Дыхательный объем — количество воздуха, проходящее через лег­кие при одном дыхательном цикле (вдох, выдох, пауза). В покое ды­хательный объем (объем воздуха, поступающего в легкие за один вдох) находится в пределах 200—300 мл. Величина дыхательного объема зависит от степени адаптации человека к физическим нагруз­кам. При интенсивной физической работе дыхательный объем может увеличиваться до 500 мл и более.

Легочная вентиляция — объем воздуха, который проходит через легкие за одну минуту. Величина легочной вентиляции определяется умножением величины дыхательного объема на частоту дыхания. Ле­гочная вентиляция в покое может составлять 5—9 л При интенсивной физической работе у квалифицированных спортсменов она может достигать значительно больших величии (например, при дыхательном объеме до 2,5 л и частоте дыхания до 75 дыхательных циклов в минуту легочная вентиляция составляет 187,5 л, т.е. увеличится в 25 раз и более по сравнению с состоянием покоя).

Жизненная емкость легких (ЖЕЯ) — максимальный объем воздуха, который может выдохнуть человек после максимального вдоха. Сред­ние значения ЖЕЛ составляют у мужчин 3800—4200 мл, у женщин 3000—3500 мл. ЖЕЛ зависит от возраста, массы, роста, пола, состоя­ния физической тренированности человека и от других факторов. У людей с недостаточным физическим развитием и имеющих заболева­ния эта величина меньше средней; у людей, занимающихся физичес­кой культурой, она выше, а у спортсменов может достигать 7000 мл и более у мужчин и 5000 мл и более у женщин. Широко известным ме­тодом определения ЖЕЛ является спирометрия (спирометр — при­бор, позволяющий определить ЖЕЛ).

Кислородный запрос — количество кислорода, необходимое орга­низму в 1 минуту для окислительных процессов в покое или для обес­печения работы различной интенсивности. В покое для обеспечения процессов жизнедеятельности организму требуется 250—300 мл кис­лорода. При интенсивной физической работе кислородный запрос может увеличиваться в 20 и более раз. Например, при беге на 5 км кис­лородный запрос у спортсменов достигает 5—6 л.

Суммарный (общий кислородный) запрос — количество кислорода, необходимое для выполнения всей предстоящей работы. Потребление кислорода — количество кислорода, фактически использованного ор­ганизмом в состоянии покоя или при выполнении какой-либо работы. Максимальное потребление кислорода (МПК) — наибольшее количе­ство кислорода, которое может усвоить организм при предельно на­пряженной для него работе.

Способность организма к МП К имеет предел, который зависит от возраста, состояния сердечно-сосудистой системы, от активности про­текания процессов обмена веществ и находится в прямой зависимости от степени физической тренированности. У не занимающихся спортом предел МПК находится на уровне 2—3,5 л/мин. У спортсменов высо­кого класса, особенно занимающихся циклическими видами спорта, МПК может достигать: у женщин — 4 л/мин и более; у мужчин — 6 л/мин и более. Абсолютная величина МПК зависит также от массы тела, поэтому для более точного ее определения относительное МПК рассчитывается на 1 кг массы тела. Для сохранения здоровья необхо­димо обладать способностью потреблять кислород как минимум на 1 кг — женщинам не менее 42 мл/мин, мужчинам — не менее 50 мл/мин.

МПК является показателем аэробной (кислородной) производи­тельности организма.

Когда в клетки тканей поступает меньше кислорода, чем нужно для полного обеспечения потребности в энергии, возникает кислородное голодание, или гипоксия.

Гипоксия наступает по различным причинам. Внешние причины — загрязнение воздуха, подъем на высоту (в горы, полет на самолете) и др. В этих случаях падает парциальное давление кислорода в атмо­сферном и альвеолярном воздухе и снижается количество кислорода, поступающего в кровь для доставки к тканям. Если на уровне моря парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе равно 159 мм рт. ст., то на высоте 3000 м оно снижается до 110 мм, а на вы­соте 5 000 м — до 75—80 мм рт. ст.

Внутренние причины возникновения гипоксии зависят от состоя­ния дыхательного аппарата и сердечно-сосудистой системы, проница­емости стенок альвеол и капилляров, количества эритроцитов в крови и процентного содержания в них гемоглобина, от степени проницае­мости оболочек клеток тканей и их способности усваивать доставляе­мый кислород. При интенсивной мышечной работе, как правило, наступает двига­тельная гипоксия. Чтобы полнее обеспечить себя кислородом в усло­виях гипоксии, организм мобилизует мощные компенсаторные физио­логические механизмы. Например, при подъеме в горы увеличиваются частота и глубина дыхания, количество эритроцитов в крови, процент содержания в них гемоглобина, учащается работа сердца. Если при этом выполнять физические упражнения, то повышенное потребление кислорода мышцами и внутренними органами вызывает дополнитель­ную тренировку физиологических механизмов, обеспечивающих кис­лородный обмен и устойчивость к недостатку кислорода.

Кислородное снабжение организма представляет собой слаженную систему. Гиподинамня расстраивает эту систему, нарушая каждую из составляющих ее частей и их взаимодействие. В результате развивает­ся кислородная недостаточность организма, гипоксия отдельных орга­нов и тканей, которая может привести к расстройству обмена веществ. С этого часто начинается снижение устойчивости организма, его ре­зервных возможностей в борьбе с утомлением и влиянием неблаго­приятных факторов окружающей среды. Особенно страдает от гипок­сии сердечно-сосудистая система, сосуды сердца и мозга. Низкий уро­вень кислородного обмена в стенках сосудов не только снижает их тонус и возможность управления ими со стороны регуляторных меха­низмов, но меняет и обмен веществ, что в конечном счете может при­вести к возникновению тяжелых расстройств и заболеваний.

Кислородное питание мышц имеет свои особенности. Известно, что в ритмически работающей мышце кровообращение также ритмичное. Сокращенные мышцы сдавливают капилляры, замедляя кровоток и поступление кислорода. Однако клетки мышц продолжают снабжать­ся кислородом. Доставку его берет на себя миоглобин — дыхательный пигмент мышечных клеток. Роль его важна еще и потому, что только мышечная ткань способна при переходе от покоя к интенсивной рабо­те повышать потребление кислорода в 100 раз.

Таким образом, физическая тренировка, совершенствуя кровообра­щение, увеличивая содержание гемоглобина, миоглобина и скорость отдачи кислорода кровью, значительно расширяет возможности орга­низма в потреблении кислорода.

Органы по-разному переносят гипоксию различной длительности. Кора головного мозга — один из наиболее чувствительных к гипоксии органов. Она первой реагирует на недостаток кислорода. Значительно менее чувствительна к недостаткам кислорода скелетная мускулатура. На ней не отражается даже двухчасовое полное кислородное голода­ние. Большую роль в регуляции кислородного обмена, как в органах и тканях, так и в организме в целом имеет углекислота, являющаяся ос­новным раздражителем дыхательного центра, который располагается в продолговатом отделе головного мозга. Между концентрацией в крови углекислого газа и доставкой кислорода тканям существуют строго определенные соотношения. Изменение содержания углекис­лого газа в крови оказывает влияние на центральные и периферичес­кие регуляторные механизмы, обеспечивающие улучшение снабжения организма кислородом, и служит мощным регулятором в борьбе с ги­поксией.