Φυσιολογικά συστήματα του σώματος. Σανογενετική προστασία του εγκεφάλου

Στο σώμα μας, το οξυγόνο είναι υπεύθυνο για τη διαδικασία παραγωγής ενέργειας. Στα κύτταρά μας, η οξυγόνωση συμβαίνει μόνο χάρη στο οξυγόνο - τον μετασχηματισμό ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιες(λίπη και λιπίδια) στην ενέργεια των κυττάρων. Όταν η μερική πίεση (περιεκτικότητα) του οξυγόνου στο εισπνεόμενο επίπεδο μειώνεται, το επίπεδό του στο αίμα μειώνεται - η δραστηριότητα του σώματος σε κυτταρικό επίπεδο μειώνεται. Είναι γνωστό ότι περισσότερο από το 20% του οξυγόνου καταναλώνεται από τον εγκέφαλο. Η έλλειψη οξυγόνου συμβάλλει, κατά συνέπεια, όταν τα επίπεδα οξυγόνου πέφτουν, η ευεξία, η απόδοση, ο γενικός τόνος και η ανοσία υποφέρουν.
Είναι επίσης σημαντικό να γνωρίζετε ότι είναι το οξυγόνο που μπορεί να απομακρύνει τις τοξίνες από το σώμα.
Λάβετε υπόψη ότι σε όλες τις ξένες ταινίες, σε περίπτωση ατυχήματος ή ατόμου σε σοβαρή κατάσταση, οι γιατροί έκτακτης ανάγκης τοποθετούν πρώτα από όλα μια συσκευή οξυγόνου στο θύμα για να αυξήσουν την αντίσταση του σώματος και να αυξήσουν τις πιθανότητες επιβίωσής του.
Τα θεραπευτικά αποτελέσματα του οξυγόνου είναι γνωστά και χρησιμοποιούνται στην ιατρική από τα τέλη του 18ου αιώνα. Στην ΕΣΣΔ, η ενεργή χρήση οξυγόνου για προληπτικούς σκοπούς ξεκίνησε τη δεκαετία του '60 του περασμένου αιώνα.

Υποξία

Υποξία ή πείνα οξυγόνου- μειωμένη περιεκτικότητα σε οξυγόνο στο σώμα ή σε μεμονωμένα όργανα και ιστούς. Η υποξία εμφανίζεται όταν υπάρχει έλλειψη οξυγόνου στον εισπνεόμενο αέρα και στο αίμα, όταν διαταράσσονται οι βιοχημικές διαδικασίες της αναπνοής των ιστών. Λόγω της υποξίας, αναπτύσσονται μη αναστρέψιμες αλλαγές σε ζωτικά όργανα. Τα πιο ευαίσθητα στην ανεπάρκεια οξυγόνου είναι το κεντρικό νευρικό σύστημα, ο καρδιακός μυς, ο νεφρικός ιστός και το ήπαρ.
Οι εκδηλώσεις της υποξίας είναι αναπνευστική ανεπάρκεια, δύσπνοια. δυσλειτουργία οργάνων και συστημάτων.

Βλάβη στο οξυγόνο

Μερικές φορές μπορείτε να ακούσετε ότι «Το οξυγόνο είναι ένας οξειδωτικός παράγοντας που επιταχύνει τη γήρανση του σώματος».
Εδώ, από τη σωστή υπόθεση, εξάγεται το λάθος συμπέρασμα. Ναι, το οξυγόνο είναι οξειδωτικός παράγοντας. Μόνο χάρη σε αυτό τα θρεπτικά συστατικά από τα τρόφιμα μετατρέπονται σε ενέργεια στο σώμα.
Ο φόβος του οξυγόνου συνδέεται με δύο εξαιρετικές ιδιότητες του: τις ελεύθερες ρίζες και τη δηλητηρίαση λόγω υπερβολικής πίεσης.

1. Τι είναι οι ελεύθερες ρίζες;
Μερικές από τον τεράστιο αριθμό οξειδωτικών (παραγωγών ενέργειας) και αναγωγικών αντιδράσεων του σώματος δεν ολοκληρώνονται μέχρι το τέλος και στη συνέχεια σχηματίζονται ουσίες με ασταθή μόρια που έχουν ασύζευκτα ηλεκτρόνια στα εξωτερικά ηλεκτρονικά επίπεδα, που ονομάζονται «ελεύθερες ρίζες». . Προσπαθούν να αρπάξουν το ηλεκτρόνιο που λείπει από οποιοδήποτε άλλο μόριο. Αυτό το μόριο, μετατρέποντας σε ελεύθερη ρίζα, κλέβει ένα ηλεκτρόνιο από το επόμενο, και ούτω καθεξής.
Γιατί είναι απαραίτητο αυτό; Μια ορισμένη ποσότητα ελεύθερων ριζών, ή οξειδωτικών, είναι ζωτικής σημασίας για το σώμα. Πρώτα απ 'όλα, για την καταπολέμηση επιβλαβών μικροοργανισμών. Οι ελεύθερες ρίζες χρησιμοποιούνται από το ανοσοποιητικό σύστημα ως «βλήματα» ενάντια στους «εισβολείς». Φυσιολογικά στο ανθρώπινο σώμα το 5% σχηματίζεται κατά τη διάρκεια χημικές αντιδράσειςοι ουσίες γίνονται ελεύθερες ρίζες.
Οι επιστήμονες αναφέρουν το συναισθηματικό στρες, τη βαριά σωματική καταπόνηση, τον τραυματισμό και την εξάντληση λόγω της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, την κατανάλωση κονσερβοποιημένων και λανθασμένα επεξεργασμένων τροφίμων, λαχανικών και φρούτων που καλλιεργούνται με ζιζανιοκτόνα και φυτοφάρμακα και την υπεριώδη ακτινοβολία ως τους κύριους λόγους για τη διατάραξη της φυσικής βιοχημικής ισορροπίας και η αύξηση του αριθμού των ελεύθερων ριζών και η έκθεση στην ακτινοβολία.

Έτσι, η γήρανση είναι μια βιολογική διαδικασία επιβράδυνσης της κυτταρικής διαίρεσης και οι ελεύθερες ρίζες που συνδέονται εσφαλμένα με τη γήρανση είναι φυσικές και απαραίτητο για το σώμαοι αμυντικοί μηχανισμοί και οι επιβλαβείς επιπτώσεις τους συνδέονται με παραβίαση φυσικές διαδικασίεςστον οργανισμό αρνητικών παραγόντωνπεριβάλλον και άγχος.

2. «Είναι εύκολο να δηλητηριαστείς με οξυγόνο».
Πράγματι, το υπερβολικό οξυγόνο είναι επικίνδυνο. Η περίσσεια οξυγόνου προκαλεί αύξηση της ποσότητας οξειδωμένης αιμοσφαιρίνης στο αίμα και μείωση της ποσότητας μειωμένης αιμοσφαιρίνης. Και, καθώς η μειωμένη αιμοσφαιρίνη είναι αυτή που απομακρύνει το διοξείδιο του άνθρακα, η κατακράτηση του στους ιστούς οδηγεί σε υπερκαπνία - δηλητηρίαση από CO2.
Με περίσσεια οξυγόνου, ο αριθμός των μεταβολιτών των ελεύθερων ριζών αυξάνεται, αυτές οι ίδιες τρομερές «ελεύθερες ρίζες» που είναι εξαιρετικά δραστικές, δρώντας ως οξειδωτικοί παράγοντες που μπορούν να βλάψουν τις βιολογικές κυτταρικές μεμβράνες.

Τρομερό, έτσι δεν είναι; Θέλω αμέσως να σταματήσω να αναπνέω. Ευτυχώς, για να δηλητηριαστείτε με οξυγόνο, χρειάζεστε αυξημένη πίεση οξυγόνου, όπως σε θάλαμο πίεσης (κατά τη διάρκεια της βαροθεραπείας οξυγόνου) ή κατά την κατάδυση με ειδικά αναπνευστικά μείγματα. Στη συνηθισμένη ζωή, τέτοιες καταστάσεις δεν συμβαίνουν.

3. «Υπάρχει λίγο οξυγόνο στα βουνά, αλλά υπάρχουν πολλοί αιωνόβιοι! Εκείνοι. Το οξυγόνο είναι επιβλαβές».
Πράγματι, στη Σοβιετική Ένωση, ένας αριθμός αιωνόβιων καταγράφηκε στις ορεινές περιοχές του Καυκάσου και της Υπερκαυκασίας. Αν κοιτάξετε τη λίστα των επαληθευμένων (δηλαδή επιβεβαιωμένων) μακρόβιων του κόσμου σε όλη την ιστορία του, η εικόνα δεν θα είναι τόσο προφανής: γηραιότεροι αιωνόβιοι, εγγεγραμμένος στη Γαλλία, τις ΗΠΑ και την Ιαπωνία δεν ζούσε στα βουνά..

Στην Ιαπωνία, όπου η γηραιότερη γυναίκα στον πλανήτη, η Misao Okawa, η οποία είναι ήδη πάνω από 116 ετών, εξακολουθεί να ζει και να ζει, υπάρχει επίσης το «νησί των αιωνόβιων» Okinawa. Το μέσο προσδόκιμο ζωής εδώ για τους άνδρες είναι 88 χρόνια, για τις γυναίκες - 92. αυτό είναι υψηλότερο από την υπόλοιπη Ιαπωνία κατά 10-15 χρόνια. Το νησί έχει συλλέξει δεδομένα για περισσότερους από επτακόσιους ντόπιους αιωνόβιους άνω των εκατό ετών. Λένε ότι: «Σε αντίθεση με τους Καυκάσιους ορεινούς, τους Χουνζακούτ του Βόρειου Πακιστάν και άλλους λαούς που καυχώνται για τη μακροζωία τους, όλες οι γεννήσεις στην Οκινάουα από το 1879 έχουν καταγραφεί στο ιαπωνικό οικογενειακό μητρώο - koseki». Οι ίδιοι οι κάτοικοι της Οκινάουα πιστεύουν ότι το μυστικό της μακροζωίας τους βασίζεται σε τέσσερις πυλώνες: τη διατροφή, ενεργή εικόναζωή, αυτάρκεια και πνευματικότητα. Οι κάτοικοι της περιοχής δεν τρώνε ποτέ υπερβολικά, τηρώντας την αρχή του "hari hachi bu" - τρώτε τα οκτώ δέκατα γεμάτοι. Αυτό το «οκτώ δέκατα» αποτελείται από χοιρινό, φύκια και τόφου, λαχανικά, ντάικον και ντόπιο πικρό αγγούρι. Οι παλαιότεροι κάτοικοι της Οκινάουα δεν κάθονται αδρανείς: εργάζονται ενεργά στη γη και η αναψυχή τους είναι επίσης ενεργή: πάνω απ 'όλα τους αρέσει να παίζουν τοπική ποικιλίακροκέτα: Η Οκινάουα ονομάζεται το πιο ευτυχισμένο νησί - δεν υπάρχει κανένα χαρακτηριστικό μεγάλα νησιάΙαπωνία βιασύνη και άγχος. Οι ντόπιοι είναι αφοσιωμένοι στη φιλοσοφία του yuimaru - «μια καλή καρδιά και φιλική κοινή προσπάθεια».
Είναι ενδιαφέρον ότι μόλις οι κάτοικοι της Οκινάουα μετακομίσουν σε άλλα μέρη της χώρας, δεν υπάρχουν πλέον μακρόβια συκώτια μεταξύ αυτών των ανθρώπων.Έτσι, οι επιστήμονες που μελετούν αυτό το φαινόμενο διαπίστωσαν ότι ο γενετικός παράγοντας δεν παίζει ρόλο στη μακροζωία των κατοίκων του νησιού. . Και εμείς, από την πλευρά μας, θεωρούμε εξαιρετικά σημαντικό το γεγονός ότι τα νησιά Οκινάουα βρίσκονται σε μια ενεργά αιολική ζώνη στον ωκεανό και το επίπεδο οξυγόνου σε τέτοιες ζώνες καταγράφεται ως το υψηλότερο - 21,9 - 22% οξυγόνο.

Καθαρότητα αέρα

«Αλλά ο αέρας έξω είναι βρώμικος και το οξυγόνο μεταφέρει όλες τις ουσίες μαζί του».
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα συστήματα OxyHaus διαθέτουν σύστημα φιλτραρίσματος εισερχόμενου αέρα τριών σταδίων. Και ο ήδη καθαρισμένος αέρας εισέρχεται σε ένα μοριακό κόσκινο ζεόλιθου, στο οποίο διαχωρίζεται το οξυγόνο του αέρα.

«Είναι δυνατόν να δηλητηριάσεις τον εαυτό σου με οξυγόνο;»

Η δηλητηρίαση από οξυγόνο, η υπεροξία, εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της αναπνοής μειγμάτων αερίων που περιέχουν οξυγόνο (αέρας, νιτρόξ) σε αυξημένη πίεση. Η δηλητηρίαση από οξυγόνο μπορεί να συμβεί κατά τη χρήση συσκευών οξυγόνου, αναγεννητικών συσκευών, κατά τη χρήση τεχνητών μιγμάτων αερίων για αναπνοή, κατά τη διάρκεια της επανασυμπίεσης οξυγόνου και επίσης λόγω υπέρβασης των θεραπευτικών δόσεων κατά τη διαδικασία της βαροθεραπείας οξυγόνου. Με δηλητηρίαση από οξυγόνο, αναπτύσσονται δυσλειτουργίες του κεντρικού νευρικού συστήματος, του αναπνευστικού και του κυκλοφορικού συστήματος.

Πώς επηρεάζει το οξυγόνο το ανθρώπινο σώμα;

Μεγαλύτερη ποσότητα απαιτείται από ένα αναπτυσσόμενο σώμα και όσους ασχολούνται με έντονη σωματική δραστηριότητα. Γενικά, η αναπνευστική δραστηριότητα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από πολλούς εξωτερικούς παράγοντες. Για παράδειγμα, αν μπείτε σε ένα αρκετά δροσερό ντους, η ποσότητα οξυγόνου που καταναλώνετε θα αυξηθεί κατά 100% σε σύγκριση με τις συνθήκες σε θερμοκρασία δωματίου. Δηλαδή, όσο περισσότερο εκπέμπει θερμότητα ένας άνθρωπος, τόσο πιο γρήγορη γίνεται η συχνότητα αναπνοής του. Εδώ είναι μερικά ενδιαφέροντα γεγονότασ'αυτή την περίπτωση:

• σε 1 ώρα ένα άτομο καταναλώνει 15-20 λίτρα οξυγόνου.


• η ποσότητα οξυγόνου που καταναλώνεται: κατά τη διάρκεια της εγρήγορσης αυξάνεται κατά 30-35%, κατά το ήρεμο περπάτημα - κατά 100%, κατά τη διάρκεια ελαφριάς εργασίας - κατά 200%, κατά τη διάρκεια βαριάς εργασίας σωματική εργασία- κατά 600% ή περισσότερο·


• Η δραστηριότητα των αναπνευστικών διεργασιών εξαρτάται άμεσα από την ικανότητα των πνευμόνων. Έτσι, για παράδειγμα, για τους αθλητές είναι 1-1,5 λίτρο περισσότερο από το κανονικό, αλλά για τους επαγγελματίες κολυμβητές μπορεί να φτάσει και τα 6 λίτρα!


• Όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα των πνευμόνων, τόσο χαμηλότερος είναι ο ρυθμός αναπνοής και τόσο μεγαλύτερο είναι το βάθος της εισπνοής. Ενδεικτικό παράδειγμα: ένας αθλητής παίρνει 6-10 αναπνοές ανά λεπτό, ενώ ένας κοινός άνθρωπος(μη αθλητής) αναπνέει με ρυθμό 14-18 αναπνοές ανά λεπτό.

Γιατί λοιπόν χρειαζόμαστε οξυγόνο;

Είναι απαραίτητο για όλη τη ζωή στη γη: τα ζώα το καταναλώνουν κατά τη διαδικασία της αναπνοής καιφυτά Το απελευθερώνουν κατά τη φωτοσύνθεση. Κάθε ζωντανό κύτταρο περιέχει περισσότερο οξυγόνο από οποιοδήποτε άλλο στοιχείο - περίπου 70%.

Βρίσκεται στα μόρια όλων των ουσιών - λιπίδια, πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, νουκλεϊκά οξέα και ενώσεις χαμηλού μοριακού βάρους. Και η ανθρώπινη ζωή θα ήταν απλά αδιανόητη χωρίς αυτό το σημαντικό στοιχείο!

