مصرف اکسیژن توسط مغز انسان سیستم های فیزیولوژیکی بدن

سیستم گردش خونمتشکل از قلب و رگ های خونی. انقباضات ریتمیک عضله قلب حرکت مداوم خون را به داخل تضمین می کند سیستم بستهکشتی ها خون، انجام یک عملکرد تغذیه ای، حمل می کند مواد مغذیاز روده کوچک به سلول‌های کل بدن، انتقال اکسیژن از ریه‌ها به بافت‌ها را نیز تضمین می‌کند. دی اکسید کربناز بافت ها به ریه ها، انجام عملکرد تنفسی.

در همان زمان، مقدار زیادی از مواد فعال بیولوژیکی در خون گردش می کند. مواد فعالکه فعالیت عملکردی سلول های بدن را تنظیم و ترکیب می کند. خون یکسان سازی دما را فراهم می کند بخشهای مختلفبدن. دستگاه تنفسیشامل می شود حفره بینی، حنجره، نای، برونش و ریه. در طی فرآیند تنفس از هوای جویاز طریق آلوئول های ریه، اکسیژن به طور مداوم وارد بدن می شود و دی اکسید کربن از بدن آزاد می شود.

فرآیند تنفس- این کل مجموعه فرآیندهای فیزیولوژیکی، که در اجرای آن نه تنها مشارکت دارد دستگاه کمک کننده تنفس، بلکه سیستم گردش خون. نای در قسمت تحتانی خود به دو نایژه تقسیم می شود که هر کدام با ورود به ریه ها مانند درخت منشعب می شوند. کوچکترین شاخه های نهایی برونش ها (برونشیول ها) به مجاری آلوئولی بسته می روند که در دیواره های آنها تعداد زیادی تشکل کروی - وزیکول های ریوی (آلوئول ها) وجود دارد. هر آلوئول توسط یک شبکه متراکم احاطه شده است مویرگ های خونی. سطح کل همه وزیکول های ریوی بسیار بزرگ است، 50 برابر بیشتر از سطح پوست انسان و بیش از 100 متر مربع است. ریه ها در یک حفره سینه مهر و موم شده قرار دارند. آنها با یک غشای نازک و صاف پوشیده شده اند - پلورا؛ همان غشاء داخل حفره قفسه سینه را می پوشاند. فضای ایجاد شده بین این دو لایه پلورا حفره پلور نامیده می شود.

فشار در حفره پلور همیشه 3-4 میلی متر جیوه زیر اتمسفر در هنگام بازدم است. هنر، هنگام استنشاق - 7-9 میلی متر. مکانیسم تنفس به صورت انعکاسی (به طور خودکار) انجام می شود. در حالت استراحت، تبادل هوا در ریه ها در نتیجه حرکات ریتمیک تنفسی قفسه سینه رخ می دهد. هنگام کاهش در حفره قفسه سینهبا فشار به ریه ها (به دلیل اختلاف فشار کاملاً غیرفعال)، بخشی از هوا مکیده می شود - استنشاق رخ می دهد. سپس حفره قفسه سینه کاهش می یابد و هوا از ریه ها خارج می شود - بازدم رخ می دهد. گسترش حفره قفسه سینه در نتیجه فعالیت ماهیچه های تنفسی رخ می دهد. در حالت استراحت، هنگام استنشاق، حفره قفسه سینه توسط یک عضله تنفسی خاص گسترش می یابد که قبلاً در مورد آن صحبت شد - دیافراگم و همچنین عضلات بین دنده ای خارجی. در حین کار شدید بدنی، سایر عضلات (اسکلتی) نیز فعال می شوند. بازدم در حالت استراحت به وضوح منفعل انجام می شود، با شل شدن ماهیچه هایی که دم را انجام داده اند، قفسه سینه تحت تأثیر گرانش و فشار جوکاهش می دهد.

در حین کار فیزیکی شدید، بازدم عضلات شکم، عضلات بین دنده ای داخلی و سایر عضلات اسکلتی را درگیر می کند. ورزش و ورزش سیستماتیک عضلات تنفسی را تقویت می کند و به افزایش حجم و تحرک (گشت) سینه کمک می کند. مرحله تنفس که در آن اکسیژن هوای اتمسفر به خون و دی اکسید کربن از خون به هوای اتمسفر می رسد، تنفس خارجی نامیده می شود. انتقال گازها توسط خون مرحله بعدی است، و در نهایت، تنفس بافتی (یا داخلی) - مصرف اکسیژن توسط سلول ها و در نتیجه آزاد شدن دی اکسید کربن. واکنش های بیوشیمیاییبا تشکیل انرژی برای اطمینان از فرآیندهای حیاتی بدن مرتبط است.

تنفس خارجی (ریوی).در آلوئول های ریه انجام می شود. در اینجا، از طریق دیواره های نیمه تراوا آلوئول ها و مویرگ ها، اکسیژن از هوای آلوئول عبور می کند و حفره های آلوئول را پر می کند. مولکول های اکسیژن و دی اکسید کربن این انتقال را در صدم ثانیه انجام می دهند. پس از انتقال اکسیژن از خون به بافت ها، تنفس بافتی (داخل سلولی) اتفاق می افتد. اکسیژن از خون به مایع بینابینی و از آنجا به سلول های بافتی منتقل می شود، جایی که برای اطمینان از فرآیندهای متابولیک استفاده می شود. دی اکسید کربن که به شدت در سلول ها تولید می شود، به مایع بینابینی و سپس به خون منتقل می شود. با کمک خون به ریه ها منتقل می شود و از آنجا از بدن دفع می شود.

عبور اکسیژن و دی اکسید کربن از دیواره های نیمه تراوا آلوئول ها، مویرگ ها و غشای گلبول های قرمز. ماده سفید اطراف ماده خاکستری شامل فرآیندهایی است که سلول های عصبی نخاع را به هم متصل می کند. حسی صعودی (وابران)، اتصال همه اندام ها و بافت ها بدن انسان(به جز سر) با مغز، مسیرهای حرکتی نزولی (آوران) از مغز به سلول های حرکتی نخاع می روند.

بنابراین تصور اینکه طناب نخاعی یک عملکرد رفلکس و هدایت کننده برای تکانه های عصبی را انجام می دهد دشوار نیست. در قسمت های مختلف نخاع نورون های حرکتی (سلول های عصبی حرکتی) وجود دارد که عضلات اندام فوقانی، پشت، سینه، شکم و اندام تحتانی را عصب دهی می کنند.

مراکز اجابت مزاج، ادرار و فعالیت جنسی در ناحیه خاجی قرار دارند. عملکرد مهم نورون های حرکتی این است که به طور مداوم تون عضلانی لازم را فراهم کنند، که به لطف آن، همه رفلکس هستند حرکات حرکتینرم و روان انجام می شود. تون مراکز نخاع توسط قسمت های بالاتر سیستم عصبی مرکزی تنظیم می شود. ضایعات نخاع با اختلالات مختلفی همراه با نارسایی همراه است عملکرد هادی. انواع آسیب ها و بیماری های نخاعی می تواند منجر به اختلالات درد و حساسیت دما، اختلال در ساختار حرکات ارادی پیچیده شود. تون عضلانیو غیره مغز یک مجموعه است مقدار زیادیسلول های عصبی. شامل قدامی، میانی، میانی و بخش های خلفی.

ساختار مغزبه طور غیر قابل مقایسه ای پیچیده تر از ساختار هر اندام بدن انسان است. اجازه دهید برخی از ویژگی ها و عملکردهای حیاتی را نام ببریم. برای مثال، شکل گیری مغز عقبی مانند بصل النخاع، محل مهم ترین مراکز رفلکس(تنفسی، تغذیه ای، تنظیم کننده گردش خون، تعریق). بنابراین آسیب به این قسمت از مغز باعث مرگ آنی می شود. در مورد ساختار و عملکرد خاص قشر مغز به تفصیل صحبت نمی کنیم، اما باید توجه داشت که قشر مغز نیمکره های مغزیمغز جوانترین بخش مغز از نظر فیلوژنتیک است (فیلوژنی فرآیند رشد موجودات گیاهی و جانوری در طول وجود حیات بر روی زمین است).

در روند تکامل، قشر مغز ویژگی های ساختاری و عملکردی قابل توجهی را به دست می آورد و به بالاترین بخش سیستم عصبی مرکزی تبدیل می شود و فعالیت ارگانیسم را به عنوان یک کل در رابطه با محیط شکل می دهد. ظاهراً مشخص کردن برخی از ویژگی های آناتومیکی-فیزیولوژیکی مغز انسان مفید خواهد بود.

