Физиологични системи на тялото. Саногенетична защита на мозъка

В нашето тяло кислородът е отговорен за процеса на производство на енергия. В нашите клетки само благодарение на кислорода се получава оксигенация - превръщането на хранителните вещества (мазнини и липиди) в клетъчна енергия. С намаляване на парциалното налягане (съдържанието) на кислорода във вдишаното ниво - намалява нивото му в кръвта - намалява активността на организма на клетъчно ниво. Известно е, че повече от 20% от кислорода се консумира от мозъка. Дефицитът на кислород допринася Съответно, когато нивото на кислород спадне, благосъстоянието, работоспособността, общият тонус и имунитетът страдат.
Също така е важно да знаете, че именно кислородът може да премахне токсините от тялото.
Моля, имайте предвид, че във всички чуждестранни филми, в случай на инцидент или човек в тежко състояние, първо лекарите от спешната помощ поставят жертвата на кислороден апарат, за да повишат съпротивителните сили на организма и да увеличат шансовете му за оцеляване.
Терапевтичният ефект на кислорода е известен и използван в медицината от края на 18 век. В СССР активното използване на кислород за превантивни цели започва през 60-те години на миналия век.

хипоксия

Хипоксията или кислородното гладуване е намалено съдържание на кислород в тялото или отделни органи и тъкани. Хипоксията възниква при недостиг на кислород във вдишания въздух и в кръвта, в нарушение на биохимичните процеси на тъканното дишане. Поради хипоксия се развиват необратими промени в жизненоважни органи. Най-чувствителни към недостиг на кислород са централната нервна система, сърдечният мускул, бъбречната тъкан и черния дроб.
Проявите на хипоксия са дихателна недостатъчност, задух; нарушение на функциите на органи и системи.

Вредата на кислорода

Понякога можете да чуете, че "Кислородът е окислител, който ускорява стареенето на тялото."
Тук се прави грешно заключение от правилната предпоставка. Да, кислородът е окислител. Само благодарение на него хранителните вещества от храната се преработват в енергия в тялото.
Страхът от кислорода е свързан с две негови изключителни свойства: свободни радикали и отравяне с прекомерно налягане.

1. Какво представляват свободните радикали?
Някои от огромния брой непрекъснато протичащи окислителни (произвеждащи енергия) и редукционни реакции на тялото не са завършени докрай и тогава се образуват вещества с нестабилни молекули, които имат несдвоени електрони на външните електронни нива, наречени "свободни радикали". . Те се стремят да уловят липсващия електрон от всяка друга молекула. Тази молекула се превръща в свободен радикал и открадва електрон от следващата и т.н.
Защо е необходимо това? Определено количество свободни радикали или оксиданти е жизненоважно за тялото. На първо място - за борба с вредните микроорганизми. Свободните радикали се използват от имунната система като "снаряди" срещу "нашественици". Обикновено в човешкото тяло 5% от веществата, образувани по време на химичните реакции, се превръщат в свободни радикали.
Основните причини за нарушаването на естествения биохимичен баланс и увеличаването на свободните радикали учените наричат ​​емоционален стрес, тежки физически натоварвания, наранявания и изтощение на фона на замърсения въздух, консумация на консервирани и технологично неправилно обработени храни, зеленчуци и плодове, отглеждани с помощта на хербициди и пестициди, ултравиолетово и радиационно излагане.

По този начин стареенето е биологичен процес на забавяне на деленето на клетките, а свободните радикали, погрешно свързвани със стареенето, са естествени и необходими защитни механизми за тялото, а вредното им въздействие е свързано с нарушаване на естествените процеси в тялото от отрицателни фактори на околната среда и стрес.

2. "Кислородът е лесен за отравяне."
Наистина излишъкът от кислород е опасен. Излишъкът от кислород води до увеличаване на количеството на окисления хемоглобин в кръвта и намаляване на количеството на редуцирания хемоглобин. И тъй като намаленият хемоглобин премахва въглеродния диоксид, задържането му в тъканите води до хиперкапния - CO2 отравяне.
С излишък на кислород, броят на метаболитите на свободните радикали нараства, тези много ужасни „свободни радикали“, които са силно активни, действайки като окислители, които могат да увредят биологичните мембрани на клетките.

Ужасно, нали? Веднага искам да спра да дишам. За щастие, за да се отровите с кислород, е необходимо повишено кислородно налягане, като например в барокамера (по време на кислородна баротерапия) или при гмуркане със специални дихателни смеси. В обикновения живот такива ситуации не се случват.

3. „В планините има малко кислород, но има много столетници! Тези. кислородът е лош."
Всъщност в Съветския съюз в планинските райони на Кавказ и в Закавказието са регистрирани известен брой дълголетници. Ако погледнете списъка на проверените (т.е. потвърдени) столетници на света през цялата му история, картината няма да е толкова очевидна: най-възрастните столетници, регистрирани във Франция, САЩ и Япония, не са живели в планините ..

В Япония, където все още живее и живее най-старата жена на планетата Мисао Окава, която вече е на повече от 116 години, има и „островът на столетниците“ Окинава. Средната продължителност на живота тук за мъжете е 88 години, за жените - 92; това е по-високо, отколкото в останалата част на Япония с 10-15 години. На острова са събрани данни за повече от седемстотин местни столетници на възраст над сто години. Те казват, че: "За разлика от кавказките планинци, хунзакутите от Северен Пакистан и други народи, които се хвалят с дълголетието си, всички раждания на Окинава от 1879 г. насам са документирани в японския семеен регистър - косеки." Самите жители на Окинхуа вярват, че тайната на тяхното дълголетие се основава на четири стълба: диета, активен начин на живот, самодостатъчност и духовност. Местните никога не преяждат, придържайки се към принципа "хари хачи бу" - осем десети пълно. Тези „осем десети“ от тях се състоят от свинско месо, водорасли и тофу, зеленчуци, дайкон и местна горчива краставица. Най-старите жители на Окинава не седят бездействащи: те активно работят на земята, а отдихът им също е активен: най-много обичат да играят местна разновидност на крокет.: Окинава се нарича най-щастливият остров - няма присъщо бързане и стрес в големите острови на Япония. Местните жители са отдадени на философията на yuimaru – „добросърдечни и приятелски съвместни усилия“.
Интересното е, че щом окинавците се преместят в други части на страната, сред тях няма дълголетници, така че учените, изучаващи този феномен, установиха, че генетичният фактор не играе роля в дълголетието на островитяните. И ние, от своя страна, считаме за изключително важно, че островите Окинава се намират в зона с активни ветрове в океана и нивото на съдържание на кислород в такива зони е регистрирано като най-високо - 21,9 - 22% кислород.

Чистота на въздуха

„Но въздухът навън е мръсен и кислородът носи всички вещества със себе си.“
Ето защо системите OxyHaus имат тристепенна система за филтриране на входящия въздух. И вече пречистеният въздух постъпва в зеолитното молекулярно сито, в което се отделя кислородът на въздуха.

„Възможно ли е да се отровиш от кислород?“

Кислородно отравяне, хипероксия, възниква в резултат на дишане на газови смеси, съдържащи кислород (въздух, нитрокс) при повишено налягане. Кислородно отравяне може да възникне при използване на кислородни устройства, регенеративни устройства, при използване на изкуствени газови смеси за дишане, по време на кислородна рекомпресия, както и поради превишаване на терапевтичните дози в процеса на кислородна баротерапия. При отравяне с кислород се развиват дисфункции на централната нервна система, дихателните и кръвоносните органи.

Как кислородът влияе на човешкото тяло?

Повече от него се изисква от растящия организъм и тези, които са ангажирани с интензивна физическа активност. Като цяло, активността на дишането до голяма степен зависи от много външни фактори. Например, ако стоите под достатъчно хладен душ, тогава количеството кислород, което консумирате, ще се увеличи със 100% в сравнение с условията при стайна температура. Тоест, колкото повече човек отделя топлина, толкова по-често става дишането му. Ето някои интересни факти за това:

• за 1 час човек изразходва 15-20 литра кислород;


• количеството консумиран кислород: по време на будност се увеличава с 30-35%, по време на тиха разходка - със 100%, по време на лека работа - с 200%, по време на тежка физическа работа - с 600% или повече;


• Активността на дихателните процеси пряко зависи от капацитета на белите дробове. Така, например, за спортистите е с 1-1,5 литра повече от нормата, но за професионалните плувци може да достигне до 6 литра!


• Колкото по-голям е капацитетът на белите дробове, толкова по-ниска е дихателната честота и толкова по-голяма е дълбочината на вдишването. Илюстративен пример: спортист прави 6-10 вдишвания в минута, докато нормален човек (неатлет) диша с честота 14-18 вдишвания в минута.

Тогава защо се нуждаем от кислород?

Той е необходим за целия живот на земята: животните го консумират в процеса на дишане ирастения освобождават го по време на фотосинтезата. Всяка жива клетка съдържа повече кислород от всеки друг елемент – около 70%.

Намира се в молекулите на всички вещества – липиди, протеини, въглехидрати, нуклеинови киселини и нискомолекулни съединения. А човешкият живот би бил просто немислим без този важен елемент!

Процесът на неговия метаболизъм е следният: първо той навлиза през белите дробове в кръвта, където се абсорбира от хемоглобина и образува оксихемоглобин. След това се "транспортира" чрез кръвта до всички клетки на органи и тъкани. В свързано състояние идва под формата на вода. В тъканите се изразходва главно за окисляването на много вещества по време на техния метаболизъм. По-нататък се метаболизира до вода и въглероден диоксид, след което се екскретира от тялото чрез органите на дихателната и отделителната система.