Η διαδικασία του μεταβολισμού του είναι η εξής: πρώτα εισέρχεται στο αίμα μέσω των πνευμόνων, όπου απορροφάται από την αιμοσφαιρίνη και σχηματίζει οξυαιμοσφαιρίνη. Στη συνέχεια «μεταφέρεται» μέσω του αίματος σε όλα τα κύτταρα των οργάνων και των ιστών. Σε δεσμευμένη κατάσταση, έρχεται με τη μορφή νερού. Στους ιστούς ξοδεύεται κυρίως για την οξείδωση πολλών ουσιών κατά τον μεταβολισμό τους. Μεταβολίζεται περαιτέρω σε νερό και διοξείδιο του άνθρακα και στη συνέχεια απεκκρίνεται από το σώμα μέσω του αναπνευστικού και του απεκκριτικού συστήματος.

Περίσσεια οξυγόνου

Η παρατεταμένη εισπνοή αέρα εμπλουτισμένου με αυτό το στοιχείο είναι πολύ επικίνδυνη για την ανθρώπινη υγεία. Οι υψηλές συγκεντρώσεις O2 μπορούν να προκαλέσουν την εμφάνιση ελεύθερων ριζών στους ιστούς, οι οποίες είναι «καταστροφείς» των βιοπολυμερών, πιο συγκεκριμένα της δομής και των λειτουργιών τους.

Ωστόσο, στην ιατρική, η διαδικασία κορεσμού οξυγόνου υπό οξυγόνο εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για τη θεραπεία ορισμένων ασθενειών. υψηλή πίεση του αίματοςπου ονομάζεται υπερβαρική οξυγονοθεραπεία.

Η περίσσεια οξυγόνου είναι εξίσου επικίνδυνη με την υπερβολική ηλιακή ακτινοβολία. Στη ζωή, ένα άτομο απλά καίγεται αργά σε οξυγόνο, όπως ένα κερί. Η γήρανση είναι μια διαδικασία καύσης. Στο παρελθόν, οι αγρότες που ήταν συνεχώς στον καθαρό αέρα και τον ήλιο ζούσαν πολύ λιγότερο από τα αφεντικά τους - ευγενείς που έπαιζαν μουσική σε κλειστά σπίτια και περνούσαν χρόνο παίζοντας παιχνίδια με χαρτιά.

Ρύζι. 1. Η δομή της σπονδυλικής στήλης.

Οι σπόνδυλοι συνδέονται με χόνδρινους, ελαστικούς μεσοσπονδύλιους δίσκους και αρθρικές διεργασίες. Οι μεσοσπονδύλιοι δίσκοι αυξάνουν την κινητικότητα της σπονδυλικής στήλης. Όσο μεγαλύτερο είναι το πάχος τους, τόσο μεγαλύτερη είναι η ευελιξία. Εάν οι καμπύλες της σπονδυλικής στήλης εκφράζονται έντονα (με σκολίωση), κινητικότητα στήθοςμειώνεται. Μια επίπεδη ή στρογγυλεμένη πλάτη (καμπούρα) υποδηλώνει αδύναμους μύες της πλάτης. Η διόρθωση της στάσης του σώματος πραγματοποιείται από ειδικούς γενικής ανάπτυξης, ασκήσεις δύναμηςκαι ασκήσεις διατάσεων. Η σπονδυλική στήλη επιτρέπει την κάμψη προς τα εμπρός και προς τα πίσω, προς τα πλάγια και περιστροφικές κινήσεις γύρω από έναν κατακόρυφο άξονα.

Κλουβί των πλευρώνπεριλαμβάνει στέρνο(στερνό), 12 θωρακικούς σπόνδυλους και 12 ζεύγη πλευρών (Εικ. 2).

Ρύζι. 2. Ανθρώπινος σκελετός.

Οι νευρώσεις είναι επίπεδες, τοξωτές-κυρτές μακριά οστά, τα οποία με τη βοήθεια εύκαμπτων χόνδρινων άκρων προσκολλώνται κινητά στο στέρνο. Όλες οι συνδέσεις πλευρών είναι πολύ ελαστικές, κάτι που είναι σημαντικό για την αναπνοή.

Ο κλωβός των πλευρών προστατεύει την καρδιά, τους πνεύμονες, το συκώτι και μέρος του πεπτικού συστήματος. Ο όγκος του θώρακα μπορεί να αλλάξει κατά την αναπνοή με συστολή των μεσοπλεύριων μυών και του διαφράγματος.

Σκελετός άνω άκραπου σχηματίζεται από την ωμική ζώνη, που αποτελείται από δύο ωμοπλάτες και δύο κλείδες, και το ελεύθερο άνω άκρο, συμπεριλαμβανομένου του ώμου, του αντιβραχίου και του χεριού. Ο ώμος είναι ένα σωληνοειδές οστό του βραχιονίου. ο πήχης σχηματίζεται από τα οστά της κερκίδας και της ωλένης. ο σκελετός του χεριού χωρίζεται στον καρπό (8 οστά διατεταγμένα σε δύο σειρές), στο μετακάρπιο (5 κοντά σωληνοειδή οστά) και στις φάλαγγες των δακτύλων (5 φάλαγγες).

Σκελετός κατώτερο άκροπεριλαμβάνει την πυελική ζώνη, που αποτελείται από δύο οστά της λεκάνης και το ιερό οστό, και τον σκελετό του ελεύθερου κάτω άκρου, που αποτελείται από τρία κύρια τμήματα - το μηριαίο οστό (ένα μηριαίο οστό), κάτω πόδι (μεγάλο και μικρό οστό της κνήμης) και πόδια (ταρσός - 7 οστά, μετατάρσιο - 5 οστά και 14 φάλαγγες).

Όλα τα οστά του σκελετού συνδέονται μέσω αρθρώσεων, συνδέσμων και τενόντων . Αρθρώσειςπαρέχουν κινητικότητα στα αρθρικά οστά του σκελετού. Οι αρθρικές επιφάνειες καλύπτονται λεπτό στρώμαχόνδρο, που εξασφαλίζει την ολίσθηση των αρθρικών επιφανειών με χαμηλή τριβή. Κάθε άρθρωση περικλείεται πλήρως μέσα αρθρική κάψουλα. Τα τοιχώματα αυτού του θυλάκου εκκρίνουν αρθρικό υγρό, το οποίο δρα ως λιπαντικό. Η συνδεσμική-καψική συσκευή και οι μύες που περιβάλλουν την άρθρωση την ενισχύουν και τη σταθεροποιούν. Οι κύριες κατευθύνσεις κίνησης που παρέχουν οι αρθρώσεις είναι: κάμψη-έκταση, απαγωγή-προσαγωγή, περιστροφή και κυκλικές κινήσεις.

Βασικές λειτουργίες του μυοσκελετικού συστήματος μυοσκελετικό σύστημα- στήριξη και κίνηση του σώματος και των μερών του στο χώρο.

Κύρια λειτουργίααρθρώσεις - συμμετέχουν σε κινήσεις. Παίζουν επίσης το ρόλο των αμορτισέρ, μειώνοντας την αδράνεια της κίνησης και σας επιτρέπουν να σταματήσετε αμέσως ενώ κινείστε.

Τα σωστά οργανωμένα μαθήματα φυσικής αγωγής δεν βλάπτουν την ανάπτυξη του σκελετού· γίνεται ισχυρότερος ως αποτέλεσμα της πάχυνσης του φλοιώδους στρώματος των οστών. Αυτό είναι σημαντικό όταν εκτελείτε σωματικές ασκήσεις που απαιτούν υψηλή μηχανική αντοχή (τρέξιμο, άλμα κ.λπ.). Η ακατάλληλη κατασκευή των προπονητικών συνεδριών μπορεί να οδηγήσει σε υπερφόρτωση της συσκευής υποστήριξης. Η μονομέρεια στην επιλογή των ασκήσεων μπορεί επίσης να προκαλέσει σκελετική παραμόρφωση.

Τα άτομα με περιορισμένη σωματική δραστηριότητα, των οποίων η εργασία χαρακτηρίζεται από τη διατήρηση μιας συγκεκριμένης θέσης για μεγάλο χρονικό διάστημα, βιώνουν σημαντικές αλλαγές στον ιστό των οστών και του χόνδρου, γεγονός που επηρεάζει ιδιαίτερα δυσμενώς την κατάσταση της σπονδυλικής στήλης και των μεσοσπονδύλιων δίσκων. Τάξεις φυσική άσκησηενισχύουν τη σπονδυλική στήλη και, λόγω της ανάπτυξης του μυϊκού κορσέ, εξαλείφουν διάφορες καμπυλότητες, που συμβάλλουν στην παραγωγή σωστή στάση του σώματοςκαι επέκταση του στήθους.

Οποιαδήποτε κινητική δραστηριότητα, συμπεριλαμβανομένων των αθλημάτων, πραγματοποιείται με τη βοήθεια των μυών, λόγω της συστολής τους. Επομένως, η δομή και η λειτουργικότητα των μυών πρέπει να είναι γνωστή σε κάθε άτομο, αλλά κυρίως σε εκείνους που ασχολούνται με τη σωματική άσκηση και τον αθλητισμό.

Ανθρώπινοι σκελετικοί μύες.

Ένα άτομο έχει περίπου 600 μύες. Οι κύριοι μύες φαίνονται στο Σχ. 3.

Εικ.3. Ανθρώπινοι μύες.

Μύες του στήθουςσυμμετέχουν στις κινήσεις των άνω άκρων και παρέχουν επίσης εκούσιες και ακούσιες αναπνευστικές κινήσεις. Οι αναπνευστικοί μύες του θώρακα ονομάζονται εξωτερικοί και εσωτερικοί μεσοπλεύριοι μύες. ΠΡΟΣ ΤΗΝ αναπνευστικοί μύεςΑυτό ισχύει και για το διάφραγμα.

Μύες της πλάτηςαποτελείται από επιφανειακούς και βαθείς μύες. Οι επιφανειακές παρέχουν κάποιες κινήσεις των άνω άκρων, του κεφαλιού και του λαιμού. Τα βαθιά («ανορθωτές του κορμού») συνδέονται με τις ακανθώδεις διεργασίες των σπονδύλων και τεντώνονται κατά μήκος της σπονδυλικής στήλης. Οι μύες της πλάτης συμμετέχουν στη διατήρηση κάθετη θέσησώμα, με έντονη τάση (σύσπαση) προκαλούν το σώμα να λυγίζει προς τα πίσω.

κοιλιακοι μυςδιατηρούν την πίεση μέσα στην κοιλιακή κοιλότητα (κοιλιακοί), συμμετέχουν σε ορισμένες κινήσεις του σώματος (κάμψη του κορμού προς τα εμπρός, κάμψη και στροφή προς τα πλάγια), κατά τη διαδικασία της αναπνοής.

Μύες κεφαλής και λαιμού- προσώπου, μάσημα και κίνηση του κεφαλιού και του λαιμού. Οι μύες του προσώπου συνδέονται στο ένα άκρο με το οστό, το άλλο στο δέρμα του προσώπου, μερικοί μπορούν να ξεκινήσουν και να τελειώσουν στο δέρμα. Οι μύες του προσώπου παρέχουν κίνηση του δέρματος του προσώπου, αντανακλούν διάφορες ψυχικές καταστάσεις ενός ατόμου, συνοδεύουν την ομιλία και είναι σημαντικοί στην επικοινωνία. Μύες μάσησηςόταν συστέλλονται, προκαλούν την κίνηση της κάτω γνάθου προς τα εμπρός και στα πλάγια. Οι μύες του λαιμού εμπλέκονται στις κινήσεις του κεφαλιού. Πίσω ομάδαμύες, συμπεριλαμβανομένων των μυών του πίσω μέρους του κεφαλιού, με τονωτική (από τη λέξη «τόνος») συστολή, κρατά το κεφάλι σε όρθια θέση.

Μύες των άνω άκρωνπαρέχει κίνηση της ζώνης ώμου, του αντιβραχίου και κίνηση του χεριού και των δακτύλων. Οι κύριοι ανταγωνιστές μύες είναι οι δικέφαλοι (καμπτήρες) και οι τρικέφαλοι (εκτεινόμενοι) μύες του ώμου. Οι κινήσεις του άνω άκρου και ιδιαίτερα του χεριού είναι εξαιρετικά ποικίλες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το χέρι χρησιμεύει ως ανθρώπινο όργανο εργασίας.

Μύες κάτω άκρα προάγει την κίνηση του ισχίου, του ποδιού και του ποδιού. Οι μύες των μηρών παίζουν σημαντικός ρόλοςστη διατήρηση μιας όρθιας θέσης σώματος, αλλά στον άνθρωπο είναι πιο ανεπτυγμένα από ό,τι σε άλλα σπονδυλωτά. Οι μύες που εκτελούν κινήσεις του κάτω ποδιού βρίσκονται στον μηρό (για παράδειγμα, ο τετρακέφαλος μυς, η λειτουργία του οποίου είναι να εκτείνει το κάτω πόδι στην άρθρωση του γόνατος· ο ανταγωνιστής αυτού του μυός είναι ο δικέφαλος μηριαίος μυς). Το πόδι και τα δάχτυλα των ποδιών οδηγούνται από μύες που βρίσκονται στο κάτω πόδι και στο πόδι. Η κάμψη των δακτύλων πραγματοποιείται με συστολή των μυών που βρίσκονται στο πέλμα και επέκταση - με συστολή των μυών της πρόσθιας επιφάνειας του ποδιού και του ποδιού. Πολλοί μύες του μηρού, του ποδιού και του ποδιού εμπλέκονται στη διατήρηση του ανθρώπινου σώματος σε όρθια θέση.

Υπάρχουν δύο τύποι μυών: λείος(ακούσια) και γραμμωτός(αυθαίρετος). Οι λείοι μύες βρίσκονται στα τοιχώματα των αιμοφόρων αγγείων και σε ορισμένα εσωτερικά όργανα. Συστέλλουν ή διαστέλλουν τα αιμοφόρα αγγεία, μετακινούν την τροφή κατά μήκος του γαστρεντερικού σωλήνα και συστέλλουν τα τοιχώματα Κύστη. Οι γραμμωτοί μύες είναι όλοι οι σκελετικοί μύες που παρέχουν μια ποικιλία κινήσεων του σώματος. Οι γραμμωτοί μύες περιλαμβάνουν επίσης τον καρδιακό μυ, ο οποίος εξασφαλίζει αυτόματα τη ρυθμική λειτουργία της καρδιάς σε όλη τη ζωή.

Η βάση των μυών είναι οι πρωτεΐνες, που αποτελούν το 80-85% του μυϊκού ιστού (εξαιρουμένου του νερού). Η κύρια ιδιότητα του μυϊκού ιστού είναι συσταλτικότητα, παρέχεται χάρη στις συσταλτικές μυϊκές πρωτεΐνες - ακτίνη και μυοσίνη. Ο μυϊκός ιστός είναι πολύ περίπλοκος. Ένας μυς έχει μια ινώδη δομή, κάθε ίνα είναι ένας μυς σε μικρογραφία, ο συνδυασμός αυτών των ινών σχηματίζει το μυ στο σύνολό του. Μυϊκή ίνα, με τη σειρά του, αποτελείται από μυοϊνίδια. Κάθε μυοϊνίδιο χωρίζεται σε εναλλασσόμενες φωτεινές και σκοτεινές περιοχές. Οι σκοτεινές περιοχές αποτελούνται από μακριές αλυσίδες μορίων μυοσίνη, τα ελαφριά σχηματίζονται από λεπτότερα πρωτεϊνικά νήματα ακτίνη.

Η μυϊκή δραστηριότητα ρυθμίζεται από το κεντρικό νευρικό σύστημα. Κάθε μυς περιέχει ένα νεύρο που χωρίζεται σε λεπτούς και λεπτούς κλάδους. Νευρικές απολήξειςφτάνουν σε μεμονωμένες μυϊκές ίνες. Οι κινητικές νευρικές ίνες μεταδίδουν ώσεις από τον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό (διέγερση), οι οποίες φέρνουν τους μύες σε κατάσταση λειτουργίας, με αποτέλεσμα να συστέλλονται. Οι αισθητηριακές ίνες μεταδίδουν ώσεις προς την αντίθετη κατεύθυνση, ενημερώνοντας το κεντρικό νευρικό σύστημα για τη μυϊκή δραστηριότητα.

Οι σκελετικοί μύες αποτελούν μέρος της δομής του μυοσκελετικού συστήματος, συνδέονται με τα οστά του σκελετού και, όταν συστέλλονται, μετακινούν μεμονωμένα μέρη του σκελετού και μοχλούς. Συμμετέχουν στη διατήρηση της θέσης του σώματος και των τμημάτων του στο χώρο, παρέχουν κίνηση κατά το περπάτημα, το τρέξιμο, το μάσημα, την κατάποση, την αναπνοή κ.λπ., ενώ παράγουν θερμότητα.

