Sağlığınız için hava hacmi. Bir kır evinde gerçek hava değişimi hakkında
Sadece çok güçlü olduğunda fiziksel aktivite artırmayı başarabiliriz solunan (solunan) hava hacmi dört kez (yani üç litrenin 2/3'üne kadar), böylece normal akciğer hacminin üçte ikisi elde edilir (2 litre - hayati kapasite-VEL). Aynı şekilde, güçlü bir nefes verme ile kişi ek olarak 1,5 litre yarım litre daha nefes verebilir - rezerv hacmi. Akciğerlerin maksimum hacmi veya toplam kapasitesi 3 litreyi aşabilir. Bazıları için bu miktar 5 veya daha fazla litreye ulaşır (örneğin eğitimli sporcular, sporcular vb.).
Vücudun farklı fiziksel durumlarını dikkate alan dakika ve günlük hacim
Ortalama olarak, tam dinlenme halinde yatan insanlar her dakika 5 litre (0,3 m3/saat) havayı solumakta ve vermektedir; ayakta dururken - 7 litre, yürürken - 10 litre, basit çalışmalarda - 25, ağır yüklerde - 40 litre ve en yüksek voltajda, örneğin Spor müsabakaları- 60 litre veya daha fazla (3,6 m3/saat). Referans olarak, bir m3 1000 litre içerir.Peki bir insan günde ne kadar hava alıp veriyor? Akciğerlerimizden günde ortalama 15 - 20 metreküp, yılda ise yaklaşık 6.000 metreküp hava geçiriyoruz. metre. Çoğu için uzun yaşam Bir kişi yarım kilometreküp solunan havayı kullanamaz.
Çocuklarda ve yetişkinlerde solunum hızı
Tipik olarak olgun bir organizmada nefes alma hızı dakikada 12 kezdir, bir çocukta bu oran iki kat daha fazladır.tablo 1. N. A. Shalkova'ya göre solunum frekansının, gelgit hacminin (mutlak ve 1 kg vücut ağırlığı başına) yaşa bağlılığı.
Dakikada 6 – 60 litre
Bir kişinin ne kadar hava tükettiğini belirlemek için pulmoner ventilasyon kavramı kullanılır. Bir dakikada akciğerlerden ne kadar havanın geçeceğini belirler. Bu değer bir dizi faktörden etkilenir:
- Fiziksel egzersiz
- Vücut kondisyonu
- Hastalıkların varlığı
Kişi gün içerisinde sakin ve hareket halinde olduğundan ihtiyaç duyduğu hava miktarı her gün farklı olacaktır. Pulmoner ventilasyona göre ortalama göstergeler vardır:
- Sakinlik, herhangi bir stresin olmaması ve fiziksel aktivite ile dakikada 6 litre olacaktır.
- Durumu değiştirirseniz sonuç değişir. Hafif fiziksel eforla, küçük yüklerle (yürüme, çömelme) – 20.
- Daha fazlasını yapmanız durumunda zor iş(ağırlık egzersizleri, toprak kazma, odun kesme) sonuç artacak ve dakikada yaklaşık 60 litre olacaktır.
Odalarda hava değişimi
Havalandırma sistemlerini tasarlarken bir takım öneriler kullanılır. Böylece yetişkin bir insanın ortalama akciğer hacmi 4,5 litredir (0,0045 m3). Saniyede bir nefes alınır. Araştırmacılar bu verilere dayanarak tüketim oranını hesapladılar. temiz hava. Bir yetişkin için bu saatte 30 m3'tür ve bir çocuk için yirmi yeterlidir.
Düzenleyici belgeler, metrekare yaşam alanı başına 3 m3 havaya ihtiyaç duyulduğunu tespit etmektedir. Bu ortalama bir rakamdır çünkü hiç kimse belirli bir odada aynı anda kaç kişinin bulunacağını önceden söyleyemez.