Излишък на кислород

Дългосрочното вдишване на въздух, обогатен с този елемент, е много опасно за човешкото здраве. Високите концентрации на О2 могат да предизвикат появата на свободни радикали в тъканите, които са "разрушители" на биополимерите, по-точно на тяхната структура и функции.

Въпреки това, в медицината, за лечение на някои заболявания, все още се използва процедура за насищане с кислород под повишено налягане, която се нарича хипербарна оксигенация.

Излишният кислород е толкова опасен, колкото и излишната слънчева радиация. В живота човек просто бавно изгаря в кислород, като свещ. Стареенето е процес на горене. В миналото селяните, които постоянно са били на чист въздух и слънце, са живели много по-малко от своите господари - благородниците, които са свирили музика в затворени къщи и са прекарвали времето си в игри на карти.

Ориз. 1. Структурата на гръбначния стълб.

Ставите на прешлените се осъществяват с помощта на хрущялни, еластични междупрешленни дискове и ставни процеси. Междупрешленните дискове увеличават подвижността на гръбначния стълб. Колкото по-голяма е тяхната дебелина, толкова по-голяма е гъвкавостта. Ако завоите на гръбначния стълб са силно изразени (при сколиоза), подвижността на гръдния кош намалява. Плосък или закръглен гръб (гърбав гръб) показва слабост на мускулите на гърба. Корекцията на позата се извършва чрез общоразвиващи, силови и разтягащи упражнения. Гръбначният стълб ви позволява да се навеждате напред и назад, настрани, ротационни движения около вертикалната ос.

Гръден кошсе състои от гръдна кост (стернум), 12 гръдни прешлена и 12 чифта ребра (фиг. 2).

Ориз. 2. Човешки скелет.

Ребрата са плоски дъговидно извити дълги кости, които с помощта на гъвкави хрущялни краища са подвижно прикрепени към гръдната кост. Всички ребрени връзки са силно еластични, което е от съществено значение за дишането.

Гръдният кош предпазва сърцето, белите дробове, черния дроб и част от храносмилателния тракт. Обемът на гръдния кош може да се промени по време на дишане със свиването на междуребрените мускули и диафрагмата.

Скелет Горни крайнициобразуван от раменния пояс, състоящ се от две лопатки и две ключици и свободен горен крайник, включващ рамото, предмишницата и ръката. Рамото е една раменна тръбна кост; предмишницата се формира от радиуса и лакътната кост; Скелетът на ръката е разделен на китка (8 кости, подредени в два реда), метакарпус (5 къси тръбести кости) и фаланги на пръстите (5 фаланги).

Скелет долен крайниквключва тазовия пояс, състоящ се от две тазови кости и сакрума, и скелета на свободния долен крайник, който се състои от три основни дяла - бедро (една бедрена кост), подбедрица (тибия и фибула) и стъпало (тарзус - 7 кости, метатарзус - 5 кости и 14 фаланги).

Всички кости на скелета са свързани чрез стави, връзки и сухожилия. . ставитеосигуряват подвижност на ставните кости на скелета. Ставните повърхности са покрити с тънък слой хрущял, който осигурява плъзгане на ставните повърхности с малко триене. Всяка става е изцяло затворена в ставна торба. Стените на тази торба отделят ставна течност, която действа като лубрикант. Лигаментно-капсулният апарат и мускулите около ставата го укрепват и фиксират. Основните посоки на движение, които осигуряват ставите са: флексия-разгъване, абдукция-аддукция, ротация и кръгови движения.

Основните функции на опорно-двигателния апарат са опора и движение на тялото и неговите части в пространството.

Основната функция на ставите е да участват в осъществяването на движенията. Те също играят ролята на амортисьори, потискат инерцията на движение и ви позволяват незабавно да спрете в процеса на движение.

Правилно организираните часове по физическо възпитание не увреждат развитието на скелета, той става по-издръжлив в резултат на удебеляване на кортикалния слой на костите. Това е важно при извършване на физически упражнения, които изискват висока механична якост (бягане, скачане и др.). Неправилната конструкция на тренировките може да доведе до претоварване на поддържащия апарат. Едностранчивостта в избора на упражнения също може да причини деформация на скелета.

При хора с ограничена двигателна активност, чиято работа се характеризира с продължително задържане на определена поза, настъпват значителни промени в костната и хрущялната тъкан, което се отразява особено неблагоприятно на състоянието на гръбначния стълб и междупрешленните дискове. Физическите упражнения укрепват гръбначния стълб и поради развитието на мускулния корсет премахват различни изкривявания, което допринася за развитието на правилна стойка и разширяване на гръдния кош.

Всяка двигателна, включително спортна, дейност се извършва с помощта на мускулите, поради тяхното свиване. Следователно структурата и функционалността на мускулите трябва да бъдат известни на всеки човек, но особено на тези, които се занимават с физически упражнения и спорт.

Човешки скелетни мускули.

Човек има около 600 мускула. Основните мускули са показани на фиг. 3.

Фиг.3. Човешки мускули.

гръдни мускулиучастват в движенията на горните крайници, а също така осигуряват произволни и неволни дихателни движения. Дихателните мускули на гръдния кош се наричат ​​външни и вътрешни междуребрени мускули. Диафрагмата също принадлежи към дихателните мускули.

мускулите на гърбасе състои от повърхностни и дълбоки мускули. Повърхностните осигуряват известно движение на горните крайници, главата и шията. Дълбоките ("токоизправители на багажника") са прикрепени към спинозните процеси на прешлените и се простират по гръбначния стълб. Мускулите на гърба участват в поддържането на вертикалното положение на тялото, със силно напрежение (свиване) карат тялото да се огъва назад.

Коремни мускулиподдържат налягане вътре в коремната кухина (коремна преса), участват в някои движения на тялото (огъване на торса напред, наклони и завои настрани), в процеса на дишане.

Мускулите на главата и шията- мимически, дъвчене и движение на главата и шията. Мимическите мускули са прикрепени в единия си край към костта, а другият - към кожата на лицето, някои могат да започват и завършват в кожата. Мимическите мускули осигуряват движението на кожата на лицето, отразяват различни психични състояния на човек, придружават речта и са важни в комуникацията. Дъвкателните мускули по време на свиване предизвикват движението на долната челюст напред и настрани. Мускулите на шията участват в движенията на главата. Задната група мускули, включително мускулите на гърба на главата, по време на тонично (от думата "тонус") свиване държи главата във вертикално положение.

Мускули на горните крайнициосигуряват движение на раменния пояс, предмишницата и привеждат в движение ръката и пръстите. Основните мускули-антагонисти са бицепсите (флексорите) и трицепсите (екстензорите) на рамото. Движенията на горния крайник и преди всичко на ръката са изключително разнообразни. Това се дължи на факта, че ръката служи като орган на труда на човек.

Мускули на долните крайницидопринасят за движенията на бедрото, подбедрицата и стъпалото. Бедрените мускули играят важна роля за поддържане на вертикалното положение на тялото, но при хората те са по-развити, отколкото при другите гръбначни животни. Мускулите, които движат подбедрицата, са разположени на бедрото (например четириглавият мускул, чиято функция е да разтяга подбедрицата в колянната става; антагонистът на този мускул е бицепсът на бедрената кост). Ходилото и пръстите се привеждат в движение от мускулите, разположени на подбедрицата и стъпалото. Огъването на пръстите на краката се извършва със свиване на мускулите, разположени на стъпалото, и удължаване - със свиване на мускулите на предната повърхност на подбедрицата и стъпалото. Много мускули на бедрото, подбедрицата и стъпалото участват в поддържането на човешкото тяло в изправено положение.

Има два вида мускули: гладка(неволно) и набразден(произволно). Гладките мускули се намират в стените на кръвоносните съдове и някои вътрешни органи. Те свиват или разширяват кръвоносните съдове, придвижват храната през стомашно-чревния тракт и свиват стените на пикочния мехур. Напречнонабраздените мускули са всички скелетни мускули, които осигуряват разнообразни движения на тялото. Към набраздената мускулатура се отнася и сърдечният мускул, който автоматично осигурява ритмичната работа на сърцето през целия живот.

Основата на мускулите са протеини, които съставляват 80-85% от мускулната тъкан (с изключение на водата). Основното свойство на мускулната тъкан е контрактилност, осигурява се от съкратителните мускулни протеини - актин и миозин. Мускулната тъкан е много сложна. Мускулът има влакнеста структура, всяко влакно е миниатюрен мускул, комбинацията от тези влакна образува мускула като цяло. мускулни влакна, от своя страна, се състои от миофибрила. Всяка миофибрила е разделена на редуващи се светли и тъмни области. Тъмните области са изградени от дълги вериги от молекули миозин, леките се образуват от по-тънки протеинови нишки актин.

Мускулната дейност се регулира от централната нервна система. Във всеки мускул влиза нерв, който се разпада на тънки и най-тънки клони. Нервните окончания достигат до отделни мускулни влакна. Моторните нервни влакна предават импулси от мозъка и гръбначния мозък (възбуждане), които привеждат мускулите в работно състояние, което ги кара да се свиват. Сензорните влакна предават импулси в обратна посока, информирайки централната нервна система за мускулната активност.

Скелетните мускули са част от структурата на опорно-двигателния апарат, прикрепени са към костите на скелета и при свиване задвижват отделни връзки на скелета, лостове. Те участват в поддържането на положението на тялото и неговите части в пространството, осигуряват движение при ходене, бягане, дъвчене, преглъщане, дишане и др., като същевременно генерират топлина.

