У людини збільшена вентиляція легень внаслідок фізичного навантаження. Який з наведених показників зовнішнього дихання у неї значно більший, ніж у стані спокою?

Чому це правильна відповідь

Збільшення вентиляції легень при фізичному навантаженні відбувається переважно за рахунок зростання дихального об’єму, оскільки центральні командні сигнали з моторної кори та гіпоталамуса посилюють активацію мотонейронів діафрагми та міжреберних м’язів, збільшуючи амплітуду їх скорочення та об’єм повітря, що надходить і виходить за один дихальний цикл. Дихальний об’єм у спокої становить близько 500 мл, а при навантаженні може зростати до 2–3 л за рахунок більшого розширення грудної клітки та зниження плеврального тиску до -20...-30 см вод.ст. Регуляція на системному рівні базується на сигналах від пропріорецепторів м’язів і сухожиль, хеморецепторів каротидних і аортальних тіл, що реагують на зростання PCO2 та зниження pH, а також центральних хеморецепторів на CO2 у спинномозковій рідині, які спільно підвищують частоту та глибину дихання через дихальний центр у мосту та довгастому мозку. Зростання дихального об’єму є первинним механізмом, оскільки дозволяє ефективніше видаляти CO2 без пропорційного збільшення мертвого простору. На органному рівні діафрагма та зовнішні міжреберні м’язи генерують більший негативний плевральний тиск, розтягуючи легені сильніше за рахунок еластичної тяги, що збільшує альвеолярний об’єм і потік повітря за законом Пуазейля при більшому градієнті тиску. Резервні об’єми вдиху та видиху мобілізуються частково, але дихальний об’єм зростає найбільше, оскільки починається від функціонального залишкового рівня без досягнення меж життєвої ємності. Зворотний зв’язок реалізується через пульмональні рецептори розтягу, активація яких гальмує інспіраторні нейрони за рефлексом Геринга-Брейєра при значному розтягненні, обмежуючи надмірне зростання дихального об’єму та запобігаючи перерозтягненню легень. При навантаженні цей рефлекс послаблюється центральними сигналами для дозволу більшої вентиляції. Цей механізм приводить до значного зростання саме дихального об’єму, оскільки він є найбільш енергоефективним способом збільшення альвеолярної вентиляції при підвищеній метаболічній потребі, мінімізуючи роботу дихання на одиницю вентильованого об’єму порівняно з різким підвищенням частоти дихання.