Научно-исследовательская работа Факторы определяющие изменение жизненной емкости легких
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Гимназия №17 Ворошиловского района Волгограда»
Районный конкурс юношеских
исследовательских работ
«Я и Земля» им. В.И.Вернадского
Секция: здоровый образ жизни
Факторы, определяющие изменение жизненной емкости легких
Выполнили:
учащиеся 9 «Б» класса
МОУ Гимназия №17
Павленко Анна,
Мочалова Кристина
Учитель биологии
высшей категории
МОУ Гимназия №17
Зарудняя Татьяна Владимировна
Волгоград 2017
Оглавление
TOC \o "1-3" \h \z \u
Введение ……………………………………………………………..…………….3-5HYPERLINK \l "_Toc347255247"Глава 1. Обзор литературы
1.1.Дыхательная система…………………………………………………6 1.1.1.Дыхательные пути и движение в них воздуха ………………………………6 1.1.2.Строение, работа легких. ……………………………………………….........7-8
1.2.Функции внешнего дыхания …………………………………………………….8
1.2.1 Основные показатели, характеризующие состояние функции внешнего дыхания ……………………………………………………………………………8-9
1.2.2 Жизненная емкость легких………………………………………………..9-10
1.2.3 Влияние спорта на дыхание и жизненную емкость легких …………...10-11
1.2.4 Методы исследования дыхания: спирография и спирометрия …………11-12
Глава 2.Определение внешнего дыхания , ЖЕЛ у учащихся Гимназии №17…..13
2. 1. Организация исследования…………………………………………………132. 2. Объект исследования…………………………………………………………..132. 3. Методы исследования………………………………………………….......13-15
Глава 3. Результаты исследования
3.1 Анализ данных обследования учеников на определение
жизненной емкости легких………… ……………………………… .. 16-20
3.2Вывод……………………………………………………………………………21
Заключение…………………………………………………………………………22
Список литературы………………………………………………………………….23Приложения . ……………………………………………………………………..24
ВВЕДЕНИЕ
Живые организмы для своего существования, для поддержания обмена веществ нуждаются в кислороде. Перенос газов обеспечивается дыхательной и сердечно – сосудистой системами.
Дыхательная функция осуществляется с помощью внешнего (легочного) дыхания, переноса кислорода к тканям и углекислого газа от них, а также газообмена между тканями и кровью.
Для осуществления газообмена необходима смена воздуха в альвеолах – вентиляция. Она осуществляется посредством периодических движений грудной клетки, приводящих к изменению объема грудной полости, а следовательно, и изменению объема легких. Находясь в спокойном состоянии, взрослый человек делает 14-18 дыхательных движений в минуту, вдыхая и выдыхая за один раз по 500 мл воздуха. Этот объем воздуха называется дыхательным. Сверх него при глубоком вдохе человек может вдохнуть дополнительно ещё около 1500 мл воздуха (дополнительный объем), а после спокойного выдоха выдохнуть ещё 1500мл воздуха (резервный объём).
Сумма трех приведенных объемов воздуха составляет жизненную ёмкость легких (ЖЕЛ). Таким образом, ЖЕЛ – это наибольший объём воздуха, который человек способен выдохнуть после сильного вдоха. ЖЕЛ зависит от многих факторов: возраста, пола, стадии полового созревания, популяционных особенностей строения тела, климатогеографических и социально-экономических условий жизни. К 16-17-ти годам развитие дыхательных функций в основном завершается [Сапин М.Р., Брыксина З.Г., 1995].
ЖЕЛ зависит также от степени тренированности и служит одним из показателей физического развития человека. Для взрослого человека ЖЕЛ близка к 3500мл. У физически тренированных лиц она достигает 6000-7000мл, у курящих людей снижается на 300-400 мл [Васильева З. А., С. М. Любинская, «Резервы здоровья», М., 1984].
Актуальность нашего исследования заключается в том, что выносливость, работоспособность человека и его устойчивость к различным заболеваниям напрямую зависит от показателя ЖЕЛ.
