Влияние занятий спортом на состояние дыхательной системы подростков_учебное исследование

Омская область  Называевский район

МОУ ДО Дом детского творчества  г. Называевска

Исследовательская работа

Влияние занятий спортом на состояние дыхательной системы подростков

Выполнила: Олькова Виктория Валерьевна –

ученица 9Б кл. МОУ «СОШ № 4»

Руководитель: Удилова Татьяна Александровна,

педагог дополнительного образования,

учитель биологии, экологии   высшей категории

- 2010 г.-

Содержание:

стр.

I. Введение……………………………………………………………………………………….       3

II. Основная часть

Теоретическое исследование:

1. Строение и значение дыхательной системы человека…………………       4
2. Влияние загрязнений воздуха на работу дыхательной системы….       8

Практическое исследование:

3. Динамика уровня заболеваемости дыхательной системы за

последние три года учащихся МОУ «СОШ № 4» г. Называевска..     11

4. Определение максимального времени задержки  дыхания на

глубоком вдохе и выдохе (проба Тенчи-Штанге)..………………………      12

5. Определение времени максимальной задержки дыхания

после дозированной нагрузки (проба Серкина)…………………………      14

III. Выводы…………………………………………………………………………………….      17

IV. Библиография………………………………………………………………………….       18

Введение.

Процесс дыхания, возникший ещё в докембрийскую эпоху развития жизни, то есть 2 млрд. 300 лет назад,  до сих пор обеспечивает всё живое на Земле кислородом. Кислород достаточно агрессивный газ, при его участии происходит расщепление всех органических веществ и образование энергии необходимой для процессов жизнедеятельности любого организма.

На сегодняшний день в атмосфере планеты количество кислорода составляет примерно 21 %. Но также отмечается её сильное загрязнение от источников антропогенного характера:

1. сжигание ископаемого топлива на электростанциях (выбросы дыма) и в двигателях автомобилей;
2. производственные процессы, не связанные с процессом  сжигания топлива, но приводящие к запылению атмосферы: эрозия почв, добыча угля открытым способом, взрывные работы и утечка легких органических соединений через клапаны, стыки труб на нефтеперегонных и химических заводах и из реакторов;
3. хранение твердых отходов, и др.

Загрязняющие вещества, попадая в атмосферу, переносятся на большие расстояния от источника, а затем возвращаются на земную поверхность в виде твердых частиц, капель или химических соединений, растворенных в атмосферных осадках.

Химические соединения, источник которых находится на уровне земли, быстро смешиваются с воздухом нижних слоев атмосферы (тропосферы). Они называются первичными загрязняющими веществами. Некоторые из них вступают в химические реакции с другими загрязнителями или с основными компонентами воздуха (кислородом, азотом и водяным паром), образуя вторичные загрязняющие вещества. В результате наблюдаются такие явления, как фотохимический смог, кислотные дожди и образование озона в приземном слое атмосферы. Источником энергии для этих реакций служит солнечная радиация. Вторичные загрязнители – содержащиеся в атмосфере фотохимические окислители и кислоты – представляют главную опасность для здоровья человека и глобальных изменений окружающей среды.

Способ проникновения всех загрязняющих веществ из атмосферы в организм человека один – дыхание. Осуществляется оно через дыхательную систему, но этим же путем и из организма удаляются отработанные не нужные более организму газы, в основном это двуокись углерода СО2.

Поэтому  от состояния, в котором находится дыхательная система человека, во многом зависит здоровье всего организма и работа его отдельных органов.

Повсеместно, особенно в индустриально развитых странах, наблюдается значительный рост  числа заболеваний дыхательной системы, которые вышли уже на 3-4-е место среди причин смертности населения. Что же касается, например, рака легких, то это патология по ее распространенности опережает у мужчин все остальные злокачественные новообразования. Такой подъем заболеваемости связан, в первую очередь с постоянно увеличивающийся загрязненностью окружающего воздуха, курением, растущей аллергизацией населения (прежде всего за счет продукции бытовой химии). Все это в настоящее время обуславливает актуальность своевременной диагностики, эффективного лечения и профилактики болезней органов дыхания. Решением этой задачи занимается пульмонология (от лат. Pulmois – легкое, греч. – logos – учение), являющаяся одним из разделов внутренней медицины.

