Công sinh ra khi hô hấp là công được thực hiện bởi các cơ hô hấp để thắng tất cả các lực cản khi thơng khí. Khi hít vào và thở ra, khơng khí được đưa vào phổi và đẩy ra liên tục. Ở hệ hơ hấp, cơng được tính bằng tích số của áp suất và giá trị của thể tích thay đổi tương ứng. Vì áp suất khí trong hệ hơ hấp là một đại lượng biến đổi nên việc xác định cơng A tính dưới dạng tích phân.
𝑨 = ∫ 𝒑𝒅𝑽 𝑽𝟐 𝑽𝟏 Trong đó: 𝑝: áp suất của khí
𝑑𝑉: giá trị thay đổi thể tích từ 𝑉1 đến 𝑉2
Trong thực tế, cơng hô hấp được xác định nhờ vào phế dung kế. Kết quả đo được công hô hấp khoảng 1-2 J/phút.
b. Công do tim sinh ra [4]
Tim hoạt động như một máy bơm liên tục để đẩy máu vào mạch và đi đến các cơ quan trong cơ thể. Công do tim sinh ra phụ thuộc vào áp suất máu trong các tâm thất, tâm nhĩ và thể tích của tâm thất hay nhĩ trong một chu kì co bóp của tim, được xác định dưới dạng tích phân: 𝑨 = ∫ 𝒑𝒅𝑽 𝑽𝟐 𝑽𝟏 Trong đó:
𝑝: áp suất máu trong tim
𝑑𝑉: giá trị thay đổi thể tích của tim từ 𝑉1 đến 𝑉2
Tính tốn ta được công cơ học của tim khoảng 1,3-1,4 W trong 1 phút.
Người ta thực hiện đo công của tim hay phổi để xác định trạng thái hoạt động của chúng. Từ đó có thể chuẩn đoán được các bệnh về tim và phổi.
c. Công do cơ sinh ra
Công cơ học khi cơ co được xác định theo cơng thức:
𝑨 = 𝑭∆𝒍
Trong đó:
𝐹: lực do cơ tạo ra (𝑁) ∆𝑙: độ co rút của cơ (𝑚)
Ta biết rằng, cơ thực hiện công là do nhận năng lượng hóa học từ việc tổng hợp ATP từ nguồn thức ăn. Tuy nhiên nguồn năng lượng đó 1 phần dùng để duy trì sự căng thẳng của cơ và một phần chuyển sang nhiệt năng. Từ đó ta có thể tính được hiệu suất cơng của cơ [4].
𝑯 = 𝑨𝟎 𝑨𝒎𝒂𝒙
Trong đó:
𝐴0: cơng thực tế mà cơ thực hiện
𝐴𝑚𝑎𝑥: công cơ phải thực hiện ứng với năng lượng đã tiêu thụ
Đối với từng cơ riêng lẽ, hiệu suất này chỉ đạt khoảng 20 đến 40%. Tuy nhiên, do sự phối hợp nhiều cơ trong từng nhóm nên hiệu suất công cơ học có thể lớn hơn. Thực nghiệm chứng tỏ công suất công cơ học thay đổi theo sự luyện tập cơ, tuổi và giới tính [4].
2.1.5 VẬN ĐỢNG CƠ THỂ
Hệ cơ xương khớp giữ vai trò quan trọng trong quá trình vận động. Các cơ, xương và lớp sụn luôn thay đổi nhờ vào quá trình tái tạo. Tuy nhiên, khả năng tái tạo này giảm theo tuổi tác. Bên cạnh đó, vận động cơ thể cũng góp phần giúp cho hệ cơ xương khớp được chắc khỏe và mang lại nhiều lợi ích cho cơ thể.
2.1.5.1 Lợi ích của vận đợng
Vận động giảm trình trạng béo phì: khi vận động, cơ thể tiêu thụ năng lượng và đốt cháy lượng chất béo, lượng đường dư thừa trong cơ thể.
Vận động ngăn ngừa bệnh tật như:
- Bệnh tim, cao huyết áp: khi vận động lượng máu được lưu thơng dễ dàng, hoạt
động co bóp của tim được ổn định hơn.
- Bệnh tiểu đường, cao cholesterol: vận động giúp cơ thể đốt cháy lượng đường
và cholesterol dư thừa.
- Bệnh viêm khớp: vận động làm cho hệ thống xương khớp hoạt động linh hoạt,
các cơ được săn chắc và dẻo dai.
- Vận động giúp ta giảm căng thẳng, buồn phiền: khi vận động, cơ thể tiết ra
các chất kích thích làm ta cảm thấy vui vẻ, yêu đời hơn.