Ayrıca temiz hava sağlamanın yanı sıra karbondioksiti uzaklaştıracak bir sistemin de olması gerektiğini belirtmek gerekir. Farklı odalar için aynı şey geçerli değildir. Bu nedenle mutfakta daha sık yapılması gerekir. Bu süreç çoklukla ölçülür. Yani mutfakta üçe eşit, yaşam alanlarında ise 0,5-1'dir. Ayrıca sigara içmenin yasak olduğu sinemalarda hava tüketim oranının kişi başı 40 m3, sigara içilmesine izin verilen kafe ve restoranlarda ise 60 metreküp olması gerektiğini belirten standart tablolar bulunmaktadır.
Havadan çıkardığımız ana bileşen oksijendir.
- uyku sırasında kişinin 15-20'ye ihtiyacı vardır;
- sadece uzanırsanız - 20 - 25;
- yürüyüş için - 30-40 l;
- 120-150 hp çalıştırırken.
Diğer organizmalarla karşılaştırıldığında, büyüyen ve fiziksel olarak aktif olan insan vücudu çok daha fazla miktarda oksijene ihtiyaç duyar. İlginç istatistikler: Bir saat içinde kişi 15-20 litre oksijen tüketir; uyanıklık sırasında, ancak kişi basitçe uzanırken emilen oksijen miktarı% 30-35 artar; sakin bir şekilde yürüyen bir kişi %100 daha fazla oksijen tüketir; sakin ve kolay iş insan oksijen emiliminde %200 artışa yol açar; ağır fiziksel çalışma, oksijen emiliminde% 600 veya daha fazla (işin yoğunluğuna bağlı olarak) önemli bir artış gerektirir.
İnsan akciğer kapasitesi
Kapasite aynı zamanda solunum süreçlerinin aktivitesinden de önemli ölçüde etkilenir. Sporcuların akciğer kapasitesi normu 1-1,5 litre aşıyor, profesyonel yüzücülerin akciğer kapasitesi ise 6 litreye ulaşabiliyor. Buna göre akciğer kapasitesindeki artış solunum hızını azaltır ve inspirasyon derinliğini artırır.sen sıradan insan(sporcu değil) nefes alma hızı 14-18 nefestir ve bir sporcu için dakikada 6-10'dur. Bir tam nefes alma döngüsünde kişi 400-600 santimetreküp hava çekerken, buna karşılık 16-24 santimetreküp oksijen emer ve 14-21 santimetreküp karbondioksit açığa çıkarır.
Ağır bedensel emekle uğraşan bir işçi, işin yoğunluğunun yüksek olması şartıyla, bir dakikada yaklaşık 500 santimetreküp oksijen emer. Ancak aynı işçi sakin bir durumda, ayakta dururken bir dakikada 300 santimetreküpten fazla oksijen emmez.
Bütün söylenenlerden, bir kişinin oksijen ihtiyacının yaşı, yaşam tarzı ve iş yoğunluğu gibi faktörlerden doğrudan etkilendiği sonucuna varabiliriz. Ve kısa süreli oksijen eksikliğinin varlığı bile insan vücudunun işleyişi üzerinde zararlı bir etkiye sahiptir.
..bir insanın günde kaç litre havaya ihtiyacı vardır?
Teknolojide (ve sadece teknolojide değil) insan akciğerlerinin bir dakika içinde pompaladığı hava miktarına pulmoner ventilasyon denir. Bu değer oldukça geniş bir aralıkta değişmektedir. Belirli bir bireyin hem fiziksel hem de fizyolojik özelliklerine ve faaliyetinin türüne bağlıdır. Genellikle, yaşam destek sistemlerini hesaplarken, istirahatte pulmoner ventilasyonun 6 l/dak olduğu ve hafif fiziksel aktivite sırasında yaklaşık olarak varsayılır. 20 l/dak ve ağır işlerde - 60 l/dak.
Yani sorunuzu doğru anladıysam, kişinin akciğerlerine (eğer sürmemişse) günde 8,6-16,0 metreküp hava pompalanacaktır.
