

танцы

+

5

М

15

1.74

67

финтес

+

6

М

16

1.80

72

-

+

7

Ж

14

1.69

52

-

+

8

Ж

15

1.65

65

-

+

9

М

15

1.70

79

-

Осв.

10

М

13

1.67

56

-

Осв.

11

М

15

1.65

55

-

Осв.

12

Ж

14

1.65

54

-

Осв.

13

Ж

13

1.57

49

-

Осв.

14

Ж

13

1.69

52

-

Осв.

Таблица 3. Статистическая обработка данных по исследованиюЖЕЛ и жизненного показателя :

Номер исследуемого

ДЖЕЛ, л

(формула)

ЖЕЛ, л

в покое

ЖЕЛ, л

после разминки (5-6 мин)

ЖЕЛ, л после занятия активной нагрузки

ИМТ

(кг/м^2)

1 (спорт)

4.234

4.67

3.98

4.02

21.13

2 (спорт)

4.106

4.78

3.93

4.23

23.03

3 (спорт)

3.438

3.45

3.34

3.44

19.95

4 (спорт)

3.332

3.52

3.38

3.48

21.25

5 (физк.)

3.905

3.96

3.79

3.67

22.12

6 (физк.)

4.072

4.46

4.22

4.26

22.22

7 (физк.)

3.533

3.68

3.55

3.57

17.78

8 (физк.)

3.090

2.99

2.75

2.74

23.30

9 (осв.)

3.349

3.65

-

-

27.33

10 (осв.)

3.860

3.38

-

-

20.07

11 (осв.)

3.785

3.01

-

-

20.20

12 (осв.)

3.299

3.09

-

-

19.83

13 (осв.)

3.002

3.00

-

-

19.87

14 (осв.)

3.533

3.10

-

-

18.20

Рис. 6 Статистическая обработка данных из таблицы 2

Рис. 7 Статистическая обработка данных из таблицы 3

После анализа полученных данных видно, что почти у всех исследуемых (№ 1,2,3,4,5,6,7,9) показания спирометра в покое выше их индивидуальной нормы (ДЖЕЛ), вычисленной по формуле, кроме № 8,10,11,12,13,14, у которых наблюдается незначительное понижение показателей ЖЕЛ по сравнению с должной, не превышающее нормы (нормальная величина ЖЕЛ отличается от должной не более, чем на 15-20 процентов) и объясняется тем, что участник №8 часто болеет, из-за чего часто пропускает уроки физкультуры, а № 10,11,12,13,14 – освобождены от физической нагрузки, которая воздействует на развитие легких.

Самые высокие показания спирометра в состоянии покоя наблюдаются у спортсменов (№ 1,2,4), которые отличаются от нормы в среднем на 10 %. У учащихся занимающихся физической культурой (№ 5,6,7) повышено в среднем на 4%. У № 9, (освобожден от физкультуры) ЖЕЛ повышена на 8%. № 10,11,12,13 предоставляют пониженные показатели ЖЕЛ (на 10,5% меньше должной). 100% ЖЕЛ наблюдается у участника под № 3.

После легкой физической нагрузки (бег 5-6 минут) показатели ЖЕЛ у всех участников, занимающихся физкультурой, понизились. Самое большое снижение ЖЕЛ наблюдается у № 2.

После активной физической нагрузки (20 минут), показатели участников № 1,2,3,4,6,7 незначительно изменились, но показатели № 8 остались теми же; ЖЕЛ у № 5 незначительно понизилась, что может сообщать об усталости дыхательных мышц.

Значительное снижение показателей ЖЕЛ меньше нормы у № 10,11, 14 объясняется малой активностью исследуемых.

После физической нагрузки (бег 5-7 минут) показатели ЖЕЛ у всех участников, занимающихся физкультурой примерно одинаковые. Но, если у участников № 3,4,5,6,7,8 снижение показателей происходит незначительно, что является нормой, то у № 1,2, которые являются спортсменами, показатели снижаются более чем на 30 % (это может говорить о наличии проблем с дыханием).

После активной физической нагрузки (20 минут), показатели участников № 1,2,3,4,6,7 увеличились незначительно; показатели № 8 остались теми же; ЖЕЛ у №5 понизилась незначительно, что возможно указывает на утомляемость мышц на протяжении исследования.