Οι σκελετικοί μύες έχουν την ικανότητα να διεγείρονται υπό την επίδραση νευρικών ερεθισμάτων. Η διέγερση πραγματοποιείται σε συσταλτικές δομές (μυοϊνίδια), οι οποίες, ως απόκριση, εκτελούν μια συγκεκριμένη κινητική ενέργεια - κίνηση ή τάση.

Όλοι οι σκελετικοί μύες αποτελούνται από γραμμωτούς μύες. Στον άνθρωπο, υπάρχουν περίπου 600 από αυτά και τα περισσότερα από αυτά είναι ζευγαρωμένα. Οι μύες αντιπροσωπεύουν ένα σημαντικό μέρος της ξηρής μάζας του ανθρώπινου σώματος. Στις γυναίκες, οι μύες αποτελούν έως και 35% συνολική μάζασώμα, και στους άνδρες έως και 50%, αντίστοιχα. Η ειδική προπόνηση δύναμης μπορεί να αυξήσει σημαντικά τη μυϊκή μάζα. Η σωματική αδράνεια οδηγεί σε μείωση της μυϊκής μάζας, και συχνά σε αύξηση της λιπώδους μάζας.

Οι σκελετικοί μύες καλύπτονται εξωτερικά με μια πυκνή μεμβράνη συνδετικού ιστού. Κάθε μυς έχει ένα ενεργό μέρος ( μυϊκό σώμα) και παθητικό ( τένοντας). Οι τένοντες έχουν ελαστικές ιδιότητες και αποτελούν σταθερό ελαστικό στοιχείο του μυός. Οι τένοντες έχουν μεγαλύτερη αντοχή σε εφελκυσμό σε σύγκριση με τον μυϊκό ιστό. Οι πιο αδύναμες και επομένως συχνά τραυματισμένες περιοχές του μυός είναι οι μεταβάσεις μεταξύ του μυός και του τένοντα. Επομένως, πριν από κάθε προπόνηση είναι απαραίτητη μια καλή προκαταρκτική προθέρμανση.

Οι μύες χωρίζονται σε μακρύς, σύντομοςΚαι πλατύς.

Οι μύες των οποίων η δράση κατευθύνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση ονομάζονται ανταγωνιστέςκαι ταυτόχρονα - συνεργιστών.

Σύμφωνα με τον λειτουργικό σκοπό και την κατεύθυνση της κίνησης στις αρθρώσεις, διακρίνονται οι μύες καμπτήρεςΚαι εκτατές, κύριοςΚαι εκτροπή, σφιγκτήρες(συμπιεστική) και διαστολείς.

Όλοι οι μύες διαπερνώνται από ένα πολύπλοκο σύστημα αιμοφόρων αγγείων. Το αίμα που ρέει μέσα από αυτά τους τροφοδοτεί με θρεπτικά συστατικά και οξυγόνο.

Λειτουργίες του μυοσκελετικού συστήματος:

Υποστήριξη - στερέωση μυών και εσωτερικά όργανα;

Προστατευτική - ζωτική προστασία σημαντικά όργανα(εγκέφαλος και νωτιαίος μυελός, καρδιά κ.λπ.)

Κινητήρας - διασφάλιση ενεργειών κινητήρα.

Άνοιξη - μαλακτικά χτυπήματα και κραδασμούς.

Αιμοποιητική - αιμοποίηση;

Συμμετοχή στον μεταβολισμό των μετάλλων.

Φυσιολογικά συστήματα του σώματος.

Νευρικό σύστημα.Το ανθρώπινο νευρικό σύστημα ενώνει όλα τα συστήματα του σώματος σε ένα ενιαίο σύνολο και αποτελείται από πολλά δισεκατομμύρια νευρικά κύτταρα και τις διαδικασίες τους. Οι μακρές διεργασίες των νευρικών κυττάρων ενώνονται για να σχηματίσουν νευρικές ίνες που συνδέονται με όλους τους ανθρώπινους ιστούς και όργανα.

Νευρικό σύστημαπεριλαμβάνει κεντρικός(εγκέφαλος και νωτιαίος μυελός) και περιφερειακός(νεύρα που προέρχονται από τον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό και βρίσκονται στην περιφέρεια νευρικά γάγγλια) τμήματα.

Το κεντρικό νευρικό σύστημα συντονίζει τις δραστηριότητες διαφόρων οργάνων και συστημάτων του σώματος και ρυθμίζει αυτή τη δραστηριότητα σε ένα μεταβαλλόμενο εξωτερικό περιβάλλον χρησιμοποιώντας τον αντανακλαστικό μηχανισμό. Οι διεργασίες που συμβαίνουν στο κεντρικό νευρικό σύστημα αποτελούν τη βάση όλων νοητική δραστηριότηταπρόσωπο.

Εγκέφαλοςείναι μια συσσώρευση τεράστιου αριθμού νευρικών κυττάρων. Αποτελείται από πρόσθιο, ενδιάμεσο, μεσαίο και οπίσθια τμήματα. Η δομή του εγκεφάλου είναι ασύγκριτα πιο περίπλοκη από τη δομή οποιουδήποτε οργάνου. ανθρώπινο σώμα. Ο εγκέφαλος είναι ενεργός όχι μόνο κατά τη διάρκεια της εγρήγορσης, αλλά και κατά τη διάρκεια του ύπνου. Ο εγκεφαλικός ιστός καταναλώνει 5 φορές περισσότερο οξυγόνο από την καρδιά και 20 φορές περισσότερο από τους μύες. Αποτελώντας μόνο το 2% περίπου του ανθρώπινου σωματικού βάρους, ο εγκέφαλος απορροφά το 18-25% του οξυγόνου που καταναλώνεται από ολόκληρο το σώμα. Ο εγκέφαλος υπερέχει σημαντικά από άλλα όργανα στην κατανάλωση γλυκόζης. Χρησιμοποιεί το 60-70% της γλυκόζης που παράγεται από το συκώτι, παρά το γεγονός ότι ο εγκέφαλος περιέχει λιγότερο αίμα από άλλα όργανα. Η επιδείνωση της παροχής αίματος στον εγκέφαλο μπορεί να σχετίζεται με σωματική αδράνεια. Σε αυτή την περίπτωση, υπάρχει πονοκέφαλοποικίλη εντόπιση, ένταση και διάρκεια, ζάλη, αδυναμία, μειωμένη νοητική απόδοση, η μνήμη επιδεινώνεται, εμφανίζεται ευερεθιστότητα.

Νωτιαίος μυελόςβρίσκεται στον σπονδυλικό σωλήνα που σχηματίζεται από τα σπονδυλικά τόξα. Σε διάφορα σημεία του νωτιαίου μυελού υπάρχουν κινητικοί νευρώνες (κινητικά νευρικά κύτταρα) που νευρώνουν τους μύες των άνω άκρων, της πλάτης, του θώρακα, της κοιλιάς και των κάτω άκρων. ΣΕ ιερή περιοχήβρίσκονται κέντρα αφόδευσης, ούρησης και σεξουαλικής δραστηριότητας. Ο τόνος των κέντρων του νωτιαίου μυελού ρυθμίζεται από τα ανώτερα μέρη του κεντρικού νευρικού συστήματος. Όλα τα είδη τραυματισμών και παθήσεων του νωτιαίου μυελού μπορεί να οδηγήσουν σε διαταραχές του πόνου και της ευαισθησίας στη θερμοκρασία, διαταραχή της δομής του συμπλέγματος εθελοντικές κινήσεις, μυϊκός τόνος.

Περιφερικό νευρικό σύστημασχηματίζεται από νεύρα που προέρχονται από τον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό. Υπάρχουν 12 ζεύγη κρανιακών νεύρων από τον εγκέφαλο και 31 ζεύγη νωτιαίων νεύρων από το νωτιαίο μυελό.

Με λειτουργική αρχήΤο νευρικό σύστημα χωρίζεται σε σωματικό και αυτόνομο. Σωματικόςτα νεύρα νευρώνουν τους γραμμωτούς μύες του σκελετού και ορισμένα όργανα (γλώσσα, φάρυγγας, λάρυγγας κ.λπ.). Βλαστικόςτα νεύρα ρυθμίζουν τη λειτουργία των εσωτερικών οργάνων (συστολή της καρδιάς, εντερική περισταλτική κ.λπ.).

Οι κύριες νευρικές διεργασίες είναι η διέγερση και η αναστολή που συμβαίνουν στα νευρικά κύτταρα. Διέγερση- την κατάσταση των νευρικών κυττάρων όταν μεταδίδουν ή κατευθύνουν τα ίδια νευρικά ερεθίσματα σε άλλα κύτταρα. Φρενάρισμα- την κατάσταση των νευρικών κυττάρων όταν η δραστηριότητά τους στοχεύει στην αποκατάσταση.

Το νευρικό σύστημα λειτουργεί με βάση την αρχή του αντανακλαστικού. Αντανάκλαση- αυτή είναι η αντίδραση του σώματος στον ερεθισμό, τόσο εσωτερικό όσο και εξωτερικό, που πραγματοποιείται με τη συμμετοχή του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ).

Υπάρχουν δύο τύποι αντανακλαστικών: άνευ όρων(συγγενής) και υποθετικός(που αποκτάται στη διαδικασία της ζωής).

Όλες οι ανθρώπινες κινήσεις αντιπροσωπεύουν νέες μορφές κινητικών πράξεων που αποκτώνται στη διαδικασία της ατομικής ζωής. Κινητική δεξιότητα- μια κινητική ενέργεια που εκτελείται αυτόματα χωρίς τη συμμετοχή προσοχής και σκέψης.

Στη διαδικασία της σωματικής προπόνησης, το ανθρώπινο νευρικό σύστημα βελτιώνεται, πραγματοποιώντας μια πιο λεπτή αλληλεπίδραση των διαδικασιών διέγερσης και αναστολής διαφόρων νευρικών κέντρων. Η εκπαίδευση επιτρέπει στα αισθητήρια όργανα να εκτελούν κινητικές ενέργειες με πιο διαφοροποιημένο τρόπο και διαμορφώνει την ικανότητα να αποκτήσουν πιο γρήγορα νέες κινητικές δεξιότητες. Η κύρια λειτουργία του νευρικού συστήματος είναι να ρυθμίζει την αλληλεπίδραση του σώματος ως συνόλου με το περιβάλλον του. εξωτερικό περιβάλλονκαι στη ρύθμιση των δραστηριοτήτων των επιμέρους οργάνων και των επικοινωνιών μεταξύ των οργάνων.

Υποδοχείς και αναλυτές.Η ικανότητα του σώματος να προσαρμόζεται γρήγορα στις περιβαλλοντικές αλλαγές επιτυγχάνεται χάρη στην ειδική εκπαίδευση - υποδοχείς, τα οποία, έχοντας αυστηρή ειδικότητα, μετατρέπουν εξωτερικά ερεθίσματα (ήχο, θερμοκρασία, φως, πίεση) σε νευρικές ώσεις που φτάνουν μέσω νευρικές ίνεςστο κεντρικό νευρικό σύστημα.

Οι ανθρώπινοι υποδοχείς χωρίζονται σε δύο κύριες ομάδες: εξωτερικά- (εξωτερικό) και intero- (εσωτερικοί) υποδοχείς. Κάθε τέτοιος υποδοχέας είναι αναπόσπαστο μέροςσύστημα ανάλυσης, το οποίο ονομάζεται αναλυτής. Αναλυτήςαποτελείται από τρία τμήματα - τον υποδοχέα, το αγώγιμο μέρος και τον κεντρικό σχηματισμό στον εγκέφαλο. Το υψηλότερο μέρος του αναλυτή είναι το φλοιώδες τμήμα του εγκεφάλου. Ας απαριθμήσουμε τα ονόματα των αναλυτών των οποίων ο ρόλος στην ανθρώπινη ζωή είναι γνωστός σε πολλούς:

Δέρμα (απτική, πόνος, θερμότητα, ευαισθησία στο κρύο).

Κινητήρας (οι υποδοχείς στους μύες, τις αρθρώσεις, τους τένοντες και τους συνδέσμους διεγείρονται υπό την επίδραση της πίεσης και της διάτασης).

Αιθουσαία (βρίσκεται στο εσωτερικό αυτί και αντιλαμβάνεται τη θέση του σώματος στο διάστημα).

Οπτικό (φως και χρώμα).

Ακουστικός (ήχος);

οσφρητική (οσμή);

Αρωματική ουσία (γεύση);

Σπλαχνικό (κατάσταση ενός αριθμού εσωτερικών οργάνων).

Σύνθεση και λειτουργίες του αίματος.Αίμα- υγρός τροφικός συνδετικός ιστός του σώματος, που κυκλοφορεί στα αγγεία και εκτελεί παρακάτω λειτουργίες:

Μεταφορά - παρέχει θρεπτικά συστατικά στα κύτταρα. παρέχει χυμική ρύθμιση.

Αναπνευστικό - παρέχει οξυγόνο στους ιστούς.

Απεκκριτικό - αφαιρεί τα μεταβολικά προϊόντα και το διοξείδιο του άνθρακα από αυτά.

Προστατευτικό - εξασφάλιση ανοσίας και σχηματισμού θρόμβου κατά την αιμορραγία.

Θερμορυθμιστικό - ρυθμίζει τη θερμοκρασία του σώματος.

Η σύνθεση του αίματος είναι σχετικά σταθερή και έχει ασθενή αλκαλική αντίδραση. Το αίμα αποτελείται από πλάσμα (55%) και διαμορφωμένα στοιχεία (45 %).

Πλάσμα αίματος- το υγρό μέρος του αίματος (90-92% νερό), που περιέχει οργανικές ουσίες και άλατα (8%), καθώς και βιταμίνες, ορμόνες και διαλυμένα αέρια.

Σχηματισμένα στοιχεία: ερυθρά αιμοσφαίρια, λευκά αιμοσφαίρια και αιμοπετάλια. Ο σχηματισμός αιμοσφαιρίων πραγματοποιείται σε διάφορα αιμοποιητικά όργανα - μυελό των οστών, σπλήνα, λεμφαδένες.

ερυθρά αιμοσφαίρια- το κόκκινο κύτταρα του αίματος(4-5 εκατομμύρια ανά κυβικό χιλιοστό), είναι φορείς της κόκκινης χρωστικής - αιμοσφαιρίνης. Η κύρια φυσιολογική λειτουργία των ερυθρών αιμοσφαιρίων είναι να δεσμεύουν και να μεταφέρουν οξυγόνο από τους πνεύμονες στα όργανα και τους ιστούς. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται λόγω των δομικών χαρακτηριστικών των ερυθρών αιμοσφαιρίων και της χημικής σύνθεσης της αιμοσφαιρίνης. Η αιμοσφαιρίνη είναι μοναδική στο ότι έχει την ικανότητα να σχηματίζει ουσίες σε συνδυασμό με οξυγόνο. Υπάρχουν 750-800 g αιμοσφαιρίνης στον οργανισμό, η συγκέντρωσή της στο αίμα στους άνδρες είναι 14-15%, στις γυναίκες 13-14%. Η αιμοσφαιρίνη καθορίζει τη μέγιστη χωρητικότητα του αίματος (τη μέγιστη ποσότητα οξυγόνου που μπορεί να περιέχεται σε 100 ml αίματος). Κάθε 100 ml αίματος μπορεί να δεσμεύσει έως και 20 ml οξυγόνου. Ο συνδυασμός αιμοσφαιρίνης με οξυγόνο ονομάζεται οξυαιμοσφαιρίνη. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια σχηματίζονται στα ερυθρά κύτταρα του μυελού των οστών.

Λευκοκύτταρα- λευκά αιμοσφαίρια (6-8 χιλιάδες σε 1 κυβικό mm αίματος). Η κύρια λειτουργία τους είναι να προστατεύουν το σώμα από τα παθογόνα. Προστατεύουν τον οργανισμό από ξένα βακτήρια είτε καταστρέφοντάς τα άμεσα μέσω φαγοκυττάρωσης (απορρόφησης) είτε παράγοντας αντισώματα για την καταστροφή τους. Η διάρκεια ζωής τους είναι 2-4 ημέρες. Ο αριθμός των λευκοκυττάρων αναπληρώνεται συνεχώς λόγω αυτών που σχηματίζονται πρόσφατα από κύτταρα του μυελού των οστών, του σπλήνα και των λεμφαδένων.

Αιμοπετάλια- τα αιμοπετάλια (200-400 χιλιάδες/mm3), προάγουν την πήξη του αίματος και, όταν διασπώνται, απελευθερώνουν μια αγγειοσυσταλτική ουσία - σερατονίνη.

