ВЭ = ,

где МОД – минутный объем дыхания, л, мл;

ПО₂ – потребление кислорода, л, мл.

ВЭ в среднем в покое составляет 20 у.е., а при тяжелой мышечной работе возрастает до 35 у.е.
3.2. Решение типовых задач
Задача 1. В выдыхаемом воздухе содержалось 16,5% О₂ и 4,3% СО₂. Определить величину дыхательного коэффициента (ДК) и калорического эквивалента кислорода.

Дано: Решение:

О2 = 16,5% 1) Определяем количество поглощаемого О₂ в %:

СО2 = 4,3 %______ 20,94 % – 16,5 % = 4,44 % О₂,

ДК -? КЭК - ? 2) Определяем количество выделяемого СО₂ в %:

4,3 % – 0,03 % = 4,27 % СО₂.

3) Величину ДК определяем по формуле:
ДК =ЕСО2/ ПО2

ДК = = 0,96.

По таблице 1 приложения № 2 находим КЭК, который равен 4,997 ккал/л О₂.

Ответ: ДК = 0,96; КЭК = 4,997 ккал/л О₂.
Задача 2. Рассчитать величину потребления кислорода (ПО₂) и ДК, если объем выдохнутого воздуха равен 56 л/мин. В выдыхаемом воздухе содержится 4,0 % СО₂ и 16,5 % О₂.

Дано: Решение:

МОД = 56 л/мин 1) Величина поглощенного кислорода в % равна:

СО₂ = 4,0 % 20,94 % – 16,5 % = 4,44 %.

О2 = 16,5 %________ 2) ПО₂ находим методом составления и решения пропорции:

ПО2 - ? ДК - ? Х л ПО₂ – 4,44 % О₂;

56 л воздуха – 100 %

ПО₂ = = 2,5 л О₂

3) Величина ДК определяется по формуле:
ДК= = 0,9

Ответ: ПО = 2,5 л О₂; ДК = 0,9.
Задача 3. Определить минутный объём дыхания у спортсмена, если известно, что величина жизненной ёмкости легких у него равна 4200 мл, резервного объёма вдоха – 1900 мл, резервного объёма выдоха – 1600 мл, а частота дыхания – 14 циклов в минуту.

Дано: Решение:

ЖЕЛ = 4200 мл 1) Находим величину ДО, так как МОД = ДО ЧД.

РОвд = 1900 мл Величина ЖЕЛ составляет сумму трёх объёмов:

РОвыд = 1600 мл ЖЕЛ = ДО + РО вд + РО выд., тогда

ЧД = 14 цикл/мин___ ДО = ЖЕЛ – (РО вд + РО выд) = 4200 – (1900 + 1600) = 700 мл.

---

МОД - ? 2) Находим МОД:

МОД = 700мл 14 ц/мин = 9800 мл/мин = 9,8 л/мин.

Ответ: МОД = 9,8 л/мин.

Задача 4. Спортсмен выполнял физическую нагрузку, при этом потребление кислорода составило 5 л, кислородный долг равен 75 %. Вычислите величину кислородного запроса проделанной работы.

Дано: Решение:

ПО2 = 5 л/мин 1) Кислородный запрос является суммой величин

КД = 75% _______ кислородного долга и кислорода, потребляемого во время работы:

КЗ - ? КЗ = КД + ПО₂, отсюда:

ПО₂ = КЗ – КД = 100 % – 75 % = 25 %.

2) Для вычисления величины кислородного запроса составляем пропорцию: 5 л О₂ – 25 %

Х КЗ – 100 %

Х КЗ = = 20 л.

Ответ: Кислородный запрос равен 20 л.
Задача 5. У спортсмена при беге на короткую дистанцию кислородный запрос 7 л О₂, кислородный долг составил 90 %. Определить объём потребленного кислорода во время бега и объём легочной вентиляции, если процент поглощенного кислорода составил 4,5 %.

Дано: Решение:

КЗ = 7 л О2 1) Величина кислородного долга: 7 л КЗ – 100 %;

КД = 90% Х л – 90 %;

О2 = 4,5%_________

ПО2 - ? МОД - ? Х = = 6,3 л.
2) Объём потреблённого кислорода во время бега:

7 л – 6,3 л = 0,7 л О₂.