Bir kişi havalandırılmayan bir odada oturuyorsa, bu tamamen farklı bir sorundur ve kolayca çözülebilir. İÇİNDE standart biçim Havalandırması olmayan kapalı bir odada kalan kişilerin formülü genellikle orada geçirebilecekleri süreyi belirler ve şu şekildedir:
T=[(V-0.08*n)*(Kd-K)]:M*n (ah, formülleri postayla yazmak tuhaftır). Burada T haznede izin verilen kalış süresi, saat, V haznenin hacmi, l, n haznedeki kişi sayısı, Kd izin verilen karbondioksit konsantrasyonu, l/l, K Hazneyi kapatmadan önceki ilk karbondioksit konsantrasyonu, l/l, M - haznedeki bir kişinin ortalama karbondioksit emisyonu, l/saat. Başka bir görevle karşı karşıya olduğumuz için - içinde harcanan bilinen bir süre için odanın gerekli hacmini belirlemek için bu formülü dönüştüreceğiz ve şunu elde edeceğiz:
V=(T*M+0,08Kd-0,08K):(Kd-K)
Daha sonra parametreleri değiştiriyoruz.
Gerekli sürenin bir gün olduğunu yazdınız, yani T=24; Karbondioksit salınımı, eğer bir kişi 24 saat boyunca orada oturursa ve dünya şampiyonluğu için bir boks maçına hazırlanmıyorsa, sanırım günlük ortalama yani 30 l/saat (daha fazlası varsa ikame) olarak alınabilir. gerekli olan; daha azı olası değildir). Kd, yani izin verilen karbondioksit konsantrasyonu. Burada geniş alan fantezi için. Kim oturuyor - genç sağlıklı insanlar mı yoksa hasta ve zayıf insanlar mı? Çocuklar? Yaşlı adam? Genel olarak, eğer rejim yumuşaksa bu değer %0,5'ten fazla yapılamaz ve genç sağlıklı insanlar ise baş ağrısıŞaka yaparak aktarırlarsa, günde% 1'de korkunç bir şey olmayacak. Evet, bu arada, hipoksi hakkında yazıyorsunuz, yani bu tam olarak oksijen eksikliği, oksijen açlığı. Karbondioksit kullanarak hesaplıyoruz, bu nedenle olası hoş olmayan bir duruma hiperkopni, yani fazla CO2 adı verilecektir.
Yani Kd'yi 0,005-0,01 aralığında, yani yüzde yarımdan yüzde bire kadar alıyoruz. K, eğer hava kirlenmemişse bu oranın %0,03, yani 0,0003 olduğunu biliyor.
Eğer yerine koyar ve yuvarlarsak, bir kişi için gerekli hazne hacmini 72.000 ila 144.000 litre veya 72 ila 144 metreküp elde ederiz. Aradaki fark doğal olarak izin verilen konsantrasyonun %0,5-1 aralığında olduğunu düşünmemizden kaynaklanmaktadır. Günde 72 metreküplük bir hacimde, bir organizma yaklaşık yüzde bire kadar, 144'te ise yüzde yarıma kadar nefes alacaktır.
Genel olarak, bu tür deneylerin haznedeki oksijen ve karbondioksit için gaz analizörleri ile yapılmasının daha iyi olduğunu söylemek istiyorum. Ekipman almak zorsa en azından ekspres analiz için cam tüpler satın alabilir ve bunu her saat başı yapabilirsiniz. Gerçek şu ki, bazen çok fazla oksijen tüketen (ve buna bağlı olarak karbondioksit salan) bireylerle karşılaşırsınız. Büyük miktarlar. Mesela elimizde bunlardan biri var (Mir denizaltıları üzerinde çalışıyorum), gaz değişimi diğerlerininkinden yaklaşık iki kat daha fazla. normal insanlar. Ayrıca bu ciltte sigara içmek kesinlikle yasaktır ve sigara içen birini hapsederseniz, onun bir gün sigara içmemesi onun için daha iyidir, aksi takdirde karbon monoksiti soluyacaktır ve bu CO2'den daha kötüdür. Elbette en iyisi kapalı bir alanda bir tür basit yaşam destek sistemi düzenlemektir. O zaman bir hafta boyunca üç metreküpte otursanız bile yiyecek ve içecek bir şeyler bulursunuz.