Κυκλοφορικό σύστημα.Η δραστηριότητα όλων των συστημάτων του ανθρώπινου σώματος πραγματοποιείται μέσω της αλληλεπίδρασης της χυμικής (υγρού) και της νευρικής ρύθμισης. Ρύθμιση του χιούμορπραγματοποιείται από ένα εσωτερικό σύστημα μεταφοράς μέσω του αίματος και του κυκλοφορικού συστήματος, το οποίο περιλαμβάνει την καρδιά, αιμοφόρα αγγεία, λεμφικά αγγεία και όργανα που παράγουν ειδικά κύτταρα - σχηματισμένα στοιχεία.

Το νευρικό σύστημα ενισχύει ή αναστέλλει τη δραστηριότητα όλων των οργάνων όχι μόνο με κύματα διέγερσης ή νευρικές παρορμήσεις, αλλά και με την είσοδο στο αίμα, τη λέμφο, τη σπονδυλική στήλη και υγρό ιστούμεσολαβητές, ορμόνες και μεταβολικά προϊόντα. Αυτές οι χημικές ουσίες δρουν στα όργανα και το νευρικό σύστημα. Έτσι, σε φυσικές συνθήκες δεν υπάρχει αποκλειστικά νευρική ρύθμιση της δραστηριότητας των οργάνων, αλλά νευροχυμική.

Η κίνηση του αίματος και της λέμφου μέσω των αγγείων γίνεται συνεχώς, λόγω της οποίας τα όργανα, οι ιστοί και τα κύτταρα λαμβάνουν συνεχώς αυτό που χρειάζονται κατά τη διαδικασία αφομοίωσης ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιεςκαι το οξυγόνο και τα προϊόντα αποσύνθεσης απομακρύνονται συνεχώς κατά τη διάρκεια της μεταβολικής διαδικασίας.

Κυκλοφορία- Αυτή είναι η διαδικασία της κατευθυνόμενης κυκλοφορίας του αίματος. Εμφανίζεται λόγω της δραστηριότητας της καρδιάς και των αιμοφόρων αγγείων. Οι κύριες λειτουργίες της κυκλοφορίας του αίματος είναι μεταφορικές, μεταβολικές, απεκκριτικές, ομοιοστατικές, προστατευτικές. Το κυκλοφορικό σύστημα παρέχει μεταφορά αναπνευστικά αέρια, θρεπτικά συστατικά και βιολογικά δραστικές ουσίες, ορμόνες, μεταφορά θερμότητας μέσα στο σώμα.

Το αίμα στο ανθρώπινο σώμα περνάει κλειστό σύστημα, στο οποίο διακρίνονται δύο μέρη - οι μεγάλοι και οι μικροί κύκλοι της κυκλοφορίας του αίματος. Σωστη πλευραη καρδιά κινεί το αίμα μέσω της πνευμονικής κυκλοφορίας, η αριστερή πλευρά της καρδιάς κινείται μέσω της συστηματικής κυκλοφορίας (Εικ. 4).

Ρύζι. 4. Συστηματική και πνευμονική κυκλοφορία.

Πνευμονική κυκλοφορίαξεκινά από τη δεξιά κοιλία της καρδιάς. Στη συνέχεια μπαίνει το αίμα πνευμονικός κορμός, που χωρίζεται στα δύο πνευμονικές αρτηρίες, οι οποίες με τη σειρά τους χωρίζονται σε μικρότερες αρτηρίες που περνούν στα τριχοειδή των κυψελίδων, όπου γίνεται ανταλλαγή αερίων (στους πνεύμονες, το αίμα εκπέμπει διοξείδιο του άνθρακα και εμπλουτίζεται με οξυγόνο). Δύο φλέβες αναδύονται από κάθε πνεύμονα και παροχετεύονται στον αριστερό κόλπο.

Συστημική κυκλοφορίαξεκινά από την αριστερή κοιλία της καρδιάς. Αίμα εμπλουτισμένο με οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά ρέει σε όλα τα όργανα και τους ιστούς όπου συμβαίνει ανταλλαγή αερίων και μεταβολισμός. Λαμβάνοντας διοξείδιο του άνθρακα και προϊόντα αποσύνθεσης από τους ιστούς, το αίμα συγκεντρώνεται στις φλέβες και μετακινείται στον δεξιό κόλπο.

Η αδιάκοπη κίνηση του αίματος μέσα από τα αγγεία προκαλείται από ρυθμικές συσπάσεις της καρδιάς, οι οποίες εναλλάσσονται με τη χαλάρωση της. Λόγω της λειτουργίας άντλησης της καρδιάς, δημιουργώντας διαφορά πίεσης στο αρτηριακό και φλεβικά τμήματατο αγγειακό σύστημα, ως αποτέλεσμα της περιοδικής εναλλαγής των συσπάσεων και των χαλαρώσεων των κοιλιών και των κόλπων, το αίμα κινείται μέσω των αγγείων συνεχώς, προς μια ορισμένη κατεύθυνση. Η συστολή του καρδιακού μυός ονομάζεται συστολήκαι η χαλάρωση της - διαστολή. Η περίοδος που περιλαμβάνει συστολή και διαστολή είναι καρδιακός κύκλος.

Η δραστηριότητα της καρδιάς χαρακτηρίζεται από κολπική συστολή (0,1 δευτ.) και κοιλιακή (0,35 δευτ.) και διαστολή (0,45 δευτ.).

Υπάρχουν τρεις τύποι αιμοφόρων αγγείων στον άνθρωπο: αρτηρίες, φλέβες και τριχοειδή αγγεία. Οι αρτηρίες και οι φλέβες διαφέρουν μεταξύ τους ως προς την κατεύθυνση της κίνησης του αίματος σε αυτές. Οι αρτηρίες μεταφέρουν αίμα από την καρδιά στους ιστούς και οι φλέβες το επιστρέφουν από τους ιστούς στην καρδιά. Τριχοειδή - τα καλύτερα σκάφη, είναι πιο λεπτά ανθρώπινες τρίχες 15 φορές.

Η καρδιά είναι το κεντρικό όργανο του κυκλοφορικού συστήματος.Η καρδιά είναι κούφια μυϊκό όργανο, χωρισμένο με ένα διαμήκη χώρισμα σε δεξιό και αριστερό μισό. Κάθε ένα από αυτά αποτελείται από έναν κόλπο και κοιλίες, που χωρίζονται από ινώδη διαφράγματα (Εικ. 5).

Ρύζι. 5. Ανθρώπινη καρδιά.

Συσκευή βαλβίδας της καρδιάς- σχηματισμός που επιτρέπει τη διέλευση του αίματος Αγγειακό σύστημαπρος μια κατεύθυνση. Στην καρδιά, υπάρχουν βαλβίδες φυλλαδίου μεταξύ των κόλπων και των κοιλιών και ημισεληνιακές βαλβίδες - στην έξοδο του αίματος από τις κοιλίες στην αορτή και την πνευμονική αρτηρία.

Αυτοματισμός της καρδιάς- την ικανότητα της καρδιάς να διεγείρεται ρυθμικά χωρίς τη συμμετοχή της ρύθμισης του κεντρικού νευρικού συστήματος. Η κίνηση του αίματος μέσα από τα αγγεία εξασφαλίζεται, εκτός από τη λειτουργία άντλησης της καρδιάς, από τη δράση αναρρόφησης του θώρακα και τη δυναμική συμπίεση των μυϊκών αγγείων κατά τη σωματική εργασία.

Το αρτηριακό αίμα κινείται μέσω των αγγείων από την καρδιά υπό την επίδραση της πίεσης που δημιουργείται από τον καρδιακό μυ τη στιγμή της συστολής του. Η επιστροφή του αίματος μέσω των φλεβών επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες:

Πρώτον, το φλεβικό αίμα κινείται προς την καρδιά υπό τη δράση των συσπάσεων των σκελετικών μυών, οι οποίοι φαίνεται να σπρώχνουν το αίμα έξω από τις φλέβες προς την καρδιά, ενώ η αντίστροφη κίνηση του αίματος αποκλείεται, καθώς οι βαλβίδες που βρίσκονται στις φλέβες επιτρέπουν τη διέλευση του αίματος μόνο προς την κατεύθυνση της καρδιάς. Μηχανισμός αναγκαστικής προώθησης φλεβικό αίμαστην καρδιά υπερνικά τις δυνάμεις της βαρύτητας υπό την επίδραση ρυθμικών συσπάσεων και χαλάρωσης των σκελετικών μυών, που ονομάζεται μυϊκή αντλία. Έτσι, οι σκελετικοί μύες κατά τη διάρκεια των κυκλικών κινήσεων βοηθούν σημαντικά την καρδιά να εξασφαλίσει την κυκλοφορία του αίματος στο αγγειακό σύστημα.

Δεύτερον, κατά την εισπνοή, το στήθος διαστέλλεται και δημιουργείται μια μειωμένη πίεση σε αυτό, η οποία εξασφαλίζει την αναρρόφηση του φλεβικού αίματος στη θωρακική περιοχή.

Τρίτον, τη στιγμή της συστολής (σύσπασης) του καρδιακού μυός, όταν χαλαρώνουν οι κόλποι, εμφανίζεται σε αυτούς ένα φαινόμενο αναρρόφησης, προάγοντας την κίνηση του φλεβικού αίματος προς την καρδιά.

Η καρδιά λειτουργεί αυτόματα υπό τον έλεγχο του κεντρικού νευρικού συστήματος· ένα κύμα ταλαντώσεων που διαδίδεται κατά μήκος των ελαστικών τοιχωμάτων των αρτηριών ως αποτέλεσμα του υδροδυναμικού σοκ ενός τμήματος αίματος που εκτοξεύεται στην αορτή κατά τη συστολή της αριστερής κοιλίας ονομάζεται ΠΑΛΜΟΣ ΚΑΡΔΙΑΣ(ΠΑΛΜΟΣ ΚΑΡΔΙΑΣ).

Ο ρυθμός της καρδιάς εξαρτάται από την ηλικία, το φύλο, το σωματικό βάρος και τη φυσική κατάσταση. Σε νεαρά υγιή άτομα, ο καρδιακός ρυθμός (HR) είναι 60-80 παλμούς ανά λεπτό. Σε έναν ενήλικο άνδρα σε κατάσταση ηρεμίας είναι 65-75 παλμούς/λεπτό, στις γυναίκες είναι 8-10 παλμούς περισσότεροι από τους άνδρες. Σε προπονημένους αθλητές, ο καρδιακός ρυθμός ηρεμίας μπορεί να φτάσει τους 40-50 παλμούς/λεπτό.

Ονομάζεται καρδιακός ρυθμός μικρότερος από 60 παλμούς/λεπτό βραδυκαρδίακαι περισσότερα από 90 - ταχυκαρδία.

Η ποσότητα αίματος που ωθείται από την κοιλία της καρδιάς στην αορτή κατά τη διάρκεια μιας συστολής ονομάζεται συστολικός (εγκεφαλικό) όγκος αίματος, σε ηρεμία είναι 60-80 ml. Στο σωματική δραστηριότητασε ανεκπαίδευτα άτομα αυξάνεται στα 100-130 ml και σε εκπαιδευμένα σε 180-200 ml.

Η ποσότητα αίματος που εκτοξεύεται από μια κοιλία της καρδιάς σε ένα λεπτό ονομάζεται λεπτός όγκος αίματος (MBV).Σε κατάσταση ηρεμίας, ο αριθμός αυτός είναι κατά μέσο όρο 4-6 λίτρα. Κατά τη διάρκεια της φυσικής δραστηριότητας, αυξάνεται σε μη προπονημένους σε 18-20 l και σε προπονημένους έως 30-40 l.

Η πίεση του αίματος που κινείται μέσω του καρδιαγγειακού συστήματος καθορίζεται κυρίως από το έργο της καρδιάς, την αντίσταση των τοιχωμάτων των αιμοφόρων αγγείων και τις υδροστατικές δυνάμεις. Στην αορτή και κεντρικές αρτηρίεςσυστηματική κυκλοφορία, η αρτηριακή πίεση (αρτηριακή πίεση) σε ηρεμία κατά τη διάρκεια της συστολής (στιγμή συστολής της καρδιάς) είναι 115-125 mm Hg. Art., με τη διαστολή (πίεση τη στιγμή της χαλάρωσης του καρδιακού μυός) είναι 60-80 mm Hg. Τέχνη.

Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας, βέλτιστη απόδοση πίεση αίματοςοι αριθμοί είναι 120/80.

Το κανονικό χαμηλό για έναν ενήλικα είναι 100-110/60-70. Κάτω από αυτές τις τιμές, η πίεση είναι υποτονικός.

Οι κανονικές υψηλές τιμές περιλαμβάνουν τους αριθμούς 130-139/85-89. Πάνω από αυτές τις τιμές, η πίεση είναι υπερτασικός.

Οι ηλικιωμένοι έχουν υψηλότερη αρτηριακή πίεση από τους νεότερους. στα παιδιά είναι χαμηλότερη από ό,τι στους ενήλικες.

Η τιμή της αρτηριακής πίεσης εξαρτάται από τη συσταλτική δύναμη του μυοκαρδίου, το μέγεθος του IOC, το μήκος, τη χωρητικότητα και τον τόνο των αιμοφόρων αγγείων και το ιξώδες του αίματος.

Υπό την επίδραση της φυσικής προπόνησης, το μέγεθος και η μάζα της καρδιάς αυξάνονται λόγω της πάχυνσης των τοιχωμάτων του καρδιακού μυός και της αύξησης του όγκου του. Ο μυς μιας εκπαιδευμένης καρδιάς διεισδύει πιο πυκνά με αιμοφόρα αγγεία, γεγονός που εξασφαλίζει καλύτερη θρέψη του μυϊκού ιστού και την απόδοσή του.

Αναπνοή.Αναπνοήείναι ένα σύμπλεγμα φυσιολογικών, βιοχημικών και βιοφυσικών διεργασιών που εξασφαλίζουν την παροχή οξυγόνου στο σώμα, τη μεταφορά του σε ιστούς και όργανα, καθώς και το σχηματισμό, την απελευθέρωση και την απομάκρυνσή του από το σώμα διοξείδιο του άνθρακακαι νερό. Διακρίνονται τα ακόλουθα μέρη του αναπνευστικού συστήματος: εξωτερική αναπνοή, μεταφορά αερίων με αίμα και αναπνοή ιστών.

Εξωτερική αναπνοή πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας αναπνευστική συσκευήπου αποτελείται από τους αεραγωγούς (ρινική κοιλότητα, ρινοφάρυγγα, λάρυγγα, τραχεία, τραχεία και βρόγχους). Τα τοιχώματα της ρινικής οδού είναι επενδεδυμένα με ακτινωτό επιθήλιο, το οποίο παγιδεύει τη σκόνη που εισέρχεται αέρα. Ο αέρας μέσα στη ρινική οδό θερμαίνεται. Κατά την αναπνοή από το στόμα, ο αέρας εισέρχεται απευθείας στον φάρυγγα και από αυτόν στον λάρυγγα, χωρίς να καθαριστεί ή να θερμανθεί (Εικ. 6).

Ρύζι. 6. Η δομή της ανθρώπινης αναπνευστικής συσκευής.

Όταν εισπνέετε, ο αέρας εισέρχεται στους πνεύμονες, καθένας από τους οποίους είναι μέσα υπεζωκοτική κοιλότητακαι λειτουργεί απομονωμένα το ένα από το άλλο. Κάθε πνεύμονας έχει σχήμα κώνου. Από την πλευρά που βλέπει την καρδιά, ένας βρόγχος εισέρχεται σε κάθε πνεύμονα, χωρίζεται σε μικρότερους βρόγχους, σχηματίζοντας το λεγόμενο βρογχικό δέντρο. Οι μικροί βρόγχοι καταλήγουν σε κυψελίδες, οι οποίες συμπλέκονται με ένα πυκνό δίκτυο τριχοειδών αγγείων μέσω των οποίων ρέει το αίμα. Καθώς το αίμα περνά μέσα από τα πνευμονικά τριχοειδή αγγεία, πραγματοποιείται ανταλλαγή αερίων: το διοξείδιο του άνθρακα, που απελευθερώνεται από το αίμα, εισέρχεται στις κυψελίδες, οι οποίες απελευθερώνουν οξυγόνο στο αίμα.

Δείκτες της απόδοσης των αναπνευστικών οργάνων είναι ο παλιρροϊκός όγκος, ο αναπνευστικός ρυθμός, η ζωτική ικανότητα, ο πνευμονικός αερισμός, η κατανάλωση οξυγόνου κ.λπ.