وزن مغز انسان به طور متوسط ​​1400 گرم است.به گفته نویسندگان مختلف ارتباط بین وزن مغز و وزن بدن انسان نسبتاً کم است. مطالعات متعدد ثابت کرده اند که فعالیت طبیعی مغز با تامین خون مرتبط است. همانطور که مشخص است، منبع اصلی انرژی لازم برای عملکرد عناصر عصبی فرآیند اکسیداسیون گلوکز است. با این حال، مغز هیچ ذخایری از کربوهیدرات، اکسیژن بسیار کمتر، و بنابراین تبادل معمولیمواد موجود در آن به طور کامل به تحویل ثابت بستگی دارد منابع انرژیبا خون

مغز نه تنها در هنگام بیداری، بلکه در هنگام خواب نیز فعال است. بافت مغز 5 برابر بیشتر از قلب و 20 برابر بیشتر از ماهیچه ها اکسیژن مصرف می کند. مغز که تنها حدود 2 درصد از وزن بدن یک فرد را تشکیل می دهد، 18 تا 25 درصد از اکسیژن مصرفی کل بدن را جذب می کند. مغز در مصرف گلوکز به طور قابل توجهی نسبت به سایر اندام ها برتری دارد. از 60 تا 70 درصد گلوکز تولید شده توسط کبد استفاده می کند که به 115 گرم در روز می رسد، و این در حالی است که مغز از نظر میزان خون در رده آخر قرار دارد.

بدتر شدن خون رسانی به مغز ممکن است با کم تحرکی (سبک زندگی بی تحرک) همراه باشد. با عدم فعالیت بدنی، شایع ترین شکایت سردرد است محلی سازی های مختلف، شدت و مدت، سرگیجه، ضعف، کاهش عملکرد ذهنی، اختلال حافظه، تحریک پذیری. نباتی سیستم عصبی- بخش تخصصی سیستم عصبی یکپارچه مغز به ویژه توسط قشر مغز تنظیم می شود.

بر خلاف سیستم عصبی جسمانی که ماهیچه های ارادی (اسکلتی) را عصب می کند و حساسیت عمومی بدن و سایر اندام های حسی را فراهم می کند، سیستم عصبی خودمختار فعالیت اندام های داخلی - تنفس، گردش خون، دفع، تولید مثل، غدد را تنظیم می کند. ترشح داخلیو غیره سیستم عصبی خودمختار به دو سیستم سمپاتیک و پاراسمپاتیک تقسیم می شود.

فعالیت قلب، رگ های خونی، اندام های گوارشی، دفع، اندام های تولید مثل و غیره؛ تنظیم متابولیسم، تشکیل حرارت، مشارکت در شکل گیری واکنش های عاطفی (ترس، خشم، شادی) - همه اینها تحت کنترل سیستم عصبی سمپاتیک و پاراسمپاتیک و همه تحت کنترل یکسان از قسمت بالاتر سیستم عصبی مرکزی است. . به طور تجربی نشان داده شده است که تأثیر آنها، اگرچه ماهیت متضاد دارد، اما در تنظیم مهمترین عملکردهای بدن سازگار است. گیرنده ها و آنالیزورها شرط اصلی برای وجود طبیعی یک موجود زنده توانایی آن برای سازگاری سریع با تغییرات است محیط. این توانایی به دلیل وجود تشکل های خاص - گیرنده ها تحقق می یابد.

گیرنده ها که دارای ویژگی دقیق هستند، محرک های خارجی (صدا، دما، نور، فشار و غیره) را به تکانه های عصبی تبدیل می کنند. رشته های عصبیبه سیستم عصبی مرکزی منتقل می شود. گیرنده های انسانی به دو گروه اصلی تقسیم می شوند: گیرنده های خارجی (خارجی) و گیرنده های داخلی (داخلی). هر یک از این گیرنده ها بخشی جدایی ناپذیر از یک سیستم تجزیه و تحلیل است که در آن تکانه ها دریافت می شود و به آن تحلیلگر می گویند.

آنالایزر از سه بخش تشکیل شده است - گیرنده، بخش رسانا و تشکیل مرکزی در مغز. بالاترین بخش آنالایزر قشر مغز است. بدون پرداختن به جزئیات، ما فقط نام تحلیلگرهایی را فهرست می کنیم که نقش آنها در زندگی هر شخص برای بسیاری شناخته شده است. این یک آنالایزر پوست (لمسی، درد، گرما، حساسیت به سرما)، حرکتی (گیرنده‌های ماهیچه‌ها، مفاصل، تاندون‌ها و رباط‌ها تحت تأثیر فشار و کشش برانگیخته می‌شوند)، دهلیزی (موقعیت بدن را در فضا درک می‌کند) بینایی (نور و رنگ)، شنوایی (صدا)، بویایی (بو)، چشایی (طعم)، احشایی (وضعیت تعدادی از اندام های داخلی).

مصرف O2 در حالت استراحتمقدار اکسیژن مصرفی یک بافت به وضعیت عملکردی سلول های تشکیل دهنده آن بستگی دارد.روی میز. جدول 23.1 داده های مربوط به مصرف اکسیژن توسط اندام های مختلف و قسمت های آنها را در زمانی که بدن در دمای معمولی استراحت می کند نشان می دهد. میزان مصرف اکسیژن توسط یک اندام خاص معمولاً () است

بیان شده در میلی لیتر O 2 تا 1 جییا 100 گرم جرم در هر 1 دقیقه (این مقدار جرم اندام را در نظر می گیرد شرایط طبیعی). مطابق با اصل فیکبر اساس تعیین می شود جریان خون() از طریق یک اندام دیگر و تفاوت در غلظت O 2 در خون شریانی که وارد اندام می شود و خون وریدی از آن جاری می شود ():

(1)

وقتی بدن است در حالت استراحت، اکسیژن به شدت توسط میوکارد و ماده خاکستری مغز جذب می شود.(به ویژه پوست درخت)، کبدو قشر کلیهدر عین حال ماهیچه های اسکلتی، طحال و ماده سفیدمغز اکسیژن کمتری مصرف می کند (جدول 23.1).

تفاوت در مصرف اکسیژن توسط بخش های مختلف یکسانو همان اندامدر بسیاری از اندام ها قابل اندازه گیری است جریان خون در مناطق محدودی از بافت با تعیین خلاصی از گازهای بی اثر(به عنوان مثال، 85 کیلوگرم، 133 Xe و H 2). بنابراین، اگر امکان گرفتن نمونه خون از سیاهرگی که ناحیه مشخصی را تخلیه می‌کند، وجود داشته باشد، این روش به فرد امکان می‌دهد تا میزان مصرف اکسیژن در آن را تعیین کند. علاوه بر این، چند سال پیش، روش توموگرافی گسیل پوزیترون (PET) توسعه یافت که امکان اندازه گیری مستقیم جریان خون و مصرف O 2 را در قسمت های خاصی از اندام ها فراهم می کند. این روش با موفقیت برای مطالعه مغز انسان مورد استفاده قرار گرفته است. همانطور که از جدول مشاهده می شود، قبل از معرفی روش PET. 23.1، اندازه گیری مصرف منطقه ای O 2 فقط در چند اندام ممکن بود.

هنگام مطالعه مصرف اکسیژن توسط بافت های مغز پستانداران مختلف، نشان داده شد که قشر مغز از 8 10-2 تا 0.1 میلی لیتر O 2 g-1 min-1 مصرف می کند. . بر اساس مصرف O2 کل مغز و قشر مغز، می توان میانگین مصرف O2 را محاسبه کرد ماده سفید مغزاین مقدار تقریباً 1 10 - 2 میلی لیتر گرم - 1 دقیقه - 1 است. اندازه گیری مستقیمجذب O 2 توسط نواحی مغز در افراد سالم با استفاده از روش توموگرافی گسیل پوزیترون مقادیر زیر را به دست آورد: ماده خاکستری(V مناطق مختلف) - تقریباً از 4 تا 6-10-2 میلی لیتر گرم -1 - دقیقه -1، برای ماده سفید-2-10 −2 میلی گرم -1 دقیقه -1. می توان فرض کرد که مصرف اکسیژن نه تنها بسته به منطقه، بلکه در سلول های مختلف همان منطقه نیز متفاوت است. در واقع، هنگام اندازه گیری (با استفاده از میکروالکترودهای پلاتین) مصرف منطقه ای O 2 توسط لایه های سلولی سطحی قشر مغز، نشان داده شد که در شرایط بیهوشی خفیف این مصرف در مناطق کوچک از تقریباً 4-10-2 تا 0.12 متغیر است. ml - g -1 -min -1. نتایج اتورادیوگرافی