Цель и задачи:

Выбрав для исследования тему «Оценка состояния дыхательной системы подростка» я поставила перед собой цель: научиться объективно оценивать состояние дыхательной системы подростка и организма в целом и выявить зависимость её состояния от занятий спортом. Для её достижения были поставлены следующие задачи:

1. изучить литературу о строении и возрастных  особенностях дыхательной системы у подростков, о влиянии загрязнений воздуха на работу дыхательной системы;
2. на основе результатов ежегодного медицинского осмотра учащихся нашей школы выявить динамику уровня заболеваемости дыхательной системы за последние три года;
3. провести комплексную оценку   состояния дыхательной системы двух групп подростков: активно занимающихся спортом и не занимающихся спортом.

Объект и предмет исследования:

Объектом исследования является уровень заболеваемости дыхательной системы учащихся нашей школы, а предметом  исследования состояние дыхательной системы двух групп подростков: активно занимающихся спортом и не занимающихся спортом.

Гипотеза исследования:

Считаю, что если мне в ходе исследования удастся выявить определённое положительное влияние  занятий спортом  на состояние дыхательной системы, то  можно будет пропагандировать их как одно из средств укрепления здоровья.

Основная часть

Теоретическое исследование:

1. Строение и значение дыхательной  системы человека.

Дыхательная система человека состоит из тканей и органов, обеспечивающих легочную вентиляцию и легочное дыхание. К воздухоносным путям относятся: нос, полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи и бронхиолы. Легкие состоят из бронхиол и альвеолярных мешочков, а также из артерий, капилляров и вен легочного круга кровообращения. К элементам костно-мышечной системы, связанным с дыханием, относятся ребра, межреберные мышцы, диафрагма и вспомогательные дыхательные мышцы.

Нос и полость носа служат проводящими каналами для воздуха, в которых он нагревается, увлажняется и фильтруется. В полости носа заключены также обонятельные рецепторы. Наружная часть носа образована треугольным костно-хрящевым остовом, который покрыт кожей; два овальных отверстия на нижней поверхности – ноздри, которые открываются каждое в клиновидную полость носа. Эти полости разделены перегородкой. Три легких губчатых завитка (раковины) выдаются из боковых стенок ноздрей, частично разделяя полости на четыре незамкнутых прохода (носовые ходы). Полость носа богато выстлана слизистой оболочкой. Многочисленные жесткие волоски, а также снабженные ресничками эпителиальные и бокаловидные клетки служат для очистки вдыхаемого воздуха от твердых частиц. В верхней части полости лежат обонятельные клетки.

Гортань лежит между трахеей и корнем языка. Полость гортани разделена двумя складками слизистой оболочки, не полностью сходящимися по средней линии. Пространство между этими складками – голосовая щель защищено пластинкой волокнистого хряща – надгортанником. По краям голосовой щели в слизистой оболочке лежат фиброзные эластичные связки, которые называются нижними, или истинными, голосовыми складками (связками). Над ними находятся ложные голосовые складки, которые защищают истинные голосовые складки и сохраняют их влажными; они помогают также задерживать дыхание, а при глотании препятствуют попаданию пищи в гортань.
Специализированные мышцы натягивают и расслабляют истинные и ложные голосовые складки. Эти мышцы играют важную роль при фонации, а также препятствуют попаданию каких-либо частиц в дыхательные пути.
Трахея начинается у нижнего конца гортани и спускается в грудную полость, где делится на правый и левый бронхи; стенка ее образована соединительной тканью и хрящом. У большинства млекопитающих, в том числе и у человека  хрящи образуют неполные кольца. Части, примыкающие к пищеводу, замещены фиброзной связкой. Правый бронх обычно короче и шире левого. Войдя в легкие, главные бронхи постепенно делятся на все более мелкие трубки (бронхиолы), самые мелкие из которых – конечные бронхиолы являются последним элементом воздухоносных путей. От гортани до конечных бронхиол трубки выстланы мерцательным эпителием. Главным органом дыхательной системы являются лёгкие.
В целом легкие имеют вид губчатых, пористых конусовидных образований, лежащих в  обеих половинах грудной полости. Наименьший структурный элемент легкого – долька состоит из конечной бронхиолы, ведущей в легочную бронхиолу и альвеолярный мешок. Стенки легочной бронхиолы и альвеолярного мешка образуют углубления – альвеолы. Такая структура легких увеличивает их дыхательную поверхность,  которая в 50-100 раз превышает поверхность тела. Относительная величина поверхности, через которую в легких происходит газообмен, больше у животных с высокой активностью и подвижностью. Стенки альвеол состоят из одного слоя эпителиальных клеток и окружены легочными капиллярами. Внутренняя поверхность альвеолы покрыта поверхностно-активным веществом. Отдельная альвеола, тесно соприкасающаяся с соседними структурами, имеет форму неправильного многогранника и приблизительные размеры до 250 мкм. Принято считать, что общая поверхность альвеол, через которую осуществляется газообмен, экспоненциально зависит от веса тела. С возрастом отмечается уменьшение площади поверхности альвеол. Каждое легкое окружено мешком-плеврой. Наружный листок плевры примыкает к внутренней поверхности грудной стенки и диафрагме, внутренний покрывает легкое. Щель между листками называется плевральной полостью. При движении грудной клетки внутренний листок обычно легко скользит по наружному. Давление в плевральной полости всегда меньше атмосферного (отрицательное). В условиях покоя внутриплевральное давление у человека в среднем на 4,5 торр ниже атмосферного (-4,5 торр). Межплевральное пространство между легкими называется средостением; в нем находятся трахея, зобная железа (тимус) и сердце с большими сосудами, лимфатические узлы и пищевод.