2.1.5.2 Vận động đúng cách
Cơ thể muốn khỏe mạnh thì chúng ta cần phải vận động thường xuyên và q trình này nên trở thành thói quen trong cuộc sống hằng ngày. Muốn có được điều đó chúng ta cần [21]:
- Đặt ra mục tiêu: khởi đầu là các mục tiêu khiêm nhường và thực tế rồi dần dần
đặt mục tiêu xa hơn. Như vậy sẽ tránh được tình trạng bỏ cuộc. Ví dụ như đi bộ 10 phút một ngày, mỗi tuần đi 3 ngày. Sau đó nâng lên dần dần mục tiêu ban đầu.
- Lựa chọn hình thức vận động mà ta thích thú: chơi cầu lông, đi bộ, khiêu
vũ,….. Vận động không phải là những việc khổ sai, buồn tẻ.
- Biến vận động trở thành thói quen hằng ngày: cố gắng dành thời gian và vận
động bất cứ khi nào có thể.
Một số môn luyện tập mang lại sức khỏe tốt như: tập Yoga, Gym,….
2.1.5.3 Lưu ý khi vận động
Nội dung được viết dự vào tài liệu tham khảo [25], [33]
Luyện tập thể dục thể thao là cách thức vận động tốt cho sức khỏe. Tùy vào tình trạng sức khỏe của mỗi người, ta cần có chế độ luyện tập hợp lí.
Khơng nên tập thể dục khi đói, điều này khiến chúng ta dễ bị chóng mặt, hoa mắt. ta có thể ăn nhẹ, tránh ăn q no vì lượng máu lúc này tập trung về dạ dày và các cơ quan khác để thực hiện chức năng tiêu hóa. Nếu tập trong lúc này sẽ gây nên tình trạng đầy hơi, khó tiêu, đau bụng và ảnh hưởng xấu đến dạ dày vì máu phải lưu thơng đến các cơ quan vận động, cơ quan tiêu hóa thực hiện kém đi. Như vậy chúng ta nên tập thể dục sau khi ăn 2 tiếng đồng hồ để đảm bảo cho sức khỏe.
Trước khi tập, ta cần khởi động từ từ và vừa sức để cơ thể dần thích nghi và mang lại hiệu quả trong suốt quá trình luyện tập. Nếu khơng khởi động có thể gây nên một số ảnh hưởng xấu đến xương khớp hay tim mạch.
Trước khi tập, trong quá trình tập và sau quá trình tập cần bổ sung nước từ từ và đầy đủ để cơ thể hấp thu tốt.
Sau khi tập xong, chúng ta không nên ăn uống ngay mà nên chờ khoảng 30 phút.
Chúng ta cần kiên trì luyện tập mỗi ngày, tránh dồn luyện tập vào một ngày. Như vậy sẽ gây quá tải cho cơ thể.
Bên cạnh chế độ vận động hợp lí, chúng ta cần có chế độ dinh dưỡng phù hợp với cơ thể.
2.2 CHỦ ĐỀ 2: HOẠT ĐỘNG HÔ HẤP
2.2.1 HỆ HÔ HẤP
2.2.1.1 Khái qt về hơ hấp
Hơ hấp là q trình khơng ngừng cung cấp khí 𝑂2 cho các tế bào của cơ thể và loại khí 𝐶𝑂2do các tế bào thải ra khỏi cơ thể.
Hô hấp gồm 3 giai đoạn chủ yếu:
- Sự thở: trao đổi khí ở phổi với mơi trường
- Sự trao đổi khí ở phổi: 𝐶𝑂2từ máu vào tế bào phổi, 𝑂2từ tế bào phổi vào máu. - Sự trao đổi khí ở tế bào: 𝑂2từ máu vào tế bào, 𝐶𝑂2 từ tế bào vào máu.
Ý nghĩa của hô hấp: cung cấp 𝑂2cho hoạt động sống của tế bào và cơ thể; thải khí 𝐶𝑂2 ra khỏi cơ thể đảm bảo cho hoạt động sống trong cơ thể được bình thường.