Скелетните мускули имат способността да се възбуждат под въздействието на нервни импулси. Възбуждането се извършва до контрактилни структури (миофибрили), които в отговор извършват определен двигателен акт - движение или напрежение.

Всички скелетни мускули са съставени от набраздени мускули. При хората има около 600 от тях и повечето от тях са сдвоени. Мускулите представляват значителна част от сухата маса на човешкото тяло. При жените мускулите представляват до 35% от общото телесно тегло, а при мъжете съответно до 50%. Специалните силови тренировки могат значително да увеличат мускулната маса. Липсата на физическа активност води до намаляване на мускулната маса, а често и до увеличаване на мастната маса.

Скелетните мускули са покрити отвън с плътна съединителнотъканна обвивка. Във всеки мускул се разграничава активната част ( мускулно тяло) и пасивен ( сухожилие). Сухожилията имат еластични свойства и са последователният еластичен елемент на мускула. Сухожилията имат по-голяма якост на опън от мускулната тъкан. Най-слабите и следователно най-често нараняваните области на мускула са преходите на мускула в сухожилието. Ето защо преди всяка тренировка е необходима добра предварителна загрявка.

Мускулите се делят на дълъг, къси широк.

Мускулите, които действат в противоположни посоки, се наричат антагонисти, и в същото време - синергисти.

Според функционалното предназначение и посоката на движение в ставите се разграничават мускулите флексории екстензори, водещии отклоняване, сфинктери(компресивна) и разширители.

Всички мускули са проникнати от сложна система от кръвоносни съдове. Кръвта, която тече през тях, ги снабдява с хранителни вещества и кислород.

Функции на двигателния апарат:

Поддръжка - фиксиране на мускулите и вътрешните органи;

Защитна - защита на жизненоважни органи (мозък и гръб, мозък, сърце и др.);

Моторни - осигуряване на двигателни актове;

Пролет - смекчаване на сътресения и трусове;

Хематопоетичен - хемопоеза;

Участие в минералния метаболизъм.

Физиологични системи на тялото.

Нервна система.Човешката нервна система обединява всички системи на тялото в едно цяло и се състои от няколко милиарда нервни клетки и техните процеси. Дългите процеси на нервните клетки, обединявайки се, образуват нервни влакна, които са подходящи за всички човешки тъкани и органи.

Нервна системавключва централен(главен и гръбначен мозък) и периферен(нерви, излизащи от главния и гръбначния мозък и разположени по периферията на нервните възли) отдели.

Централната нервна система координира дейността на различни органи и системи на тялото и регулира тази дейност в променяща се външна среда според рефлексния механизъм. Процесите, протичащи в централната нервна система, са в основата на цялата умствена дейност на човека.

мозъке натрупване на огромен брой нервни клетки. Състои се от предна, междинна, средна и задна част. Структурата на мозъка е несравнимо по-сложна от структурата на всеки орган от човешкото тяло. Мозъкът е активен не само по време на будност, но и по време на сън. Мозъчната тъкан консумира 5 пъти повече кислород от сърцето и 20 пъти повече от мускулите. Съставлявайки само около 2% от телесното тегло на човек, мозъкът абсорбира 18-25% от кислорода, консумиран от цялото тяло. Мозъкът значително надминава други органи в консумацията на глюкоза. Той използва 60-70% от глюкозата, произведена от черния дроб, въпреки факта, че мозъкът съдържа по-малко кръв от другите органи. Влошаването на кръвоснабдяването на мозъка може да бъде свързано с хиподинамия. В този случай има главоболие с различна локализация, интензивност и продължителност, замаяност, слабост, умствена активност намалява, паметта се влошава, появява се раздразнителност.

Гръбначен мозъклежи в гръбначния канал, образуван от дъгите на прешлените. В различни части на гръбначния мозък има двигателни неврони (моторни нервни клетки), които инервират мускулите на горните крайници, гърба, гърдите, корема и долните крайници. В сакралната област са центровете на дефекация, уриниране и сексуална активност. Тонусът на центровете на гръбначния мозък се регулира от висшите части на централната нервна система. Всички видове наранявания и заболявания на гръбначния мозък могат да доведат до нарушение на болката, температурната чувствителност, нарушаване на структурата на сложните произволни движения, мускулния тонус.

Периферна нервна системаобразувани от нерви, които се разклоняват от главния и гръбначния мозък. Има 12 чифта черепни нерви от мозъка и 31 чифта гръбначни нерви от гръбначния мозък.

Според функционалния принцип нервната система се разделя на соматична и вегетативна. Соматичнинервите инервират набраздената мускулатура на скелета и някои органи (език, фаринкс, ларинкс и др.). Вегетативнанервите регулират работата на вътрешните органи (свиване на сърцето, чревна перисталтика и др.).

Основните нервни процеси са възбуждане и инхибиране, които се случват в нервните клетки. Възбуда- състоянието на нервните клетки, когато те сами предават или насочват нервните импулси към други клетки. Спиране- състоянието на нервните клетки, когато тяхната дейност е насочена към възстановяване.

Нервната система работи на принципа на рефлекса. рефлекс- това е реакцията на тялото на дразнене, както вътрешно, така и външно, осъществявано с участието на централната нервна система (ЦНС).

Има два вида рефлекси: безусловен(вродени) и условно(придобити в процеса на живот).

Всички човешки движения са нови форми на двигателни действия, придобити в процеса на индивидуалния живот. двигателно умение- двигателно действие, извършвано автоматично без участието на вниманието и мисленето.

В процеса на физическо обучение човешката нервна система се подобрява, осъществявайки по-фино взаимодействие на процесите на възбуждане и инхибиране на различни нервни центрове. Обучението позволява на сетивните органи да извършват по-диференцирано двигателно действие, формира способността за по-бързо овладяване на нови двигателни умения. Основната функция на нервната система е да регулира взаимодействието на организма като цяло с външната му среда и да регулира дейността на отделните органи и връзката между органите.

Рецептори и анализатори.Способността на тялото бързо да се адаптира към промените в околната среда се реализира благодарение на специални образувания - рецептори, които, имайки строга специфичност, трансформират външните стимули (звук, температура, светлина, налягане) в нервни импулси, които навлизат в централната нервна система през нервните влакна.

Човешките рецептори се разделят на две основни групи: екстеро- (външен) и intero- (вътрешни) рецептори. Всеки такъв рецептор е неразделна част от анализиращата система, която се нарича анализатор. Анализаторсе състои от три дяла - рецепторен, проводящ дял и централно образувание в мозъка. Най-високата част на анализатора е кортикалната част на мозъка. Изброяваме имената на анализаторите, чиято роля в човешкия живот е известна на мнозина:

Кожа (тактилна, болезнена, топлинна, студена чувствителност);

Моторни (рецепторите в мускулите, ставите, сухожилията и връзките се възбуждат под въздействието на натиск и разтягане);

Вестибуларен (намира се във вътрешното ухо и възприема позицията на тялото в пространството);

Визуални (светлина и цвят);

Слухов (звук);

Обонятелни (мирис);

Gustatory (вкус);

Висцерална (състояние на редица вътрешни органи).

Състав и функции на кръвта.Кръв- течна трофична съединителна тъкан на тялото, циркулираща в съдовете и изпълняваща следните функции:

Транспорт - доставя хранителни вещества до клетките; осигурява хуморална регулация.

Дихателна - доставя кислород до тъканите;

Отделителна - премахва метаболитните продукти и въглеродния диоксид от тях;

Защитно - осигуряване на имунитет и тромбоза по време на кървене;

Терморегулиращо - регулира телесната температура.

Съставът на кръвта е относително стабилен и има слабо алкална реакция. Кръвта се състои от плазма (55%) и формени елементи (45%).

плазма- течната част на кръвта (90-92% вода), съдържаща органични вещества и соли (8%), както и витамини, хормони, разтворени газове.

Фасонирани елементи: еритроцити, левкоцити и тромбоцити. Образуването на кръвни клетки се извършва в различни хемопоетични органи - костен мозък, далак, лимфни възли.

червени кръвни телца- червените кръвни клетки (4-5 милиона на кубичен мм), са носител на червения пигмент - хемоглобин. Основната физиологична функция на еритроцитите е свързването и транспортирането на кислород от белите дробове до органите и тъканите. Този процес се осъществява поради структурните особености на еритроцитите и химичния състав на хемоглобина. Хемоглобинът е уникален с това, че има способността да образува вещества в комбинация с кислорода. В тялото има 750-800 g хемоглобин, концентрацията му в кръвта при мъжете е 14-15%, при жените 13-14%. Хемоглобинът определя максималния кръвен капацитет (максималното количество кислород, което може да се съдържа в 100 ml кръв). Всеки 100 ml кръв може да свърже до 20 ml кислород. Комбинацията от хемоглобин с кислород се нарича оксихемоглобин. Червените кръвни клетки се образуват в клетките на червения костен мозък.

Левкоцити- бели кръвни клетки (6-8 хиляди на 1 куб. mm кръв). Тяхната основна функция е да предпазват тялото от патогени. Те защитават тялото от чужди бактерии, или като ги унищожават директно чрез фагоцитоза (поглъщане), или чрез образуване на антитела, които да ги унищожат. Продължителността на живота им е 2-4 дни. Броят на левкоцитите се попълва през цялото време благодарение на новообразуваните клетки от костния мозък, далака и лимфните възли.