Самостоятельное исследование над темой, с использованием дополнительной литературы и интернет - ресурсов, позволит нам более глубоко вникнуть в проблему и ответить на вопросы: почему у учащихся занимающихся спортом, ЖЕЛ выше, чем у неадаптированных к спорту учащихся. Какое значение для формирования ЖЕЛ имеет здоровый образ жизни? Возможно ли увеличение ЖЕЛ у подростков?
В основу исследования положена гипотеза о практическом просмотре влияния занятий спорта на изменения жизненной емкости легких учащихся.
Объектом исследования являются жизненная емкость легких.
Предмет исследования: изменение жизненной емкости легких у учащихся 9 класса.
Оборудование: Весы, ростомер, портативный (сухой) спирометр, одноразовые мундштуки.
Целью данной работы является сравнение показателей жизненной емкости легких в покое и при физической нагрузке учащихся адаптированных к спорту и не занимающихся спортом.
Задачи:
1. Изучить особенности внешнего дыхания, изменения жизненной емкости легких в зависимости от пола и занятий физической нагрузкой.
2. Измерить методом спирометрии жизненную емкость учащихся разных групп (занимающихся спортом, посещающих только уроки физкультуры, освобожденных от физкультуры).
3. Изучить динамику показателей жизненной емкости легких в покое и при нагрузке среди девушек и юношей.
Проблемные вопросы работы:
-Почему врачи считают величину ЖЕЛ показателем здоровья?
-Влияют ли оздоровительные физические тренировки на значение ЖЕЛ и
Ожидаемый результат:
-Сформированность осознанной потребности в ведении здорового образа жизни.
- Информированность о том, что существенным фактором, снижающим ЖЕЛ, является малоподвижный образ жизни и вредные привычки.
Предметные области
Анатомия
Медицина
Физическая культура и спорт
Методы исследования:
1) теоретические
2) эмпирические
а. Для определения легочных объемов и емкостей используются методы спирометрии, спирографии
3) методы статистической обработки данных
Наша работа посвящена анализу ознакомления с жизненной емкостью легких, которая является одним из основных показателей состояния дыхательной системы и жизнестойкости организма.
Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы.
В первой главе раскрываются теоретические вопросы процесса внешнего дыхания, проблемы возрастного изменения дыхательной системы. Рассматриваются причины вызывающие снижение показателей ЖЕЛ. Во второй главе описана методика определения ЖЕЛ, в третьей главе представлены результаты исследования изменения ЖЕЛ у учащихся 9 классов, определены меры, приводящие к снижению ЖЕЛ растущего детского организма.
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Дыхательная система.
Дыхательная система выполняет важнейшую функцию – снабжение организма кислородом и выведение из него углекислого газа. Полость носа, ротоглотка, гортань, трахея, бронхи различных калибров, включая бронхиолы, служат воздухоносными путями, по которым осуществляются вентиляция, или конвекционный транспорт кислорода в альвеолы, и выведение углекислого газа. Альвеолярные ходы и альвеолы являются собственно респираторными отделами, в которых происходит диффузия (пассивный транспорт) кислорода [М.Р.Сапин, Г.Л.Билич Анатомия человека том 1 стр 424] из альвеол в кровь легочных капилляров и в обратном направлении – углекислого газа.
Дыхательные пути и движение в них воздуха
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, те в свою очередь на долевые, затем на сегментарные бронхи и так далее до конечных бронхиол, еще не связанных
непосредственно с альвеолами.Конечные бронхиолы разветвляются на дыхательные бронхиолы, в стенках которых в виде выпячивания уже появляются одиночные альвеолы. Отделы легких, содержащие альвеолы и участвующие в газообмене, называются дыхательной зоной. На дыхательную зону приходится большая часть легких: ее объем равен примерно 3000 мл.
Во время вдоха объем грудной полости увеличивается и воздух засасывается в легкие.Главным механизмом вентиляции в дыхательной зоне является диффузия газов.