У человека легкие занимают около 6% объема тела независимо от его веса. Объем легкого меняется при вдохе  за счет работы дыхательных мышц, но не всюду одинаково. Для этого имеются три главные причины, во-первых, грудная полость увеличивается неравномерно во всех направлениях, во-вторых, не асе части легкого одинаково растяжимы. В-третьих, предполагается существование гравитационного эффекта, который способствует смещению легкого книзу.

Какие же мышцы относят к дыхательным? Дыхательные мышцы – это те мышцы, сокращения которых изменяют объем грудной клетки. Мышцы, направляющиеся от головы, шеи, рук и некоторых верхних грудных и нижних шейных позвонков, а также наружные межреберные мышцы, соединяющие ребро с ребром, приподнимают ребра и увеличивают объем грудной клетки. Диафрагма – мышечно-сухожильная пластина,  прикрепленная к позвонкам, ребрам и грудине, отделяет грудную полость от брюшной. Это главная мышца, участвующая в нормальном вдохе. При усиленном вдохе сокращаются дополнительные группы мышц. При усиленном выдохе действуют мышцы, прикрепленные между ребрами (внутренние межреберные мышцы), к ребрам и нижним грудным и верхним поясничным позвонкам, а также мышцы брюшной полости; они опускают ребра и прижимают брюшные органы к расслабившейся диафрагме, уменьшая, таким образом, емкость грудной клетки.

Количество воздуха, поступающего в легкие при каждом спокойном вдохе и выходящего при спокойном выдохе, называется дыхательным объемом. У взрослого человека он равен 500 см3.  Объем максимального выдоха после предшествовавшего максимального вдоха называется жизненной емкостью.  В среднем у взрослого человека она равна 3500 см3. Но она не равна всему объему воздуха в легком (общему объему легкого), поскольку легкие полностью не спадаются. Объем воздуха, который остается в не спавшихся легких, называется остаточным воздухом (1500 см3). Имеется дополнительный объем (1500 см3), который можно вдохнуть при максимальном усилии после нормального вдоха. А тот воздух, который выдыхается максимальным усилием после нормального выдоха, это резервный объем выдоха (1500 см3). Функциональная остаточная емкость состоит из резервного объема выдоха и остаточного объема. Это тот находящийся в легких воздух, в котором разбавляется нормальный дыхательный воздух. Вследствие этого состав газа в легких после одного дыхательного движения обычно резко не меняется.

Газ является таким состоянием вещества, при котором оно равномерно распределяется по ограниченному объему. В газовой фазе взаимодействие молекул между собой незначительно. Когда они сталкиваются со стенками замкнутого пространства, их движение создает определенную силу; эта сила, приложенная к единице площади, называется давлением газа и выражается в миллиметрах ртутного столба, или торрах; давление газа пропорционально числу молекул и их средней скорости. Газообмен в легких между альвеолами и кровью происходит путем диффузии. Диффузия возникает в силу постоянного движения молекул газа и обеспечивает перенос молекул из области более высокой их концентрации в область, где их концентрация ниже. Пока внутри плевральное давление остается ниже атмосферного, размеры легких точно следуют за размерами грудной полости. Движения легких совершаются в результате сокращения дыхательных мышц в сочетании с движением частей грудной стенки и диафрагмы.  Расслабление всех связанных с дыханием мышц придает грудной клетке положение пассивного выдоха. Соответствующая мышечная активность может перевести это положение во вдох или же усилить выдох. Вдох создается расширением грудной полости и всегда является активным процессом. Благодаря своему сочленению с позвонками ребра движутся вверх и наружу, увеличивая расстояние от позвоночника до грудины, а также боковые размеры грудной полости (реберный или грудной тип дыхания).  Сокращение диафрагмы меняет ее форму из куполообразной в более плоскую, это  увеличивает размеры грудной полости в продольном направлении (диафрагмальный или брюшной тип дыхания). Обычно главную роль во вдохе играет диафрагмальное дыхание. Поскольку люди – существа двуногие, при каждом движении ребер и грудины меняется центр тяжести тела и возникает необходимость приспособить к этому разные мышцы.
При спокойном дыхании у человека обычно достаточно эластических свойств и веса переместившихся тканей, чтобы вернуть их в положение, предшествующее вдоху.