тромбоцити- тромбоцити (200-400 хиляди / mm 3), допринасят за съсирването на кръвта и по време на гниенето отделят вазоконстрикторно вещество - серотонин.

кръвоносна система.Дейността на всички системи на човешкото тяло се осъществява чрез взаимовръзката на хуморалната (течна) и нервната регулация. Хуморалната регулация се осъществява от вътрешната транспортна система чрез кръвта и кръвоносната система, която включва сърцето, кръвоносните съдове, лимфните съдове и органите, които произвеждат специални клетки - формени елементи.

Нервната система усилва или инхибира дейността на всички органи не само чрез вълни на възбуждане или нервни импулси, но и чрез навлизане на медиатори, хормони и метаболитни продукти в кръвта, лимфата, цереброспиналните и тъканните течности. Тези химикали действат върху органите и нервната система. По този начин в естествени условия няма изключително нервна регулация на дейността на органите, а неврохуморална.

Движението на кръвта и лимфата през съдовете става непрекъснато, поради което органите, тъканите, клетките непрекъснато получават необходимите хранителни вещества и кислород в процеса на асимилация, а продуктите от разпадане непрекъснато се отстраняват в процеса на метаболизма.

Тираже процесът на насочен кръвен поток. Възниква поради дейността на сърцето и кръвоносните съдове. Основните функции на кръвообращението са транспортна, обменна, отделителна, хомеостатична и защитна. Кръвоносната система осигурява транспорт на дихателни газове, хранителни и биологично активни вещества, хормони, пренос на топлина в тялото.

Кръвта в човешкото тяло се движи в затворена система, в която се разграничават две части - голям и малък кръг на кръвообращението. Дясната страна на сърцето насърчава кръвта през белодробното кръвообращение, лявата страна на сърцето - чрез системното кръвообращение (фиг. 4).

Ориз. 4. Големи и малки кръгове на кръвообращението.

Малък кръг на кръвообращениетозапочва от дясната камера на сърцето. След това кръвта навлиза в белодробния ствол, който се разделя на две белодробни артерии, които от своя страна се разделят на по-малки артерии, които преминават в капилярите на алвеолите, където се извършва обмен на газ (в белите дробове кръвта отделя въглероден диоксид и се обогатява с кислород). Две вени излизат от всеки бял дроб и се изпразват в лявото предсърдие.

Системно кръвообращениезапочва от лявата камера на сърцето. Кръвта, обогатена с кислород и хранителни вещества, навлиза във всички органи и тъкани, където се извършва газообмен и метаболизъм. Поемайки въглероден диоксид и продукти от разпадане от тъканите, кръвта се събира във вените и се придвижва към дясното предсърдие.

Непрекъснатото движение на кръвта през съдовете се дължи на ритмични контракции на сърцето, които се редуват с неговото отпускане. Благодарение на помпената функция на сърцето, която създава разлика в налягането в артериалните и венозните участъци на съдовата система в резултат на периодично редуване на съкращения и отпускания на вентрикулите и предсърдията, кръвта се движи през съдовете непрекъснато, в определена посока. Съкращението на сърдечния мускул се нарича систола, и неговото отпускане - диастола. Периодът, включващ систола и диастола, е сърдечен цикъл.

Дейността на сърцето се характеризира с предсърдни систоли (0,1 s) и вентрикули (0,35 s) и диастола (0,45 s).

При хората има три вида кръвоносни съдове: артерии, вени и капиляри. Артериите и вените се различават една от друга по посоката на кръвния поток в тях. Артериите пренасят кръвта от сърцето към тъканите, докато вените я връщат от тъканите към сърцето. Капилярите са най-тънките съдове, те са 15 пъти по-тънки от човешки косъм.

Сърцето е централният орган на кръвоносната система.Сърцето е кух мускулест орган, разделен от надлъжна преграда на дясна и лява половина. Всеки от тях се състои от предсърдие и вентрикули, разделени от фиброзни прегради (фиг. 5).

Ориз. 5. Човешко сърце.

Клапен апарат на сърцето- образувание, което осигурява преминаването на кръвта през съдовата система в една посока. В сърцето има куспидни клапи между предсърдията и вентрикулите и полулунни клапи - на изхода на кръвта от вентрикулите към аортата и белодробната артерия.

Автоматично сърце- способността на сърцето да се възбужда ритмично без участието на регулацията на централната нервна система. Движението на кръвта през съдовете се осигурява, в допълнение към помпената функция на сърцето, от всмукващото действие на гръдния кош и динамичното компресиране на съдовете на мускулите по време на физическа работа.

Артериалната кръв се движи през съдовете от сърцето под въздействието на налягането, създадено от сърдечния мускул по време на неговото свиване. Обратният поток на кръвта през вените се влияе от няколко фактора:

Първо, венозната кръв се движи към сърцето под действието на съкращения на скелетните мускули, които сякаш изтласкват кръвта от вените към сърцето, докато обратното движение на кръвта е изключено, тъй като клапите във вените позволяват на кръвта да преминава само към сърцето. Механизмът на принудително движение на венозна кръв към сърцето, преодоляване на силите на гравитацията под въздействието на ритмични контракции и отпускане на скелетните мускули, се нарича мускулна помпа. По този начин, по време на циклични движения, скелетните мускули значително помагат на сърцето да циркулира кръвта в съдовата система;

Второ, при вдишване гръдният кош се разширява и в него се създава намалено налягане, което осигурява засмукване на венозна кръв към гръдния кош;

Трето, в момента на систола (свиване) на сърдечния мускул, когато предсърдията се отпуснат, в тях възниква ефект на засмукване, което допринася за движението на венозна кръв към сърцето.

Сърцето работи автоматично под контрола на централната нервна система, вълната от трептения, разпространяваща се по еластичните стени на артериите в резултат на хидродинамичното въздействие на част от кръвта, изхвърлена в аортата по време на свиването на лявата камера, се нарича сърдечен ритъм(сърдечен ритъм).

Сърдечният ритъм зависи от възрастта, пола, телесното тегло, фитнес. При млади здрави хора сърдечната честота (HR) е 60-80 удара в минута. При възрастен мъж в покой той е 65-75 удара / мин, при жените е с 8-10 удара повече, отколкото при мъжете. При тренирани спортисти сърдечната честота в покой може да достигне 40-50 удара / мин.

Сърдечната честота под 60 удара/мин се нарича брадикардияи повече от 90 - тахикардия.

Количеството кръв, изтласкано от вентрикула на сърцето в аортата по време на едно свиване, се нарича систоличен (ударен) кръвен обем, в покой е 60-80 мл. При физическо натоварване при нетренирани се увеличава до 100-130 мл, а при тренирани до 180-200 мл.

Количеството кръв, изхвърлено от една сърдечна камера за една минута, се нарича минутен обем кръв (MOV).В покой тази цифра е средно 4-6 литра. При физическо усилие се увеличава при нетренирани хора до 18-20 литра, а при тренирани хора до 30-40 литра.

Налягането на кръвта, движеща се през сърдечно-съдовата система, се дължи главно на работата на сърцето, съпротивлението на стените на кръвоносните съдове и хидростатичните сили. В аортата и централните артерии на системното кръвообращение кръвното налягане (артериалното налягане) в покой по време на систола (момент на сърдечна контракция) е 115-125 mm Hg. Чл., с диастола (налягане по време на отпускане на сърдечния мускул) е 60-80 mm Hg. Изкуство.

Според Световната здравна организация оптималното кръвно налягане е 120/80.

Нормално ниско за възрастен е 100-110 / 60-70.Под тези стойности налягането е хипотоничен.

Нормално високите числа са 130-139/85-89. Над тези стойности налягането е хипертоничен.

Възрастните хора имат по-високо кръвно налягане от по-младите хора; при деца е по-нисък, отколкото при възрастни.

Стойността на артериалното налягане зависи от контрактилната сила на миокарда, стойността на IOC, дължината, капацитета и тонуса на съдовете, вискозитета на кръвта.

Под влияние на физическото обучение размерът и масата на сърцето се увеличават поради удебеляване на стените на сърдечния мускул и увеличаване на обема му. Мускулът на тренираното сърце е по-плътно наситен с кръвоносни съдове, което осигурява по-добро хранене на мускулната тъкан и нейната работа.

Дъх.дишаненарича се комплекс от физиологични, биохимични и биофизични процеси, които осигуряват доставката на кислород в тялото, транспортирането му до тъканите и органите, както и образуването, отделянето и отделянето на въглероден диоксид и вода от тялото. Различават се следните връзки на дихателната система: външно дишане, транспорт на газове чрез кръв и тъканно дишане.

външно дишанеосъществява се с помощта на дихателен апарат, състоящ се от дихателни пътища (носна кухина, назофаринкс, ларинкс, дихателна тръба, трахея и бронхи). Стените на носния проход са облицовани с ресничест епител, който задържа праха, който идва с въздуха. Вътре в носния проход въздухът се затопля. При дишане през устата въздухът навлиза веднага във фаринкса и от него в ларинкса, без да се очиства и без да се затопля (фиг. 6).

Ориз. 6. Устройството на дихателния апарат на човека.

Когато вдишвате, въздухът навлиза в белите дробове, всеки от които се намира в плевралната кухина и работи изолирано един от друг. Всеки бял дроб има форма на конус. От страната, обърната към сърцето, във всеки бял дроб навлиза бронх, който се разделя на по-малки бронхи, образува се така нареченото бронхиално дърво. Малките бронхи завършват с алвеоли, които са оплетени с гъста мрежа от капиляри, през които тече кръвта. Когато кръвта преминава през белодробните капиляри, възниква газообмен: въглеродният диоксид, освободен от кръвта, навлиза в алвеолите и те дават кислород на кръвта.