فصل 23. تنفس بافتی 629

جدول 23.1. میانگین مقادیر سرعت جریان خون ()، تفاوت شریانی وریدی در مصرف O2 () و O2 () در اندام های مختلف انسان در دمای 37 درجه سانتی گراد
عضو				منبع اطلاعات
خون
ماهیچه های اسکلتی: در حالت استراحت هنگام فعالیت بدنی سنگین
طحال
مغز: ماده سفید قشر
کبد
کلیه ها: قشر بیرونی لایه داخلی مدولا
قلب: در حالت استراحت هنگام فعالیت بدنی سنگین

مطالعات فیزیکی جریان خون منطقه ای (با استفاده از ید-14-آنتی پیرین) و مصرف گلوکز منطقه ای (با استفاده از 14C-2دئوکسی گلوکز) در قشر مغز نشان می دهد که این پارامترها نیز در مناطق مجاور به طور قابل توجهی متفاوت هستند. در افراد بالای 30 سال، جریان خون منطقه ای و مصرف O2 ماده خاکستریمغز به تدریج با افزایش سن کاهش می یابد. تقریباً تفاوت های مشابهی در مصرف اکسیژن بین بخش های جداگانه کلیه ها مشاهده شد. که در قشرکلیه ها، میانگین مصرف O 2 چندین برابر بیشتر از در است مناطق داخلیو پاپیلاهای مدولاریاز آنجایی که نیاز به اکسیژن کلیه ها عمدتاً به شدت بازجذب فعال Na + از مجرای لوله ها به بافت بستگی دارد، اعتقاد بر این است که چنین تفاوت های بارز در مصرف منطقه ای O 2 عمدتاً به دلیل تفاوت بین مقادیر است. این بازجذب در قشر مغز و مدولا .

مصرف O2 تحت شرایط افزایش فعالیتعضو. که دراگر فعالیت هر اندامی به دلایلی افزایش یابد، سرعت متابولیسم انرژی در آن نیز افزایش می یابد و در نتیجه نیاز سلول ها به اکسیژن افزایش می یابد. در حین مصرف فعالیت بدنی

O 2 بافت میوکاردمی تواند 3-4 برابر افزایش یابد و کار کند ماهیچه های اسکلتی-بیش از 20-50 برابر در مقایسه با سطح استراحت. مصرف O توسط 2 بافت کلیهبا افزایش نرخ بازجذب Na + افزایش می یابد.

در اکثر اندام ها سرعت جذب O 2 به سرعت جریان خون بستگی ندارددر آنها (به شرطی که کشش O 2 در بافت ها به اندازه کافی بالا باشد). کلیه ها استثنا هستند. یک نرخ پرفیوژن بحرانی وجود دارد که بیش از آن باعث تشکیل اولترافیلترات می شود. در این سطح از فیلتراسیون افزایش جریان خونهمراه با افزایش مصرفحدود 2 بافت کلیه. این ویژگی به دلیل این واقعیت است که شدت فیلتراسیون گلومرولی(و بنابراین بازجذب Na +) متناسب با سرعت جریان خون است.

وابستگی مصرف O2 به دما. مصرف O2 توسط بافت ها به شدت به تغییرات دما حساس است. با کاهش دمای بدن، متابولیسم انرژی کند می شود و نیاز به اکسیژن در اکثر اندام ها کاهش می یابد. با تنظیم حرارت طبیعی، فعالیت اندام های دخیل در حفظ تعادل حرارتی افزایش می یابد و مصرف اکسیژن آنها افزایش می یابد. چنین اندام هایی به ویژه ماهیچه های اسکلتی را شامل می شوند. عملکرد تنظیم حرارت آنها با افزایش تون عضلانی و لرزش انجام می شود (ص. 667). افزایش دمای بدن

63β قسمت ششم. نفس

همراه با افزایش نیاز به اکسیژن در اکثر اندام ها. بر اساس قانون وانت هاف، زمانی که دما به میزان 10 درجه سانتیگراد در محدوده 20 تا 40 درجه سانتیگراد تغییر می کند، مصرف اکسیژن توسط بافت ها در یک جهت 2 و 3 برابر تغییر می کند (Q 10 = 2-3). برای برخی عمل های جراحیممکن است لازم باشد به طور موقت گردش خون (و در نتیجه تامین اکسیژن و مواد مغذی اندام ها) متوقف شود. در عین حال، به منظور کاهش نیاز به اکسیژن اندام ها، اغلب از هیپوترمی (کاهش دمای بدن) استفاده می شود: به بیمار بیهوشی عمیقی داده می شود که مکانیسم های تنظیم حرارت سرکوب می شود.

سیستم گردش خون - یکی از مهم ترین سیستم های فیزیولوژیکی - شامل قلب است که عملکرد پمپ را انجام می دهد و رگ های خونی (شریان ها، شریان ها، مویرگ ها، سیاهرگ ها، وریدها). عملکرد حمل و نقلصمیمانه- سیستم عروقیاین واقعیت است که قلب حرکت خون را از طریق یک زنجیره بسته از رگ های خونی الاستیک تضمین می کند.

اصلی شاخص های فیزیکیهمودینامیک (حرکت خون در سیستم) عبارتند از: فشار خون در عروق ایجاد شده توسط عملکرد پمپاژ قلب. اختلاف فشار بین بخش های مختلفسیستم عروقی خون را وادار می کند تا به سمت فشار پایین حرکت کند.

سیستولیک یا حداکثر فشار شریانی(BP) حداکثر سطح فشاری است که در طول سیستول ایجاد می شود. در بزرگسالان، افراد نسبتا سالم در حالت استراحت معمولاً 110-125 میلی متر جیوه هستند. با افزایش سن افزایش می یابد و در 50-60 سالگی در محدوده 130-150 میلی متر جیوه قرار می گیرد.

دیاستولیک یا حداقل فشار خون، حداقل سطح فشار خون در طول دیاستول است. در بزرگسالان معمولاً 60-80 میلی متر جیوه است.

فشار نبض تفاوت بین فشار خون سیستولیک و دیاستولیک است (به طور معمول در انسان 30-35 میلی متر جیوه است). در کنار سایر موارد، از نشانگر فشار پالس استفاده می شود موقعیت های خاصمتخصصان کلینیک و پزشکی ورزشی.

تغییرات فشار خون در طول انواع مختلف فعالیت عضلانی مطمئناً رخ می دهد. افزایش سطح فشار سیستولیک در حین انقباض ماهیچه های اسکلتی یکی از شرایط لازم برای واکنش های تطبیقی ​​(تطبیقی) سیستم گردش خون و بدن به طور کلی برای انجام کار عضلانی است. افزایش فشار خون، خون رسانی کافی به عضلات در حال کار را تضمین می کند و سطح عملکرد آنها را افزایش می دهد. در این مورد، تغییرات در شاخص های فشار خون بر اساس ماهیت کار انجام شده تعیین می شود: پویا یا چرخه ای، فشرده یا حجمی، جهانی یا محلی.

قلب - چهار حفره ای توخالی (دو بطن و دو دهلیز) اندام عضلانیبا وزن از 220 تا 350 گرم در مردان و از 180 تا 280 گرم در زنان، انجام انقباضات موزون و به دنبال آن آرامش، به همین دلیل خون در بدن گردش می کند.

قلب یک دستگاه مستقل و خودکار است. انقباضات قلب در نتیجه تکانه های الکتریکی که به طور دوره ای در خود عضله قلب رخ می دهد رخ می دهد. بر خلاف عضله اسکلتی، عضله قلب دارای تعدادی ویژگی است که فعالیت ریتمیک مداوم آن را تضمین می کند: تحریک پذیری، خودکار بودن، هدایت، انقباض و نسوز (کاهش کوتاه مدت تحریک پذیری). تمام فیبرهای عضلانی در هر انقباض شرکت می کنند، و نیروی انقباض عضله قلب، بر خلاف عضله اسکلتی، نمی تواند با درگیر کردن تعداد متفاوتی از سلول های ماهیچه قلب (قانون "همه یا هیچ") تغییر یابد. کار قلب شامل یک تغییر ریتمیک در چرخه های قلبی است که شامل سه مرحله است: انقباض دهلیزها، انقباض بطن ها و آرامش کلی قلب. با این حال، به طور کلی، فعالیت قلب با اتصالات مستقیم و بازخوردی متعددی که از اندام ها و سیستم های مختلف بدن می آید، اصلاح می شود. عملکرد قلب دائماً با سیستم عصبی مرکزی در ارتباط است که تأثیر تنظیمی بر کار آن دارد. یکی از مهمترین شاخص های عملکرد قلب، حجم دقیقه گردش خون (MCV) یا به عبارت دیگر - " برون ده قلبی"(SV) - مقدار خونی که در عرض یک دقیقه توسط بطن قلب خارج می شود. IOC یک شاخص یکپارچه عملکرد قلب است، بسته به ضربان قلب و مقدار حجم سیستولیک (SV) - مقدار خونی که توسط قلب در طول یک انقباض به بستر عروقی خارج می شود. به طور طبیعی، این شاخص ها در شرایط استراحت نسبی یکسان هستند و بسته به وضعیت عملکردی قلب، حجم، شدت و نوع فعالیت عضلانی، سطح تمرین و غیره به طور قابل توجهی متفاوت هستند.