[ Дж.Уэст: Физиология дыхания Основы Издательство «Мир» 1988 стр 8]
Строение легких, их деятельность
Легкие расположены в обособленных полостях по сторонам от средостения. Основание легкого обращено вниз и прилегает к диафрагме. Оболочка легкого - плевра, состоит из двух листков: один листок повторяет контур легкого, заходя в борозды и отделяя доли легкого, второй прирастает к стенке тела. Внутренняя поверхность альвеол выстлана однослойным плоским дыхательным эпителием, покрытым слоем жидкости. Альвеолы тесно соприкасаются, и кровеносные сосуды контактируют сразу с двумя, что повышает эффективность газообмена. Поверхность альвеол при вдохе 100-120м2. Кровоснабжение легких осуществляется двумя системами сосудов.Легкие - это органы газообмена. Их главное назначение состоит в том, чтобы обеспечить переход кислорода из воздуха в венозную кровь, а углекислого газа - в обратном направлении.
[ Дж. Уэст: Физиология дыхания Основы Издательство «Мир» 1988 стр. 8]
Перенос кислорода и углекислого газа между воздухом и кровью происходит путем простой диффузии, то есть от области с высоким парциальным давлением газа к области с низким парциальным давлением (подобно тому, как вода течет сверху вниз). Согласно закону диффузии Фика, количество газа, перемещающееся через слой ткани прямо пропорционально площади этого слоя и обратно пропорционально его толщине. В легких барьер между кровью и воздухом (альвеолярно-капиллярный барьер) чрезвычайно тонок, а поверхность его составляет 50-100 м2. Значит, по своим характеристикам этот барьер вполне подходит для процессов газообмена.
Мельчайшие кровеносные сосуды (капилляры) оплетают громадное число маленьких воздушных мешочков - альвеол. В легких человека около 300 млн. альвеол, а диаметр каждой из них составляет около 1/3 мм. Если бы альвеолы имели строго сферическую форму, то общая площадь их поверхности составила бы 85 м2, а общий объем лишь 4 л. Таким образом, огромная диффузионная поверхность в легких обусловлена разделением этих органов на колоссальное число субъединиц. Газы доставляются к альвеолярно-капиллярному барьеру по дыхательным путям, а кровь (с другой его стороны) - по кровеносным сосудам.
[ Дж.Уэст: Физиология дыхания Основы Издательство «Мир» 1988
1.2 Функции внешнего дыхания
1.2.1 Основные показатели, характеризующие состояние функции внешнего дыхания
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). [Михайлов В.В.,1980].
Все показатели, характеризующие состояние функции внешнего дыхания, условно можно разделить на четыре группы.
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). 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).
Ко второй группе относятся показатели, характеризующие вентиляцию легких: частота дыхания, дыхательный объем, минутный объем дыхания, минутная альвеолярная вентиляция, максимальная вентиляция легких, резерв дыхания или коэффициент дыхательных резервов.
К третьей группе относятся показатели, характеризующие состояние бронхиальной проходимости: форсированная жизненная емкость легких (проба Тиффно и Вотчала).
В четвертую 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 [Карпенко Л.И.,1964].
Объемы и емкости легких здорового человека определяет ряд факторов:
рост, масса тела, возраст, расовая принадлежность, конституциональные особенности человека;
эластические свойства легочной ткани и дыхательных путей;
1.2.2. Жизненная емкость легких
Жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) - это наибольший объём воздуха, который человек может вобрать в лёгкие после максимального выдоха.
Жизненная емкость с возрастом увеличивается; она может определяться у детей с 3—4 лет (табл. 9).
ЖЕЛ составляет в среднем у женщин 2,5 - 4 л, а у мужчин - 3,5 - 5 л. Считается, что чем выше рост, тем больше жизненная емкость легких. У пловцов, бегунов жизненная емкость легких достигает б—7 литров и более.