Показатели за здравето на дихателната система са дихателен обем, дихателна честота, жизнен капацитет, белодробна вентилация, кислородна консумация и др.

Дихателен обем- обемът на въздуха, преминаващ през белите дробове в един дихателен цикъл (вдишване, издишване), тази цифра се увеличава значително при обучени хора и варира от 800 ml или повече. При нетрениран дихателен обем в покой е на ниво 350-500 ml.

Ако след нормално вдишване се направи максимално издишване, тогава от белите дробове ще излязат още 1,0-1,5 литра въздух. Този обем се нарича резерв.Количеството въздух, което може да бъде вдишано над дихателния обем, се нарича допълнителен обем.

Сумата от три обема: дихателен, допълнителен и резервен е жизненият капацитет на белите дробове. Жизнен капацитет (VC)- максималния обем въздух, който човек може да издиша след максимално вдишване (измерено чрез спирометрия). Жизненият капацитет на белите дробове до голяма степен зависи от възрастта, пола, височината, гръдната обиколка и физическото развитие. При мъжете VC варира от 3200-4200 ml, при жените 2500-3500 ml. При спортисти, особено тези, които се занимават с циклични спортове (плуване, ски и др.), VC може да достигне 7000 ml или повече при мъжете и 5000 ml или повече при жените.

Скорост на дишанее броят на вдишванията в минута. Един цикъл се състои от вдишване, издишване и дихателна пауза. Средната дихателна честота в покой е 15-18 цикъла в минута. При тренирани хора, чрез увеличаване на дихателния обем, дихателната честота се намалява до 8-12 цикъла в минута. По време на тренировка дихателната честота се увеличава, например при плувци до 45 цикъла в минута.

Белодробна вентилацияе обемът въздух, който преминава през белите дробове за минута. Стойността на белодробната вентилация се определя чрез умножаване на стойността на дихателния обем по дихателната честота. Белодробната вентилация в покой е на ниво 5000-9000 ml. При физическа активност тази цифра се увеличава.

Консумация на кислород- количеството кислород, използвано от тялото в покой или по време на тренировка за 1 минута. В покой човек изразходва 250-300 ml кислород на минута. При физическа активност тази стойност се увеличава. Най-голямото количество кислород, което тялото може да консумира на минута при максимална мускулна работа, се нарича максимална консумация на кислород(IPC).

Дихателната система се развива най-ефективно от циклични спортове (бягане, гребане, плуване, ски и др.) (Таблица 1)

Раздел. 1. Някои морфофункционални показатели на сърдечно-съдовата

Е. ЗВЯГИНА.

Физиолозите твърдят, че липсата на кислород в някои случаи може да бъде полезна за тялото и дори помага за излекуване на много заболявания.

Липсата на кислород в органите и тъканите (хипоксия) възниква по различни причини.

Лауреат на Държавната награда на Украйна професор А. 3. Колчинская. Под нейно ръководство е създадена компютърна програма, която оценява работата на дихателните органи, и е разработена система за хипоксично обучение.

Хипоксична тренировка. В продължение на няколко минути пациентът диша през хипоксиката, след това отстранява маската и диша обикновен въздух. Процедурата се повтаря четири до шест пъти.

Можете да забравите как да плувате или да карате колело, но дишането е процес, който протича извън нашето съзнание. Специално обучение тук, слава Богу, не се изисква. Може би затова повечето от нас имат много груби представи за това как дишат.

Ако попитате за това човек, който е далеч от естествените науки, отговорът вероятно ще бъде следният: ние дишаме с белите си дробове. Всъщност това не е вярно. На човечеството са били необходими повече от двеста години, за да разбере какво е дишането и каква е неговата същност.

Схематично съвременната концепция за дишането може да се представи по следния начин: движенията на гръдния кош създават условия за вдишване и издишване; вдишваме въздух, а с него и кислород, който, преминавайки през трахеята и бронхите, навлиза в белодробните алвеоли и кръвоносните съдове. Благодарение на работата на сърцето и хемоглобина, който се съдържа в кръвта, кислородът се доставя до всички органи, до всяка клетка. Клетките съдържат малки зърна - митохондрии. Именно в тях се извършва обработката на кислорода, тоест се извършва същинското дишане.

Кислородът в митохондриите се „поема“ от дихателни ензими, които го доставят под формата на отрицателно заредени йони до положително зареден водороден йон. При свързването на кислородни и водородни йони се отделя голямо количество топлина, което е необходимо за синтеза на основния склад за биологична енергия - АТФ (аденозин-трифосфорна киселина). Енергията, освободена при разграждането на АТФ, се използва от тялото за извършване на всички жизнени процеси, за всяка негова дейност.

Така протича дишането при нормални условия: въздухът съдържа достатъчно количество кислород, човекът е здрав и не изпитва претоварване. Но какво се случва, когато балансът е нарушен?

Дихателната система може да се сравни с компютър. Компютърът има чувствителни елементи, чрез които информацията за хода на процеса се предава на контролния център. Същите чувствителни елементи присъстват в дихателната верига. Това са хеморецептори на аортата и каротидните артерии, които предават информация за намаляване на концентрацията на кислород в артериалната кръв или повишаване на съдържанието на въглероден диоксид в нея. Това се случва например, когато количеството кислород във вдишания въздух намалее. Сигналът за това се предава чрез специални рецептори до дихателния център на продълговатия мозък, а оттам отива към мускулите. Работата на гръдния кош и белите дробове се засилва, човек започва да диша по-често, съответно се подобрява вентилацията на белите дробове и доставянето на кислород в кръвта. Възбуждането на рецепторите на каротидните артерии също предизвиква увеличаване на сърдечната честота, което увеличава кръвообращението и кислородът достига по-бързо до тъканите. Това се улеснява от освобождаването на нови еритроцити в кръвта и, следователно, на съдържащия се в тях хемоглобин.

Това обяснява благоприятното влияние на планинския въздух върху жизнеността на човека. Пристигайки в планинските курорти - да речем в Кавказ - мнозина забелязват, че настроението им се подобрява, кръвта сякаш тече по-бързо. А тайната е проста: въздухът в планините е разреден, в него има по-малко кислород. Организмът работи в режим „борба за кислород“: за да се осигури пълната доставка на кислород до тъканите, той трябва да мобилизира вътрешни ресурси. Дишането се ускорява, кръвообращението се засилва и в резултат на това се активират жизнените сили.

Но ако се изкачите по-високо в планините, където въздухът съдържа още по-малко кислород, тялото ще реагира на липсата му по съвсем различен начин. Хипоксията (по научен начин - липсата на кислород) вече ще бъде опасна и от нея ще страда преди всичко централната нервна система.

Ако няма достатъчно кислород, за да поддържа работата на мозъка, човекът може да загуби съзнание. Тежката хипоксия понякога дори води до смърт.

Но хипоксията не е непременно причинена от ниски нива на кислород във въздуха. Може да бъде причинено от определени заболявания. Например при хроничен бронхит, бронхиална астма и различни белодробни заболявания (пневмония, пневмосклероза) не целият вдишван кислород навлиза в кръвта. Резултатът е недостатъчно снабдяване с кислород на цялото тяло. Ако червените кръвни клетки и съдържащият се в тях хемоглобин са малко (както се случва при анемия), целият дихателен процес страда. Можете да дишате често и дълбоко, но доставката на кислород до тъканите няма да се увеличи значително: в крайна сметка хемоглобинът е отговорен за неговия транспорт. Като цяло кръвоносната система е пряко свързана с дишането, така че прекъсванията в сърдечната дейност не могат да не повлияят на доставката на кислород до тъканите. Образуването на кръвни съсиреци в кръвоносните съдове също води до хипоксия.

И така, работата на дихателната система се обърка при значителна липса на кислород във въздуха (например високо в планините), както и при различни заболявания. Но се оказва, че човек може да изпита хипоксия, дори ако е здрав и диша наситен с кислород въздух. Това се случва, когато натоварването на тялото се увеличи. Факт е, че в активно състояние човек консумира много повече кислород, отколкото в спокойно състояние. Всяка работа - физическа, интелектуална, емоционална - изисква определени енергийни разходи. А енергията, както разбрахме, се генерира от комбинацията на кислород и водород в митохондриите, тоест по време на дишането.

Разбира се, тялото има механизми, които регулират доставката на кислород с нарастващо натоварване. Тук се изпълнява същият принцип, както при разредения въздух, когато рецепторите на аортата и каротидните артерии регистрират намаляване на концентрацията на кислород в артериалната кръв. Възбуждането на тези рецептори се предава на кората на главния мозък и всички негови отдели. Вентилацията на белите дробове и кръвоснабдяването се подобряват, което предотвратява намаляване на скоростта на доставка на кислород до органите и клетките.

Любопитно е, че в редица случаи организмът може предварително да предприеме мерки срещу хипоксията, по-специално, която възниква по време на тренировка. Основата на това е прогнозирането на бъдещи увеличения на натоварването. В този случай тялото също има специални чувствителни елементи - те реагират на звук, цветни сигнали, промени в миризмата и вкуса. Например, спортист, след като чуе командата "Да започнем!", Получава сигнал за преструктуриране на работата на дихателната система. Повече кислород навлиза в белите дробове, кръвта и тъканите.