ИМТ (индекс массы тела) у участников № 1,2,3,4,5,6,8 колеблются в интервале 19.95-23.30 и соответствует норме. ИМТ же у № 7 меньше на 0.72 единицы от нормы (норма: 18,5-25), что указывает на недостаточную (дефицит) массу тела исследуемого. У № 9 показания ИМТ больше должной на 2.33 единицы, что означает избыточную массу тела (предожирение) исследуемого.

Анализ данных обследования испытуемых на определение жизненной емкости (Исследование в январь 2022 г.).

Таблица 4. Статистическая обработка данных

Номер исследуемого

Пол

Возраст

Рост (м)

Вес (кг)

Дополнительные спортивные занятия

Посещение занятий физической культуры

1

М

16

1.82

75

Финтес, футбол

+

2

М

15

1.84

79

Финтес, бокс

+

3

Ж

15

1.69

56

финтес, баскетбол

+

4

Ж

14

1.68

62

танцы

+

5

М

15

1.74

70

-

+

6

М

16

1.80

72

-

+

7

Ж

14

1.69

53

-

+

8

Ж

15

1.65

71

-

+

14

Ж

13

1.69

53

-

+

9

М

15

1.70

80

-

освобожден

10

М

13

1.67

56

-

освобожден

11

М

15

1.65

55

-

освобожден

12

Ж

14

1.65

54

-

освобожден

13

Ж

13

1.57

50

-

освобожден

Таблица 5. Статистическая обработка данных по исследованиюЖЕЛ и жизненного показателя :

Номер исследуемого

ДЖЕЛ, л

(формула)

ЖЕЛ, л

в покое

ЖЕЛ, л

после разминки (5-6 мин)

ЖЕЛ, л после занятия активной нагрузки

ИМТ

(кг/м^2)

1

4.089

4.73

4.05

4.16

22.64

2

4.077

4.75

4.07

4.29

23.33

3

3.457

3.47

3.32

3.50

19.60

4

3.294

3.71

3.61

3.50

21.96

5

3.818

3.77

3.62

3.80

23.12

6

4.072

4.61

4.13

4.21

22.22

7

3.514

3.68

3.49

3.42

18.55

8

2.976

2.91

2.75

2.74

26.07

14

3.514

3.39

3.01

3.25

18.55

9

3.320

3.63

-

-

27.68

10

3.860

3.29

-

-

20.07

11

3.785

3.03

-

-

20.20

12

3.299

3.14

-

-

19.83

13

2.983

3.05

-

-

20.28

Рис. 8 Статистическая обработка данных из таблицы4

Рис. 9 Статистическая обработка данных из таблицы 5

Из данных таблиц № 4,5 мы видим, что почти у всех исследуемых (№ 1,2, 3,4, 6, 7,9,13) показания ЖЕЛ в покое выше их индивидуальной нормы (ДЖЕЛ), вычисленной по формуле, кроме № 5,8,14,10,11,12, у которых наблюдается показатели ЖЕЛ меньше должной в среднем на 8%, что по норме допускается (Нормальная величина ЖЕЛ отличается от должной не более, чем на 15-20 процентов) и объясняется тем, что участник №5 значительно набрал вес, № 8 недавно болел гриппом, № 14 только два месяца занимается физическими тренировками, № 10,11,12 являются освобожденными.

Самые высокие показания ЖЕЛ в состоянии покоя наблюдаются у спортсменов (№ 1,2,4), которые отличаются от нормы в среднем на 14 %, в то время как у не тренированных людей (№ 6,7) повышается незначительно.

После физической нагрузки (бег 5-7 минут) показатели ЖЕЛ у всех участников так же понизились.

После активных физических нагрузок, показатели участников № 1,2,3,5,6, 14 увеличились незначительно; показатели № 8 остались теми же; ЖЕЛ у № 4,7 понизилась, что указывает на утомляемость дыхательных мышц на протяжении исследования.