1.2.3 Влияние спорта на дыхание и жизненную емкость легких
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 и удаляемой углекислоты выше, чем у нетренированного; у него наблюдается лучшая слаженность между работой органов дыхания и кровообращения.
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.
Наибольшая величина жизненной емкости легких наблюдается у тренирующихся на скорость и выносливость, наименьшая — у тренирующихся на силу. Систематические занятия спортом способствуют развитию дыхательной мускулатуры, расширению грудной клетки — увеличивают жизненную емкость легких, у хорошо тренированных спортсменов она достигает 8 л.
1.2.4 Методы исследования дыхания: спирография и спирометрия.
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.
Виды спирометров:
-Водяной спирометр, его устройство :
1.Внешний корпус, который обязательно должен быть заполнен водой.
2.Трубка. Через нее в колокол поступает выдыхаемый воздух.
3.Колокол.
-Спирометр сухой портативный ССП - Дыхательная диагностичная системаSyperSpirio
Предназначены для измерения объема выдыхаемого воздуха с целью определения жизненной емкости легких. Представляет собой воздушную турбину в пластмассовом корпусе, имеющем короткую трубку со сменными мундштуками. Турбина приводится в движение струей выдыхаемого воздуха, а ее вращение передается стрелке на шкале прибора.
ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ, ЖИЗНЕННОЙ ЕМКОСТИ ЛЕГКИХ У УЧАЩИХСЯ ГИМНАЗИИ №17
2.1. Организация исследования
Исследование проводилось в Муниципальном общеобразовательном учреждении «Гимназия №17 Ворошиловского района Волгограда»
Перед проведением основной серии исследования у учащихся мы измерили рост и вес, все испытуемые имели среднее физическое развитие.
В гимназии исследование проводилось двукратно. Первый раз в октябре 2016 года и затем в январе 2017 года. ЖЕЛ измеряли до урока физкультуры, после разминки и игры в волейбол.
В эксперименте приняли участие 14человек. Из них 7мальчиков и 7девочек. Два мальчика и две девочки занимаются спортом, четверо учащихся посещают только уроки физкультуры, 6 учеников освобождены от уроков физкультуры.
2.2. Объект исследования
В качестве объекта исследования была жизненная емкость учащихся 9 «Б» класса, у которых было произведено исследование на определение жизненной емкости в покое и после нагрузки.
2.3. Методы исследования
1. Теоретические (сравнение, анализ собранного фактического материала,)
2. Практические - эмпирические: - Для определения жизненной емкости, индекса массы тела и жизненного показателя индекса учащихся 9 класса использовали метод спирометрии:
1) измерили рост и вес с помощью весов и ростомера в медицинском кабинете гимназии.
2) с помощью сухого спирометра измерили ЖЕЛ учащихся до урока физкультуры, после разминки, а затем после игры в волейбол.
Перед уроком физкультуры мы предварительно измеряли показания ЖЕЛ у ребят в состоянии покоя. Для этого мы подготовили спирометр сухой портативный SPIRIVA к работе, внеся в него индивидуальные мерки участника проекта (возраст, рост, пол) и надев на спирометр одноразовый мундштук, за несколько секунд до этого распакованный из прозрачного пакета. Исследуемый должен стоять, зажав нос рукой, максимально вдохнуть ртом, воздух и, сомкнув губы на мундштуке, на 2-3 см от края трубки, максимально выдохнуть, в течение 4-6 сек. Максимально выдыхает участник три раза за одно измерение ЖЕЛ, дальше уже прибор выбирает средний показатель. После этого учащийся подвергается физической нагрузке (бег – 5 мин, эстафетные упражнения – 2 мин) и процедура со спирометром повторяется. После разминки участники эксперимента играют в волейбол, затем снова спирометрия учащихся (Все показатели записываются, также делаются фотографии процесса, процедуру проходят все участники проекта).
Расчетные методики
Абсолютные значения ЖЕЛ мало показательны из-за индивидуальных колебаний. При оценке состояния обследуемого рекомендуется рассчитывать «должные» величины.