Въпреки това, нетренираното тяло често не е в състояние да установи пълноценно доставяне на кислород със значително натоварване. И тогава човекът страда от хипоксия.

Проблемът с хипоксията отдавна привлича вниманието на учените. Сериозни разработки бяха извършени под ръководството на академик Н. Н. Сиротинин в Института по физиология. А. А. Богомолец, Академия на науките на Украинската ССР. Продължението на тези изследвания беше работата на професора, носител на Държавната награда на Украйна А. 3. Колчинская и нейните ученици. Те създадоха компютърна програма, която ви позволява да оцените работата на човешката дихателна система според различни показатели (обем на вдишвания въздух, скорост на постъпване на кислород в кръвта, сърдечна честота и др.). Работата се извършваше, от една страна, със спортисти и алпинисти, а от друга страна, с хора, страдащи от определени заболявания (хроничен бронхит, бронхиална астма, анемия, диабет, маточно кървене, церебрална парализа, късогледство и др.) . Компютърният анализ показа, че дори тези заболявания, които изглежда не са пряко свързани с дихателната система, оказват негативно влияние върху нея. Логично е да се приеме обратна връзка: функционирането на дихателната система може да повлияе на състоянието на целия организъм.

И тогава се роди идеята за хипоксично обучение. Спомнете си: с леко намаляване на количеството кислород във въздуха (например в подножието), тялото активира жизненост. Дихателната система се възстановява, адаптирайки се към новите условия. Обемът на дишане се увеличава, кръвообращението се увеличава, еритроцитите и хемоглобинът се увеличават, броят на митохондриите се увеличава. Такива резултати могат да бъдат постигнати в клинични условия, като на пациента се осигури подаване на въздух с намалено съдържание на кислород. За това е създаден специален апарат - хипоксикатор.

Но човек не винаги може да бъде свързан с устройството. Необходимо е да се постигнат устойчиви резултати, качествени промени в дихателната система. За тази цел беше решено да се раздели сесията на хипоксична експозиция на серии: оказа се, че в този режим се фиксират механизмите, разработени от тялото за адаптиране към хипоксия. В продължение на няколко минути пациентът диша през хипоксикатор (съдържанието на кислород в подавания въздух е 11-16%), след което отстранява маската и диша известно време с обикновен въздух. Това редуване се повтаря четири или шест пъти. В резултат на това от сесия на сесия се тренират дихателните, кръвоносните, хемопоетичните органи и тези клетъчни органели, които участват в използването на кислорода - митохондриите.

За всеки пациент режимът на интервално хипоксично обучение се избира индивидуално. Важно е да се определи концентрацията на кислород във вдишвания въздух, при който механизмите за адаптиране към хипоксия ще започнат да работят в тялото. Разбира се, за спортист и за пациент с бронхиална астма тези концентрации не са еднакви. Ето защо, преди да се предпише курс на лечение, се прави хипоксичен тест, който определя реакцията на тялото към вдишване на въздух с ниско съдържание на кислород.

Днес хипоксичното обучение вече е доказало своята ефективност при лечението на голямо разнообразие от заболявания. На първо място, разбира се, при заболявания на дихателните пътища, като напр

обструктивен хроничен бронхит и бронхиална астма. Само това повече от оправдава работата на учените, разработили метода. Но най-изненадващото е, че с негова помощ могат да се лекуват и тези заболявания, които на пръв поглед нямат нищо общо с дишането.

Например, както показва Б. Х. Хацуков, методът е ефективен при лечението на миопия. Повече от 60% от децата с късогледство, с които е проведен курс на хипоксично обучение, напълно възстановяват зрението си, при останалите то се подобрява значително. Факт е, че причината за миопията е лошото кръвоснабдяване и снабдяването с кислород на цилиарния мускул на окото и тилните лобове на мозъчната кора, които регулират зрението. При късогледите деца дихателната система изостава във възрастовото развитие. И с нейното нормализиране зрението се възстановява.

А. 3. Колчинская и нейните ученици М. П. Закусило и 3. X. Абазова проведоха успешен експеримент за използването на хипоксично обучение за лечение на хипотиреоидизъм (ниска активност на щитовидната жлеза). Когато пациентът вдишва въздух с намалено съдържание на кислород, щитовидната му жлеза започва да произвежда повече хормони. След няколко сеанса съдържанието на хормони в кръвта се нормализира.

В момента в Русия и страните от ОНД вече работят доста специализирани центрове за хипоксична терапия. В тези центрове успешно се лекуват пациенти с анемия, исхемична болест на сърцето, хипертония в начален стадий, невроциркулаторна дистония, захарен диабет и някои гинекологични заболявания.

Постигнати са добри резултати в подготовката на състезателите. След 15-дневен курс на хипоксична тренировка максималната консумация на кислород при колоездачи, гребци и скиори се увеличава с 6%. При нормални системни спортни тренировки това отнема около година. Но дишането в такива спортове е ключът към успеха. Освен това, както знаем, от това зависи общото състояние на тялото, неговия потенциал.

Ефектът от хипоксичната тренировка е подобен на закаляването или сутрешната гимнастика. По същия начин, по който тренираме мускулите или повишаваме имунитета, обливането със студена вода може да „тренира“ дихателната система. Жалко, че не можете да правите такава гимнастика у дома. Все още има цена, която трябва да се плати за здравето.

Произходът на мозъка Савелиев Сергей Вячеславович

§ 6. Консумация на кислород от мозъка

Напълно погрешно е да се свързва интензивността на мозъчния метаболизъм с общата консумация на кислород от тялото (Schmidt-Nielsen, 1982). Наистина, при земеровка консумацията на кислород на 1 kg телесно тегло е 7,4 l / h, а при слон - 0,07 l / h. Това обаче е общата консумация на кислород, която се различава с порядъци в различните части на тялото както на слона, така и на земеровки. Освен това при животни с различна биология количеството на потреблението на кислород от едни и същи органи на тялото също варира значително. Идеята за промяна в консумацията на кислород в мозъка, пропорционална на размера на тялото, остава странно погрешно схващане. Ако при някой бозайник кислородната консумация на мозъка стане по-малка от 12,6 l / (kg-h), настъпва смърт. При това ниво на кислород мозъкът може да остане активен само за 10-15 секунди. След 30-120 секунди рефлексната активност избледнява и след 5-6 минути започва смъртта на невроните. С други думи, нервната тъкан практически няма собствени ресурси. Нито земеровката, нито дори слонът биха имали шанс да оцелеят, ако кислородната консумация на мозъка не се осигуряваше от специални механизми. Мозъкът получава кислород, вода с електролитни разтвори и хранителни вещества по закони, които нямат нищо общо с метаболизма на други органи. Стойностите на потреблението на всички „разходни“ компоненти са относително стабилни и не могат да бъдат под определено ниво, което осигурява функционалната активност на мозъка.

Трябва да се отбележи, че мозъкът често има решаващо влияние върху метаболизма на цялото животно. Консумацията на енергия на мозъка не може да бъде под определена стойност. Осигуряването на това ниво се постига в различни систематични групи чрез промяна на скоростта на кръвообращението в съдовете на нервната система. Причината за тези разлики са промените в броя на капилярите в 1 mm мозъчна тъкан. Разбира се, в различните части на мозъка дължината на капилярите може да варира значително. В зависимост от физиологичното натоварване луменът на капилярите може да се променя динамично. Въпреки това, този много среден показател осветява причините за увеличаването на сърдечната честота при дребните бозайници. Колкото по-малка е капилярната мрежа на мозъка, толкова по-голяма трябва да бъде скоростта на кръвния поток, за да се осигури необходимото снабдяване с кислород и хранителни вещества. Можете да увеличите метаболизма поради сърдечната честота, дишането и скоростта на приема на храна. Това се случва при дребните бозайници. Информацията за плътността на капилярите в мозъка на животните е много оскъдна. Съществува обаче обща тенденция, показваща еволюционното развитие на капилярната мрежа на мозъка. В езерна жаба дължината на капиляра на 1 mm 3 мозъчна тъкан е около 160 mm; в хрущялна риба с цяла глава - 500; в акула - 100; мишки - 700, плъхове - 900, зайци - 600, котки - 900 , кучета - 900, а примати и хора - 12001400 мм. Трябва да се има предвид, че когато дължината на капилярите се намали, площта на контактната им повърхност с нервната тъкан намалява експоненциално. Това показва, че за да се поддържа минимално ниво на снабдяване на мозъка с кислород, сърцето на земеровки трябва да се свива няколко пъти по-често, отколкото при примати и хора. Всъщност за човек тази стойност е 60–90 на минута, а за земеловка е 130–450. Масата на сърцето на земеровки трябва да бъде пропорционално по-голяма. Той е около 4% при човека, 8% при капуцина и 14% при земеровки от общото телесно тегло. Следователно един от ключовите органи, които определят метаболизма на животните, е мозъкът.

