مصرف اکسیژن توسط مغز انسان سیستم های فیزیولوژیکی بدن

سیستم گردش خونساخته شده 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 ارگانیسم، انتقال اکسیژن از ریه‌ها به بافت‌ها را نیز تضمین می‌کند. دی اکسید کربناز بافت ها به ریه ها، انجام عملکرد تنفسی.

در همان زمان، تعداد زیادی از مواد فعال بیولوژیکی در خون گردش می کنند. 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 طول فرآیند تنفس 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 هست کل مجموعه فرآیندهای فیزیولوژیکی، که در اجرای آن نه تنها دستگاه کمک کننده تنفسبلکه سیستم گردش خون نای در قسمت تحتانی خود به دو نایژه تقسیم می شود که هر کدام با ورود به ریه ها به صورت درختی منشعب می شوند. کوچکترین شاخه های نهایی برونش ها (برونشیول ها) به گذرگاه های آلوئولی بسته می روند که در دیواره های آن 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 پوسته صاف نازک پوشیده شده اند - پلورا، همان پوسته داخل حفره قفسه سینه را می پوشاند. فضای ایجاد شده بین این دو ورقه پلورا حفره پلور نامیده می شود.

فشار در حفره پلور هنگام بازدم 3-4 میلی متر جیوه همیشه کمتر از فشار اتمسفر 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 اتفاق می افتد. هنگامی که به پایین آمد 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 عضلات تنفسی انجام می شود. در حالت استراحت، هنگام استنشاق، حفره قفسه سینه با یک عضله تنفسی ویژه 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 شامل می شوند. بازدم در حالت استراحت به صورت غیرفعال تلفظ می شود، با شل شدن عضلاتی که دم را انجام داده اند، قفسه سینه تحت تأثیر جاذبه و فشار جوکاهش می دهد.

با کار فیزیکی شدید، عضلات شکمی، بین دنده ای داخلی و سایر عضلات اسکلتی در بازدم شرکت می کنند. تمرینات بدنی سیستماتیک و ورزش باعث تقویت عضلات تنفسی و افزایش حجم و تحرک (سفر) قفسه سینه می شود. 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 توسط آنها است. واکنش های بیوشیمیاییبا تشکیل انرژی برای اطمینان از فرآیندهای حیاتی بدن مرتبط است.

تنفس خارجی (ریه).در آلوئول های ریه انجام می شود. در اینجا، از طریق دیواره های نیمه تراوا آلوئول ها و مویرگ ها، اکسیژن از هوای آلوئولی عبور می کند که حفره های آلوئول ها را پر می کند. مولکول های اکسیژن و دی اکسید کربن این انتقال را در صدم ثانیه انجام می دهند. پس از انتقال اکسیژن توسط خون به بافت ها، تنفس بافتی (داخل سلولی) صورت می گیرد. اکسیژن از خون به مایع بینابینی و از آنجا به سلول های بافتی می رسد، جایی که برای اطمینان از فرآیندهای متابولیک استفاده می شود. دی اکسید کربن که به شدت در سلول ها تشکیل 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.

انتقال اکسیژن و دی اکسید کربن از طریق دیواره های نیمه تراوا آلوئول ها، مویرگ ها و غشای گلبول های قرمز. ماده سفید اطراف خاکستری شامل فرآیندهایی است که سلول های عصبی نخاع را به هم متصل می کند. حساس 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.

بنابراین، تصور اینکه طناب نخاعی عملکردهای بازتابی و رسانا را برای تکانه های عصبی 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.

در ناحیه خاجی مراکز اجابت مزاج، ادرار و فعالیت جنسی قرار دارند. یک عملکرد مهم نورون های حرکتی این است که به طور مداوم تون عضلانی لازم را فراهم می کنند، که به همین دلیل همه رفلکس ها هستند حرکات حرکتیبه آرامی و روان انجام می شود. تون مراکز نخاع توسط قسمت های بالاتر سیستم عصبی مرکزی تنظیم می شود. آسیب نخاعی منجر به اختلالات مختلف مرتبط با شکست می شود عملکرد رسانا. انواع آسیب ها و بیماری های نخاعی می تواند منجر به اختلال درد، حساسیت به دما، اختلال در ساختار حرکات ارادی پیچیده شود. تون عضلانیو غیره مغز یک تجمع است مقدار زیادیسلول های عصبی. شامل قدامی، میانی، میانی و تقسیمات پسین.