Παλιρροιακός όγκος- ο όγκος του αέρα που διέρχεται από τους πνεύμονες σε έναν αναπνευστικό κύκλο (εισπνοή, εκπνοή), αυτός ο δείκτης αυξάνεται σημαντικά σε εκπαιδευμένα άτομα και κυμαίνεται από 800 ml ή περισσότερο. Σε μη εκπαιδευμένα άτομα, ο αναπνεόμενος όγκος σε ηρεμία είναι στα επίπεδα των 350-500 ml.

Εάν, μετά από μια κανονική εισπνοή, εκπνεύσετε όσο το δυνατόν περισσότερο, τότε θα βγουν άλλα 1,0-1,5 λίτρα αέρα από τους πνεύμονες. Αυτός ο τόμος συνήθως ονομάζεται ΑποθεματικόΗ ποσότητα αέρα που μπορεί να εισπνεύσει πέρα ​​από τον παλιρροϊκό όγκο ονομάζεται πρόσθετος όγκος.

Το άθροισμα τριών όγκων: αναπνευστικό, πρόσθετο και εφεδρικό είναι η ζωτική χωρητικότητα των πνευμόνων. Ζωτική ικανότητα των πνευμόνων (VC)- ο μέγιστος όγκος αέρα που μπορεί να εκπνεύσει ένα άτομο μετά από μια μέγιστη εισπνοή (μετρούμενο με σπιρομέτρηση). Η ζωτική ικανότητα των πνευμόνων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ηλικία, το φύλο, το ύψος, την περιφέρεια του θώρακα, φυσική ανάπτυξη. Στους άνδρες η ζωτική χωρητικότητα κυμαίνεται από 3200-4200 ml, στις γυναίκες 2500-3500 ml. Σε αθλητές, ιδιαίτερα σε όσους ασχολούνται με κυκλικά αθλήματα (κολύμβηση, σκι αντοχής κ.λπ.), η ζωτική χωρητικότητα μπορεί να φτάσει τα 7000 ml ή περισσότερο στους άνδρες, τα 5000 ml ή περισσότερο στις γυναίκες.

Ρυθμός αναπνοής- αριθμός αναπνευστικών κύκλων ανά λεπτό. Ένας κύκλος αποτελείται από εισπνοή, εκπνοή και παύση αναπνοής. Ο μέσος αναπνευστικός ρυθμός ηρεμίας είναι 15-18 κύκλοι ανά λεπτό. Σε εκπαιδευμένα άτομα, λόγω αύξησης του παλιρροϊκού όγκου, ο αναπνευστικός ρυθμός μειώνεται σε 8-12 κύκλους ανά λεπτό. Κατά τη διάρκεια της φυσικής δραστηριότητας, ο αναπνευστικός ρυθμός αυξάνεται, για παράδειγμα, σε κολυμβητές έως και 45 κύκλους ανά λεπτό.

Πνευμονικός αερισμός- ο όγκος του αέρα που διέρχεται από τους πνεύμονες σε ένα λεπτό. Η ποσότητα του πνευμονικού αερισμού προσδιορίζεται πολλαπλασιάζοντας τον αναπνεόμενο όγκο με τον αναπνευστικό ρυθμό. Ο πνευμονικός αερισμός σε ηρεμία είναι στα επίπεδα των 5000-9000 ml. Με τη σωματική δραστηριότητα αυτό το ποσοστό αυξάνεται.

Κατανάλωση οξυγόνου- την ποσότητα οξυγόνου που χρησιμοποιεί το σώμα σε ηρεμία ή κατά την άσκηση σε 1 λεπτό. Σε κατάσταση ηρεμίας, ένα άτομο καταναλώνει 250-300 ml οξυγόνου ανά λεπτό. Με τη σωματική δραστηριότητα αυτή η τιμή αυξάνεται. Μεγαλύτερη ποσότηταοξυγόνο που το σώμα μπορεί να καταναλώσει ανά λεπτό το μέγιστο μυϊκή εργασία, που ονομάζεται μέγιστη κατανάλωση οξυγόνου(IPC).

Το αναπνευστικό σύστημα αναπτύσσεται πιο αποτελεσματικά από τα κυκλικά αθλήματα (τρέξιμο, κωπηλασία, κολύμπι, σκι, κ.λπ.) (Πίνακας 1)

Τραπέζι 1. Μερικοί μορφολειτουργικοί δείκτες καρδιαγγειακών

Ε. ΖΒΥΑΓΙΝΑ.

Οι φυσιολόγοι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι η έλλειψη οξυγόνου σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να είναι ευεργετική για τον οργανισμό και ακόμη και να βοηθήσει στη θεραπεία πολλών ασθενειών.

Η έλλειψη οξυγόνου σε όργανα και ιστούς (υποξία) εμφανίζεται για διάφορους λόγους.

Βραβευμένος με το Κρατικό Βραβείο της Ουκρανίας, Καθηγητής A. Z. Kolchinskaya. Υπό την ηγεσία της, δημιουργήθηκε ένα πρόγραμμα υπολογιστή που αξιολογεί τη λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος και αναπτύχθηκε ένα υποξικό σύστημα εκπαίδευσης.

Υποξική προπόνηση. Ο ασθενής αναπνέει μέσω του υποξικά για αρκετά λεπτά, στη συνέχεια αφαιρεί τη μάσκα και αναπνέει κανονικό αέρα. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται τέσσερις έως έξι φορές.

Μπορείτε να ξεχάσετε πώς να κολυμπήσετε ή να κάνετε ποδήλατο, αλλά η αναπνοή είναι μια διαδικασία που συμβαίνει έξω από τη συνείδησή μας. Δόξα τω Θεώ, δεν απαιτείται ειδική εκπαίδευση εδώ. Ίσως αυτός είναι ο λόγος που οι περισσότεροι από εμάς έχουμε εξαιρετικά πρόχειρες ιδέες για το πώς αναπνέουμε.

Αν ρωτήσετε για αυτό από ένα άτομο μακριά από φυσικές επιστήμες, η απάντηση πιθανότατα θα είναι: αναπνέουμε με τους πνεύμονές μας. Στην πραγματικότητα αυτό δεν είναι αλήθεια. Η ανθρωπότητα χρειάστηκε περισσότερα από διακόσια χρόνια για να καταλάβει τι είναι η αναπνοή και ποια είναι η ουσία της.

Σχηματικά, η σύγχρονη έννοια της αναπνοής μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής: οι κινήσεις του θώρακα δημιουργούν συνθήκες για εισπνοή και εκπνοή. εισπνέουμε αέρα, και μαζί του οξυγόνο, το οποίο, περνώντας από την τραχεία και τους βρόγχους, εισέρχεται στις πνευμονικές κυψελίδες και στα αιμοφόρα αγγεία. Χάρη στο έργο της καρδιάς και την αιμοσφαιρίνη που περιέχεται στο αίμα, το οξυγόνο παρέχεται σε όλα τα όργανα, σε κάθε κύτταρο. Τα κύτταρα περιέχουν μικροσκοπικούς κόκκους - μιτοχόνδρια. Σε αυτά επεξεργάζεται το οξυγόνο, δηλαδή λαμβάνει χώρα η ίδια η αναπνοή.

Το οξυγόνο στα μιτοχόνδρια «συλλαμβάνεται» από τα αναπνευστικά ένζυμα, τα οποία το παρέχουν με τη μορφή αρνητικά φορτισμένων ιόντων σε ένα θετικά φορτισμένο ιόν υδρογόνου. Όταν τα ιόντα οξυγόνου και υδρογόνου συνδυάζονται, απελευθερώνονται ένας μεγάλος αριθμός απόθερμότητα που απαιτείται για τη σύνθεση της κύριας συσκευής αποθήκευσης βιολογικής ενέργειας - ATP (αδενοσινο φωσφορικό οξύ). Η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάσπαση του ATP χρησιμοποιείται από το σώμα για να πραγματοποιήσει όλες τις διαδικασίες της ζωής και για οποιαδήποτε από τις δραστηριότητές του.

Έτσι ρέει η αναπνοή φυσιολογικές συνθήκες: δηλαδή ο αέρας περιέχει αρκετή ποσότητα οξυγόνου και το άτομο είναι υγιές και δεν βιώνει υπερφόρτωση. Τι γίνεται όμως όταν ανατρέπεται η ισορροπία;

Το αναπνευστικό σύστημα μπορεί να συγκριθεί με έναν υπολογιστή. Ο υπολογιστής διαθέτει ευαίσθητα στοιχεία μέσω των οποίων μεταδίδονται πληροφορίες για την πρόοδο της διαδικασίας στο κέντρο ελέγχου. Τα ίδια ευαίσθητα στοιχεία υπάρχουν και στην αναπνευστική αλυσίδα. Αυτοί είναι οι χημειοϋποδοχείς της αορτής και καρωτιδικές αρτηρίες, μεταδίδοντας πληροφορίες σχετικά με μείωση της συγκέντρωσης οξυγόνου στο αρτηριακό αίμα ή αύξηση της περιεκτικότητας σε διοξείδιο του άνθρακα σε αυτό. Αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, σε περιπτώσεις όπου η ποσότητα οξυγόνου στον εισπνεόμενο αέρα μειώνεται. Το σήμα σχετικά με αυτό μεταδίδεται μέσω ειδικών υποδοχέων στο αναπνευστικό κέντρο του προμήκη μυελού και από εκεί πηγαίνει στους μύες. Η εργασία του θώρακα και των πνευμόνων αυξάνεται, ένα άτομο αρχίζει να αναπνέει πιο συχνά και, κατά συνέπεια, βελτιώνεται ο αερισμός των πνευμόνων και η παροχή οξυγόνου στο αίμα. Η διέγερση των υποδοχέων στις καρωτιδικές αρτηρίες προκαλεί επίσης αύξηση του καρδιακού ρυθμού, η οποία αυξάνει την κυκλοφορία του αίματος και το οξυγόνο φτάνει πιο γρήγορα στους ιστούς. Αυτό διευκολύνεται επίσης από την απελευθέρωση νέων ερυθρών αιμοσφαιρίων στο αίμα, άρα και της αιμοσφαιρίνης που περιέχουν.

Αυτό εξηγεί ευεργετική επιρροήαέρας στο βουνό ζωτικότηταπρόσωπο. Φτάνοντας σε ορεινά θέρετρα -ας πούμε, στον Καύκασο- πολλοί άνθρωποι παρατηρούν ότι η διάθεσή τους βελτιώνεται, το αίμα τους φαίνεται να ρέει πιο γρήγορα. Και το μυστικό είναι απλό: ο αέρας στα βουνά είναι αραιός, υπάρχει λιγότερο οξυγόνο σε αυτόν. Το σώμα λειτουργεί στη λειτουργία «αγώνα για οξυγόνο»: προκειμένου να διασφαλιστεί η πλήρης παροχή οξυγόνου στους ιστούς, χρειάζεται να κινητοποιήσει εσωτερικούς πόρους. Η αναπνοή επιταχύνεται, η κυκλοφορία του αίματος αυξάνεται και ως αποτέλεσμα ενεργοποιούνται οι ζωτικές δυνάμεις.

Αλλά αν πάτε ψηλότερα στα βουνά, όπου ο αέρας περιέχει ακόμα λιγότερο οξυγόνο, το σώμα θα αντιδράσει στην έλλειψή του με εντελώς διαφορετικό τρόπο. Η υποξία (με επιστημονικούς όρους, έλλειψη οξυγόνου) θα είναι επικίνδυνη και το κεντρικό νευρικό σύστημα θα είναι το πρώτο που θα υποφέρει από αυτήν.

Εάν δεν υπάρχει αρκετό οξυγόνο για να υποστηρίξει τη λειτουργία του εγκεφάλου, ένα άτομο μπορεί να χάσει τις αισθήσεις του. Η σοβαρή υποξία μερικές φορές οδηγεί ακόμη και σε θάνατο.

Όμως η υποξία δεν προκαλείται απαραίτητα χαμηλή περιεκτικότηταοξυγόνο στον αέρα. Μπορεί να προκληθεί από τη μία ή την άλλη ασθένεια. Για παράδειγμα, με χρόνια βρογχίτιδα, βρογχικό άσθμα και διάφορες ασθένειεςπνεύμονες (πνευμονία, πνευμοσκλήρωση), δεν εισέρχεται όλο το εισπνεόμενο οξυγόνο στο αίμα. Το αποτέλεσμα είναι ανεπαρκής παροχή οξυγόνου σε ολόκληρο το σώμα. Εάν υπάρχουν λίγα ερυθρά αιμοσφαίρια και η αιμοσφαιρίνη που περιέχεται σε αυτά στο αίμα (όπως συμβαίνει με την αναιμία), υποφέρει ολόκληρη η διαδικασία της αναπνοής. Μπορείτε να αναπνέετε συχνά και βαθιά, αλλά η παροχή οξυγόνου στους ιστούς δεν θα αυξηθεί σημαντικά: τελικά, η αιμοσφαιρίνη είναι υπεύθυνη για τη μεταφορά της. Γενικά, το κυκλοφορικό σύστημα σχετίζεται άμεσα με την αναπνοή, επομένως οι διακοπές της καρδιακής δραστηριότητας δεν μπορούν παρά να επηρεάσουν την παροχή οξυγόνου στους ιστούς. Ο σχηματισμός θρόμβων αίματος στα αιμοφόρα αγγεία οδηγεί επίσης σε υποξία.

Έτσι, η λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος πάει στραβά με σημαντική έλλειψη οξυγόνου στον αέρα (για παράδειγμα, ψηλά στα βουνά), καθώς και με διάφορες ασθένειες. Αλλά αποδεικνύεται ότι ένα άτομο μπορεί να εμφανίσει υποξία ακόμα κι αν είναι υγιές και αναπνέει αέρα πλούσιο σε οξυγόνο. Αυτό συμβαίνει όταν το φορτίο στο σώμα αυξάνεται. Το γεγονός είναι ότι σε μια ενεργή κατάσταση ένα άτομο καταναλώνει σημαντικά περισσότερο οξυγόνο από ό, τι σε μια ήρεμη κατάσταση. Οποιαδήποτε εργασία - σωματική, πνευματική, συναισθηματική - απαιτεί συγκεκριμένο ενεργειακό κόστος. Και η ενέργεια, όπως διαπιστώσαμε, παράγεται από το συνδυασμό οξυγόνου και υδρογόνου στα μιτοχόνδρια, δηλαδή κατά την αναπνοή.

Φυσικά, το σώμα διαθέτει μηχανισμούς που ρυθμίζουν την παροχή οξυγόνου όταν αυξάνεται το φορτίο. Η ίδια αρχή ισχύει εδώ όπως στην περίπτωση του αραιωμένου αέρα, όταν οι υποδοχείς της αορτής και των καρωτιδικών αρτηριών καταγράφουν μείωση της συγκέντρωσης οξυγόνου στο αρτηριακό αίμα. Η διέγερση αυτών των υποδοχέων μεταδίδεται στον φλοιό εγκεφαλικά ημισφαίριατον εγκέφαλο και όλα τα μέρη του. Ο αερισμός των πνευμόνων και η παροχή αίματος αυξάνονται, γεγονός που εμποδίζει τη μείωση του ρυθμού παροχής οξυγόνου στα όργανα και τα κύτταρα.

Είναι περίεργο το γεγονός ότι σε ορισμένες περιπτώσεις το σώμα μπορεί να λάβει μέτρα εκ των προτέρων κατά της υποξίας, ιδιαίτερα που εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της άσκησης. Η βάση αυτού είναι η πρόβλεψη μελλοντικών αυξήσεων φορτίου. Σε αυτή την περίπτωση, το σώμα έχει επίσης ειδικά ευαίσθητα στοιχεία - ανταποκρίνονται σε ήχους, χρωματικά σήματα, αλλαγές στην όσφρηση και τη γεύση. Για παράδειγμα, ένας αθλητής, έχοντας ακούσει την εντολή "Go!", λαμβάνει ένα σήμα για να αναδιοργανώσει τη λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος. Περισσότερο οξυγόνο αρχίζει να ρέει στους πνεύμονες, το αίμα και τους ιστούς.

Ωστόσο, ένα μη εκπαιδευμένο σώμα συχνά αδυνατεί να δημιουργήσει επαρκή παροχή οξυγόνου υπό σημαντικό φορτίο. Και τότε το άτομο πάσχει από υποξία.