Нека се опитаме да оценим реалния дял на енергията, консумирана от тялото на животни с различно тегло на мозъка и тялото. Голямата относителна маса на нервната система на дребните бозайници поставя високи изисквания към нивото на метаболизма на самия мозък. Разходите за поддържането му са сравними с разходите за поддържане на човешкия мозък, който е добре проучен. Основната консумация на хранителни вещества и кислород от човешкия мозък е приблизително 8-10% от цялото тяло. Когато организмът е неактивен, тази стойност е повече или по-малко постоянна, въпреки че може да варира значително при големи и малки представители на този вид. Въпреки това дори тази стойност е непропорционално голяма. Човешкият мозък представлява 1/50 от телесното тегло и консумира 1/10 от цялата енергия - 5 пъти повече от всеки друг орган. Това са малко подценени цифри, тъй като само консумацията на кислород е 18%. Да добавим разходите за поддръжка на гръбначния мозък и периферната система и получаваме около 1/7. Следователно в неактивно състояние човешката нервна система изразходва около 15% от енергията на целия организъм. Сега помислете за ситуацията с активно работещия мозък и периферната нервна система. Според най-консервативните оценки енергийните разходи на един мозък се удвояват повече от два пъти. Като се има предвид общото повишаване на активността на цялата нервна система, можем уверено да предположим, че около 25-30% от всички разходи на тялото се отчитат от нейната поддръжка (фиг. I-8).

Нервната система на бозайниците се оказва изключително „скъп” орган, така че колкото по-малко време мозъкът работи в интензивен режим, толкова по-евтина е поддръжката му. Проблемът се решава по различни начини. Един от методите е свързан с минимизиране на времето на интензивен режим на нервната система. Това се постига чрез голям набор от вродени, инстинктивни поведенчески програми, които се съхраняват в мозъка като набор от инструкции. Инструкциите за различните поведения се нуждаят само от малки корекции за специфични условия. Мозъкът почти никога не се използва за вземане на индивидуални решения въз основа на личния опит на животното. Оцеляването се превръща в статистически процес на прилагане на готови форми на поведение към конкретни условия на средата. Енергийните разходи за поддържане на мозъка се превръщат в ограничител на интелектуалната дейност за малките животни.

Например, да предположим, че американска щампа бенка реши да използва мозъка си като приматите или хората. Помислете за началните условия. Бенка с тегло 40 g има мозък с тегло 1,2 g и гръбначен мозък, заедно с периферна нервна система, тежащи приблизително 0,9 g. Имайки нервна система, която съставлява повече от 5% от телесното тегло, бенката изразходва около 30% от всички енергийни ресурси на тялото върху неговата поддръжка. Ако той мисли за решаване на шахматна задача, тогава цената на тялото му за поддържане на мозъка ще се удвои и бенката моментално ще умре от глад. Дори ако една къртица избута безкраен земен червей с черен хайвер в червата, тя пак ще умре. Мозъкът ще се нуждае от толкова много енергия, че ще има неразрешими проблеми със скоростта на производство на кислород и доставката на първоначалните метаболитни компоненти от стомашно-чревния тракт. Подобни трудности ще възникнат при отделянето на метаболитни продукти на нервната система и нейното елементарно охлаждане. Така дребните насекомоядни и гризачите са обречени да не станат шахматисти. Техният мозък е инстинктивен и енергийните проблеми на неговото съдържание поставят непреодолими бариери пред развитието на индивидуалното поведение. На индивидуално ниво може да възникне само вариативност в прилагането на вродени поведенчески програми.

Ориз. I-8. Метаболитни процеси в мозъка на примати.

В метаболизма на нервната система могат да се разграничат три основни динамични процеса: обмен на кислород и въглероден диоксид, консумация на органични вещества и освобождаване на продукти от катаболизма, обмен на вода и електролитни разтвори. Делът на потреблението на тези вещества от човешкия мозък е посочен в долната част. Обмяната на вода и електролитни разтвори се изчислява като времето, необходимо на цялата телесна вода да премине през мозъка. Горната линия е пасивно състояние, долната линия е интензивната работа на нервната система.

Достатъчно е обаче леко да увеличите размера на тялото и възниква качествено различна ситуация. сив плъх (Rattus rattus)има нервна система, тежаща приблизително 1/60 от телесното тегло. Това вече е достатъчно, за да се постигне забележимо намаляване на относителния метаболизъм на мозъка. Няма смисъл да се преразказват резултатите от интелектуалните експерименти и наблюдения на плъхове, а степента на индивидуализация на поведението не е сравнима с тази на къртиците и земеровки. Очевидната полза от увеличаването на телесното тегло е намаляването на разходите за поддържане на мозъка. Постоянно работещите периферни части не са толкова скъпи, колкото мозъка, така че увеличаването на телесното тегло води до относително "поевтиняване" на мозъка.

Следователно, за да се създаде индивидуализиран мозък, е необходимо животно с достатъчно голяма телесна маса. С други думи, съществува един вид бариера, която чрез размера на тялото и масата на мозъка ограничава способността на животните да учат и индивидуализират поведението. Малко животно с голям мозък и високи разходи за поддръжка няма да може да осигури енергийни разходи за увеличаване на неговата активност. По този начин не могат да се очакват решения на сложни проблеми или дълбока индивидуализация на адаптивното поведение. Ако животното е голямо и размерът на мозъка е сравнително малък, тогава са допустими значителни колебания в енергийните разходи за неговото поддържане. В тази ситуация са възможни както индивидуализация на поведението, така и сложни процеси на обучение. Въпреки това дори голямо животно с добре развит мозък има енергийни проблеми. Нервната система е твърде скъпа за интензивна експлоатация. Една малка и интензивно работеща нервна система изразходва огромна част от ресурсите на тялото. Тази ситуация е неблагоприятна. Енергийно оправдано решение може да бъде само краткосрочно използване на мозъка за решаване на конкретни проблеми. Това се наблюдава при едри бозайници. Кратката активност бързо се заменя с продължителна почивка.

Така малката и голямата нервна система имат своите предимства. За да реализирате инстинктивно поведение, можете да имате малък мозък, но неговата адаптивност се свежда до модификации на инстинкта. Големият мозък е доста скъп за неговия собственик, но високите разходи за енергия са напълно оправдани. Големият мозък ви позволява да се справяте със сложни задачи, които нямат готови инстинктивни решения. Цената на прилагането на такива механизми на адаптивно поведение е много висока, така че и животните, и хората се опитват да използват мозъка възможно най-малко.

Привилегия на нервната система

Нервната система на много животни (и особено на бозайниците) има едно свойство, което я поставя в изключителна позиция. Това свойство е свързано с неговата изолация от останалата част от организма. Като основен механизъм за интегриране на работата на вътрешните органи и основата на поведението, той е "чуждо тяло" за собственото тяло. Имунната система гледа на нервната система като на нещо като трън в очите. Ако имунната система „достигне“ до мозъка, тогава започват тежки автоимунни процеси, които са несъвместими с живота.

Получава се парадоксална ситуация. Нервната система консумира огромна част от кислорода и хранителните вещества на цялото тяло, които получава чрез кръвта. В същото време той трябва да бъде внимателно изолиран от кръвоносната система, тъй като се счита от клетките на имунната система за чужд обект.

От гледна точка на биологичната целесъобразност има явно противоречие. Основният интегриращ орган не трябва да бъде чужд за имунната система. Въпреки това, това е факт, който е доста лесно да се намери ясно обяснение. В мозъка има твърде много специализирани органични компоненти, които не се използват никъде другаде в тялото. Изключително трудно и неоправдано е да се създаде в имунната система механизъм за разпознаването им като „собствени“ клетки. Много "по-евтино" е просто да отделите нервната система от останалата част от тялото. Този принцип на изолация се прилага в тестисите, яйчниците и нервната система. В най-общата си форма изолацията на нервната система се поддържа от кръвно-мозъчната бариера, която се състои от няколко вида специализирани клетки. За да се справим с изолацията на нервната система от останалия организъм, е необходимо да се вземат предвид елементарните принципи на нейното устройство.

От книгата Най-новата книга с факти. Том 1 [Астрономия и астрофизика. География и други науки за земята. биология и медицина] автор

От книгата Окото на ума автор Хофстадтер Дъглас Робърт

От книгата Мозък и душа [Как нервната дейност оформя нашия вътрешен свят] от Frith Chris

26 Дъглас Хофстадтер Разговор с мозъка на Айнщайн Ахил и костенурката случайно се сблъскват на брега на осмоъгълно езеро в Люксембургските градини в Париж. Това езерце винаги е било любимо място за разходки с лодка на млади двойки; тези дни техните лодки са често

От книгата Най-новата книга с факти. Том 1. Астрономия и астрофизика. География и други науки за земята. Биология и медицина автор Кондрашов Анатолий Павлович

Ние възприемаме не света, а неговия модел, създаден от мозъка. Това, което възприемаме, не са онези сурови и двусмислени сигнали, идващи от външния свят към нашите очи, уши и пръсти. Нашето възприятие е много по-богато - то съчетава всички тези суровини

От книгата Кръвта: реката на живота [От древни легенди до научни открития] автор Азимов Айзък

Каква е консумацията на енергия от човешкия мозък? Установено е, че в състояние на будност човешкият мозък изразходва около 20 бр

От книгата Развъждане на риба, раци и птици автор Задорожная Людмила Александровна

Защо редовната консумация на алкохол, дори умерена, е вредна за тялото? Алкохолизмът е една от разновидностите на наркоманията. Дори умерената консумация на алкохол може да доведе до тежка, понякога почти неустоима зависимост. Механизмът на това

От книгата Съвременното състояние на биосферата и екологичната политика автор Колесник Ю. А.