سیستم قلبی عروقی از گردش خون سیستمیک و ریوی تشکیل شده است. نیمه چپقلب خدمت کرد دایره بزرگگردش خون، سمت راست - کوچک.

ضربان قلب (HR) یکی از آموزنده ترین و یکپارچه ترین شاخص های وضعیت عملکردی است سیستم قلبی عروقی، بلکه کل ارگانیسم به عنوان یک کل. اغلب مفهوم ضربان قلب به طور کامل با مفهوم نبض یکسان نیست. نبض نتیجه انقباضات ریتمیک مستقیم قلب است که موجی از نوسانات ثبت شده به نوعی (مثلاً با لمس) است که در امتداد دیواره های الاستیک شریان ها در نتیجه شوک هیدرودینامیک بخشی از شریان ها منتشر می شود. خون به آئورت زیر بیرون ریخته می شود فشار بالابا انقباض بعدی بطن چپ. با این حال، ضربان نبض با ضربان قلب مطابقت دارد.

ضربان قلب (یا نبض) بسته به زمان و شرایطی که این شاخص ثبت می شود به طور قابل توجهی متفاوت است: در شرایط استراحت نسبی (صبح، با معده خالی، دراز کشیدن یا نشستن، در یک محیط راحت). هنگام انجام هر فعالیت بدنی، بلافاصله پس از آن یا در مراحل مختلف دوره نقاهت. در حالت استراحت، نبض یک مرد جوان تقریباً سالم 20-30 ساله که با فعالیت بدنی سیستماتیک (تعلیم نشده) سازگار نیست، در محدوده 60-70 ضربه در دقیقه (bpm) و 70-75 در زنان در نوسان است. با افزایش سن، ضربان قلب در حالت استراحت اندکی افزایش می یابد (در افراد 60-75 ساله 5-8 ضربه در دقیقه). برای ارضای افزایش اکسیژن رسانی به عضلات در حین کار، حجم خونی که در واحد زمان به آنها می رسد باید افزایش یابد. افزایش ضربان قلب ارتباط مستقیمی با افزایش IOC دارد. به عنوان مثال، اگر قدرت کار چرخه ای از طریق مقدار اکسیژن مصرف شده (به عنوان درصدی از حداکثر مصرف - MOC) بیان شود، ضربان قلب در یک وابستگی خطی به قدرت کار و مصرف اکسیژن افزایش می یابد.

در "افراد" زن، ضربان قلب در چنین مواردی معمولاً 10-12 ضربه در دقیقه بیشتر است.

سیستم عصبی

سیستم عصبی از بخش مرکزی (مغز و نخاع) و بخش های محیطی (تشکیل های ناهموار نخاع و آنهایی که در حاشیه قرار دارند) تشکیل شده است. گانگلیون). عناصر ساختاری اصلی سیستم عصبی سلول های عصبی یا نورون ها هستند که وظایف اصلی آنها عبارتند از: درک تحریکات از گیرنده ها، پردازش و انتقال آنها. تاثیرات عصبیبه سایر نورون ها یا اندام های فعال

سیستم عصبی مرکزی (CNS) فعالیت اندام‌ها و سیستم‌های مختلف بدن را هماهنگ می‌کند و با استفاده از مکانیسم رفلکس آن را در یک محیط خارجی متغیر تنظیم می‌کند. رفلکس پاسخ بدن به عمل محرک ها است که با مشارکت سیستم عصبی مرکزی انجام می شود. مسیر عصبی رفلکس نامیده می شود کمان بازتاب. در انسان، بخش اصلی سیستم عصبی مرکزی، قشر مغز است. فرآیندهایی که در سیستم عصبی مرکزی اتفاق می‌افتند، زیربنای همه هستند فعالیت ذهنیشخص

مغز مجموعه ای از تعداد زیادی سلول عصبی است. از بخش های قدامی، میانی، میانی و خلفی تشکیل شده است. ساختار مغز به طور غیرقابل مقایسه ای پیچیده تر از ساختار هر اندام بدن انسان است. مغز نه تنها در هنگام بیداری، بلکه در هنگام خواب نیز فعال است. بافت مغز 5 برابر بیشتر از قلب و 20 برابر بیشتر از ماهیچه ها اکسیژن مصرف می کند. مغز که تنها حدود 2 درصد از وزن بدن یک فرد را تشکیل می دهد، 18 تا 25 درصد از اکسیژن مصرفی کل بدن را جذب می کند. مغز در مصرف گلوکز به طور قابل توجهی نسبت به سایر اندام ها برتری دارد. علیرغم اینکه مغز خون کمتری نسبت به سایر اندام ها دارد، 60 تا 70 درصد از گلوکز تولید شده توسط کبد را مصرف می کند.

بدتر شدن خون رسانی به مغز ممکن است با عدم فعالیت بدنی همراه باشد. در این حالت سردردهایی با موضع، شدت و مدت متفاوت، سرگیجه، ضعف رخ می دهد، عملکرد ذهنی کاهش می یابد، حافظه بدتر می شود و تحریک پذیری ظاهر می شود. برای توصیف تغییرات عملکرد ذهنی، مجموعه ای از تکنیک ها استفاده می شود که مؤلفه های مختلف آن (توجه، حافظه و ادراک، تفکر منطقی) را ارزیابی می کند.

طناب نخاعی پایین ترین و قدیمی ترین قسمت سیستم عصبی مرکزی است که در کانال نخاعی قرار دارد که توسط قوس های مهره ای تشکیل شده است. مهره اول گردنی مرز نخاع در بالا و مرز پایین مهره دوم کمری است.

طناب نخاعی عملکردهای بازتابی و هدایتی را برای تکانه های عصبی انجام می دهد. رفلکس های طناب نخاعی به دو دسته حرکتی و خودمختار تقسیم می شوند که اعمال حرکتی اولیه را ارائه می دهند: خم شدن، اکستنشن، ریتمیک (به عنوان مثال، راه رفتن، دویدن، شنا و غیره، همراه با تغییرات رفلکس متناوب در تون عضلات اسکلتی). ساختار طناب نخاعی شامل اعصابی است که پوست، غشاهای مخاطی، عضلات سر و تعدادی از اندام های داخلی، عملکرد فرآیندهای گوارشی، مراکز حیاتی (به عنوان مثال، تنفسی)، آنالیزورها و غیره را عصب دهی می کند. انواع آسیب ها و بیماری های نخاعی می تواند منجر به اختلال در درد و حساسیت دما، اختلال در ساختار حرکات ارادی پیچیده و تون عضلانی شود.

سیستم عصبی خودمختار (که سیستم عصبی خودمختار نیز نامیده می شود) بخش تخصصی سیستم عصبی است که هم به صورت ارادی (در همکاری با بخش جسمی سیستم عصبی) و هم به طور غیرارادی (از طریق قشر مغز) تنظیم می شود. سیستم عصبی خودمختار فعالیت اندام های داخلی - تنفس، گردش خون، دفع، تولید مثل، غدد درون ریز را تنظیم می کند. به نوبه خود به دو بخش سمپاتیک و پاراسمپاتیک این ساختار عصبی تقسیم می شود.

برانگیختگی تقسیم دلسوزانهمنجر به افزایش فشار خون، آزاد شدن خون از انبار، ورود گلوکز و آنزیم ها به خون و افزایش متابولیسم بافتی می شود که با مصرف انرژی (عملکرد ارگوتروفیک) همراه است.

هنگامی که اعصاب پاراسمپاتیک برانگیخته می شوند، قلب کند می شود و تون آن افزایش می یابد عضله صافبرونش ها، مردمک باریک می شود، فرآیندهای هضم تحریک می شود، صفرا و مثانه، رکتوم

عملکرد سیستم عصبی پاراسمپاتیک با هدف بازیابی و حفظ ثبات ترکیب است. محیط داخلیارگانیسمی که در نتیجه فعالیت سیستم عصبی سمپاتیک (عملکرد تروفوتروپیک) دچار اختلال شده است.

گیرنده ها و آنالیزورها

توانایی بدن برای انطباق سریع با تغییرات محیطی به لطف آموزش ویژه- گیرنده هایی که با داشتن ویژگی دقیق، محرک های خارجی (صدا، دما، نور، فشار) را به تکانه های عصبی تبدیل می کنند که در طول رشته های عصبی به سمت سیستم عصبی مرکزی حرکت می کنند.