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. بنابراین، برای مثال، چنین شکل گیری از مغز عقبی مانند بصل النخاع، محل مهم ترین مکان است. مراکز رفلکس(تنفسی، غذا، تنظیم گردش خون، تعریق). بنابراین شکست این قسمت از مغز باعث مرگ آنی می شود. ما در مورد مشخصات ساختار و عملکرد قشر مغز به طور مفصل صحبت نمی کنیم، با این حال، لازم به ذکر است که قشر مخ نیمکره هامغز جوانترین بخش مغز از نظر فیلوژنتیک است (فیلوژنز فرآیند رشد موجودات گیاهی و حیوانی در طول وجود حیات بر روی زمین است).

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

وزن مغز انسان به طور متوسط ​​1400 گرم است.به گفته نویسندگان مختلف، رابطه 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 ندارد، چه برسد به اکسیژن، 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 انسان 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 بهتر از سایر اندام ها عمل می کند. آنها از 60 تا 70 درصد گلوکز تشکیل شده توسط کبد که 115 گرم در روز است استفاده می کنند و این در حالی است که مغز از نظر میزان خون در یکی از آخرین مکان ها قرار دارد.

بدتر شدن جریان خون به مغز ممکن است با کم تحرکی (یک سبک زندگی کم تحرک) همراه باشد. سردرد شایع ترین شکایت در هیپودینامی است. محلی سازی متفاوت، 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، دستگاه تناسلی و غیره؛ تنظیم متابولیسم، ترموژنز، مشارکت در شکل گیری واکنش های عاطفی (ترس، خشم، شادی) - همه اینها تحت کنترل سیستم های 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 متضاد است، اما در تنظیم مهمترین عملکردهای ارگانیسم هماهنگ 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 با داشتن ویژگی دقیق محرک های خارجی (صدا، دما، نور، فشار و غیره) را به تکانه های عصبی تبدیل می کنند که با توجه به 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 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، حرارتی، حساسیت به سرما)، حرکتی (گیرنده‌های عضلات، 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 O 2 در حالت استراحت.مقدار اکسیژن مصرفی بافت به وضعیت عملکردی سلول های تشکیل دهنده آن بستگی دارد.روی میز. 23.1 داده هایی را در مورد مصرف اکسیژن توسط اندام های مختلف و قسمت های آنها در زمانی که بدن در دمای معمولی استراحت می کند نشان می دهد. میزان مصرف اکسیژن توسط یک یا اندام دیگر () معمولاً است

بیان شده در میلی لیتر O 2 در هر 1 جییا 100 گرم جرم در 1 دقیقه (این مقدار جرم اندام را در نظر می گیرد داخل بدن). 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، ماده خاکستری مغز جذب می شود.(به ویژه پوست درخت)، کبدو قشر کلیه هادر 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 از ناحیه خاصی تخلیه می شود وجود داشته باشد، این روش به شما امکان می دهد میزان اکسیژن مصرفی در آن را تعیین کنید. علاوه بر این، چند سال پیش، روش توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) توسعه یافت که امکان اندازه‌گیری مستقیم جریان خون و مصرف O 2 در قسمت‌های خاصی از اندام‌ها را ممکن می‌سازد. 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 ایحدود 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 O 2 توسط کل مغز و قشر مغز، می توان میانگین مصرف O 2 را محاسبه کرد. ماده سفید مغزاین مقدار حدود 1 10 − 2 میلی لیتر گرم - 1 دقیقه - 1 است. اندازه گیری مستقیمجذب O 2 توسط نواحی مغز در افراد سالم با توموگرافی گسیل پوزیترون مقادیر زیر را به دست آورد: ماده خاکستری(که در مناطق مختلف) - از حدود 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. میلی لیتر گرم -1 - دقیقه -1. نتایج خودنویس