ДЖЕЛ для мужчин = 5, 2xР - 0,029 x В - 3,2
ДЖЕЛ для женщин = 4, 9xР - 0,019 x В - 3, 76ИМТ (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)
3. Методы статистической обработки данных (таблицы).
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Анализ данных обследования учеников на определение жизненной емкости
Таблица 1. Статистическая обработка данных учащихся (октябрь 2016г)
Номер исследуемого Пол Возраст Рост (м) Вес (кг) Дополнительные спортивные занятия Посещение занятий физической культуры
1 М 15 1.82 70 футбол +
2 М 15 1.84 78 бокс +
3 Ж 15 1.69 57 баскетбол +
4 Ж 15 1.68 60 танцы +
5 М 15 1.74 67 - +
6 М 15 1.80 72 - +
7 Ж 15 1.69 52 - +
8 Ж 15 1.65 65 - +
9 М 15 1.70 79 - освобожден
10 М 15 1.67 56 - освобожден
11 М 15 1.65 55 - освобожден
12 Ж 15 1.65 54 - освобожден
13 Ж 15 1.57 49 - -освобожден
14 Ж 14 1.69 52 - освобожден
Таблица 2. Статистическая обработка данных по исследованию ЖЕЛ и жизненного показателя у учащихся в октябре
Номер исследуемого ДЖЕЛ, л
(формула) ДЖЕЛ,
л
(общий) ДЖЕЛ, л
(специализированный) ЖЕЛ, л
в покое ЖЕЛ, л
после разминки (5-7 мин) ЖЕЛ, л
после занятия физической культурой
(волейбол – 20 мин) ИМТ
(кг/м^2)
1 (спорт) 4.234 4.700 4.380 4.67 3.98 4.02 21.13
2 (спорт) 4.106 4.750 4.600 4.78 3.93 4.23 23.03
3 (спорт) 3.438 3.400 4.380 3.45 3.34 3.44 19.95
4 (спорт) 3.332 3.380 4.300 3.52 3.38 3.48 21.25
5 (физк.) 3.905 4.500 - 3.96 3.79 3.67 22.12
6 (физк.) 4.072 4.650 - 4.46 4.22 4.26 22.22
7 (физк.) 3.533 3.400 - 3.68 3.55 3.57 17.78
8 (физк.) 3.090 3.330 - 2.99 2.75 2.74 23.30
9 (осв.) 3.349 4.400 - 3.65 - - 27.33
10 (осв.) 3.860 4.350 - 3.38 - - 20.07
11 (осв.) 3.785 4.300 - 3.01 - - 20.20
12 (осв.) 3.299 3.350 - 3.09 - - 19.83
13 (осв.) 3.002 3.150 - 3.00 - - 19.87
14 (осв.) 3.533 3.400 - 3.10 - - 18.20
Из данных таблицы мы видим, 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 физической нагрузки (бег 5-7 минут) показатели ЖЕЛ у всех участников, занимающихся физкультурой, понизились на 9%, что обусловлено повышением наполнения кровью сосудов легочного (малого) круга кровообращения. Самое большое снижение ЖЕЛ наблюдается у № 2 ( на 18 % меньше ЖЕЛ в покое).
После игры в волейбол (20 минут), показатели участников № 1,2,3,4,6,7 увеличились в среднем на 2%; показатели № 8 остались теми же; ЖЕЛ у № 5 понизилась на 3%, что указывает на утомляемость дыхательных мышц на протяжении исследования.
При сравнении ЖЕЛ № 2,3,4,7 в покое с ДЖЕЛ общей , ЖЕЛ находится в норме. У исследуемых № 1,5,6,8,9,10,11,12,13,14 ЖЕЛ меньше должной в среднем на 12.2%. Значительное снижение показателей ЖЕЛ меньше нормы у № 10,11 на 23% и 30% соответственно, что объясняется малой активностью исследуемых. Самые высокие показания спирометра в состоянии покоя наблюдаются у спортсменов (№ 3,4) и одного из физкультурников (№7), которые отличаются от нормы в среднем на 4,3 %. 100% ЖЕЛ наблюдается у участника под № 2.