گیرنده های انسانی به دو گروه اصلی تقسیم می شوند: گیرنده های خارجی (خارجی) و گیرنده های درونی (داخلی). هر یک از این گیرنده ها بخشی جدایی ناپذیر از یک سیستم آنالیز به نام آنالیزور است.

آنالایزر از سه بخش تشکیل شده است - گیرنده، بخش رسانا و تشکیل مرکزی در مغز.

بالاترین بخش آنالایزر، بخش قشر مغز است.

بیایید نام تحلیلگرهایی را که نقش آنها در زندگی انسان برای بسیاری شناخته شده است فهرست کنیم. این:

· آنالایزر پوست (لمسی، درد، حرارتی، حساسیت به سرما).

· حرکتی (گیرنده های ماهیچه ها، مفاصل، تاندون ها و رباط ها تحت تأثیر فشار و کشش برانگیخته می شوند).

دهلیزی (در گوش داخلی قرار دارد و موقعیت بدن را در فضا درک می کند).

بصری (نور و رنگ)؛

· شنوایی (صدا)؛ بویایی (بویایی)؛

چشایی (طعم)؛

· احشایی (وضعیت تعدادی گرانول داخلی).

اهمیت سیستم های حسی در زندگی بدن را نمی توان دست بالا گرفت. همچنین در طول فعالیت عضلانی در فرآیند سازماندهی تربیت بدنی، سلامتی و ورزش های همگانی عالی است. شکل گیری مهارت ها و توانایی های حرکتی در نتیجه فعالیت تحلیلی و مصنوعی قشر مغز بر اساس تعامل پیچیده اطلاعات حاصل از سیستم های بینایی، شنوایی، دهلیزی، حس عمقی و سایر سیستم های حسی رخ می دهد. همزمان سیستم های حسیدر تنظیم وضعیت عملکردی بدن در فرآیند، در حین و بعد از فعالیت بدنی شرکت کنید.

سیستم غدد درون ریز

غدد درون ریز، یا غدد درون ریز، تولید مواد بیولوژیکی خاص - هورمون ها. هورمون ها تنظیم هومورال (از طریق خون، لنف، مایع بینابینی) فرآیندهای فیزیولوژیکی بدن را فراهم می کنند و به تمام اندام ها و بافت ها می رسند. برخی از آنها فقط در دوره های خاصی تولید می شوند، در حالی که اکثریت آنها در کل زندگی یک فرد تولید می شوند. آنها می توانند مانع یا تسریع رشد بدن، بلوغ، جسمی و رشد ذهنی، متابولیسم و ​​انرژی، فعالیت اندام های داخلی را تنظیم می کند. غدد درون ریز عبارتند از: تیروئید، پاراتیروئید، گواتر، غدد فوق کلیوی، پانکراس، غده هیپوفیز، غدد جنسی و تعدادی دیگر.

هورمون‌ها به‌عنوان موادی با فعالیت بیولوژیکی بالا، علی‌رغم غلظت بسیار کم در خون، می‌توانند تغییرات قابل‌توجهی در وضعیت بدن، به‌ویژه در اجرای متابولیسم و ​​انرژی ایجاد کنند. هورمون ها نسبتاً سریع از بین می روند و برای حفظ مقدار مشخصی از آنها در خون لازم است که به طور خستگی ناپذیر توسط غده مربوطه ترشح شوند.

تقریباً تمام اختلالات فعالیت غدد درون ریز باعث کاهش عملکرد کلی فرد می شود.

©2015-2019 سایت
تمامی حقوق متعلق به نویسندگان آنها می باشد. این سایت ادعای نویسندگی ندارد، اما استفاده رایگان را فراهم می کند.
تاریخ ایجاد صفحه: 2017-04-20

در بدن ما، اکسیژن مسئول فرآیند تولید انرژی است. در سلول های ما، اکسیژن رسانی تنها به لطف اکسیژن - تبدیل مواد مغذی (چربی ها و لیپیدها) به انرژی سلولی - اتفاق می افتد. هنگامی که فشار جزئی (محتوای) اکسیژن در سطح استنشاقی کاهش می یابد، سطح آن در خون کاهش می یابد - فعالیت بدن در سطح سلولی کاهش می یابد. شناخته شده است که بیش از 20 درصد از اکسیژن توسط مغز مصرف می شود. کمبود اکسیژن کمک می کند. بر این اساس، هنگامی که سطح اکسیژن کاهش می یابد، بهزیستی، عملکرد، لحن کلی، مصونیت.
همچنین مهم است بدانید که این اکسیژن است که می تواند سموم را از بدن دفع کند.
لطفا توجه داشته باشید که در تمام فیلم های خارجی در صورت تصادف یا یک فرد در در وضعیت وخیماول از همه، پزشکان اورژانس برای افزایش مقاومت بدن و افزایش شانس زنده ماندن مصدوم، دستگاه اکسیژن بر روی او قرار می دهند.
اثرات درمانی اکسیژن از اواخر قرن هجدهم در پزشکی شناخته شده و مورد استفاده قرار گرفته است. در اتحاد جماهیر شوروی، استفاده فعال از اکسیژن برای اهداف پیشگیرانه در دهه 60 قرن گذشته آغاز شد.

هیپوکسی

هیپوکسی یا گرسنگی اکسیژن - محتوای کم اکسیژن در بدن یا بدن های فردیو پارچه ها هیپوکسی زمانی رخ می دهد که کمبود اکسیژن در هوای استنشاقی و خون وجود داشته باشد، زمانی که فرآیندهای بیوشیمیایی تنفس بافتی مختل می شود. به دلیل هیپوکسی، اندام های حیاتی رشد می کنند تغییرات غیر قابل برگشت. حساس ترین به کمبود اکسیژنسیستم عصبی مرکزی، عضله قلب، بافت کلیه و کبد هستند.
تظاهرات هیپوکسی نارسایی تنفسی، تنگی نفس است. نقض عملکرد اندام ها و سیستم ها.

آسیب رساندن به اکسیژن

گاهی اوقات می توانید بشنوید که "اکسیژن یک عامل اکسید کننده است که پیری بدن را تسریع می کند."
در اینجا از فرض درست نتیجه گیری اشتباه گرفته می شود. بله، اکسیژن یک عامل اکسید کننده است. فقط به لطف آن مواد مغذی از غذا در بدن به انرژی تبدیل می شود.
ترس از اکسیژن با دو خاصیت استثنایی آن مرتبط است: رادیکال های آزاد و مسمومیت ناشی از فشار بیش از حد.

1. رادیکال های آزاد چیست؟
برخی از تعداد زیادی از واکنش‌های اکسیداتیو (تولید انرژی) و کاهشی بدن تا انتها کامل نمی‌شوند و سپس موادی با مولکول‌های ناپایدار تشکیل می‌شوند که دارای الکترون‌های جفت‌نشده در سطوح الکترونیکی بیرونی هستند که «رادیکال‌های آزاد» نامیده می‌شوند. . آنها سعی می کنند الکترون گم شده را از هر مولکول دیگری بگیرند. این مولکول با تبدیل شدن به رادیکال آزاد، یک الکترون را از مولکول بعدی می‌دزدد و به همین ترتیب.
چرا این لازم است؟ مقدار معینی از رادیکال های آزادیا اکسیدان ها برای بدن حیاتی هستند. اول از همه، برای مبارزه با میکروارگانیسم های مضر. رادیکال های آزاد توسط سیستم ایمنی بدن به عنوان "پرتابه" در برابر "مهاجم" استفاده می شود. به طور معمول، در بدن انسان، 5 درصد از مواد تشکیل شده در طی واکنش های شیمیایی به رادیکال های آزاد تبدیل می شوند.
دانشمندان دلایل اصلی برهم خوردن تعادل بیوشیمیایی طبیعی و افزایش تعداد رادیکال های آزاد را استرس عاطفی، فعالیت بدنی سنگین، صدمات و خستگی ناشی از آلودگی هوا، مصرف غذاهای کنسرو شده و فرآوری شده با تکنولوژی نادرست، سبزیجات و میوه هایی که با کمک علف کش ها و آفت کش ها رشد می کنند، قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش و اشعه.

بنابراین، پیری است فرآیند بیولوژیکیکاهش سرعت تقسیم سلولی و رادیکال های آزاد که به اشتباه با افزایش سن مرتبط هستند، مکانیسم های دفاعی طبیعی و ضروری برای بدن هستند و اثرات مضر آنها با اختلال همراه است. فرآیندهای طبیعیدر ارگانیسم عوامل منفیمحیط و استرس

2. مسموم شدن با اکسیژن آسان است.
در واقع، اکسیژن اضافی خطرناک است. اکسیژن اضافی باعث افزایش میزان هموگلوبین اکسید شده در خون و کاهش میزان هموگلوبین کاهش یافته می شود. و از آنجایی که هموگلوبین کاهش یافته است که دی اکسید کربن را حذف می کند، احتباس آن در بافت ها منجر به هایپرکاپنی - مسمومیت CO2 می شود.
با اکسیژن بیش از حد، تعداد متابولیت های رادیکال آزاد افزایش می یابد، همان "رادیکال های آزاد" وحشتناکی که بسیار فعال هستند و به عنوان عوامل اکسید کننده عمل می کنند که می توانند آسیب برسانند. غشاهای بیولوژیکیسلول ها.