فصل 23

جدول 23.1. میانگین مقادیر سرعت جریان خون ()، اختلاف شریانی وریدی در O 2 () و مصرف 0 2 () در اندام های مختلف انسان در دمای 37 درجه سانتی گراد
عضو				منبع اطلاعات
خون
عضلات اسکلتی: در حالت استراحت با ورزش سنگین
طحال
مغز: ماده سفید قشر
کبد
کلیه: قشر بیرونی لایه داخلی مدولا
قلب: در حالت استراحت با فعالیت سنگین

مطالعات فیزیکی جریان خون منطقه ای (با استفاده از ید-14-آنتی پیرین) و مصرف گلوکز منطقه ای (با استفاده از 14 C-2 دئوکسی گلوکز) در قشر مغز نشان می دهد که این پارامترها نیز به طور قابل توجهی در مناطق مجاور متفاوت هستند. در افراد بالای 30 سال، جریان خون منطقه ای و مصرف O 2 در 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. AT قشرکلیه ها، میانگین مصرف O 2 چندین برابر بیشتر از در است مناطق داخلیو پاپیلاهای مدولااز آنجایی که نیاز کلیه‌ها به اکسیژن عمدتاً به شدت بازجذب فعال Na + از مجرای لوله‌های بافت بستگی دارد، اعتقاد بر این است که چنین تفاوت‌های بارز در مصرف منطقه‌ای O 2 عمدتاً به دلیل تفاوت بین مقادیر این بازجذب در قشر مغز و مدولا .

مصرف O 2 تحت شرایط افزایش فعالیتعضو. ATدر صورتی که فعالیت هر اندامی به دلایلی افزایش یابد، میزان متابولیسم انرژی در آن نیز افزایش می یابد و در نتیجه نیاز سلول ها به اکسیژن افزایش می یابد. در حین مصرف ورزش

حدود 2 بافت های میوکاردمی تواند 3-4 برابر افزایش یابد و کار کند ماهیچه های اسکلتی- بیش از 20-50 برابر در مقایسه با سطح استراحت. مصرف حدود 2 دستمال کاغذی کلیهبا افزایش سرعت 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 بزرگ 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 افزایش مصرفحدود 2 بافت کلیه. این ویژگی به دلیل این واقعیت است که شدت فیلتراسیون گلومرولی(و از این رو بازجذب Na +) متناسب با سرعت جریان خون است.

وابستگی مصرف O 2 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 بیشتر اندام ها به اکسیژن 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

با افزایش تقاضای بیشتر اندام ها برای اکسیژن همراه است. طبق قانون van't Hoff، زمانی که دما در محدوده 20 تا 40 درجه سانتیگراد 10 درجه سانتیگراد تغییر می کند، مصرف اکسیژن توسط بافت ها 2 3 برابر در یک جهت تغییر می کند (Q 10 = 2-3). برای بعضی ها عمل های جراحیممکن است لازم باشد به طور موقت گردش خون متوقف شود (و در نتیجه، تامین اندام ها با O 2 و مواد مغذی). در عین حال، به منظور کاهش نیاز به اکسیژن اندام ها، اغلب از هیپوترمی (کاهش دمای بدن) استفاده می شود: به بیمار چنین بیهوشی عمیقی داده می شود که در آن مکانیسم های تنظیم حرارت سرکوب می شود.

سیستم گردش خون - یکی از مهمترین فیزیولوژیک - شامل قلب است که به عنوان یک پمپ عمل می کند 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 (حرکات خون در سیستم) عبارتند از: فشار خون در عروق، ایجاد شده توسط عملکرد پمپاژ قلب. اختلاف فشار بین بخش های مختلفسیستم عروقی خون را مجبور 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 نسبتا سالم در حالت استراحت، معمولاً 110-125 میلی متر جیوه است. با افزایش سن، افزایش می یابد و در سن 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 (طبیعی در انسان 30-35 میلی متر جیوه است). در کنار سایر موارد، از نشانگر فشار پالس استفاده می شود موقعیت های خاصمتخصصان بالینی 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 به انجام کار عضلانی است. افزایش فشار خون، خون رسانی کافی به عضلات در حال کار را فراهم می کند و سطح عملکرد آنها را افزایش می دهد. در همان زمان، تغییرات در شاخص های فشار خون با ماهیت کار انجام شده تعیین می شود: پویا یا چرخه ای، فشرده یا حجیم، جهانی یا محلی است.

