При физическо натоварване голяма част от системите в организма се активират, за да посрещнат нуждите на организма да се справи с повишената активност. Освен в работата на сърдечносъдовата система, промени настъпват и в белодробната вентилация, съответно газовата обмяна в белите дробове и тъканите. Една от най-важните промени е увеличаването на минутния дихателен обем.


При работа на максимална мощност дихателната честота се увеличава до 35-45 в минута, а при спортисти дори до 60 вдишвания в минута. При умерено натоварване добре тренираните лица увеличават минутния си дихателен обем за сметка на увеличения обем вдишан въздух, а не на броя вдишвания.


Ако натоварването продължава да се увеличава в един момент дихателният обем достига максималната си стойност, след което се повишава основно дихателната честота. Пропорционално на увеличаващия се минутен дихателен обем се увеличава и кислородната консумация, респективно продукцията на въглероден диоксид.



За да се осъществи обменът на газове, при натоварване се увеличава и обемът на кръвта, който преминава през белите дробове за една минута. Количеството на кислород във венозните съдове значително се понижава, което е пряко свързано с засиленото му извличане от мускулите.


По време на натоварването се отварят капиляри, които при покой не функционират – така се повишава дифузионната площ, главно във върховете на белите дробове. Причината за включавнето им е, че контактното време на кръвта с алвеолите при натоварване се редуцира до 3 пъти.


В резултат на описаните промени обемът на кислорода, който навлиза от алвеолите в кръвта се увеличава и може да достигне до 4-5 литра за минута, а за сравнение – при покой тази стойност е едва 0,25 литра за минута. Значително се повишава и количеството на отделения въглероден диоксид, който от 0,2 л/мин достига до 8л/мин.


За да бъдат задоволени нуждите от кислород кръвотокът към тях може да достигне увеличаване до 30 пъти. Този резултат се постига чрез разширяване на кръвоносните съдове – вазодилатация и отново включване в кръвообращението на капиляри, които в покой са неактивни. Газовата обмяна се ускорява и от повишеното парциално налягане на въглеродния диоксид и намаленото на кислорода. Създава се градиент за дифузия на газовете между мускулните клетки и кръвта, което води до ускоряване на обмяната.


Намаленото налягане на кислорода води до по-лесното му отдаване от оксихемоглобина (комплекс на молекулите кислород с хемоглобина).


За регулацията на дишането отношение има комбинираното действие на нервни и хуморални фактори. В началото основно значени имат неврогенните стимули от кората на главния мозък, които регулират дихателния център в ствола на мозъка.


В началото - още през първата минута на физическа работа белодробната вентилация се покачва значително и води до понижаване налягането на въглеродния диоксид под прага на минимума. Това е предварителна регулация от страна на централната нервна система, която осигурява много голяма алвеоларна вентилация, преди още тя да е нужна.


За фината настройка на вентилацията значение имат и някои химични фактори – парциално налягане на кислород, въглероден диоксид и водородни йони, които въздействат върху периферни химиорецептори. Те от своя страна стимулират значително дихателния център.при работа с мощност над т. нар. лактатен праг (натрупване на метаболитни продукти) се води до стимулация на тези рецептори и до ускоряване на вентилацията – хипервентилация.


Повишаващата се телесна температура също допълнително увеличава белодробната вентилация.