3) Объём легочной вентиляции во время работы (МОД):

0,7 л О₂. – 4,5 %

Х л (МОД) – 100 %

Х л = = 15,6 л.

Ответ: ПО₂ = 0,7 л О₂, МОД = 15,6 л.
Задача 6. Рассчитайте потребление кислорода и вентиляционный эквивалент у спортсмена за минуту тестирующей нагрузки, если в начале минуты показание газового счётчика было 42 л, а в конце её – 97 л. Содержание кислорода в выдыхаемом воздухе составило 16 %.
Дано: Решение:

t = 1 мин 1) Величина МОД равна: 97 л – 42 л = 55 л в мин.

МОД₁ = 97 л 2) Процент поглощения кислорода (% О₂ погл.):

МОД₀=42 л В атмосферном воздухе около 21 % кислорода, а в

О2 выд = 16%____ - выдыхаемом – 16%, следовательно: % О₂ погл. = 21 % – 16 % = 5 %.

ПО2 - ? ВЭ - ? 3) Величина потребления кислорода (ПО₂):

ПО₂ = 55 л/мин 5

---

10 = 2750 мл/мин = 2,75 л/мин.

4) Вентиляционный эквивалент (ВЭ):

ВЭ = = 20.

Ответ: При тестирующей нагрузке ПО₂ составило 2,75 л/мин, а вентиляционный эквивалент – 20.
Задача 7. Определить величину потребления кислорода (ПО₂) при тяжелой физической нагрузке при следующих известных данных: ДО составляет 2400мл, ЧД – 50 ц/мин.

Дано: Решение:

ДО = 2400 мл 1) Находим объём альвеолярной вентиляции:

ЧД = 50 цикл/мин_______ АВ = (2400 мл – 300 мл) 50 ц/мин = 105 л/мин.

ПО2 - ? 2) Определим потребление О₂ в минуту, учитывая, что при
тяжелой работе вентиляционный эквивалент составляет примерно 30-35л на 1 л О₂:

33 л вентилируемого воздуха – 1 л О₂

105л вентилируемого воздуха – Х л О₂

Х л О₂ = = 3,18 л/мин,

Ответ: ПО₂ составляет 3,18 л/мин О₂.
РАЗДЕЛ IV

ФИЗИОЛОГИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
4.1.Краткие теоретические основы

Основные вопросы обмена веществ и энергии в организме подробно излагаются в курсе биохимии человека. Однако в связи с особой важностью этих вопросов для теории и практики физического воспитания и спорта обмену веществ и энергии уделяется много внимания и в курсе физиологии человека. При решении задач данного раздела необходимо уяснить, что обмены веществ и энергии теснейшим образом связаны между собой. Источником энергии в организме является расщепление сложных органических соединений на более простые. При этом происходит освобождение заключенной в них потенциальной энергии, которая может превращаться в механическую, электрическую и тепловую.

После окончания мышечной деятельности расход энергии некоторое время остается еще повышенным по сравнению с уровнем покоя. Это обуславливается химическими процессами в мышцах, главным образом связанными с окислением молочной кислоты и ликвидацией кислородного долга. Однако обмен веществ остается повышенным и после погашения кислородного долга. Это обусловлено остаточным возбуждением в центрах, влияющих на уровень внутриклеточного обмена веществ. Мышечная деятельность необходима для нормальной жизнедеятельности организма. Количество энергии, затрачиваемое непосредственно на физическую работу, должно быть не менее 1200-1300 ккал в сутки. В связи с этим для лиц, не занимающихся физическим трудом и расходующих на мышечную деятельность меньшее количество энергии, физические упражнения особенно необходимы.

---

Справочный материал и формулы для расчета

• 
  Основной обмен энергии пропорционален поверхности тела. Для взрослого человека (30 лет) он составляет 40 ккал на 1 м² поверхности тела за 1 час или 1 ккал/кг/час, у детей от 7 до 15 лет – от 1,9 до 1,3 ккал/кг/час. Величина основного обмена взрослого составляет от 1400 до 1800 ккал и определяется по таблицам Гарриса-Бенедикта по данным веса, роста, возраста и пола. При повышении температуры тела на 1ºС основной обмен повышается на 5%.
  
• 
  Суточные энерготраты взрослого человека составляют от 2500 до 5000 ккал в зависимости от вида трудовой деятельности.
  