Aç karnına, kas dinlenmesi durumunda ve yatar durumda olan bir kişinin tükettiği oksijen miktarı, hayati önemi sürdürmek için gerekli olan metabolizmanın bir göstergesidir. önemli işlevler dinlenme halindeki vücut, yani bazal metabolizma. Temel insan metabolizması, 200-250 ml/dk aralığında oksijen tüketimi ve yaklaşık 1-1,2 kcal/dk enerji tüketimi ile karakterize edilir. Temel metabolizma cinsiyet, yaş, ağırlık ve vücut yüzeyi, gıda bileşimi, iklim koşulları, sıcaklık çevre vb. Bir yetişkin için bazal enerji metabolizma hızı, saatte 1 kg ağırlık başına 1 kcal olarak alınır.
Aerobik fazdaki (laktik asit) karbonhidratların parçalanma ürünlerinin, yağların oksidasyonu ve ayrıca anaerobik fazda nitrojen içeren maddelerin yeniden sentezi için çalışma sırasında artan oksijen tüketimi gereklidir. İş ne kadar yoğun olursa vücudun oksijene olan ihtiyacı da o kadar artar. Belirli sınırlar dahilinde yapılan işin ciddiyeti ile oksijen tüketimi arasında doğrusal bir ilişki vardır. Bu yazışma artan çalışma ile sağlanır. kardiyovasküler sistemler ve akciğer dokusu yoluyla oksijenin difüzyon katsayısında bir artış. Difüzyon katsayısı 450 kg/dk'da çalışırken 50'den 1590 kg/dk'da çalışırken 61'e yükselir.
Dakikada gereken oksijen miktarı tam oksidasyon parçalanma ürünlerine oksijen talebi veya oksijen talebi denirken, vücudun dakikada alabileceği maksimum oksijen miktarına oksijen tavanı denir. Fiziksel çalışma konusunda eğitim almamış kişiler için oksijen tavanı yaklaşık 3 l/dk'dır ve eğitimli kişiler için bu değer 4-5 l/dk'ya ulaşabilir.
Dinamik negatif çalışma sırasındaki enerji maliyetleri, dinamik negatif çalışma sırasındaki enerji maliyetlerinin yaklaşık %50'sidir. olumlu çalışma. Böylece bir yükü yatay düzlemde hareket ettirmek, yükü kaldırmaktan 9-16 kat daha kolaydır.
Pirinç. 1. Fiziksel çalışma sırasında oksijen tüketiminin dinamikleri. Damalı tarama - çalışma sırasında oksijen tüketimi; yatay gölgeleme - oksijen talebi; dikey gölgeleme - oksijen borcu. Soldaki resim orta-ağır bir iş; Sağdaki resim artan oksijen borcuyla çalışmayı göstermektedir.
Dinamik pozitif çalışma sırasında oksijen tüketimi Şekil 2'de gösterilmektedir. 1. Bu şekilden de görülebileceği gibi işin başlangıcındaki oksijen tüketim eğrisi artar ve ancak 2-3 dakika sonra belli bir seviyeye kurulur ve daha sonra korunur uzun zaman(kararlı hal). Eğrinin bu seyrinin özü, ilk başta işin oksijen talebinin eksik karşılanmasıyla ve bunun sonucunda artan oksijen borcuyla yapılmasıdır, çünkü kasılma sırasında kastaki enerji süreçleri anında gerçekleşir ve oksijen dağıtımı kardiyovasküler sistemin ataletinden kaynaklanır ve solunum sistemleri- yavaşça. Ve yalnızca oksijen dağıtımı, oksijen talebini tamamen karşıladığında, istikrarlı bir oksijen tüketimi durumu ortaya çıkar.