Το πρόβλημα της υποξίας έχει προσελκύσει από καιρό την προσοχή των επιστημόνων. Σοβαρές εξελίξεις πραγματοποιήθηκαν υπό την ηγεσία του ακαδημαϊκού N. N. Sirotinin στο Ινστιτούτο Φυσιολογίας που φέρει το όνομά του. A. A. Bogomolets Ακαδημία Επιστημών της Ουκρανικής ΣΣΔ. Συνέχεια αυτών των μελετών ήταν το έργο της καθηγήτριας A. Z. Kolchinskaya, βραβευμένη με το Κρατικό Βραβείο της Ουκρανίας, και των μαθητών της. Δημιούργησαν ένα πρόγραμμα υπολογιστή που επιτρέπει σε κάποιον να αξιολογήσει τη λειτουργία του ανθρώπινου αναπνευστικού συστήματος χρησιμοποιώντας διάφορους δείκτες (όγκος εισπνεόμενου αέρα, ρυθμός εισόδου οξυγόνου στο αίμα, καρδιακός ρυθμός κ.λπ.). Οι εργασίες έγιναν αφενός με αθλητές και ορειβάτες και αφετέρου με άτομα που πάσχουν από ορισμένες παθήσεις (χρόνια βρογχίτιδα, βρογχικό άσθμα, αναιμία, διαβήτης, αιμορραγία της μήτρας, εγκεφαλική παράλυση, μυωπία κ.λπ.). Η ανάλυση σε υπολογιστή έχει δείξει ότι ακόμη και εκείνες οι ασθένειες που φαίνεται να μην σχετίζονται άμεσα με το αναπνευστικό σύστημα έχουν αρνητικό αντίκτυπο σε αυτό. Είναι λογικό να υποθέσουμε ανατροφοδότηση: η λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος μπορεί να επηρεάσει την κατάσταση ολόκληρου του σώματος.

Και τότε προέκυψε η ιδέα της υποξικής προπόνησης. Ας θυμηθούμε: με μια ελαφρά μείωση της ποσότητας οξυγόνου στον αέρα (για παράδειγμα, στους πρόποδες), το σώμα ενεργοποιεί ζωτικές δυνάμεις. Το αναπνευστικό σύστημα ξαναχτίζεται, προσαρμόζεται στις νέες συνθήκες. Ο όγκος της αναπνοής αυξάνεται, η κυκλοφορία του αίματος αυξάνεται, τα ερυθρά αιμοσφαίρια και η αιμοσφαιρίνη αυξάνονται και ο αριθμός των μιτοχονδρίων αυξάνεται. Τέτοια αποτελέσματα μπορούν να επιτευχθούν σε κλινικό περιβάλλον παρέχοντας στον ασθενή ροή αέρα από μειωμένο περιεχόμενοοξυγόνο. Για το σκοπό αυτό, δημιουργήθηκε μια ειδική συσκευή - ένας υποξικοποιητής.

Αλλά ένα άτομο δεν μπορεί να είναι συνεχώς συνδεδεμένο στη συσκευή. Είναι απαραίτητο να επιτευχθούν βιώσιμα αποτελέσματα και ποιοτικές αλλαγές στο αναπνευστικό σύστημα. Για το σκοπό αυτό, αποφασίστηκε να χωριστεί η συνεδρία έκθεσης σε υποξία σε σειρές: αποδείχθηκε ότι κάτω από αυτό το καθεστώς ενισχύθηκαν οι μηχανισμοί που αναπτύχθηκε από το σώμα για να προσαρμοστεί στην υποξία. Ο ασθενής αναπνέει μέσω ενός υποξικά για αρκετά λεπτά (η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στον παρεχόμενο αέρα είναι 11 - 16%), στη συνέχεια αφαιρεί τη μάσκα και αναπνέει κανονικό αέρα για κάποιο χρονικό διάστημα. Αυτή η εναλλαγή επαναλαμβάνεται τέσσερις έως έξι φορές. Ως αποτέλεσμα, από συνεδρία σε συνεδρία, εκπαιδεύονται τα αναπνευστικά, κυκλοφορικά, αιμοποιητικά όργανα και εκείνα τα κυτταρικά οργανίδια που συμμετέχουν στην αξιοποίηση του οξυγόνου - τα μιτοχόνδρια.

Για κάθε ασθενή, το διαλειμματικό σχήμα προπόνησης υποξίας επιλέγεται ξεχωριστά. Είναι σημαντικό να προσδιοριστεί η συγκέντρωση του οξυγόνου στον εισπνεόμενο αέρα στην οποία θα αρχίσουν να λειτουργούν στο σώμα οι μηχανισμοί προσαρμογής στην υποξία. Φυσικά, αυτές οι συγκεντρώσεις δεν είναι ίδιες για έναν αθλητή και για έναν ασθενή με βρογχικό άσθμα. Επομένως, πριν από τη συνταγογράφηση μιας πορείας θεραπείας, πραγματοποιείται μια δοκιμή υποξίας, η οποία καθορίζει την απόκριση του σώματος στην εισπνοή αέρα με χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο.

Σήμερα, η υποξική προπόνηση έχει ήδη αποδείξει την αποτελεσματικότητά της στη θεραπεία μιας μεγάλης ποικιλίας ασθενειών. Πρώτα από όλα βέβαια για παθήσεις του αναπνευστικού, όπως π.χ

αποφρακτική χρόνια βρογχίτιδα και βρογχικό άσθμα. Αυτό από μόνο του δικαιολογεί το έργο των επιστημόνων που ανέπτυξαν τη μέθοδο. Αλλά το πιο εκπληκτικό είναι ότι με τη βοήθειά του μπορούν να αντιμετωπιστούν εκείνες οι ασθένειες που, με την πρώτη ματιά, δεν έχουν καμία σχέση με την αναπνοή.

Για παράδειγμα, όπως έδειξε ο B. Kh. Khatsukov, η μέθοδος αποδείχθηκε αποτελεσματική στη θεραπεία της μυωπίας. Περισσότερο από το 60% των παιδιών με μυωπία που υποβλήθηκαν σε κύκλο εκπαίδευσης με υποξία αποκατέστησαν πλήρως την όρασή τους, ενώ για τα υπόλοιπα βελτιώθηκε σημαντικά. Γεγονός είναι ότι η αιτία της μυωπίας είναι η κακή παροχή αίματος και παροχή οξυγόνου στον ακτινωτό μυ του ματιού και στους ινιακούς λοβούς του εγκεφαλικού φλοιού, που ρυθμίζουν την όραση. Στα μυωπικά παιδιά, το αναπνευστικό σύστημα υστερεί ηλικιακή ανάπτυξη. Και όταν ομαλοποιηθεί, η όραση αποκαθίσταται.

A. 3. Η Kolchinskaya και οι μαθητές της M. P. Zakusilo και 3. Kh. Abazova διεξήγαγαν επιτυχημένο πείραμασχετικά με τη χρήση της υποξικής προπόνησης για τη θεραπεία του υποθυρεοειδισμού (υπολειτουργικός θυρεοειδής αδένας). Όταν ο ασθενής εισέπνευσε αέρα με μειωμένη περιεκτικότητα σε οξυγόνο, ο θυρεοειδής αδένας του άρχισε να παράγει περισσότερες ορμόνες. Μετά από αρκετές συνεδρίες, το επίπεδο των ορμονών στο αίμα έγινε φυσιολογικό.

Επί του παρόντος, υπάρχουν ήδη αρκετά εξειδικευμένα κέντρα θεραπείας υποξίας στη Ρωσία και τις χώρες της ΚΑΚ. Αυτά τα κέντρα αντιμετωπίζουν με επιτυχία ασθενείς με αναιμία, στεφανιαία νόσο, υπέρταση στο αρχικό στάδιο, νευροκυκλοφορική δυστονία, σακχαρώδης διαβήτης, ορισμένες γυναικολογικές παθήσεις.

Καλά αποτελέσματα έχουν επιτευχθεί και στην προπόνηση αθλητών. Μετά από μια πορεία 15 ημερών υποξικής προπόνησης, η μέγιστη κατανάλωση οξυγόνου των ποδηλατών, των κωπηλατών και των σκιέρ αυξάνεται κατά 6%. Με κανονική συστηματική αθλητική προπόνηση, αυτό διαρκεί περίπου ένα χρόνο. Αλλά η αναπνοή σε τέτοια αθλήματα είναι το κλειδί της επιτυχίας. Επιπλέον, όπως γνωρίζουμε, εξαρτάται από γενική κατάστασηοργανισμός, τις δυνατότητές του.

Η επίδραση της υποξικής προπόνησης είναι παρόμοια με τη σκλήρυνση ή τις πρωινές ασκήσεις. Ακριβώς όπως εκπαιδεύουμε τους μυς μας ή ενισχύουμε το ανοσοποιητικό μας με το να βρέχουμε. κρύο νερό, μπορείτε να «εκπαιδεύσετε» το αναπνευστικό σύστημα. Είναι κρίμα που δεν μπορείτε να κάνετε αυτό το είδος γυμναστικής στο σπίτι. Πρέπει ακόμα να πληρώσετε για την υγεία σας.

Προέλευση του εγκεφάλου Savelyev Sergey Vyacheslavovich

§ 6. Κατανάλωση οξυγόνου στον εγκέφαλο

Είναι εντελώς λανθασμένο να συσχετίζεται ο ρυθμός του μεταβολισμού του εγκεφάλου με τη συνολική κατανάλωση οξυγόνου του σώματος (Schmidt-Nielsen, 1982). Πράγματι, σε ένα στριφογυριστή, η κατανάλωση οξυγόνου ανά 1 κιλό σωματικού βάρους είναι 7,4 l/h και σε έναν ελέφαντα είναι 0,07 l/h. Ωστόσο, αυτή είναι η συνολική κατανάλωση οξυγόνου, η οποία ποικίλλει κατά τάξεις μεγέθους σε διάφορα μέρη του σώματος τόσο του ελέφαντα όσο και της γριάς. Επιπλέον, σε ζώα με διαφορετική βιολογία, η ποσότητα της κατανάλωσης οξυγόνου από τα ίδια όργανα του σώματος ποικίλλει επίσης σημαντικά. Η ιδέα ότι η κατανάλωση οξυγόνου στον εγκέφαλο αλλάζει αναλογικά με το μέγεθος του σώματος παραμένει μια περίεργη παρανόηση. Εάν η κατανάλωση οξυγόνου στον εγκέφαλο οποιουδήποτε θηλαστικού πέσει κάτω από 12,6 L/(kg-h), επέρχεται θάνατος. Σε αυτό το επίπεδο οξυγόνου, ο εγκέφαλος μπορεί να παραμείνει ενεργός μόνο για 10-15 δευτερόλεπτα. Μετά από 30-120 δευτερόλεπτα, η αντανακλαστική δραστηριότητα εξαφανίζεται και μετά από 5-6 λεπτά αρχίζει ο θάνατος των νευρώνων. Με άλλα λόγια, ο νευρικός ιστός δεν έχει πρακτικά δικούς του πόρους. Ούτε μια γριούλα, ούτε καν ένας ελέφαντας θα είχαν καμία πιθανότητα επιβίωσης αν η κατανάλωση οξυγόνου από τον εγκέφαλο δεν εξασφαλιζόταν με ειδικούς μηχανισμούς. Ο εγκέφαλος λαμβάνει οξυγόνο, νερό με διαλύματα ηλεκτρολυτών και θρεπτικά συστατικά σύμφωνα με νόμους που δεν έχουν καμία σχέση με τον μεταβολικό ρυθμό άλλων οργάνων. Οι τιμές κατανάλωσης όλων των «αναλώσιμων» συστατικών είναι σχετικά σταθερές και δεν μπορούν να είναι κάτω από ένα ορισμένο επίπεδο που διασφαλίζει τη λειτουργική δραστηριότητα του εγκεφάλου.

Πρέπει να σημειωθεί ότι ο εγκέφαλος έχει συχνά καθοριστική επίδραση στο μεταβολισμό ολόκληρου του ζώου. Η κατανάλωση ενέργειας του εγκεφάλου δεν μπορεί να είναι κάτω από μια ορισμένη τιμή. Η παροχή αυτού του επιπέδου επιτυγχάνεται σε διαφορετικές συστηματικές ομάδες αλλάζοντας την ταχύτητα της κυκλοφορίας του αίματος στα αγγεία του νευρικού συστήματος. Ο λόγος για αυτές τις διαφορές είναι οι αλλαγές στον αριθμό των τριχοειδών αγγείων ανά 1 mm εγκεφαλικού ιστού. Φυσικά, σε διαφορετικά τμήματαΣτον εγκέφαλο, το μήκος των τριχοειδών αγγείων μπορεί να ποικίλλει σημαντικά. Ανάλογα με το φυσιολογικό φορτίο, ο αυλός των τριχοειδών μπορεί επίσης να αλλάξει δυναμικά. Ωστόσο, αυτός ο πολύ μέσος δείκτης φωτίζει τους λόγους για την αύξηση του καρδιακού ρυθμού στα μικρά θηλαστικά. Όσο μικρότερο είναι το τριχοειδές δίκτυο του εγκεφάλου, τόσο μεγαλύτερη πρέπει να είναι η ταχύτητα ροής του αίματος για να διασφαλιστεί η απαραίτητη ροή οξυγόνου και θρεπτικών ουσιών. Μπορείτε να αυξήσετε το μεταβολισμό λόγω του καρδιακού ρυθμού, της αναπνοής και του ρυθμού κατανάλωσης τροφής. Αυτό συμβαίνει στα μικρά θηλαστικά. Οι πληροφορίες σχετικά με την πυκνότητα των τριχοειδών αγγείων στον εγκέφαλο των ζώων είναι πολύ αποσπασματικές. Ωστόσο, υπάρχει μια γενική τάση που δείχνει εξελικτική ανάπτυξη τριχοειδές δίκτυοεγκέφαλος Σε έναν βάτραχο λίμνης, το μήκος των τριχοειδών αγγείων σε 1 mm3 εγκεφαλικού ιστού είναι περίπου 160 mm, σε ένα ολόκληρο κεφάλι χόνδρινο ψάρι- 500, σε έναν καρχαρία - 100, σε ένα αμβύστωμα - 90, σε μια χελώνα - 350, σε μια tuateria - 100 mm, σε μια τσάντα - 400, σε ένα ποντίκι - 700, σε έναν αρουραίο - 900, σε ένα κουνέλι - 600 , σε γάτα - 900, σε σκύλο - 900, και σε πρωτεύοντα θηλαστικά και ανθρώπους - 1200-1400 mm. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι όταν μειώνεται το μήκος των τριχοειδών αγγείων, η περιοχή της επιφάνειας επαφής τους με νευρικού ιστούμειώνεται εκθετικά. Αυτό υποδηλώνει ότι για να διατηρηθεί ένα ελάχιστο επίπεδο παροχής οξυγόνου στον εγκέφαλο, η καρδιά της γριάς πρέπει να χτυπά πολλές φορές πιο γρήγορα από αυτή των πρωτευόντων και των ανθρώπων. Πράγματι, για ένα άτομο αυτή η τιμή είναι 60-90 ανά λεπτό, και για ένα τρελό είναι 130-450. Η μάζα της καρδιάς της γριάς πρέπει να είναι αναλογικά μεγαλύτερη. Στους ανθρώπους είναι περίπου 4%, στον καπουτσίνο - 8%, και στη γριούλα - 14% του συνολικού σωματικού βάρους. Κατά συνέπεια, ένα από τα βασικά όργανα που καθορίζει τον μεταβολισμό των ζώων είναι ο εγκέφαλος.

Ας προσπαθήσουμε να υπολογίσουμε το πραγματικό μερίδιο της ενέργειας που καταναλώνεται από το σώμα ζώων με διαφορετικές μάζες εγκεφάλου και σώματος. Η μεγάλη σχετική μάζα του νευρικού συστήματος των μικρών θηλαστικών θέτει υψηλές απαιτήσεις στο επίπεδο του μεταβολισμού του ίδιου του εγκεφάλου. Το κόστος συντήρησής του είναι συγκρίσιμο με το κόστος συντήρησης του ανθρώπινου εγκεφάλου, το οποίο έχει ερευνηθεί καλά. Η βασική κατανάλωση θρεπτικών ουσιών και οξυγόνου από τον ανθρώπινο εγκέφαλο είναι περίπου το 8-10% ολόκληρου του σώματος. Όταν ο οργανισμός είναι ανενεργός, αυτή η τιμή είναι λίγο πολύ σταθερή, αν και μπορεί να κυμαίνεται σημαντικά μεταξύ μεγάλων και μικρών εκπροσώπων ενός δεδομένου είδους. Ωστόσο, ακόμη και αυτή η τιμή είναι δυσανάλογα μεγάλη. Ο ανθρώπινος εγκέφαλος αποτελεί το 1/50 του βάρους του σώματος και καταναλώνει το 1/10 όλης της ενέργειας - 5 φορές περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο όργανο. Αυτά τα στοιχεία είναι κάπως υποτιμημένα, καθώς η κατανάλωση οξυγόνου από μόνη της είναι 18%. Ας προσθέσουμε το κόστος συντήρησης του νωτιαίου μυελού και του περιφερικού συστήματος και παίρνουμε περίπου το 1/7. Κατά συνέπεια, σε ανενεργή κατάσταση, το ανθρώπινο νευρικό σύστημα καταναλώνει περίπου το 15% της ενέργειας ολόκληρου του σώματος. Τώρα σκεφτείτε την κατάσταση με έναν εγκέφαλο που λειτουργεί ενεργά και το περιφερικό νευρικό σύστημα. Σύμφωνα με τις πιο συντηρητικές εκτιμήσεις, το ενεργειακό κόστος ενός εγκεφάλου υπερδιπλασιάζεται. Δεδομένης της γενικευμένης αύξησης της δραστηριότητας ολόκληρου του νευρικού συστήματος, μπορούμε να υποθέσουμε με βεβαιότητα ότι περίπου το 25-30% των συνολικών δαπανών του σώματος είναι για τη συντήρησή του (Εικ. I-8).