В сравнении ЖЕЛ спортсменов-мальчиков с их ДЖЕЛ, специализированной под определенный вид спорта, она находится в норме и даже превышает установленные пределы на 4.5%, а ЖЕЛ спортсменок-девочек наоборот меньше ДЖЕЛ на 20,5%
После физической нагрузки (бег 5-7 минут) показатели ЖЕЛ у всех участников, занимающихся физкультурой, понизились на 9%,что обусловлено повышением наполнения кровью сосудов легочного (малого) круга кровообращения. Но, если у участников № 3,4,5,6,7,8 снижение показателей происходит не более чем на 15% (№6), что является нормой, то у № 1,2, которые являются спортсменами, показатели снижаются в среднем на 29,5%, что больше нормы на 14,5 % (свидетельствует о неудовлетворительном функциональном состоянии системы внешнего дыхания). После игры в волейбол (20 минут), показатели участников № 1,2,3,4,6,7 увеличились в среднем на 2%; показатели № 8 остались теми же; ЖЕЛ у №5 понизилась на 3%, что указывает на утомляемость дыхательных 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.
Таблица 3. Статистическая обработка данных учащихся (Январь 2017 г)
Номер исследуемого Пол Возраст Рост (м) Вес (кг) Дополнительные спортивные занятия Посещение занятий физической культуры
1 М 15 1.82 75 футбол +
2 М 16 1.84 79 бокс +
3 Ж 15 1.69 56 баскетбол +
4 Ж 16 1.68 62 танцы +
5 М 15 1.74 70 - +
6 М 15 1.80 72 - +
7 Ж 16 1.69 53 - +
8 Ж 15 1.65 71 - +
14 Ж 14 1.69 53 - +
9 М 15 1.70 80 - освобожден
10 М 15 1.67 56 - освобожден
11 М 15 1.65 55 - освобожден
12 Ж 16 1.65 54 - освобожден
13 Ж 15 1.57 50 - освобожден
Как видно из таблицы вес учащихся не адаптированных к спорту изменился в сторону увеличения, так была малая подвижность: во первых с 1 января начались каникулы и новогодние праздники: во вторых был введен в Волгограде карантин по гриппу и занятий физкультуры не было. У учащихся занимающихся спортом вес изменился незначительно как в сторону снижения, так и в сторону увеличения, за исключением номера1. Номер 14 из категории освобожденных перешел в группу сверстников, занимающихся физической культурой.
Таблица 4. Статистическая обработка данных по исследованию ЖЕЛ и жизненного показателя у учащихся в январь
Номер исследуемого ДЖЕЛ, л
(формула) ДЖЕЛ,
л
(общий) ДЖЕЛ, л
(специализированный) ЖЕЛ (л)
в покое ЖЕЛ
(л) после разминки (5-7 мин) ЖЕЛ
(л)
после занятия физической культурой
(волейбол – 20 мин) ИМТ
(кг/м^)
1 4.089 4.700 4.380 4.73 4.05 4.16 22.64
2 4.077 4.750 4.600 4.75 4.07 4.29 23.33
3 3.457 3.400 4.380 3.47 3.32 3.50 19.60
4 3.294 3.380 4.300 3.71 3.61 3.50 21.96
5 3.818 4.500 - 3.77 3.62 3.80 23.12
6 4.072 4.650 - 4.61 4.13 4.21 22.22
7 3.514 3.400 - 3.68 3.49 3.42 18.55
8 2.976 3.330 - 2.91 2.75 2.74 26.07
14 3.514 3.400 - 3.39 3.01 3.25 18.55
9 3.320 4.400 - 3.63 - - 27.68
10 3.860 4.350 - 3.29 - - 20.07
11 3.785 4.300 - 3.03 - - 20.20
12 3.299 3.350 - 3.14 - - 19.83
13 2.983 3.150 - 3.05 - - 20.28
Из данных таблицы мы видим, что почти у всех исследуемых (№ 1,2, 3,4, 6, 7,9,13) показания спирометра 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 спирометра 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 в среднем на 3%. У № 9,13, которые являются освобожденными, ЖЕЛ повышена на 5,5%.100% ЖЕЛ наблюдается у участника под номером 3.