İşin başında oluşan oksijen borcu, iş durdurulduktan sonra, oksijen tüketiminin başlangıç seviyesine ulaştığı toparlanma döneminde geri ödenir. Bu, hafif ve orta düzeyde çalışma sırasında oksijen tüketiminin dinamiğidir. Ağır çalışma sırasında, oksijen tüketiminin sabit bir durumu esasen asla gerçekleşmez; işin başlangıcındaki oksijen eksikliği, çalışma sırasında oluşan oksijen eksikliği ile tamamlanır. Bu durumda oksijen tüketimi oksijen tavanına kadar sürekli artar. Bu tür çalışmalarda iyileşme süresi önemli ölçüde daha uzundur. Çalışma sırasında oksijen talebinin oksijen tavanını aşması durumunda, yanlış kararlı durum adı verilen durum ortaya çıkar. Gerçek oksijen talebini değil, oksijen tavanını yansıtır. İyileşme süresi daha da uzundur.
Böylece, işle bağlantılı oksijen tüketimi düzeyi, yapılan işin ciddiyetinin değerlendirilmesinde kullanılabilir. Çalışma sırasında oksijen tüketiminin sabit kalması, oksijen ihtiyacının tamamen karşılandığını, kaslarda ve kanda laktik asit birikiminin meydana gelmediğini ve glikojene yeniden sentezlenmesi için zamanının olduğunu gösterebilir. Kararlı bir durumun olmaması ve çalışma sırasında oksijen tüketiminin artması, işin ciddiyetini, yeniden sentezi için oksijen gerektiren laktik asit birikimini gösterir. Daha da zor işler, yanlış bir kararlı durumla karakterize edilir.
Oksijen tüketimi için toparlanma süresinin süresi aynı zamanda işin daha fazla veya daha az ciddiyetini de gösterir. Şu tarihte: kolay iş oksijen borcu azdır. Ortaya çıkan laktik asit, çoğunlukla çalışma sırasında kaslarda glikojene yeniden sentezlenmeyi başarır, iyileşme süresinin süresi birkaç dakikayı geçmez. Yoğun çalışma sonrasında oksijen tüketimi önce hızlı, sonra çok yavaş bir şekilde düşer, iyileşme süresinin toplam süresi -30 dakika veya daha fazla olabilir.
Oksijen tüketimini eski haline getirmek, vücudun bozulmuş işlevlerini bir bütün olarak eski haline getirmek anlamına gelmez. Vücudun birçok işlevi, örneğin solunum ve kardiyovasküler sistemlerin durumu, solunum katsayısı, biyokimyasal süreçler vb. bu zamana kadar henüz başlangıç seviyesine ulaşmamıştır.
Gaz değişim proseslerinin analizi için, solunum katsayısı CO2/O2'deki (RK) değişiklikler özellikle ilgi çekici olabilir.
Çalışma sırasında sabit bir oksijen tüketimi durumunda DC, oksitlenmiş maddelerin doğasını gösterebilir. Ağır çalışma sırasında DC 1'e yükselir, bu da karbonhidratların oksidasyonunu gösterir. İşten sonra DC 1'den büyük olabilir; bu, kanın asit-baz dengesinin ihlali ve hidrojen iyonlarının (pH) konsantrasyonundaki bir artışla açıklanır: artan pH, solunum merkezini uyarmaya devam eder ve Bunun sonucunda oksijen tüketimi azalırken karbondioksit kandan yoğun bir şekilde yıkanır, yani CO 2/O 2 oranında pay artar, payda azalır.
İyileşmenin daha sonraki bir aşamasında DC, başlangıçtaki çalışma öncesi göstergeden daha düşük olabilir. Bu, iyileşme döneminde alkali kan rezervlerinin serbest bırakılması ve normal pH'ı korumak için karbondioksitin tutulmasıyla açıklanmaktadır.