Το νευρικό σύστημα των θηλαστικών αποδεικνύεται ένα εξαιρετικά «ακριβό» όργανο, επομένως όσο λιγότερος χρόνος λειτουργεί ο εγκέφαλος σε εντατική λειτουργία, τόσο φθηνότερη είναι η συντήρησή του. Το πρόβλημα λύνεται με διάφορους τρόπους. Μία από τις μεθόδους σχετίζεται με την ελαχιστοποίηση του χρόνου εντατικής λειτουργίας του νευρικού συστήματος. Αυτό επιτυγχάνεται με ένα μεγάλο σύνολο εγγενών, ενστικτωδών προγραμμάτων συμπεριφοράς που αποθηκεύονται στον εγκέφαλο ως ένα σύνολο οδηγιών. Οι οδηγίες για διαφορετικές συμπεριφορές απαιτούν μόνο μικρές προσαρμογές για να ταιριάζουν σε συγκεκριμένες συνθήκες. Ο εγκέφαλος σχεδόν δεν χρησιμοποιείται για τη λήψη ατομικών αποφάσεων με βάση την προσωπική εμπειρία του ζώου. Η επιβίωση γίνεται στατιστική διαδικασίαεφαρμογή έτοιμων μορφών συμπεριφοράς σε συγκεκριμένες περιβαλλοντικές συνθήκες. Το ενεργειακό κόστος της διατήρησης του εγκεφάλου γίνεται περιοριστικό της πνευματικής δραστηριότητας για τα μικρά ζώα.

Για παράδειγμα, ας πούμε ότι ο αμερικανικός τυφλοπόντικας του χτενιού αποφάσισε να χρησιμοποιήσει τον εγκέφαλό του, όπως τα πρωτεύοντα ή οι άνθρωποι. Ας εξετάσουμε τις αρχικές συνθήκες. Ένας τυφλοπόντικας βάρους 40 g έχει εγκέφαλο βάρους 1,2 g και νωτιαίο μυελό, μαζί με ένα περιφερικό νευρικό σύστημα βάρους περίπου 0,9 g. Έχοντας ένα νευρικό σύστημα που αποτελεί περισσότερο από το 5% του σωματικού του βάρους, ο σπίλος ξοδεύει περίπου το 30% του τους συνολικούς ενεργειακούς πόρους του σώματος για τη συντήρησή του. Αν σκεφτεί να λύσει ένα σκακιστικό πρόβλημα, τότε τα έξοδα του σώματός του για τη διατήρηση του εγκεφάλου θα διπλασιαστούν και ο ίδιος ο τυφλοπόντικας θα πεθάνει αμέσως από την πείνα. Ακόμα κι αν ένας τυφλοπόντικας σπρώχνει έναν ατελείωτο γαιοσκώληκα από μαύρο χαβιάρι, τότε θα πεθάνει ούτως ή άλλως. Ο εγκέφαλος θα χρειαστεί τόση πολλή ενέργεια που θα προκύψουν αδιάλυτα προβλήματα με τον ρυθμό παραγωγής οξυγόνου και την παροχή αρχικών μεταβολικών συστατικών από το γαστρεντερικό σωλήνα. Παρόμοιες δυσκολίες θα προκύψουν με την απομάκρυνση των μεταβολικών προϊόντων από το νευρικό σύστημα και τη βασική ψύξη του. Έτσι, τα μικρά εντομοφάγα και τα τρωκτικά είναι καταδικασμένα να μην γίνουν σκακιστές. Ο εγκέφαλός τους είναι ενστικτώδης και τα ενεργειακά προβλήματα του περιεχομένου του θέτουν ανυπέρβλητα εμπόδια στην ανάπτυξη της ατομικής συμπεριφοράς. Σε ατομικό επίπεδο, μόνο μεταβλητότητα στην εφαρμογή έμφυτων συμπεριφορικών προγραμμάτων μπορεί να προκύψει.

Ρύζι. Ι-8. Μεταβολικές διεργασίες στον εγκέφαλο των πρωτευόντων.

Στον μεταβολισμό του νευρικού συστήματος, διακρίνονται τρεις κύριες δυναμικές διεργασίες: η ανταλλαγή οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα, η κατανάλωση οργανικών ουσιών και η απελευθέρωση καταβολικών προϊόντων, η ανταλλαγή νερού και διαλυμάτων ηλεκτρολυτών. Η αναλογία αυτών των ουσιών που καταναλώνει ο ανθρώπινος εγκέφαλος υποδεικνύεται στο κάτω μέρος. Η ανταλλαγή νερού και διαλυμάτων ηλεκτρολυτών υπολογίζεται ως ο χρόνος που χρειάζεται για να περάσει όλο το νερό του σώματος από τον εγκέφαλο. Η πάνω γραμμή είναι μια παθητική κατάσταση, η κάτω γραμμή είναι η έντονη εργασία του νευρικού συστήματος.

Ωστόσο, αρκεί να αυξήσετε ελαφρώς το μέγεθος του σώματος και προκύπτει μια ποιοτικά διαφορετική κατάσταση. Γκρίζος αρουραίος (Rattus rattus)έχει νευρικό σύστημα που ζυγίζει περίπου το 1/60 του σωματικού βάρους. Αυτό είναι ήδη αρκετό για να επιτευχθεί αισθητή μείωσησχετικός μεταβολισμός του εγκεφάλου. Δεν έχει νόημα να ξαναλέμε τα αποτελέσματα των πνευματικών πειραμάτων και των παρατηρήσεων σε αρουραίους και ο βαθμός εξατομίκευσης της συμπεριφοράς δεν είναι συγκρίσιμος με εκείνον των τυφλοπόντικων και των τυφλοπόντικων. Προφανές πλεονέκτημαΗ αύξηση του σωματικού βάρους είναι μείωση του κόστους διατήρησης του εγκεφάλου. Τα περιφερειακά μέρη που λειτουργούν συνεχώς δεν είναι τόσο ακριβά όσο ο εγκέφαλος, επομένως η αύξηση του σωματικού βάρους οδηγεί σε έναν σχετικά «φθηνότερο» εγκέφαλο.

Επομένως, για να δημιουργήσετε έναν προσαρμοσμένο εγκέφαλο, χρειάζεστε ένα ζώο με αρκετά μεγάλη μάζα σώματος. Με άλλα λόγια, υπάρχει ένα είδος φραγμού που, μέσω του μεγέθους του σώματος και της εγκεφαλικής μάζας, περιορίζει την ικανότητα των ζώων να μαθαίνουν και να εξατομικεύουν τη συμπεριφορά. Ένα μικρό ζώο με μεγάλο εγκέφαλο και υψηλό κόστος συντήρησής του δεν θα είναι σε θέση να παρέχει το ενεργειακό κόστος για να αυξήσει τη δραστηριότητά του. Έτσι, δεν μπορεί κανείς να περιμένει λύσεις σε σύνθετα προβλήματα ή βαθιά εξατομίκευση της προσαρμοστικής συμπεριφοράς. Εάν το ζώο είναι μεγάλο και το μέγεθος του εγκεφάλου είναι σχετικά μικρό, τότε είναι αποδεκτές σημαντικές διακυμάνσεις στο ενεργειακό κόστος της συντήρησής του. Σε αυτή την κατάσταση, τόσο η εξατομίκευση της συμπεριφοράς όσο και σύνθετες διαδικασίεςμάθηση. Ωστόσο, ακόμη και ένα μεγάλο ζώο με καλό ανεπτυγμένος εγκέφαλοςυπάρχουν ενεργειακά προβλήματα. Το νευρικό σύστημα είναι πολύ ακριβό για να χρησιμοποιηθεί εντατικά. Το μικρό και εντατικά λειτουργικό νευρικό σύστημα καταναλώνει ένα τεράστιο μερίδιο των πόρων του σώματος. Αυτή η κατάσταση είναι ασύμφορη. Μια ενεργειακά δικαιολογημένη λύση μπορεί να είναι μόνο η βραχυπρόθεσμη χρήση του εγκεφάλου για την επίλυση συγκεκριμένων προβλημάτων. Αυτό παρατηρείται στα μεγάλα θηλαστικά. Η σύντομη δραστηριότητα αντικαθίσταται γρήγορα από μακροχρόνια ανάπαυση.

Έτσι, το μικρό και το μεγάλο νευρικό σύστημα έχουν τα πλεονεκτήματά τους. Για να εφαρμόσετε την ενστικτώδη συμπεριφορά, μπορείτε να έχετε έναν μικρό εγκέφαλο, αλλά η προσαρμοστικότητά του οφείλεται σε τροποποιήσεις του ενστίκτου. Μεγάλος εγκέφαλοςΚοστίζει αρκετά στον ιδιοκτήτη του, αλλά το υψηλό κόστος ενέργειας είναι αρκετά δικαιολογημένο. Ένας μεγάλος εγκέφαλος σας επιτρέπει να ανταπεξέλθετε σε πολύπλοκες εργασίες που δεν έχουν έτοιμες ενστικτώδεις λύσεις. Το κόστος εφαρμογής τέτοιων μηχανισμών προσαρμοστικής συμπεριφοράς είναι πολύ υψηλό, επομένως τόσο τα ζώα όσο και οι άνθρωποι προσπαθούν να χρησιμοποιούν τον εγκέφαλο όσο το δυνατόν λιγότερο.

Προνόμιο του νευρικού συστήματος

Το νευρικό σύστημα πολλών ζώων (και ιδιαίτερα των θηλαστικών) έχει μια ιδιότητα που το φέρνει σε εξαιρετική θέση. Αυτή η ιδιότητα οφείλεται στην απομόνωσή του από το υπόλοιπο σώμα. Όντας ο κύριος μηχανισμός για την ενσωμάτωση της εργασίας των εσωτερικών οργάνων και η βάση της συμπεριφοράς, είναι ένα «ξένο σώμα» για το σώμα του ατόμου. Το ανοσοποιητικό σύστημα βλέπει το νευρικό σύστημα σαν ένα θραύσμα. Εάν το ανοσοποιητικό σύστημα «φτάσει» στον εγκέφαλο, τότε αρχίζουν σοβαρές αυτοάνοσες διεργασίες που είναι ασυμβίβαστες με τη ζωή.

Δημιουργείται μια παράδοξη κατάσταση. Το νευρικό σύστημα καταναλώνει ένα τεράστιο μέρος του οξυγόνου και των θρεπτικών συστατικών ολόκληρου του σώματος, το οποίο λαμβάνει μέσω του αίματος. Ταυτόχρονα, πρέπει να απομονώνεται προσεκτικά από το κυκλοφορικό σύστημα, αφού θεωρείται από τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος ως ξένο αντικείμενο.

Από τη σκοπιά της βιολογικής σκοπιμότητας είναι ορατή μια προφανής αντίφαση. Το κύριο όργανο ολοκλήρωσης δεν πρέπει να είναι ξένο προς το ανοσοποιητικό σύστημα. Ωστόσο, αυτό είναι ένα γεγονός για το οποίο είναι αρκετά εύκολο να βρεθεί μια σαφής εξήγηση. Ο εγκέφαλος περιέχει πάρα πολλά εξειδικευμένα οργανικά συστατικά που δεν χρησιμοποιούνται πουθενά αλλού στο σώμα. Η δημιουργία ενός μηχανισμού στο ανοσοποιητικό σύστημα για να τα αναγνωρίσει ως «δικά μας» κύτταρα είναι εξαιρετικά δύσκολη και αδικαιολόγητη. Είναι πολύ πιο «φθηνό» να διαχωρίζουμε απλώς το νευρικό σύστημα από το υπόλοιπο σώμα. Αυτή η αρχή της απομόνωσης εφαρμόζεται στους όρχεις, τις ωοθήκες και το νευρικό σύστημα. Στο πολύ γενική εικόναΗ μόνωση του νευρικού συστήματος διατηρείται από τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, ο οποίος αποτελείται από διάφορους τύπους εξειδικευμένων κυττάρων. Για να κατανοήσουμε την απομόνωση του νευρικού συστήματος από το υπόλοιπο σώμα, είναι απαραίτητο να εξετάσουμε τις στοιχειώδεις αρχές της δομής του.

Από το βιβλίο The Newest Book of Facts. Τόμος 1 [Αστρονομία και αστροφυσική. Γεωγραφία και άλλες επιστήμες της γης. Βιολογία και Ιατρική] συγγραφέας

Από το βιβλίο Eye of the Mind συγγραφέας Hofstadter Douglas Robert

Από το βιβλίο Brain and Soul [Πώς η νευρική δραστηριότητα διαμορφώνει τον εσωτερικό μας κόσμο] από τον Frith Chris

26 DAGLAS HOFSTADTER Μια συνομιλία με τον εγκέφαλο του Αϊνστάιν Ο Αχιλλέας και η χελώνα συγκρούονται κατά λάθος στην ακτή μιας οκταγωνικής λίμνης στους κήπους του Λουξεμβούργου στο Παρίσι. Αυτή η λίμνη χρησίμευε πάντα ως αγαπημένο μέρος για εκδρομές με σκάφος για νεαρά ζευγάρια. αυτές τις μέρες τα σκάφη τους είναι συχνά

Από το βιβλίο The Newest Book of Facts. Τόμος 1. Αστρονομία και αστροφυσική. Γεωγραφία και άλλες επιστήμες της γης. Βιολογία και ιατρική συγγραφέας Kondrashov Anatoly Pavlovich

Δεν αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο, αλλά ένα μοντέλο του που δημιουργείται από τον εγκέφαλο.Αυτό που αντιλαμβανόμαστε δεν είναι αυτά τα ακατέργαστα και διφορούμενα σήματα που έρχονται από τον έξω κόσμο στα μάτια, τα αυτιά και τα δάχτυλά μας. Η αντίληψή μας είναι πολύ πιο πλούσια - συνδυάζει όλα αυτά ωμά

Από το βιβλίο Blood: River of Life [Από αρχαίους θρύλους έως επιστημονικές ανακαλύψεις] του Ισαάκ Ασίμοφ

Ποια είναι η δύναμη που καταναλώνει ο ανθρώπινος εγκέφαλος; Έχει διαπιστωθεί ότι σε κατάσταση εγρήγορσης ο ανθρώπινος εγκέφαλος καταναλώνει περίπου 20

Από το βιβλίο Breeding Fish, Crayfish and Domestic Waterfowl συγγραφέας Zadorozhnaya Lyudmila Alexandrovna

Γιατί η τακτική κατανάλωση αλκοόλ, έστω και μέτρια, είναι επιβλαβής για τον οργανισμό; Ο αλκοολισμός είναι ένα από τα είδη εθισμού στα ναρκωτικά. Ακόμη και η μέτρια κατανάλωση αλκοόλ μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρή, μερικές φορές σχεδόν ακαταμάχητη, εξάρτηση από αυτό. Ο μηχανισμός αυτού

Από βιβλίο Τωρινή κατάστασηβιόσφαιρας και περιβαλλοντικής πολιτικής συγγραφέας Kolesnik Yu. A.