وحشتناک است، اینطور نیست؟ بلافاصله می خواهم نفسم را قطع کنم. خوشبختانه، برای مسموم شدن با اکسیژن، به افزایش فشار اکسیژن نیاز دارید، مثلاً در یک محفظه فشار (در طول باروتراپی اکسیژن) یا هنگام غواصی با مخلوط‌های تنفسی خاص. در زندگی عادی، چنین موقعیت هایی رخ نمی دهد.

3. «در کوه ها اکسیژن کم است، اما صد ساله ها زیادند! آن ها اکسیژن مضر است."
در واقع، در اتحاد جماهیر شوروی، تعدادی از افراد صد ساله در مناطق کوهستانی قفقاز و ماوراء قفقاز ثبت شده بودند. اگر به فهرست جگرهای دراز مدت تایید شده (یعنی تایید شده) جهان در طول تاریخ آن نگاه کنید، تصویر چندان واضح نخواهد بود: قدیمی ترین صد ساله ها، ثبت شده در فرانسه، ایالات متحده آمریکا و ژاپن در کوهستان زندگی نمی کردند.

در ژاپن، جایی که مسن ترین زن روی کره زمین، میسائو اوکاوا، که در حال حاضر بیش از 116 سال سن دارد، هنوز زندگی می کند و زندگی می کند، همچنین "جزیره صد ساله ها" اوکیناوا وجود دارد. میانگین امید به زندگی در اینجا برای مردان 88 سال، برای زنان - 92 سال است. این نسبت 10-15 سال بیشتر از بقیه ژاپن است. این جزیره اطلاعات بیش از هفتصد صد ساله محلی را جمع آوری کرده است. آنها می گویند: "برخلاف کوهنوردان قفقاز، هونزاکوت های شمال پاکستان و سایر مردمانی که به طول عمر خود می بالند، همه تولدهای اوکیناوا از سال 1879 در ثبت خانواده ژاپنی - koseki" ثبت شده است. خود مردم اوکیناوا معتقدند که راز طول عمر آنها بر چهار پایه استوار است: رژیم غذایی، سبک زندگی فعال، خودکفایی و معنویت. ساکنان محلی هرگز پرخوری نمی کنند، و به اصل "hari hachi bu" پایبند هستند - هشت دهم غذا را کامل بخورید. این "هشت دهم" شامل گوشت خوک، جلبک دریایی و توفو، سبزیجات، دایکون و خیار تلخ محلی است. قدیمی ترین اوکیناواها بیکار نمی نشینند: آنها فعالانه روی زمین کار می کنند و تفریح ​​آنها نیز فعال است: بیشتر از همه آنها عاشق بازی انواع کروکت محلی هستند.: اوکیناوا شادترین جزیره نامیده می شود - هیچ ویژگی وجود ندارد. جزایر بزرگعجله و استرس ژاپن مردم محلی به فلسفه yuimaru متعهد هستند - "یک تلاش مشترک مهربان و دوستانه".
جالب است که به محض کوچ اهالی اوکیناوا به سایر نقاط کشور دیگر جگر درازی در بین این گونه افراد وجود ندارد به این ترتیب دانشمندان با بررسی این پدیده دریافته اند که طول عمر جزیره نشینان عامل ژنتیکینقشی ندارد. و ما به نوبه خود بسیار مهم می دانیم که جزایر اوکیناوا در یک منطقه فعال باد در اقیانوس واقع شده اند و سطح اکسیژن در چنین مناطقی به عنوان بالاترین - 21.9 - 22٪ اکسیژن ثبت شده است.

خلوص هوا

اما هوای بیرون کثیف است و اکسیژن تمام مواد را با خود حمل می کند.
به همین دلیل است که سیستم های OxyHaus دارای سیستم فیلتر هوای ورودی سه مرحله ای هستند. و هوای از قبل تصفیه شده وارد یک غربال مولکولی زئولیت می شود که در آن اکسیژن هوا جدا می شود.

"آیا ممکن است خود را با اکسیژن مسموم کنید؟"

مسمومیت با اکسیژن، هیپراکسی، در نتیجه تنفس مخلوط گازهای حاوی اکسیژن (هوا، نیتروکس) در فشار بالا رخ می دهد. مسمومیت با اکسیژن می تواند هنگام استفاده از دستگاه های اکسیژن، دستگاه های احیا کننده، هنگام استفاده از مخلوط های گاز مصنوعی برای تنفس، در هنگام فشرده سازی مجدد اکسیژن و همچنین به دلیل دوزهای درمانی اضافی در فرآیند باروتراپی اکسیژن رخ دهد. در صورت مسمومیت با اکسیژن، اختلال در عملکرد سیستم عصبی مرکزی، اندام های تنفسی و گردش خون ایجاد می شود.

چگونه اکسیژن بر بدن انسان تأثیر می گذارد؟

بدن در حال رشد و کسانی که فعالیت بدنی شدید دارند به مقدار بیشتری نیاز دارد. به طور کلی، فعالیت تنفسی تا حد زیادی به بسیاری از افراد بستگی دارد عوامل خارجی. به عنوان مثال، اگر به اندازه کافی زیر بار بروید دوش خنک، سپس میزان اکسیژن مصرفی شما در مقایسه با شرایط دمای اتاق 100% افزایش می یابد. یعنی از مردم بیشتریگرما می دهد، فرکانس تنفس او سریعتر می شود. اینجا چندتایی هستند حقایق جالبدر این فرصت:

• در 1 ساعت یک فرد 15-20 لیتر اکسیژن مصرف می کند.


• مقدار اکسیژن مصرفی: در هنگام بیداری 30-35٪، در حین پیاده روی آرام - 100٪، در حین کار سبک - 200٪، در حین کار فیزیکی سنگین - 600٪ یا بیشتر افزایش می یابد.


• فعالیت فرآیندهای تنفسیبه طور مستقیم به ظرفیت ریه بستگی دارد. به عنوان مثال، برای ورزشکاران 1-1.5 لیتر بیشتر از حد معمول است، اما برای شناگران حرفه ای می تواند تا 6 لیتر برسد!


• هر چه ظرفیت ریه بیشتر باشد، سرعت تنفس کمتر و عمق دم بیشتر می شود. یک مثال گویا: یک ورزشکار 6-10 نفس در دقیقه می کشد، در حالی که یک فرد معمولی(غیر ورزشکار) با سرعت 14-18 نفس در دقیقه تنفس می کند.

پس چرا به اکسیژن نیاز داریم؟

برای تمام زندگی روی زمین ضروری است: حیوانات آن را در فرآیند تنفس مصرف می کنند وگیاهان آنها آن را در طول فتوسنتز آزاد می کنند. هر سلول زنده بیش از هر عنصر دیگر اکسیژن دارد - حدود 70٪.

در مولکول های همه مواد - لیپیدها، پروتئین ها، کربوهیدرات ها، اسیدهای نوکلئیک و ترکیبات با وزن مولکولی کم یافت می شود. و زندگی انسان بدون این عنصر مهم غیرقابل تصور خواهد بود!

روند متابولیسم آن به این صورت است: ابتدا از طریق ریه ها وارد خون می شود و در آنجا جذب هموگلوبین می شود و اکسی هموگلوبین را تشکیل می دهد. سپس از طریق خون به تمام سلول های اندام ها و بافت ها "انتقال" می شود. که در حالت مقیدبه شکل آب می آید در بافت ها عمدتاً برای اکسیداسیون بسیاری از مواد در طول متابولیسم آنها صرف می شود. بیشتر به آب و دی اکسید کربن متابولیزه می شود و سپس از طریق سیستم تنفسی و دفعی از بدن دفع می شود.

اکسیژن اضافی

استنشاق طولانی مدت هوای غنی شده با این عنصر برای سلامت انسان بسیار خطرناک است. غلظت های بالا O2 می تواند باعث ظهور رادیکال های آزاد در بافت ها شود که "نابود کننده" پلیمرهای زیستی، به طور دقیق تر، ساختار و عملکرد آنها است.

با این حال، در پزشکی، روش اشباع اکسیژن تحت اکسیژن هنوز برای درمان برخی از بیماری ها استفاده می شود. فشار خون بالاکه به آن اکسیژن درمانی هایپرباریک می گویند.