Statik çalışma sırasında oksijen tüketimi farklı niteliktedir. Emek sürecinde statik çalışmanın en somut ifadesi kişinin çalışma duruşunu korumasıdır. Vücudun denge durumu olarak çalışma duruşu aktif karşı tepki sırasına göre gerçekleştirilebilir dış kuvvetler; bu durumda uzamış tetanik kas gerginliği meydana gelir. Bu tip statik çalışma, innervasyon ve enerji açısından çok ekonomik değildir. Yer çekiminin yönüne uyum sağlanarak dengenin korunduğu çalışma duruşu çok daha ekonomiktir çünkü bu durumda tetanik kas gerginliğinden ziyade tonik kas gerginliği fark edilir. Pratikte her iki tür statik çalışma da sıklıkla birbirinin yerine geçer, ancak doğum fizyolojisi açısından tetanik gerilimin eşlik ettiği statik çalışma birincil öneme sahiptir. Bu tür statik işlerde oksijen tüketiminin dinamikleri Şekil 1'de gösterilmektedir. 2.
Diyagram, statik gerilim sırasında oksijen tüketiminin oksijen ihtiyacından önemli ölçüde daha az olduğunu, yani kasın neredeyse aynı hızda çalıştığını göstermektedir. anaerobik koşullar. İşten hemen sonraki dönemde, oksijen tüketimi keskin bir şekilde artar ve daha sonra yavaş yavaş azalır (Lingard fenomeni) ve iyileşme süresi uzun olabilir, dolayısıyla oksijen ihtiyacının neredeyse tamamı işten sonra karşılanır. Lingard keşfettiği olayla ilgili şu açıklamayı yaptı. Tetanik kas kasılmasıyla, kan damarlarının sıkışması nedeniyle, kan akışında ve dolayısıyla oksijenin verilmesinde ve parçalanma ürünlerinin (laktik asit) çıkışında mekanik bir engel oluşturulur. Statik çalışma anaerobiktir, bu nedenle işten sonra artan oksijen tüketimine yönelik karakteristik sıçrama, çalışma sırasında oluşan ayrışma ürünlerinin oksidasyonuna duyulan ihtiyaçtan kaynaklanmaktadır.
Bu açıklama kapsamlı değildir. N. E. Vvedensky'nin öğretilerine dayanarak, statik çalışma sırasında düşük oksijen tüketimi, mekanizması aşağıdaki gibi olan baskı refleksi etkileri nedeniyle metabolizmadaki azalma kadar mekanik bir faktörden de kaynaklanmıyor olabilir. Statik gerilimin (kastan gelen sürekli uyarılar) bir sonucu olarak, serebral korteksin belirli hücreleri, uzun süreli güçlü bir uyarılma durumuna girer ve sonuçta parabiyotik blokaj gibi engelleyici olaylara yol açar. Statik çalışmanın sona ermesinden sonra (kötü durum), bir coşku dönemi başlar - artan uyarılabilirlik ve bunun sonucunda metabolizmada bir artış. Artan uyarılabilirlik durumu solunum ve kardiyovasküler merkezlere kadar uzanır. Tanımlanan statik çalışma türü düşük enerji yoğundur, çok önemli statik voltajda bile oksijen tüketimi nadiren 1 l/dak'yı aşar, ancak yorgunluk oldukça hızlı bir şekilde ortaya çıkabilir, bu da merkezi sinir sisteminde meydana gelen değişikliklerle açıklanmaktadır. .
Diğer bir statik çalışma türü - tonik kas kasılması yoluyla duruşun sürdürülmesi - daha az enerji harcaması gerektirir ve daha az yorucudur. Bu, merkezi sinir sisteminden gelen tonik innervasyonun nadir ve az çok tekdüze impuls karakteristiği ile açıklanmaktadır. gergin sistem ve kasılma reaksiyonunun özellikleri, nadir ve zayıf dürtüler, dürtülerin viskozitesi ve birliği, etkinin kararlılığı. Bir örnek, bir kişinin alışılmış ayakta durma pozisyonudur.
Pirinç. 2. Lingard fenomeninin şeması.