Κεφάλαιο 4 Εμπόδια στο οξυγόνο Σε μια κανονική ατμόσφαιρα, η αιμοσφαιρίνη δεσμεύει μόνο το οξυγόνο. Αυτό σημαίνει ότι η δέσμευση του οξυγόνου δεν επηρεάζεται από άλλα συστατικά του αέρα: άζωτο, διοξείδιο του άνθρακα, υδρατμούς ή αργό. Η αιμοσφαιρίνη συλλέγεται

Από το βιβλίο Βιολογική Χημεία συγγραφέας Λέλεβιτς Βλαντιμίρ Βαλεριάνοβιτς

Από το βιβλίο του συγγραφέα

7.5. Κύκλος οξυγόνου Από όλα τα αέρια που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα, καθώς και διαλυμένα στον Παγκόσμιο Ωκεανό, το οξυγόνο έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς παρέχει υψηλή ενεργειακή απόδοση κατά την αερόβια αφομοίωση για όλους σχεδόν τους οργανισμούς στη Γη και ουσιαστικά βρίσκεται σε

Από το βιβλίο του συγγραφέα

Αντιδραστικά είδη οξυγόνου (ελεύθερες ρίζες) Στο σώμα, ως αποτέλεσμα των αντιδράσεων οξειδοαναγωγής, η δημιουργία αντιδραστικών ειδών οξυγόνου (ROS) συμβαίνει συνεχώς κατά τη διάρκεια της μείωσης του οξυγόνου με ένα ηλεκτρόνιο (το μόριο έχει ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο στο

Η ποσότητα οξυγόνου που καταναλώνεται από ένα άτομο με άδειο στομάχι σε κατάσταση μυϊκής ανάπαυσης, ξαπλωμένος, είναι ένας δείκτης του μεταβολισμού που είναι απαραίτητος για τη διατήρηση των ζωτικών λειτουργιών του σώματος σε ηρεμία, δηλαδή του βασικού μεταβολισμού. Ο βασικός ανθρώπινος μεταβολισμός χαρακτηρίζεται από κατανάλωση οξυγόνου στην περιοχή από 200-250 ml/min με κατανάλωση ενέργειας περίπου 1-1,2 kcal/min. Ο βασικός μεταβολισμός επηρεάζεται από το φύλο, την ηλικία, το βάρος και την επιφάνεια του σώματος, τη σύνθεση των τροφίμων, κλιματικές συνθήκες, θερμοκρασία περιβάλλοντος κ.λπ. Ο βασικός μεταβολικός ρυθμός ενέργειας για έναν ενήλικα θεωρείται ότι είναι 1 kcal ανά 1 kg βάρους ανά ώρα.

Η αυξημένη κατανάλωση οξυγόνου κατά την εργασία είναι απαραίτητη για την οξείδωση των προϊόντων διάσπασης των υδατανθράκων στην αερόβια φάση (γαλακτικό οξύ), των λιπών, καθώς και για την επανασύνθεση αζωτούχων ουσιών στην αναερόβια φάση. Η ανάγκη του σώματος για οξυγόνο είναι μεγαλύτερη, τόσο περισσότερο Δουλευε πιο σκληρα. Εντός ορισμένων ορίων υπάρχει γραμμική εξάρτησημεταξύ της σοβαρότητας της εργασίας που εκτελείται και της κατανάλωσης οξυγόνου. Αυτή η συμμόρφωση διασφαλίζεται από την αυξημένη εργασία του καρδιαγγειακού συστήματος και την αύξηση του συντελεστή διάχυσης του οξυγόνου μέσω του πνευμονικού ιστού. Ο συντελεστής διάχυσης αυξάνεται από 50 όταν λειτουργεί με 450 kg/min σε 61 όταν λειτουργεί με 1590 kg/min.

Η ποσότητα οξυγόνου ανά λεπτό που απαιτείται για την πλήρη οξείδωση των προϊόντων αποσύνθεσης ονομάζεται ζήτηση οξυγόνου ή ζήτηση οξυγόνου, ενώ η μέγιστη ποσότητα οξυγόνου που μπορεί να λάβει το σώμα ανά λεπτό ονομάζεται ανώτατο όριο οξυγόνου. Το ανώτατο όριο οξυγόνου για άτομα που δεν είναι εκπαιδευμένα για σωματική εργασία είναι περίπου 3 l/min και για εκπαιδευμένα άτομα μπορεί να φτάσει τα 4-5 l/min.

Το ενεργειακό κόστος για δυναμική αρνητική εργασία είναι περίπου το 50% του ενεργειακού κόστους για δυναμική θετική εργασία. Έτσι, η μετακίνηση ενός φορτίου κατά μήκος ενός οριζόντιου επιπέδου είναι 9-16 φορές ευκολότερη από την ανύψωση ενός φορτίου.

Ρύζι. 1. Δυναμική κατανάλωσης οξυγόνου κατά τη σωματική εργασία. Καρό εκκόλαψη - κατανάλωση οξυγόνου κατά τη λειτουργία. οριζόντια σκίαση - αίτημα οξυγόνου. κάθετη σκίαση - χρέος οξυγόνου. Η εικόνα στα αριστερά είναι μια μεσαία-βαριά δουλειά. Η εικόνα στα δεξιά δείχνει εργασία με προοδευτικό χρέος οξυγόνου.

Η κατανάλωση οξυγόνου κατά τη δυναμική θετική εργασία φαίνεται στο Σχ. 1. Όπως φαίνεται από αυτό το σχήμα, η καμπύλη κατανάλωσης οξυγόνου στην αρχή της εργασίας αυξάνεται και μόνο μετά από 2-3 λεπτά εδραιώνεται σε ένα ορισμένο επίπεδο, το οποίο στη συνέχεια διατηρείται για μεγάλο χρονικό διάστημα (σταθερή κατάσταση). Η ουσία αυτής της πορείας της καμπύλης είναι ότι στην αρχή η εργασία πραγματοποιείται με ατελή ικανοποίηση της ζήτησης οξυγόνου και, ως αποτέλεσμα, με αυξανόμενο χρέος οξυγόνου, αφού οι ενεργειακές διεργασίες στον μυ κατά τη συστολή του συμβαίνουν αμέσως, και η παροχή οξυγόνου λόγω της αδράνειας του καρδιαγγειακού και του αναπνευστικού συστήματος είναι αργή . Και μόνο όταν η παροχή οξυγόνου ικανοποιεί πλήρως τη ζήτηση οξυγόνου, εμφανίζεται μια σταθερή κατάσταση κατανάλωσης οξυγόνου.

Το χρέος οξυγόνου που σχηματίστηκε στην αρχή της εργασίας αποπληρώνεται μετά τη διακοπή της εργασίας, κατά τη διάρκεια της περιόδου ανάκαμψης, κατά την οποία η κατανάλωση οξυγόνου φτάνει στο αρχικό επίπεδο. Αυτή είναι η δυναμική της κατανάλωσης οξυγόνου κατά την ελαφριά και μέτρια εργασία. Κατά τη διάρκεια της βαριάς εργασίας, ουσιαστικά δεν εμφανίζεται ποτέ μια σταθερή κατάσταση κατανάλωσης οξυγόνου· η ανεπάρκεια οξυγόνου στην αρχή της εργασίας συμπληρώνεται από την ανεπάρκεια οξυγόνου που σχηματίζεται κατά τη διάρκεια της. Σε αυτή την περίπτωση, η κατανάλωση οξυγόνου αυξάνεται συνεχώς μέχρι το ανώτατο όριο οξυγόνου. Η περίοδος αποκατάστασης με τέτοιες εργασίες είναι σημαντικά μεγαλύτερη. Στην περίπτωση που η ζήτηση οξυγόνου κατά τη λειτουργία υπερβαίνει το ανώτατο όριο οξυγόνου, εμφανίζεται η λεγόμενη ψευδής σταθερή κατάσταση. Αντανακλά το ανώτατο όριο οξυγόνου, όχι την πραγματική ζήτηση οξυγόνου. Η περίοδος ανάρρωσης είναι ακόμη μεγαλύτερη.

Έτσι, το επίπεδο κατανάλωσης οξυγόνου σε σχέση με την εργασία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κριθεί η σοβαρότητα της εργασίας που εκτελείται. Μια σταθερή κατάσταση κατανάλωσης οξυγόνου κατά τη διάρκεια της εργασίας μπορεί να υποδηλώνει ότι η ζήτηση οξυγόνου ικανοποιείται πλήρως, ότι δεν συμβαίνει συσσώρευση γαλακτικού οξέος στους μύες και το αίμα και ότι έχει χρόνο να επανασυντεθεί σε γλυκογόνο. Η απουσία σταθερής κατάστασης και η αύξηση της κατανάλωσης οξυγόνου κατά τη διάρκεια της εργασίας υποδηλώνουν τη σοβαρότητα της εργασίας, τη συσσώρευση γαλακτικού οξέος, το οποίο απαιτεί οξυγόνο για την επανασύνθεσή του. Ακόμη πιο δύσκολη δουλειά χαρακτηρίζεται από μια ψευδή σταθερή κατάσταση.

Η διάρκεια της περιόδου αποκατάστασης για την κατανάλωση οξυγόνου υποδηλώνει επίσης μεγαλύτερη ή μικρότερη σοβαρότητα της εργασίας. Κατά τη διάρκεια της ελαφριάς εργασίας, το χρέος οξυγόνου είναι μικρό. Το γαλακτικό οξύ που προκύπτει, ως επί το πλείστον, καταφέρνει να επανασυντεθεί σε γλυκογόνο στους μύες κατά τη διάρκεια της εργασίας· η διάρκεια της περιόδου αποκατάστασης δεν υπερβαίνει τα πολλά λεπτά. Μετά από σκληρή δουλειά, η κατανάλωση οξυγόνου πέφτει πρώτα γρήγορα και μετά πολύ αργά, η συνολική διάρκεια της περιόδου αποκατάστασης μπορεί να φτάσει τα -30 λεπτά ή περισσότερο.

Η αποκατάσταση της κατανάλωσης οξυγόνου δεν σημαίνει αποκατάσταση των εξασθενημένων λειτουργιών του οργανισμού συνολικά. Πολλές λειτουργίες του σώματος, για παράδειγμα η κατάσταση του αναπνευστικού και του καρδιαγγειακού συστήματος, ο αναπνευστικός συντελεστής, οι βιοχημικές διεργασίες, κ.λπ., δεν έχουν φτάσει ακόμη στο αρχικό επίπεδο αυτή τη στιγμή.

Για την ανάλυση των διεργασιών ανταλλαγής αερίων, οι αλλαγές στον αναπνευστικό συντελεστή CO 2 / O 2 (RK) μπορεί να έχουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον.

Σε μια σταθερή κατάσταση κατανάλωσης οξυγόνου κατά τη λειτουργία, το DC μπορεί να υποδεικνύει τη φύση των οξειδωμένων ουσιών. Κατά τη διάρκεια της σκληρής εργασίας, το DC αυξάνεται στο 1, γεγονός που υποδηλώνει την οξείδωση των υδατανθράκων. Μετά την εργασία, το DC μπορεί να είναι μεγαλύτερο από 1, γεγονός που εξηγείται από παραβίαση της οξεοβασικής ισορροπίας του αίματος και αύξηση της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου (pH): το αυξημένο pH συνεχίζει να διεγείρει αναπνευστικό κέντροκαι ως αποτέλεσμα, το διοξείδιο του άνθρακα ξεπλένεται εντατικά από το αίμα ενώ η κατανάλωση οξυγόνου μειώνεται, δηλ. στην αναλογία CO 2 / O 2, ο αριθμητής αυξάνεται και ο παρονομαστής μειώνεται.

Σε μεταγενέστερο στάδιο ανάκτησης, το DC μπορεί να είναι χαμηλότερο από τον αρχικό δείκτη προεργασίας. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι στο περίοδο ανάρρωσηςΤα αλκαλικά αποθέματα αίματος απελευθερώνονται και το διοξείδιο του άνθρακα διατηρείται για να διατηρηθεί το φυσιολογικό pH.

Κατά τη διάρκεια της στατικής εργασίας, η κατανάλωση οξυγόνου είναι διαφορετικής φύσης. Στη διαδικασία της εργασίας, η πιο συγκεκριμένη έκφραση της στατικής εργασίας είναι η διατήρηση της στάσης εργασίας ενός ατόμου. Η στάση εργασίας ως κατάσταση ισορροπίας του σώματος μπορεί να πραγματοποιηθεί για να εξουδετερώσει ενεργά τις εξωτερικές δυνάμεις. Σε αυτή την περίπτωση, εμφανίζεται παρατεταμένη τάση τετανικού μυός. Αυτός ο τύπος στατικής εργασίας είναι πολύ αντιοικονομικός όσον αφορά τη νεύρωση και την ενέργεια. Η στάση εργασίας, στην οποία διατηρείται η ισορροπία με την προσαρμογή στην κατεύθυνση της βαρύτητας, είναι πολύ πιο οικονομική, αφού σε αυτή την περίπτωση παρατηρείται τονωτική και όχι τετανική μυϊκή ένταση. Στην πράξη, παρατηρούνται και οι δύο τύποι στατικής εργασίας, συχνά αντικαθιστώντας ο ένας τον άλλον, αλλά από την άποψη της φυσιολογίας της εργασίας, η στατική εργασία που συνοδεύεται από τετανική τάση είναι πρωταρχικής σημασίας. Η δυναμική της κατανάλωσης οξυγόνου με αυτόν τον τύπο στατικής εργασίας φαίνεται στο Σχ. 2.

Το διάγραμμα δείχνει ότι κατά τη διάρκεια της στατικής τάσης, η κατανάλωση οξυγόνου είναι σημαντικά μικρότερη από τη ζήτηση οξυγόνου, δηλαδή ο μυς λειτουργεί σχεδόν υπό αναερόβιες συνθήκες. Την περίοδο αμέσως μετά την εργασία, η κατανάλωση οξυγόνου αυξάνεται απότομα και στη συνέχεια μειώνεται σταδιακά (φαινόμενο Lingard) και η περίοδος αποκατάστασης μπορεί να είναι μεγάλη, επομένως σχεδόν όλη η ζήτηση οξυγόνου ικανοποιείται μετά την εργασία. Ο Λίνγκαρντ έδωσε την εξής εξήγηση για το φαινόμενο που ανακάλυψε. Με τη συστολή των τετανικών μυών, λόγω συμπίεσης των αιμοφόρων αγγείων, δημιουργείται ένα μηχανικό εμπόδιο στη ροή του αίματος και ως εκ τούτου στην παροχή οξυγόνου και στην εκροή προϊόντων διάσπασης - γαλακτικό οξύ. Η στατική εργασία είναι αναερόβια, επομένως, το χαρακτηριστικό άλμα προς την αύξηση της κατανάλωσης οξυγόνου μετά την εργασία οφείλεται στην ανάγκη για οξείδωση των προϊόντων αποσύνθεσης που σχηματίζονται κατά την εργασία.

Αυτή η εξήγηση δεν είναι εξαντλητική. Με βάση τις διδασκαλίες του N. E. Vvedensky, η χαμηλή κατανάλωση οξυγόνου κατά τη στατική εργασία μπορεί να οφείλεται όχι τόσο σε μηχανικό παράγοντα όσο σε μείωση του μεταβολισμού λόγω επιρροών αντανακλαστικού πίεσης, ο μηχανισμός του οποίου είναι ο ακόλουθος. Ως αποτέλεσμα της στατικής τάσης (συνεχείς ωθήσεις από τον μυ), ορισμένα κύτταρα του εγκεφαλικού φλοιού εισέρχονται σε κατάσταση έντονης παρατεταμένης διέγερσης, οδηγώντας τελικά σε ανασταλτικά φαινόμενα όπως παραβιοτικό μπλοκ. Μετά τη διακοπή της στατικής εργασίας (απαισιόδοξη κατάσταση), αρχίζει μια περίοδος έξαρσης - αυξημένη διεγερσιμότητα και, κατά συνέπεια, αύξηση του μεταβολισμού. Η κατάσταση της αυξημένης διεγερσιμότητας επεκτείνεται στο αναπνευστικό και καρδιαγγειακά κέντρα. Ο περιγραφόμενος τύπος στατικής εργασίας είναι χαμηλής έντασης ενέργειας, η κατανάλωση οξυγόνου, ακόμη και με πολύ σημαντική στατική τάση, σπάνια υπερβαίνει το 1 l/min, αλλά η κόπωση μπορεί να συμβεί αρκετά γρήγορα, γεγονός που εξηγείται από αλλαγές που έχουν συμβεί στο κεντρικό νευρικό σύστημα .

Ένας άλλος τύπος στατικής εργασίας - η διατήρηση μιας στάσης μέσω τονωτικής μυϊκής συστολής - απαιτεί λίγη ενεργειακή δαπάνη και είναι λιγότερο κουραστική. Αυτό εξηγείται από σπάνιες και λιγότερο ή περισσότερο ομοιόμορφες ώσεις από το κεντρικό νευρικό σύστημα, χαρακτηριστικές της τονικής νεύρωσης, και τα χαρακτηριστικά της ίδιας της συσταλτικής αντίδρασης, σπάνιες και ασθενείς ώσεις, ιξώδες και ενότητα παλμών και σταθερότητα του αποτελέσματος. Ένα παράδειγμα είναι η συνήθης όρθια στάση ενός ατόμου.

Ρύζι. 2. Σχήμα του φαινομένου Lingard.