Глава 4 Препятствия пред кислорода В нормална атмосфера хемоглобинът свързва само кислород. Това означава, че свързването на кислорода не се влияе от други компоненти на въздуха като азот, въглероден диоксид, водна пара или аргон. Хемоглобинът се събира

От книгата Биологична химия автор Лелевич Владимир Валерианович

От книгата на автора

7.5. Цикъл на кислорода От всички газове, присъстващи в атмосферата, както и тези, разтворени в Световния океан, кислородът е от особен интерес, тъй като осигурява висок добив на енергия по време на аеробна дисимилация за почти всички организми на Земята и по същество се намира в

От книгата на автора

Реактивни кислородни видове (свободни радикали) В тялото, в резултат на редокс реакции, реактивни кислородни видове (ROS) се генерират постоянно по време на едноелектронна кислородна редукция (молекулата има несдвоен електрон на

Количеството кислород, консумирано от човек на празен стомах в състояние на мускулна почивка, в легнало положение, е показател за обмена, необходим за поддържане на жизнените функции на тялото в покой, т.е. основния метаболизъм. Основният човешки метаболизъм се характеризира с консумация на кислород в диапазона от 200-250 ml / min с консумация на енергия от приблизително 1-1,2 kcal / min. Върху основния метаболизъм влияят полът, възрастта, теглото и повърхността на тялото, съставът на храната, климатичните условия, температурата на околната среда и т. н. Като норма за енергийния основен метаболизъм на възрастен се приема 1 kcal на 1 kg тегло на час.

Повишената консумация на кислород по време на работа е необходима за окисляването на продуктите от разлагането на въглехидратите в аеробната фаза (млечна киселина), мазнините, както и за ресинтеза на азотсъдържащи вещества в анаеробната фаза. Нуждата на организма от кислород е толкова по-голяма, колкото по-трудна е работата. В определени граници съществува линейна зависимост между тежестта на извършената работа и консумацията на кислород. Това съответствие се осигурява чрез укрепване на работата на сърдечно-съдовата система и увеличаване на коефициента на дифузия на кислорода през белодробната тъкан. Коефициентът на дифузия нараства от 50 при 450 kg/min до 61 при 1590 kg/min.

Количеството кислород на минута, необходимо за пълното окисляване на продуктите на разпадане, се нарича потребност от кислород или нужда от кислород, докато максималното количество кислород, което тялото може да получи за минута, се нарича кислороден таван. Кислородният таван за хора, които не са тренирани за физическа работа, е приблизително 3 l / min, а за тренирани хора може да достигне 4-5 l / min.

Енергийните разходи за динамична отрицателна работа са приблизително 50% от енергийните разходи за динамична положителна работа. По този начин преместването на товар по хоризонтална равнина е 9-16 пъти по-лесно от повдигането на товар.

Ориз. 1. Динамика на консумацията на кислород при физическа работа. Излюпване в клетка - консумация на кислород по време на работа; хоризонтално засенчване - потребност от кислород; вертикално засенчване - кислороден дълг. Чертежът вляво е работа със средно тегло; снимката вдясно работи с прогресивен кислороден дефицит.

Консумацията на кислород по време на динамична положителна работа е показана на фиг. 1. Както се вижда от тази фигура, кривата на консумацията на кислород в началото на работа се увеличава и само след 2-3 минути се установява на определено ниво, което след това се задържа дълго време (стационарно състояние). Същността на такъв ход на кривата е, че първоначално работата се извършва с непълно задоволяване на нуждата от кислород и в резултат на това с нарастващ кислороден дълг, тъй като енергийните процеси в мускула по време на свиването му се случват моментално и кислородът раждането поради инерцията на сърдечно-съдовата и дихателната система е бавно. И само когато доставката на кислород съответства на пълната нужда от кислород, настъпва стабилно състояние на консумация на кислород.

Кислородният дълг, образуван в началото на работата, се изплаща след прекратяване на работата, по време на възстановителния период, през който потреблението на кислород достига първоначалното ниво. Това е динамиката на консумацията на кислород при лека и умерена работа. При тежка работа стабилно състояние на консумация на кислород по същество никога не възниква, недостигът на кислород в началото на работата се добавя към дефицита на кислород, образуван по време на нея. В този случай консумацията на кислород се увеличава през цялото време до тавана на кислорода. Периодът на възстановяване при такава работа значително се удължава. В случай, че нуждата от кислород по време на работа надвиши тавана на кислорода, възниква така нареченото фалшиво стабилно състояние. Той отразява тавана на кислорода, а не истинската нужда от кислород. Възстановителният период е още по-дълъг.

По този начин нивото на консумация на кислород във връзка с работата може да се прецени за тежестта на извършената работа. Стабилното състояние на консумация на кислород по време на работа може да показва, че кислородната нужда е напълно удовлетворена, че няма натрупване на млечна киселина в мускулите и кръвта, че има време да се ресинтезира в гликоген. Липсата на стабилно състояние и увеличаването на консумацията на кислород по време на работа показват тежестта на работата, натрупването на млечна киселина, която изисква кислород за нейния ресинтез. Дори по-тежката работа се характеризира с фалшиво стабилно състояние.

Продължителността на периода на възстановяване на потреблението на кислород също показва по-голямо или по-малко натоварване. При лека работа кислородният дълг е малък. Получената млечна киселина в по-голямата си част има време да се ресинтезира в мускулите в гликоген по време на работа, продължителността на периода на възстановяване не надвишава няколко минути. След тежка работа консумацията на кислород пада първо бързо, а след това много бавно, общата продължителност на периода на възстановяване може да бъде до -30 минути или повече.

Възстановяването на потреблението на кислород не означава възстановяване на нарушените функции на организма като цяло. Много функции на тялото, като състоянието на дихателната и сърдечно-съдовата система, дихателния коефициент, биохимичните процеси и т.н., все още не са достигнали първоначалното ниво до този момент.

За анализа на процесите на газообмен промените в респираторния коефициент CO 2 /O 2 (RC) могат да бъдат от особен интерес.

При стабилно състояние на консумация на кислород по време на работа на DC може да покаже естеството на окислените вещества. При усилена работа DC се повишава до 1, което показва окисляването на въглехидратите. След работа DC може да бъде повече от 1, което се обяснява с нарушение на киселинно-алкалния баланс на кръвта и повишаване на концентрацията на водородни йони (pH): повишеното pH продължава да възбужда дихателния център и, като в резултат на това въглеродният диоксид се измива интензивно от кръвта с едновременно намаляване на консумацията на кислород, т.е. в съотношението CO 2 /O 2 числителят се увеличава, а знаменателят намалява.

В по-късен етап на възстановяване DC може да бъде по-нисък от първоначалния краен индикатор за ефективност. Това се обяснява с факта, че в периода на възстановяване се освобождават алкални резерви на кръвта и се задържа въглероден диоксид, за да се поддържа нормално рН.

При статична работа консумацията на кислород е различна. В трудовия процес най-конкретният израз на статичната работа е поддържането на работна поза на човека. Работната поза като състояние на баланс на тялото може да се извършва в реда на активно противопоставяне на външни сили; в същото време възниква продължително тетанично мускулно напрежение. Този тип статична работа е много неикономична от гледна точка на инервация и енергия. Работната поза, при която балансът се поддържа чрез адаптиране към посоката на гравитацията, е много по-икономична, тъй като в този случай се отбелязва тонично, а не тетанично мускулно напрежение. На практика се наблюдават и двата вида статична работа, които често се заменят, но статичната работа, придружена от тетанично напрежение, е от първостепенно значение от гледна точка на физиологията на труда. Динамиката на консумацията на кислород при този вид статична работа е показана на фиг. 2.

От диаграмата може да се види, че по време на статичен стрес консумацията на кислород е много по-малка от нуждата от кислород, т.е. мускулът работи при почти анаеробни условия. В периода непосредствено след работа, потреблението на кислород се повишава рязко и след това постепенно спада (феномен на Лингард), а периодът на възстановяване може да бъде дълъг, така че почти всички нужди от кислород се задоволяват след работа. Лингард дава следното обяснение за открития от него феномен. При тетанично „мускулно свиване поради съдова компресия се създава механична пречка за притока на кръв и по този начин доставянето на кислород и изтичането на разпадни продукти - млечна киселина. Статичната работа е анаеробна, следователно характерен скок в посока на увеличаване на консумацията на кислород след работа се дължи на необходимостта от окисляване на продуктите на разпад, образувани по време на работа.

Това обяснение не е изчерпателно. Въз основа на учението на Н. Е. Введенски ниската консумация на кислород по време на статична работа може да се дължи не толкова на механичен фактор, колкото на намаляване на метаболизма поради пресорно-рефлексни влияния, чийто механизъм е следният. В резултат на статично напрежение (непрекъснати импулси от мускула), някои клетки на мозъчната кора влизат в състояние на силно продължително възбуждане, което в крайна сметка води до инхибиторни явления като парабиотичен блок. След прекратяване на статичната работа (песимално състояние) започва период на екзалтация - повишена възбудимост и в резултат на това повишаване на метаболизма. Състоянието на повишена възбудимост се простира до дихателните и сърдечно-съдовите центрове. Описаният тип статична работа е нискоенергийна, консумацията на кислород, дори при много значително статично напрежение, рядко надвишава 1 l / min, но умората може да настъпи доста бързо, което се обяснява с промени, настъпили в централната нервна система.

Друг вид статична работа - поддържане на поза поради тонично свиване на мускулите - изисква малък разход на енергия и е по-малко уморителен. Това се обяснява с редки и повече или по-малко еднородни импулси от централната нервна система, характерни за тоничната инервация, и с особеностите на самата контрактилна реакция, редки и слаби импулси, пластичност и сливане на импулси и стабилност на ефекта. Пример за това е обичайното изправено положение на човек.

Ориз. 2. Схема на феномена Лингард.