• 
  Энергетическая ценность 1 грамма белков и углеводов составляет 4,1 ккал, 1г жиров – 9,3 ккал.
  
• 
  При мышечной работе около 70-80 % энергии теряется в виде тепла.
  
• 
  Расход энергии (Е, ккал) вычисляется по формуле:
  

Е = ПО₂ КЭК t,

где ПО₂ – объем поглощенного О₂, л;

КЭК в ккал/1 л О₂ находится по величине ДК.

• 
  Коэффициент полезного действия представляет собой отношение механической энергии, затраченной на полезную работу, ко всей затраченной энергии (10-30 %)
  

где А – энергия, затраченная на полезную работу;

Э – общие затраты энергии;

е – основной обмен за период работы.

• 
  Удельная теплоёмкость ткани – это количество тепла, необходимое для повышения температуры тканей на 1ºС. У человека удельная теплоёмкость тканей тела в среднем равна 0,83 ккал/кг/1º С.
  
• 
  Количество пота, выделяющегося при физической работе, о котором можно судить по потере веса (исключая другие источники выделения), может служить мерой энергопотерь. При испарении 1л пота расходуется 580 ккал тепла.
  
• 
  Для целей практического использования при расчете энерготрат циклической деятельности можно пользоваться величиной ЧСС.
  

При ЧСС = 120-130уд/мин ПО₂ ≈ 50 % МПК;

ЧСС = 140-150уд/мин ПО₂ ≈ 60-65 % МПК;

ЧСС = 160 -170уд/мин ПО₂ ≈ 75-80 % МПК;

ЧСС = 190уд/мин ПО₂ ≈ МПК.
4.2. Решение типовых задач

Задача 1. Определите энергетический расход за час, если известно, что калорический эквивалент кислорода равен 4,8 ккал/1 л О

---

₂, а количество выдыхаемого СО₂ равно 240 мл.

Дано: Решение:

t = 60 мин. 1) Из таблицы по величине КЭК находим ДК. Он равен 0,8.

КЭК = 4,8 ккал/1 л О₂ 2) Количество потреблённого кислорода:

Е СО2 = 240 мл____ ДК = ЕСО2/ ПО2

Е -? ПО₂ = ЕСО2/ ДК = 300 мл

3) Расход энергии: Е = 4,8 ккал/л 0,3 л 60 мин = 86,4 ккал.

Ответ: за час израсходовано 86,4 ккал энергии.
Задача 2. При выполнении мышечной работы на велоэргометре продолжительностью 20 минут были определены следующие показатели: ПО₂, равное 3 л/мин, скорость выделения СО₂, равная 2,7 л/мин. Требуется определить, сколько граммов жиров и углеводов было израсходовано за время работы.

Дано: Решение:

t = 20 мин 1) Соотношение между окисленными (с участием потребленного

ПО2 = 3 л/мин

ЕСО2 = 2,7 л/мин организмом кислорода) углеводами и жирами во время работы,

m _жира - ? m _угл - ? рассчитывают при помощи дыхательного коэффициента (ДК).

ДК = ЕСО2/ ПО2

ДК = = 0,9

2) Количество калорий, освобождающихся при потреблении 1 л О₂, различно в зависимости от того, какие вещества окислились в организме, т.е. определенному ДК соответствует определенный калорический эквивалент кислорода (КЭК).

При ДК = 0,7 в организме окисляются только жиры, при ДК = 1,0 – только углеводы. При ДК = 0,9 окисляется 34 % жиров и 68 % углеводов (таблица 1 Приложения 2).

3) Находим общую калорическую стоимость работы:

Е = ПО₂ КЭК t,

где КЭК находим по таблице = 4,924 ккал/1л О₂, отсюда

Е = 3 л/мин 4,924 ккал/л 20 мин = 295,44 ккал

4) Для того, чтобы узнать кислородную стоимость работы за счет жиров, составляем пропорцию:

295,44 ккал – 100 %

Х ккал – 34 %.

Х = 100,45 ккал.

---

Смотрите также файлы

• Программа среднего профессионального образования Коммерция (по отраслям).docx

• Характеристика спортивного ориентирования как вида спорта.docx

• Лабораторная работа 1 Защита документов ms office Цель изучить методы защиты документов ms office, правила создания сложных паролей.pdf

• Практическая занятие к разделу 3.doc

• Решение Поставим начально краевую задачу.docx