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

قلب یک دستگاه مستقل و خودکار است. انقباضات قلب در نتیجه تکانه های الکتریکی رخ می دهد که به طور دوره ای در خود عضله قلب 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، با درگیر کردن تعداد متفاوتی از سلول های ماهیچه قلب (قانون همه یا هیچ) قابل تغییر نیست. کار قلب شامل تغییر ریتمیک چرخه های قلبی است که شامل سه مرحله است: انقباض دهلیزی، انقباض بطنی 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 کار قلب، حجم دقیقه گردش خون (MOV) یا به عبارتی دیگر است. - برون ده قلبی» (CB) - مقدار خونی که به مدت یک دقیقه توسط بطن قلب خارج می شود. IOC یک شاخص یکپارچه از کار قلب است، بسته به ضربان قلب و مقدار حجم سیستولیک (SO) - مقدار خونی که توسط قلب در طول یک انقباض به بستر عروقی خارج می شود. طبیعتاً این شاخص ها در شرایط استراحت نسبی ارزش یکسانی دارند و بسته به وضعیت عملکردی قلب، حجم، شدت و نوع فعالیت عضلانی، سطح آمادگی جسمانی و غیره به طور قابل توجهی متفاوت هستند.

سیستم قلبی عروقی از دایره های بزرگ و کوچک گردش خون تشکیل شده است. نیمه چپبه قلب ها خدمت می کند دایره بزرگگردش خون، سمت راست - کوچک.

ضربان قلب (HR) یکی از آموزنده ترین و یکپارچه ترین شاخص های وضعیت عملکردی است، نه تنها سیستم قلبی عروقیبلکه از 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 است که به نوعی ثبت می شود (مثلاً با لمس) که در امتداد دیواره های الاستیک شریان ها در نتیجه تأثیر هیدرودینامیک بخشی از شریان ها منتشر می شود. خون به آئورت زیر بیرون ریخته می شود فشار عالیبا انقباض دیگر 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 20 تا 30 ساله عملاً سالم و سازگار با فعالیت بدنی منظم (بی تمرین) از 60 تا 70 ضربه در دقیقه (bpm) و 70-75 در زنان متغیر 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 ماهیچه ها در فرآیند انجام کار، باید حجم خون عرضه شده به آنها در واحد زمان افزایش یابد. افزایش ضربان قلب ارتباط مستقیمی با افزایش IOC دارد. به عنوان مثال، اگر قدرت کار چرخه ای بر حسب مقدار اکسیژن مصرفی (به عنوان درصدی از مقدار حداکثر مصرف - MPC) بیان شود، ضربان قلب در یک رابطه خطی با قدرت کار افزایش می یابد و مصرف اکسیژن

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

سیستم عصبی

سیستم عصبی از یک بخش مرکزی (مغز و نخاع) و بخش محیطی (تشکیل های ناهموار نخاع و در حاشیه قرار دارد) تشکیل شده است. گانگلیون ها). عناصر ساختاری اصلی سیستم عصبی سلول های عصبی یا نورون ها هستند که وظایف اصلی آنها عبارتند از: درک محرک ها 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 آن را در یک محیط متغیر با مکانیسم رفلکس 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 انباشته 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 انسان 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 بهتر از سایر اندام ها عمل می کند. 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 جریان خون به مغز ممکن است با هیپودینامی همراه باشد. در این مورد، سردرد با محلی سازی، شدت و مدت مختلف وجود دارد، سرگیجه، ضعف، عملکرد ذهنی کاهش می یابد، حافظه بدتر می شود، تحریک پذیری ظاهر می شود. برای توصیف تغییرات عملکرد ذهنیمجموعه ای از تکنیک ها برای ارزیابی اجزای مختلف آن (توجه، حافظه و ادراک، تفکر منطقی) استفاده می شود.