Таким образом, выдох в покое происходит пассивно вследствие постепенного снижения активности мышц, создающих условие для вдоха. Активный выдох может возникнуть вследствие сокращения внутренних межреберных мышц в дополнение к другим мышечным группам, которые опускают ребра, уменьшают поперечные размеры грудной полости и расстояние между грудиной и позвоночником. Активный выдох может также произойти вследствие сокращения брюшных мышц, которое прижимает внутренности к расслабленной диафрагме и уменьшает продольный размер грудной полости.  Расширение легкого снижает (на время) общее внутри легочное (альвеолярное) давление. Оно равно атмосферному, когда воздух не движется, а голосовая щель открыта. Оно ниже атмосферного, пока легкие не наполнятся при вдохе, и выше атмосферного при выдохе. Внутри плевральное давление тоже меняется на протяжении дыхательного движения; но оно всегда ниже атмосферного (т. е. всегда отрицательное).

Кислород находится в окружающем нас воздухе.
Он может проникнуть сквозь кожу, но лишь в небольших
количествах, совершенно недостаточных для поддержания жизни. Существует легенда об итальянских детях, которых для участия в религиозной процессии покрасили золотой краской; история дальше повествует, что все они умерли от удушья, потому что «кожа не могла дышать». На основании научных данных смерть от удушья здесь совершенно исключена, так как поглощение кислорода через кожу едва измеримо, а выделение двуокиси углерода составляет менее 1% от ее выделения через легкие. Поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа обеспечивает дыхательная система. Транспорт газов и других необходимых организму веществ осуществляется с помощью кровеносной системы. Функция дыхательной системы сводится лишь к тому, чтобы снабжать кровь достаточным количеством кислорода и удалять из нее углекислый газ. Химическое восстановление молекулярного кислорода с образованием воды служит для млекопитающих основным источником энергии. Без нее жизнь не может продолжаться дольше нескольких секунд.  Восстановлению кислорода сопутствует образование CO2. Кислород, входящий в CO2 не происходит непосредственно из молекулярного кислорода. Использование O2 и образование CO2связаны между собой промежуточными метаболическими реакциями; теоретически каждая из них длятся некоторое время.
Обмен O2 и CO2 между организмом и средой называется дыханием. У высших животных процесс дыхания осуществляется благодаря ряду последовательных процессов:

1. Обмен газов между средой и легкими, что обычно обозначают как «легочную вентиляцию»;
2. Обмен газов между альвеолами легких и кровью (легочное дыхание);
3. Обмен газов между кровью и тканями;
4.  И наконец, газы переходят внутри ткани к местам потребления (для O2) и от мест образования (для CO2) (клеточное дыхание).

Выпадение любого из этих четырех процессов приводят к нарушениям дыхания, и создает опасность для жизни человека.

2. Влияние загрязнений воздуха на работу дыхательной системы

Загрязнение воздуха оказывает вредное воздействие на живые организмы несколькими путями:

1) доставляя аэрозольные частицы и ядовитые газы в дыхательную систему человека и животных и в листья растений;

2) повышая кислотность атмосферных осадков, которая, в свою очередь, влияет на изменение химического состава почв и воды;

3) стимулируя такие химические реакции в атмосфере, которые приводят к увеличению продолжительности облучения живых организмов вредоносными солнечными лучами;

4) изменяя в глобальном масштабе состав и температуру атмосферы и создавая, таким образом, условия, неблагоприятные для выживания организмов.

 Через дыхательную систему в организм человека поступает кислород, который разносится гемоглобином (красными пигментами эритроцитов) к жизненно важным органам, и выводятся продукты жизнедеятельности. Дыхательная система имеет ряд защитных механизмов, предохраняющих от воздействия загрязняющих веществ, содержащихся в воздухе. Волоски в носу отфильтровывают крупные частицы. Слизистая оболочка носовой полости, гортани и трахеи задерживает и растворяет мелкие частицы и некоторые вредные газы. Если в дыхательную систему попадают загрязняющие вещества, человек чихает и кашляет. Таким образом, эвакуируются загрязненный воздух и слизь. К тому же верхние дыхательные пути выстланы сотнями тонких ресничек мерцательного эпителия, находящихся в постоянном движении и перемещающих вверх по гортани слизь вместе с попавшей в дыхательную систему грязью, которые либо проглатываются, либо удаляются наружу.