По сравнению ЖЕЛ № 1,2,3,4,7 в покое с ДЖЕЛ общей находится в норме. У № 5,6,8,9,10,11,12,13,14 ЖЕЛ меньше должной. Значительное снижение показателей ЖЕЛ меньше нормы у № 5,9,10,11 на 17%, 18%, 25% и 30% соответственно, что объясняется малой активностью исследуемых(№ 9,10,11) и сниженной выносливостью (№5), вследствие набора веса. Самые высокие показания ЖЕЛ в состоянии покоя наблюдаются у спортсменов (№ 3,4) и одного из физкультурников (№7).

ИМТ (индекс массы тела) у участников под номерами 1,2,3,4,5,6, 7 колеблются в интервале 18.55-23.33 и соответствует норме. ИМТ же у № 8,9 больше на 1.07 и 2,68 единицы от нормы соответственно (норма: 18,5-25), что указывает на избыточную массу тела (предожирение) исследуемых.

В ходе исследования изменений жизненных показателей в период ноябрь 2021-январь 2022 выяснилось, что уменьшение ЖЕЛ у участников проекта произошло в связи с увеличением веса и ухудшения физического состояния в связи с сезонными заболеваниями, а улучшения показателей ЖЕЛ – у участников с хорошей физической формой, занимающихся спортом.

Заключение

Мои исследования подтвердирли, что Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — максимальное количество воздуха, которое может человек выдохнуть после полного глубокого вдоха.

Жизненная емкость легких является одним из основных показателей состояния дыхательной системы. Величина ЖЕЛ в норме зависит от пола, его телосложения, степени развития грудной клетки и дыхательных мышц. У женщин жизненная емкость легких в среднем на 25% меньше, чем у мужчин. С возрастом жизненная емкость легких уменьшается (особенно после 40 лет). Это связано со снижением силы грудных мышц и подвижности грудной клетки.

При различных заболеваниях жизненная емкость лёгких может существенно изменяться, что снижает возможность организма больного к выполнению физической нагрузки.

Человек, занимающийся спортом, имеет большую жизненную емкость легких, что связано с повышенной силой мышц у спортсменов. Хорошо тренированный человек удовлетворяет возросшие потребности организма в кислороде главным образом путем увеличения глубины дыхания. Это вырабатывает выносливость к длительному физическому напряжению. Нетренированный человек усиливает снабжение организма кислородом главным образом за счет учащения дыхательных движений.

Систематические занятия спортом способствуют развитию дыхательной мускулатуры, расширению грудной клетки — увеличивают жизненную емкость легких, у пловцов, бегунов жизненная емкость легких достигает б—7 литров и более. Например, уже через 6—7 месяцев после начала занятий плаванием или легкой атлетикой жизненная емкость легких у юных спортсменов становится больше на 300 - 600 см3. В целях профилактики и для увеличения жизненной емкости легких рекомендуем следующие упражнения (приложение 1) которые могут использовать классные руководители при проведении классных часов, родительских собраний.

Таким образом я могу сделать вывод, что выдвинутая мной гипотеза подтвердилась. Занятия физической культурой действительно позволяют увеличить жизненную емкость легких. Следует заметить, что занятия спортом и физическими упражнениями не только позволяют увеличить жизненную емкость легких, но и препятствуют развитию болезней связанных с дыхательной системой и укрепляют легкие. Например, в период ухудшения ситуации с коронавирусной инфекцией, врачи большое внимание уделялось именно восстановлению функций дыхания.

Источники

1. Высоцкая, М.В. Практикум по физиологии и анатомии человека [Текст]: учебник. - Москва: Учитель, 2008. - 175 с.

2. Гайворонский, И.В. Нормальная анатомия человека [Текст]: учебник. – Санкт-Петербург: Спецлит, 2003. - 450с.

3. Михайлов, В.В. Дыхание спортсмена. [Текст]: метод. пособие. - Москва: Физкультура и спорт, 1983. - 104 с.

4. Новикова, Д.А., Сравнительные исследования аппарата внешнего дыхания у юных спортсменов и нетренирующихся школьников [Текст]: автореферат дис./ А.А. Новикова.- Саратов: Саратовский Гос. Мед. Институт, 1973. -17 с.

5. Сапин, М. Р. Анатомия человека. В 3 томах. Том 1. [Текст]: учебник. - Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2012. - 608 с.