اکسیژن اضافی به اندازه تشعشعات اضافی خورشید خطرناک است. در زندگی، یک فرد به سادگی مانند یک شمع به آرامی در اکسیژن می سوزد. پیری یک فرآیند احتراق است. در گذشته دهقانانی که مدام در حال بودند هوای تازهو خورشید، به طور قابل توجهی کمتر از صاحبان خود زندگی می کردند - اشراف زادگانی که در آن موسیقی می نواختند خانه های بستهو وقت خود را صرف بازی با ورق کنید.

نفس- واضح ترین و متقاعد کننده ترین بیان زندگی. به لطف تنفس، بدن اکسیژن دریافت می کند و از شر دی اکسید کربن اضافی تشکیل شده در نتیجه متابولیسم خلاص می شود. تنفس و گردش خون تمام اندام ها و بافت های بدن ما را با انرژی لازم برای زندگی تامین می کند. آزاد شدن انرژی لازم برای عملکرد بدن در سطح سلول ها و بافت ها در نتیجه اکسیداسیون بیولوژیکی (تنفس سلولی) اتفاق می افتد.

هنگامی که کمبود اکسیژن در خون وجود دارد، اندام های حیاتی مانند قلب و سیستم عصبی مرکزی اولین کسانی هستند که آسیب می بینند. گرسنگی اکسیژنعضله قلب با مهار سنتز آدنوزین تری فسفریک اسید (ATP) همراه است که منبع اصلی انرژی لازم برای عملکرد قلب است. مغز انسان نسبت به قلب دائماً فعال اکسیژن بیشتری مصرف می کند، بنابراین حتی کمبود اندک اکسیژن در خون بر وضعیت مغز تأثیر می گذارد.

نگهداری عملکرد تنفسیبه اندازه کافی سطح بالاشرط لازم برای حفظ سلامت و جلوگیری از پیری زودرس است.

فرآیند تنفس شامل چندین مرحله است:

1. پر کردن ریه ها با هوای جوی (تهویه ریوی)؛
2. انتقال اکسیژن از آلوئول های ریوی به خونی که از طریق مویرگ های ریه ها جریان می یابد و انتشار دی اکسید کربن از خون به آلوئول ها و سپس به جو.
3. تحویل اکسیژن توسط خون به بافت ها و دی اکسید کربن از بافت ها به ریه ها.
4. مصرف اکسیژن توسط سلول ها - تنفس سلولی.

اولین مرحله تنفس تهویه است- شامل تبادل هوای دم و بازدم است، یعنی. در پر کردن ریه ها با هوای جو و خارج کردن آن. این کار از طریق حرکات تنفسی قفسه سینه انجام می شود.

12 جفت دنده در جلو به جناغ و در پشت به ستون فقرات متصل می شوند. آنها از اندام های قفسه سینه (قلب، ریه ها، رگ های خونی بزرگ) از آسیب های خارجی محافظت می کنند، حرکت آنها به سمت بالا و پایین، که توسط عضلات بین دنده ای انجام می شود، باعث دم و بازدم می شود. در زیر، قفسه سینه به طور هرمتیکی از هم جدا شده است حفره شکمیدیافراگم که با تحدب خود تا حدودی به داخل حفره قفسه سینه بیرون زده است. ریه ها تقریباً تمام فضای قفسه سینه را پر می کنند، به استثنای قسمت میانی آن که توسط قلب اشغال شده است. سطح پایینریه ها روی دیافراگم قرار دارند و قسمت های باریک و گرد آنها از استخوان های ترقوه بیرون زده است. فضای باز سطح محدبریه ها در مجاورت دنده ها.

قسمت مرکزی سطح داخلی ریه ها در تماس با قلب شامل برونش های بزرگ, شریانهای ریوی(حمل خون وریدی از بطن راست قلب به ریه ها)، رگ های خونی با خون شریانی که بافت ریه را تامین می کند و اعصابی که ریه ها را عصب می کنند. سیاهرگ های ریوی از ریه ها خارج می شوند و خون شریانی را به قلب می برند. کل این منطقه به اصطلاح ریشه های ریه ها را تشکیل می دهد.

طرح ساختار ریه ها: 1- نای؛ 2 - برونش؛ 3 - رگ خونی؛ 4 - ناحیه مرکزی (هیلار) ریه؛ 5- راس ریه.

هر ریه توسط یک غشاء (پلور) پوشیده شده است. در ریشه پلور ریهمربوط می شه به دیوار داخلیحفره قفسه سینه. سطح کیسه جنب، که شامل ریه است، تقریباً سطح پلور را که در داخل قفسه سینه قرار دارد، لمس می کند. بین آنها یک فضای شکاف مانند وجود دارد - حفره پلور، جایی که مقدار کمی مایع در آن قرار دارد.

در حین استنشاق، ماهیچه های بین دنده ای را بلند کرده و دنده ها را به طرفین پخش می کنند، انتهای پایین جناغ به سمت جلو حرکت می کند. دیافراگم (عضله اصلی تنفسی)در این لحظه نیز منقبض می شود و باعث می شود گنبد آن صاف تر و پایین تر شود و گنبد آن را به حرکت درآورد اندام های شکمیپایین، پهلو و جلو. فشار در حفره پلور منفی می شود، ریه ها به طور غیر فعال منبسط می شوند و هوا از طریق نای و برونش ها به داخل آلوئول های ریوی کشیده می شود. به این ترتیب مرحله اول تنفس رخ می دهد - استنشاق.

هنگام بازدم، عضلات بین دنده ای و دیافراگم شل می شوند، دنده ها پایین می آیند و گنبد دیافراگم بالا می رود. ریه ها فشرده می شوند و هوا از آنها خارج می شود. پس از بازدم یک مکث کوتاه وجود دارد.

در اینجا لازم به ذکر است نقش ویژهدیافراگم نه تنها به عنوان اصلی عضله تنفسی، بلکه به عنوان ماهیچه ای که گردش خون را فعال می کند. در حین استنشاق، دیافراگم روی معده، کبد و سایر اندام های شکمی منقبض می شود، گویی خون وریدی را از آنها به سمت قلب می فشارد. هنگام بازدم، دیافراگم بالا می رود، فشار داخل شکمیکاهش می یابد و این جریان خون شریانی را به اندام های داخلی حفره شکمی افزایش می دهد. بنابراین، حرکات تنفسی دیافراگم، که 12-18 بار در دقیقه انجام می شود، ماساژ نرماندام های شکمی، گردش خون آنها را بهبود می بخشد و کار قلب را تسهیل می کند.

افزایش و کاهش فشار داخل قفسه سینه در طول چرخه تنفسیبه طور مستقیم بر فعالیت های بدن واقع در قفسه سینه. بنابراین، نیروی مکش فشار منفی در حفره پلور در حین دم ایجاد می شود و جریان خون را از ورید اجوف فوقانی و تحتانی و از سیاهرگ ریوی به قلب تسهیل می کند. علاوه بر این، کاهش فشار داخل قفسه سینه در طول دم به گسترش چشمگیرتر لومن عروق کرونر قلب در طول دوره آرامش و استراحت آن (یعنی در هنگام دیاستول و مکث) و در نتیجه تغذیه قلب کمک می کند. عضله بهبود می یابد از آنچه گفته شد مشخص است که چه زمانی تنفس کم عمقنه تنها تهویه ریه ها بدتر می شود، بلکه شرایط کاری و وضعیت عملکردی عضله قلب نیز بدتر می شود.

هنگامی که فرد در حال استراحت است، عمل تنفس عمدتاً نواحی محیطی ریه را درگیر می کند. قسمت مرکزی، که در ریشه قرار دارد، کمتر قابل گسترش است.

بافت ریه از حباب های ریز پر از هوا تشکیل شده است - آلوئول ها، که دیواره های آن به شدت با رگ های خونی در هم تنیده شده است. برخلاف بسیاری از اندام‌های دیگر، ریه‌ها دارای خون مضاعف هستند: سیستمی از رگ‌های خونی که عملکرد خاص ریه‌ها - تبادل گاز را فراهم می‌کنند، و شریان‌های خاصی که خود بافت ریه، برونش‌ها و دیواره شریان ریوی را تغذیه می‌کنند.

مویرگ های آلوئول های ریوییک شبکه بسیار متراکم با فاصله بین حلقه های منفرد چندین میکرومتر (μm) هستند. این فاصله با کشیده شدن دیواره آلوئول ها در طول دم افزایش می یابد. عمومی سطح داخلیاز تمام مویرگ های واقع در ریه ها تقریباً 70 متر مربع می رسد. در یک زمان، حداکثر 140 میلی لیتر خون می تواند در مویرگ های ریوی باشد، در حین کار فیزیکی، مقدار جریان خون می تواند به 30 لیتر در دقیقه برسد.