Постоянное длительное воздействие побочных продуктов табачного дыма и загрязненного воздуха приводит к перегрузке и переполнению защитных систем человека, в результате развиваются болезни дыхательной системы: аллергическая астма, рак и эмфизема легких, хронические бронхиты.

Одним из наиболее опасных загрязнителей атмосферы является диоксид серы (SO2), или сернистый ангидрид (сернистый газ). Сера попадает в атмосферу в результате многих природных процессов, в том числе испарения брызг морской воды, развеивания серосодержащих почв в аридных районах, эмиссии газов при извержениях вулканов и выделения биогенного сероводорода (Н2S), но это естественный путь поступления  и он не зависит от деятельности человека. А вот образование сернистого ангидрида при сгорании серосодержащих видов топлива (в первую очередь угля и тяжелых фракций нефти), а также при разных производственных процессах, например плавке сульфидных руд – это уже дело рук человека.

У человека этот газ раздражает верхние дыхательные пути, так как легко растворяется в слизи гортани и трахеи. Постоянное воздействие сернистого газа может вызвать заболевание дыхательной системы, напоминающее бронхит. Сам по себе этот газ не наносит существенного ущерба здоровью населения, но в атмосфере реагирует с водяным паром с образованием вторичного загрязнителя – серной кислоты (Н2SО4). Капли кислоты переносятся на значительные расстояния и, попадая в легкие, сильно их разрушают. Наиболее опасная форма загрязнения воздуха наблюдается при реакции сернистого ангидрида с взвешенными частицами, сопровождающейся образованием солей серной кислоты, которые при дыхании проникают в легкие и там оседают.

Оксид углерода, или угарный газ, – очень ядовитый газ без цвета, запаха и вкуса. Он образуется при неполном сгорании древесины, ископаемого топлива и табака, при сжигании твердых отходов и частичном анаэробном разложении органики. Примерно 50% угарного газа образуется в связи с деятельностью человека, в основном в результате работы двигателей внутреннего сгорания автомобилей.

В закрытом помещении (например, в гараже), наполненном угарным газом, снижается способность гемоглобина эритроцитов переносить кислород, из-за чего у человека замедляются реакции, ослабляется восприятие, появляются головная боль, сонливость, тошнота. Под воздействием большого количества угарного газа может произойти обморок, случиться кома и даже наступить смерть.

Еще одним загрязнителем являются взвешенные частицы, включающие пыль, сажу, пыльцу и споры растений и пр., сильно различаются по размерам и составу. Они могут либо непосредственно содержаться в воздушной среде, либо быть заключены в капельках, взвешенных в воздухе (т.н. аэрозоли). В целом за год в атмосферу Земли поступает ок. 100 млн. т аэрозолей антропогенного происхождения. Это примерно в 100 раз меньше, чем количество аэрозолей естественного происхождения – вулканических пеплов, развеваемой ветром пыли и брызг морской воды. Примерно 50% частиц антропогенного происхождения выбрасывается в воздух из-за неполного сгорания топлива на транспорте, заводах, фабриках и тепловых электростанциях. По данным Всемирной организации здравоохранения, 70% населения, живущего в городах развивающихся стран, дышит сильно загрязненным воздухом, содержащим множество аэрозолей.

Нередко аэрозоли бывают самой явной формой загрязнения воздуха, так как они сокращают дальность видимости и оставляют грязные следы на окрашенных поверхностях, тканях, растительности и прочих предметах. Более крупные частицы в основном улавливаются волосками и слизистой оболочкой носа и гортани, а затем выводятся наружу. Предполагается, что частицы размером менее 10 мкм наиболее опасны для здоровья человека; они настолько малы, что проникают через защитные барьеры организма в легкие, повреждая ткани дыхательных органов и способствуя развитию хронических заболеваний дыхательной системы и рака.

Наиболее канцерогенными и поэтому очень опасными для здоровья считается табачный дым и асбестовые волокна, содержащиеся в городском воздухе и внутри помещений. Другие типы аэрозольного загрязнения осложняют протекание бронхитов и астмы и вызывают аллергические реакции. Накопление определенного количества мелких частиц в организме затрудняет дыхание из-за закупорки капилляров и постоянного раздражения органов дыхания.

Летучие органические соединения (ЛОС) – это ядовитые пары в атмосфере. Они являются источником множества проблем, в том числе мутаций, нарушений дыхания и раковых заболеваний, и, кроме того, играют главную роль при образовании фотохимических окислителей.