После физической нагрузки (бег 5-7 минут) показатели ЖЕЛ у всех участников понизились на 8%,что обусловлено повышением наполнения кровью сосудов легочного (малого) круга кровообращения. Самое большое снижение ЖЕЛ наблюдается у № 1,2 (на 15 % меньше ЖЕЛ в покое).
После игры в волейбол (20 минут), показатели участников № 1,2,3,5,6, 14 увеличились в среднем на 4%; показатели № 8 остались теми же; ЖЕЛ у № 4,7 понизилась в среднем на 2,5%, 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 в среднем на 12,8%. 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 спирометра в состоянии покоя наблюдаются у спортсменов (№ 3,4) и одного из физкультурников (№7), которые отличаются от нормы в среднем на 6,3 %. 100% ЖЕЛ наблюдается у участника под № 1,2.
В сравнении ЖЕЛ спортсменов-мальчиков с их ДЖЕЛ, специализированной под определенный вид спорта, она находится в норме и даже превышает установленные пределы на 5%, а ЖЕЛ спортсменок-девочек наоборот меньше ДЖЕЛ на 17,5%
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 октябрь 2016-январь 2017 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.
3.2 Выводы:
Используя свои наблюдения и исследования, мы определили, 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 эластичности легких и подвижности грудной клетки.
При различных заболеваниях она может существенно изменяться, что снижает возможности приспособляемости организма больного к выполнению физической нагрузки.
Человек, занимающийся спортом, имеет большую жизненную емкость легких, что связано с повышенной эластичностью легких 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
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Организм человека работает как единое целое. Тесно между собой взаимосвязаны кровеносная и дыхательная система. Для того чтобы произошел газообмен необходима смена воздуха в альвеолах – то есть вентиляция. Она осуществляется посредством периодических движений грудной клетки, приводящих к изменению объема грудной полости, а следовательно, и изменению объема легких
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.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ
Практическая значимость заключается в возможности использования данного материала на уроках биологии при изучении дыхательной системы. Классные руководители могут использовать данный материал на родительских собраниях и классных часах для привлечения внимания к здоровому образу жизни, необходимости занятий спортом.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Гайворонский И.В. Нормальная анатомия человека Санк-Петербург спецлит 2003 г в 2-ух томах
2. Новикова Д.А., Сравнительные исследования аппарата внешнего дыхания у юных спортсменов и нетренирующихся школьников: автореферат дис./ А.А. Новикова, министерство здравоохранения ССР, Саратовский Гос. Мед. Институт.- Саратов, 1973.-17 с.
3. Сапин М.Р., Билич Г.Л., Анатомия человека Книга 2 Москва «Высшая школа» 1996г. – 427с
4. Солодков А.С., Сологуб Е.Б., Физиология человека. Общая. Возрастная: М.:Терра-Спорт, Олимпия Пресс, 2001.-520 с.,ил.
5. Ткаченко Б.И., Нормальная физиология человека Москва «Медицина» 2005 г.
6.Ткаченко Б.И., Физиология человека" под редакцией Р. Шмидта Р. и Г. Тевса Москва «Мир» 2005 г в 3-ех томах (2 том)
7.Уэст Дж. ,Физиология дыхания Основы Москва «Мир» 1988г – 367с
8.Интернет ресурсы:
http:// www .universal ru_de.academic.ru/...
http://www. big_medicine.academic.ru/4609/..
http://www.neboleem.net/spirometrija.php. 30.01.2017 8.05
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.