خون رسانی به قسمت های مختلف ریه به وضعیت عملکردی آنها بستگی دارد: جریان خون عمدتاً از طریق مویرگ های آلوئول های تهویه شده انجام می شود، در حالی که در قسمت هایی از ریه ها که از تهویه خارج می شوند، جریان خون به شدت کاهش می یابد. . چنین مناطقی از بافت ریه با حمله میکروب های بیماری زا بی دفاع می شوند. این همان چیزی است که در برخی موارد محلی سازی را توضیح می دهد فرآیندهای التهابیبرای برونکوپنومونی

آلوئول های ریوی با عملکرد طبیعی حاوی سلول های خاصی به نام ماکروفاژهای آلوئولی هستند. آنها از بافت ریه در برابر گرد و غبار آلی و معدنی موجود در هوای استنشاقی محافظت می کنند، میکروب ها و ویروس ها را خنثی می کنند و انتشارات منتشر شده توسط آنها را خنثی می کنند. مواد مضر(سموم). این سلول ها از خون وارد آلوئول های ریوی می شوند. طول عمر آنها با مقدار گرد و غبار و باکتری استنشاق شده تعیین می شود: هر چه هوای استنشاقی آلوده تر باشد، ماکروفاژها سریعتر می میرند.

از توانایی این سلول ها برای فاگوسیتوز، یعنی. برای جذب و هضم باکتری های بیماری زا، در تا اندازه زیادیسطح مقاومت عمومی غیراختصاصی بدن به عفونت بستگی دارد. علاوه بر این، ماکروفاژها بافت ریه را از خود پاک می کنند سلول های مرده. مشخص است که ماکروفاژها به سرعت سلول های آسیب دیده را "شناسایی" می کنند و برای از بین بردن آنها به سمت آنها حرکت می کنند.

ذخایر دستگاه تنفس خارجیتهویه ریه ها بسیار بزرگ هستند. به عنوان مثال، در حالت استراحت، یک فرد بالغ سالم به طور متوسط ​​16 دم و بازدم در دقیقه انجام می دهد و در یک نفس تقریباً 0.5 لیتر هوا وارد ریه ها می شود (این حجم را حجم جزر و مد می گویند)؛ در 1 دقیقه این مقدار به 8 لیتر می رسد. از هوا با حداکثر افزایش داوطلبانه تنفس، فرکانس دم و بازدم می تواند به 50-60 در دقیقه، حجم جزر و مدی - تا 2 لیتر و حجم دقیقه تنفس - تا 100-200 لیتر افزایش یابد.

ذخایر حجم ریه نیز بسیار قابل توجه است. بنابراین، در میان مردم پیشرو شیوه زندگی کم تحرکعمر، ظرفیت حیاتی ریه ها (یعنی حداکثر حجم هوایی که پس از حداکثر استنشاق می توان بازدم کرد) 3000-5000 میلی لیتر است. در طول تمرینات بدنی، به عنوان مثال در برخی از ورزشکاران، به 7000 میلی لیتر یا بیشتر افزایش می یابد.

بدن انسان فقط تا حدی از اکسیژن هوای اتمسفر استفاده می کند. همانطور که می دانید هوای استنشاقی به طور متوسط ​​21 درصد و هوای بازدمی حاوی 15 تا 17 درصد اکسیژن است. در حالت استراحت، بدن 200-300 سانتی متر مکعب اکسیژن مصرف می کند.

انتقال اکسیژن به خون و دی اکسید کربن از خون به ریه ها به دلیل اختلاف فشار جزئی این گازها در هوا در ریه ها و کشش آنها در خون اتفاق می افتد. از آنجایی که فشار جزئی اکسیژن در هوای آلوئولی به طور متوسط ​​100 میلی متر جیوه است. هنر، در جریان خون به ریه ها، فشار اکسیژن 37-40 میلی متر جیوه است. هنر، از هوای آلوئولی وارد خون می شود. فشار دی اکسید کربن در خون عبوری از ریه ها از 46 به 40 میلی متر جیوه کاهش می یابد. هنر به دلیل عبور آن به هوای آلوئولی.

خون با گازهایی اشباع شده است که در حالت پیوند شیمیایی قرار دارند. اکسیژن توسط گلبول های قرمز حمل می شود، که در آن به یک اتصال شکننده با هموگلوبین وارد می شود - اکسی هموگلوبیناین برای بدن بسیار مفید است، زیرا اگر اکسیژن به سادگی در پلاسما حل شود و با هموگلوبین گلبول های قرمز ترکیب نشود، آنگاه برای بدن فراهم می شود. تنفس طبیعیدر بافت‌های بدن، قلب باید 40 برابر سریع‌تر از الان می‌تپد.

در خون یک فرد بالغ فرد سالم حاوی تنها حدود 600 گرم هموگلوبین است، بنابراین مقدار اکسیژن متصل به هموگلوبین نسبتاً کم است، تقریباً 800-1200 میلی لیتر. این می تواند نیاز بدن به اکسیژن را تنها برای 3-4 دقیقه برآورده کند.

از آنجایی که سلول ها از اکسیژن بسیار پرانرژی استفاده می کنند، کشش آن در پروتوپلاسم بسیار کم است و در این راستا باید پیوسته وارد سلول ها شود. مقدار اکسیژن جذب شده توسط سلول ها در شرایط مختلف متفاوت است. با فعالیت بدنی افزایش می یابد. دی اکسید کربن و اسید لاکتیک به شدت تشکیل شده توانایی هموگلوبین را برای حفظ اکسیژن کاهش می دهد و در نتیجه آزاد شدن و استفاده از آن توسط بافت ها را تسهیل می کند.

اگر مرکز تنفسی در بصل النخاع، برای اجرای حرکات تنفسی کاملاً ضروری است (پس از آسیب آن، تنفس متوقف می شود و مرگ رخ می دهد)، سپس قسمت های باقی مانده از مغز تنظیم بهترین تغییرات تطبیقی ​​در حرکات تنفسی را با شرایط محیط خارجی و داخلی فراهم می کند. بدن و حیاتی نیستند.

مرکز تنفس حساس است ترکیب گازخون: اکسیژن بیش از حد و کمبود دی اکسید کربن مانع و کمبود اکسیژن، به ویژه با محتوای بیش از حددی اکسید کربن، مرکز تنفسی را تحریک می کند. در حین کار فیزیکیماهیچه ها مصرف اکسیژن را افزایش داده و دی اکسید کربن را انباشته می کنند و مرکز تنفس با افزایش حرکات تنفسی به این امر پاسخ می دهد. حتی یک حبس جزئی نفس (مکث تنفس) اثر محرکی بر مرکز تنفسی دارد. در طول خواب با کاهش فعالیت بدنی، تنفس ضعیف می شود. اینها نمونه هایی از تنظیم غیر ارادی تنفس هستند.

تأثیر قشر مخ بر حرکات تنفسی در توانایی نگه داشتن داوطلبانه نفس، تغییر ریتم و عمق آن بیان می شود. تکانه هایی که از مرکز تنفسی، به نوبه خود بر تن قشر مغز تأثیر می گذارد. فیزیولوژیست ها دریافته اند که دم و بازدم اثرات متضادی بر وضعیت عملکردی قشر مغز و از طریق آن بر عضلات ارادی دارند. دم باعث تغییر جزئی به سمت تحریک می شود و بازدم باعث تغییر به سمت بازداری می شود، یعنی. دم یک عامل تحریک کننده است، بازدم یک عامل آرامش بخش است. با مدت زمان مساوی دم و بازدم، این تأثیرات عموماً یکدیگر را خنثی می کنند. استنشاق طولانی با مکث در اوج دم با بازدم کوتاه در افرادی که در حالت هوشیاری با عملکرد بالا هستند مشاهده می شود. این نوع تنفس را می توان تحرکی نامید. و برعکس: یک دم پرانرژی اما کوتاه با بازدم کمی کشیده و کشیده و حبس نفس پس از بازدم اثر آرام بخشی دارد و به شل شدن عضلات کمک می کند.

بر اساس بهبود تنظیم داوطلبانه تنفس اثر درمانی تمرینات تنفسی. در روند تکرار مکرر تمرینات تنفسییک عادت از نظر فیزیولوژیکی ایجاد می شود تنفس صحیح، تهویه یکنواخت ریه ها رخ می دهد، حذف می شود تراکم، شلوغیدر دایره کوچک و در بافت ریه. در عین حال، سایر شاخص های عملکرد تنفسی و همچنین فعالیت قلبی و گردش خون اندام های شکمی، به طور عمده کبد، معده و پانکراس بهبود می یابد. علاوه بر این، قابلیت استفاده نیز وجود دارد انواع مختلفتنفس برای بهبود عملکرد و برای استراحت مناسب.