Наиболее крупным природным источником ЛОС являются растения, ежегодно выделяющие примерно 350 млн. т изопрена (С5Н8) и 450 млн. т терпенов (С10Н16). Другое ЛОС – газ метан (СН4), образующийся в сильно увлажненных местностях (например, на болотах или рисовых плантациях), а также продуцируемый бактериями в желудках термитов и жвачных животных. В атмосфере ЛОС обычно окисляются до оксидов углерода – угарного (СО) и углекислого (СО2) газа.

Кроме того, антропогенные источники выбрасывают в атмосферу множество ядовитых синтетических органических веществ, например бензол, хлороформ, формальдегид, фенолы, толуол, трихлорэтан и винилхлорид. Основная часть этих соединений поступает в воздух при неполном сгорании углеводородов автомобильного топлива, на теплоэлектростанциях, химических и нефтеперегонных заводах.

Оксид (NO) и диоксид (NO2) азота образуются при сгорании топлива при очень высоких температурах (выше 650о С) и избытке кислорода. Кроме того, эти вещества выделяются при окислении бактериями азотсодержащих соединений в воде или почве. В дальнейшем в атмосфере оксид азота окисляется до газообразного диоксида красно-бурого цвета, который хорошо заметен в атмосфере большинства крупных городов. Основными источниками диоксида азота в городах являются выхлопные газы автомобилей и выбросы ТЭС. Кроме того, диоксид азота образуется при сжигании твердых отходов, так как этот процесс происходит при высоких температурах горения. Также NO2 играет не последнюю роль при образовании фотохимического смога в приземном слое атмосферы.

В значительных концентрациях диоксид азота имеет резкий сладковатый запах. В отличие от сернистого ангидрида, он раздражает нижний отдел дыхательной системы, особенно легочную ткань, ухудшая тем самым состояние людей, страдающих астмой, хроническими бронхитами и эмфиземой легких. Диоксид азота повышает предрасположенность к острым респираторным заболеваниям, например пневмонии.

Фотохимические окислители озон (О3), пероксоацетилнитрат (ПАН) и формальдегид являются продуктами вторичного загрязнения атмосферы в результате химических реакций под воздействием солнечной радиации. Озон образуется при расщеплении либо молекулы кислорода (О2) либо диоксида азота (NО2) с образованием атомарного кислорода (О), который затем присоединяется к другой молекуле кислорода. В этом процессе участвуют углеводороды, связывающие молекулу оксида азота с другими веществами. Таким образом, например, образуется ПАН.

Хотя в стратосфере озон играет важную роль как защитный экран, поглощающий коротковолновую ультрафиолетовую радиацию, в тропосфере он как сильный окислитель разрушает растения, строительные материалы, резину и пластмассу. Озон имеет характерный запах, служащий признаком фотохимического смога. Вдыхание его человеком вызывает кашель, боль в груди, учащенное дыхание и раздражение глаз, носовой полости и гортани. Воздействие озона приводит также к ухудшению состояния больных хроническими астмой, бронхитами, эмфиземой легких и страдающих сердечнососудистыми заболеваниями.

Загрязнение воздуха в помещениях является основной причиной онкологических заболеваний. Главные источники этого загрязнения – радон, продукты неполного сгорания, а также испарение химических веществ.

Считается, что облучение радоном стоит на втором месте среди факторов, вызывающих рак легких. Главным образом это происходит в домах, которые были построены на рыхлых отложениях или коренных породах, обогащенных урансодержащими минералами. Газ радон – продукт радиоактивного распада урана – попадает в дома, просачиваясь из грунтов. Решение этой проблемы во многом зависит от типа строительных конструкций. Кроме того, улучшению экологической обстановки способствует вентиляция зданий, например вентиляционные окна фундаментов. Вентиляционные трубы, вставленные в основание фундамента, могут выводить радон непосредственно из грунта наружу, в атмосферу.

При неполном сгорании топлива в печах, каминах и других обогревательных устройствах, а также при курении образуются канцерогенные химические вещества, например углеводороды. В домах основное беспокойство доставляет угарный газ, так как он бесцветен и не имеет ни запаха, ни вкуса, а поэтому его очень трудно обнаружить. Несомненно, главным и очень коварным загрязнителем воздуха помещений, а, следовательно, и очень опасным для здоровья людей является табачный дым, который бывает причиной рака легких и множества других болезней органов дыхания и сердца. Даже некурящие, находясь в одном помещении с курящими (т.н. пассивные курильщики), подвергают себя большому риску.