2.2.1.2 Các cơ quan trong hệ hô hấp
Các cơ quan Đặc điểm cấu tạo Chức năng
Đường dẫn khí
Mũi
- Có nhiều lơng mũi
- Có lớp niêm mạc tiết chất nhầy - Có lớp mao mạch dày đặc Dẫn khí ra vào, làm ấm, làm ẩm khơng khí vào phổi và bảo vệ phổi Họng - Có tuyến amidan Thanh quản - Có nắp thanh quản có thể cử động để đậy kín đường hơ hấp
Khí quản
- Cấu tạo bởi 15-20 vòng sụn khuyết xếp chồng lên nhau - Có lớp niêm mạc tiết chất
nhầy với nhiều lông rung chuyển động liên tục
Phế quản
- Phế quản chính cấu tạo bởi các sụn, phần phế quản tiếp xúc với phế nang là các cơ
2 lá phởi Lá phổi phải có 3 thùy, lá phổi trái có 2 thùy
- Bao ngoài 2 phổi có 2 lớp màng, lớp ngồi dính với lồng ngực, lớp trong dính với phổi, giữa 2 lớp có chất dịch. - Đơn vị cấu tạo của phổi là các phế nang tập hợp thành từng cụm và được bao bởi mạng lưới mao mạch dày đặc.
Là nơi trao đổi khí giữa cơ thể với mơi trường ngồi.
2.2.2 HOẠT ĐỢNG TRAO ĐỔI KHÍ
2.2.2.1 Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Boyle – Mariotte
Quá tình biến đổi trạng thái của một lượng khí xác định khi nhiệt độ được giữ khơng đổi gọi là q trình đẳng nhiệt.
Định luật Boyle – Mariotte: trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất
định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích.
𝒑𝟏𝑽𝟏 = 𝒑𝟐𝑽𝟐
2.2.2.2 Cơ chế khuếch tán
Chất khí khuếch tán từ nơi có nồng độ cao (áp suất cao) đến nơi có nồng độ thấp (áp suất thấp).
2.2.2.3 Cơ chế hít thở và trao đởi khí a. Cơ chế hít thở
Các chất khí mà cơ thể hít vào hay thở ra (𝑂2, 𝐶𝑂2, 𝑁2, . . ) là các khí thực. Ở
nhiệt độ và áp suất thơng thường, ta có thể xem các chất khí trên là khí lí tưởng. Như vậy, chúng cũng tuân theo gần đúng các định luật về chất khí lí tưởng.
Xét lượng khí bên trong phổi, xem như nhiệt độ khí khơng đổi, nên ta có thể áp dụng gần đúng định luật Boyle – Mariotte.
Khi ta hít vào, cơ hồnh và cơ liên sườn co lại nên thể tích lồng ngực được mở rộng. Nhờ có lớp màng phổi dính với lồng ngực nên thể tích phổi tăng lên theo dẫn đến thể tích lượng khí trong phổi cũng tăng
Theo định luật Boyle – Mariotte, thể tích khí tăng nên áp suất khí lúc này giảm xuống thấp hơn so với áp suất khí ở mơi trường bên ngồi. Theo cơ chế khuếch tán,
khí sẽ di chuyển từ nơi có áp suất cao (khí bên ngồi) vào nơi có áp suất thấp (khí bên trong phổi). Vì vậy, cơ thể sẽ tiếp nhận lượng khí vào phổi.
Tương tự như vậy, khi thở ra, cơ hoành và cơ liên sườn dãn ra làm thể tích lồng ngực giảm nên thể tích lượng khí trong phổi giảm và áp suất khí lúc này tăng lên. Khí bên ngồi có áp suất nhỏ hơn nên lượng khí sẽ di chuyển ra bên ngồi.
b. Cơ chế trao đởi khí
Trao đởi khí ở phởi
Tại phổi diễn ra sự trao đổi khí giữa các phế nang và các mao mạch máu. Khi hít vào, lượng khí 𝑂2 sẽ đi vào các phế nang, nồng độ khí 𝑂2 ở phế nang cao còn nồng độ 𝐶𝑂2thấp. Tại các mao mạch máu, nồng độ 𝐶𝑂2 cao, nồng độ 𝑂2 thấp. Do đó, khí
𝑂2 sẽ di chuyển vào mao mạch, đồng thời 𝐶𝑂2 sẽ di chuyển ra các phế nang. Trao đởi khí ở tế bào
Tại tế bào diễn ra sự trao đổi khí giữa các mao mạch máu và các tế bào. Các mao mạch máu sau khi trao đổi khí với các phế nang sẽ có nồng độ 𝑂2 cao và 𝐶𝑂2thấp. Tại các tế bào thì ngược lại, nồng độ 𝐶𝑂2cao và 𝑂2 thấp. Khi đó, khí 𝑂2 từ mao mạch sẽ di chuyển vào trong tế bào, cung cấp cho hoạt động sống của cơ thể, đồng thời thải ra lượng 𝐶𝑂2 ra mao mạch.