6. Сергеев, М. Учебник погружения на задержке дыхания [Текст]: учебник. - Москва: Спорт, 2019. - 250с.

7. Солодков, А.С., Сологуб, Е.Б., Физиология человека. Общая. Возрастная:. [Текст]: учебник. – Москва: Спорт Олимпия Пресс, 2001. – 520с.

8. Ткаченко, Б.И. Нормальная физиология человека [Текст]: учебник. - Москва: «Медицина», 2005. -253 с.

9. Уэст, Д. Физиология дыхания. Основы. [Текст]: учебник. - Москва: МИР, 1988. - 200 с.

10. Чучалин, А.Г. Рекомендации по использованию метода спирометрии. [Текст]: методические рекомендации. - Москва: Российское респираторное общество, 2013. - 21 с.

11. Жизненная емкость легких. [Электронный ресурс]: интернет-энциклопедия «Studbooks». – Режим доступа www.studbooks.net/1936966/meditsina/, свободный. (дата обращения: 19.10.21)

12. Методы измерения ЖЕЛ [Электронный ресурс]: библиотека медицинской литературы. – Режим доступа https://medbooks.by/referati_patologicheskaya_ fiziologiya, свободный. (дата обращения: 10.11.21)

13. Факторы влияющие на ЖЕЛ школьников [Электронный ресурс]: научная электронная библиотека. – Режим доступа https://cyberleninka.ru/article/n/ effektivnost-ispolzovaniya-zhiznennoy-emkosti-legkih-u-plovtsov-razlichnoy-spetsializatsii, свободный. (дата обращения: 15.01.22)

14. Урок биологии: «Механизм и регуляция дыхания» [Электронный ресурс]: Конспекты уроков. – Режим доступа https://pandia.ru/text/80/686/66785.php, свободный. (дата обращения: 17.02.22)

Заместитель директора

о информационно-библиотечной работе

Безбородова Е.Е.

___________________________________

«______» __________ 20 ___ г.

Приложения

Приложение 1

Упражнения для увеличения ЖЕЛ

1.Дышите глубоко. Вы можете увеличить количество воздуха проникающего в ваши легкие за короткое время, не прибегая к долгим упражнениям или специальному оборудованию для тренировок

2.Выдыхайте медленно и полностью. Потренируйтесь пару раз, перед тем как начать. Не давайте воздуху оставаться у вас в легких. Так вы сможете вдохнуть больше воздуха при следующем вдохе.

3.Выдыхайте медленно и повторите 3-4 раза. Не выпускайте воздух слишком быстро. Выдыхайте как можно медленнее, без рывков. Как только вы отрепетируете один повтор, сделайте упражнение полностью, начав сначала.

Через 3-4 раза ваши легкие будут способны держать больше воздуха, чем 20 минут назад.

4.Попробуйте простые дыхательные упражнения. Вы можете делать их дома.

Надувание воздушных шариков - отличный способ увеличить емкость легких.

5.Попробуйте гипервентиляцию перед задержкой дыхания. Быстрые вдохи-выдохи это и есть гипервентиляция

6.Играйте на духовом инструменте. Игра на духовом инструменте - отличный способ приучить легкие к регулярной нагрузке и одновременно получать удовольствие от музыки.

7.Делайте упражнения в воде. Упражняясь в воде, вы добавите элементы силовых упражнений в ваш режим. Вашему телу придется работать дополнительно, чтобы поставлять достаточно кислорода в кровь, что отлично тренирует ваши легкие.

8.Занимайтесь активными кардиоупражнениями. Тренировки - отличный способ увеличить емкость легких. Хотя бы на 30 минут заставьте ваше тело работать на пределе, так чтобы ваше легкие тоже потрудились. Эти усилия позже окупятся лучшей емкостью легких.

Плавание – лучший вид спорта для кардиофитнеса. Легкие пловцов на пике нагрузки потребляют в три раза больше кислорода, чем обычный человек.

Попробуйте аэробику. Вы можете быть удивлены, сколько дополнительной емкости легких можно развить, выполняя короткие сеты интенсивных занятий.

Просмотров работы: 15