Нафталиновые шарики, отбеливатели, краски, крем для ухода за обувью, разные чистящие средства, дезодоранты – лишь немногие из широкого спектра химикатов, воздействию которых подвергается практически ежедневно каждый человек (особенно занятые в промышленности рабочие) и которые выделяют канцерогенные вещества. Например, пластики, синтетические волокна и очистители испаряют бензол, а пенопластиковые теплоизоляторы, фанера, древесно-стружечные плиты являются источниками формальдегида. Вдыхание этих веществ может вызывать головную боль, головокружение и тошноту.

Вдыхание асбестовых волокон вызывает прогрессирующее неизлечимое заболевание легких – асбестоз. Эта проблема особенно актуальна для владельцев домов, построенных до 1972.

Практическое исследование:

3. Динамика уровня хронической заболеваемости дыхательной системы за последние три года учащихся МОУ «СОШ № 4» г. Называевска

На  основании результатов полученных  по результатам ежегодного медицинского осмотра школьников, я выявила, что при последовательном уменьшении численности учащихся  ежегодно возрастает количество вновь выявленных случаев тонзиллита в хронической форме (рис.1) с 7,4 % в 2007 году до 10,3 % в 2008 году и 11,5 %  2009 году. В целом это составило прирост 4,1 %.

Рис. 1 Динамика уровня хронической заболеваемости дыхательной системы за последние три года учащихся МОУ «СОШ № 4» г. Называевска

Кроме этого по данным медсестры за последние три года сохраняется высоким уровень заболеваний ОРВИ (острыми респираторными вирусными инфекциями) (рис. 2) 28,5 % – 29,4 %  – 36,9%. Практически каждый четвертый – третий ученик за год болеет ОРВИ, а это значит, что защитные механизмы дыхательной системы работают не на полную мощность.

Рис. 2 Динамика количества учащихся МОУ «СОШ № 4» г. Называевска  перенёсших ОРВИ за последние три года

4. Определение максимального времени  задержки дыхания на глубоком вдохе и выдохе (проба Тенчи – Штанге)

Для проведения экспериментального исследования мною было подобрано две группы добровольцев примерно одинаковых по антропометрическим данным и возрасту, различающиеся тем, что в одной группе были учащиеся, активно занимающиеся спортом (таблица 1), а в другой равнодушные к занятиям физкультуры и спорта (таблица 2).

Таблица 1. Группа испытуемых ребят, занимающихся спортом

Таблица 2. Группа испытуемых ребят, не занимающихся спортом

Анализируя данные таблицы, я заметила, что абсолютно у всех ребят из группы не занимающихся спортом индекс Кетле (массо-ростовой показатель) ниже нормы, а по физическому развитию ребята имеют средний уровень. Ребята из первой группы наоборот все имеют уровень физического развития выше среднего и по 50 % испытуемых по массо-ростовому индексу соответствуют норме, оставшаяся половина не значительно превышают показатели нормы. По  внешнему облику  ребята из первой группы сложены более атлетически.

После подбора групп и оценки их антрометрических данных им было предложено выполнить функциональные пробы Тенчи-Штанге для оценки состояния дыхательной системы. Проба Тенчи  заключается в следующем – испытуемый задерживает дыхание на выдохе, зажав нос пальцами. У здоровых школьников время задержки дыхания равняется 12 – 15 секунд.  При пробе Штанге испытуемый  задерживает дыхание на вдохе, прижав нос пальцами. У здоровых школьников время задержки дыхания равняется 30 – 40 секунд. Все пробы проводились в трёх повторностях.

На основе полученных результатов было найдено среднее арифметическое и данные были занесены в таблицу № 3.

Таблица 3. Результаты функциональной пробы Тенчи-Штанге

C пробой Тенчи в первой группе все справились успешно: 70 % ребят  показали результат выше нормы, а 30 % в соответствии с нормой, а во второй группе только 30 % показали результат в соответствии с нормой, а 70 % –  наоборот ниже нормы.

С пробой Штанге в первой группе 80 % ребят дали результат выше нормы, а 20 % - в рамках нормы, а во второй группе с задержкой дыхания на вдохе в пределах нормы справились 50 % ребят, а оставшаяся половина опять показала результаты ниже нормы.

5. Определение времени максимальной задержки дыхания после дозированной нагрузки (проба Серкина)

Для более объективной оценки состояния дыхательной системы испытуемых я провела с ними ещё одну функциональную пробу – пробу Серкина. Она заключается в следующем:

1. Фаза 1 - испытуемый  задерживает дыхание на максимальный срок на спокойном вдохе в положении сидя, время фиксируется.
2. Фаза  2 - через 2 минуты испытуемый делает 20 приседаний за 30 секунд.

Испытуемый садится на стул и задерживает дыхание на вдохе, время вновь фиксируется.

3. Фаза  3 - после отдыха в течение 1 минуты  испытуемый задерживает дыхание на максимальный срок на спокойном вдохе в положении сидя, время фиксируется.

После проведенных испытаний результаты оцениваются по данным таблицы 4:

Таблица 4. Данные результаты для оценки пробы Серкина

Полученные результаты всех участников эксперимента занесены в таблицу 5:

Таблица 5. Результаты пробы Серкина

Проанализировав результаты обеих групп, могу сказать следующее:

1. во-первых, ни в первой, ни во второй группе не выявлено детей со скрытой недостаточностью кровообращения;
2. во-вторых, все ребята второй группы относятся к категории «здоровые не тренированные», что в принципе и следовало ожидать,  у четверых их них, а это составляет 25 %, результат  высокий и пограничный – 100 % от фазы 1 между первой и второй категорией;
3. в-третьих,  в группе ребят, активно занимающихся спортом, только 50 % относится к категории «здоровые, тренированные», а  об остальных пока такового не скажешь. Хотя этому есть разумное объяснение. Например, Наталья, которая имеет результат всего 90 % от первой фазы начала активно заниматься лёгкой атлетикой только с сентября этого учебного года, а Кристина и Сергей с результатами в 98 % были на момент проведения  пробы Серкина после перенесенного ОРЗ.

Полученные результаты я для наглядности отразила в виде диаграмм (рис. 3, 4).

Рис 3. Результаты пробы Серкина по фазам

Рис 4. Процентное соотношение тренированных и не тренированных детей в 1 и 2 группах испытуемых (по состоянию дыхательной системы)

Выводы

Подводя итоги своего исследования, хочу отметить  следующее:

1. экспериментальным путем мне удалось доказать, что занятия спортом способствуют развитию дыхательной системы, так как по результатам пробы Серкина можно сказать что у 50 % детей  из группы 1 время задержки дыхания возросло, а это значит, что у них дыхательный аппарат более подготовлен к нагрузкам;
2. функциональные пробы Тенчи-Штанге также показали, что ребята из группы 1  находятся в более выгодном  положении. Их  показатели выше нормы по обеим пробам  соответственно 7о % и 80 %.

Хорошо развитый дыхательный аппарат — надежная гарантия полноценной жизнедеятельности клеток. Ведь известно, что гибель клеток организма в конечном итоге связана с недостатком в них кислорода. И напротив, многочисленными исследованиями установлено, что чем больше способность организма усваивать кислород, тем выше физическая работоспособность человека. Тренированный аппарат внешнего дыхания (легкие, бронхи, дыхательные мышцы) — это первый этап на пути к улучшению здоровья.

При использовании регулярных физических нагрузок максимальное потребление кислорода, как отмечают спортивные физиологи, повышается в среднем на 20-30%.

У тренированного человека система внешнего дыхания в покое работает более экономно: частота дыхания снижается но, при этом несколько возрастает его глубина. Из одного и того же объема воздуха, пропущенного через легкие, извлекается большее количество кислорода.

Возрастающая при мышечной активности потребность организма в кислороде «подключает» к решению энергетических задач незадействованные до этого резервы легочных альвеол. Это сопровождается усилением кровообращения во вступившей в работу ткани и повышением аэрации (насыщенность кислородом) легких. Физиологи считают, что этот механизм повышенной вентиляции легких укрепляет их. Кроме того, хорошо «проветриваемая» при физических усилиях легочная ткань менее подвержена заболеваниям, чем те ее участки, которые аэрированы слабее и потому хуже снабжаются кровью. Известно, что при поверхностном дыхании нижние доли легких в малой степени участвуют в газообмене. Именно в местах, где легочная ткань обескровлена, чаще всего возникают воспалительные очаги. И напротив, повышенная вентиляция легких оказывает целительное действие при некоторых хронических легочных заболеваниях.

Значит, для укрепления и развития дыхательной системы необходимо заниматься спортом регулярно.

В ходе исследования я разрешила все поставленные задачи перед началом работы и тем самым достигла поставленной  цели. На этом моя работа завершена. Считаю, что полученные результаты можно использовать в качестве пропаганды здорового образа жизни и активных занятий такими видами спорта, какими занимаются  мои испытуемые: лёгкая атлетика, футбол, баскетбол.  

Библиография

1. Безуглая Э. Ю. Чем дышит промышленный город.  – Ленинград, 1991

2. Даценко И.И. Воздушная среда и здоровье. –  Львов, 1997

3. Драгомилов   А.Г.,  Маш Р.Д. Биология: человек.  – Москва, 2008

4. Степанчук Н. А.  Практикум по экологии человека. – Волгоград, 2009