طناب نخاعی پایین ترین و قدیمی ترین قسمت CNS است که در کانال نخاعی قرار دارد که توسط قوس های مهره ای تشکیل شده است. مهره اول گردنی مرز نخاع از 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 رویشی تقسیم می شوند و 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 تن ماهیچه های اسکلتی). ساختار نخاع شامل اعصابی است که پوست، غشاهای مخاطی، ماهیچه های سر و تعدادی از اندام های داخلی، عملکرد فرآیندهای گوارشی، مراکز حیاتی (به عنوان مثال، تنفس)، آنالیزورها و غیره را عصب دهی می کند. انواع آسیب ها و بیماری های نخاع می تواند منجر به اختلال درد، حساسیت به دما، اختلال در ساختار حرکات ارادی پیچیده، تون عضلانی شود.

سیستم عصبی خودمختار (به آن خود مختار نیز گفته می شود) یک بخش تخصصی از سیستم عصبی است که هم به صورت داوطلبانه (با همکاری بخش جسمانی 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 بخش های سمپاتیک و پاراسمپاتیک این ساختار عصبی تقسیم می شود.

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

هنگامی که اعصاب پاراسمپاتیک تحریک می شوند، کار قلب مهار می شود، تن 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 سازگاری سریع با تغییرات محیطی از طریق تحقق می یابد 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 از طریق رشته های عصبی وارد سیستم عصبی مرکزی می شوند.

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 سیستم آنالیز است که به آن تحلیلگر می گویند.

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

بالاترین بخش آنالایزر بخش قشر مغز است.

ما نام تحلیلگرهایی را فهرست می کنیم که نقش آنها در زندگی انسان برای بسیاری شناخته شده است. آی تی:

آنالایزر پوست (لمسی، درد، گرما، 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 از اندام های داخلی).

به سختی می توان اهمیت سیستم های حسی در زندگی یک موجود زنده را دست بالا گرفت. همچنین در صورت فعالیت عضلانی در فرآیند سازماندهی فرهنگ بدنی و کار بهبود سلامت و ورزش انبوه بسیار عالی است. شکل گیری مهارت ها و توانایی های حرکتی در نتیجه فعالیت تحلیلی و مصنوعی قشر مغز بر اساس تعامل پیچیده اطلاعاتی که از سیستم های بینایی، شنوایی، دهلیزی، حس عمقی و سایر سیستم های حسی به دست می آید، رخ می دهد. در همان زمان، در همان زمان سیستم های حسیدر تنظیم وضعیت عملکردی بدن در فرآیند، در حین و بعد از ورزش 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. بخشی فقط در دوره های خاصی تولید می شود، در حالی که اکثریت - در طول زندگی یک فرد. آنها می توانند 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 برخی 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 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، تنها به لطف اکسیژن، اکسیژن رسانی رخ می دهد - تبدیل مواد مغذی (چربی ها و لیپیدها) به انرژی سلول. با کاهش فشار جزئی (محتوای) اکسیژن در سطح استنشاقی - سطح آن در خون کاهش می یابد - فعالیت ارگانیسم 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، رفاه، 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 بیماری جدیاول از همه، پزشکان اورژانس قربانی را روی دستگاه اکسیژن قرار می دهند تا مقاومت بدن را افزایش داده و شانس زنده ماندن او را افزایش دهند.
اثر 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 - کاهش محتوای 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 که این امر باعث نقض فرآیندهای بیوشیمیایی تنفس بافتی 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، کبد هستند.
تظاهرات هیپوکسی نارسایی تنفسی، تنگی نفس است. نقض عملکرد اندام ها و سیستم ها.

مضرات 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 او، 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 با فشار بیش از حد.

1. رادیکال های آزاد چیست؟
برخی از تعداد زیادی از واکنش‌های اکسیداتیو (تولید انرژی) و کاهشی بدن که دائماً در جریان هستند تا انتها کامل نمی‌شوند و سپس موادی با مولکول‌های ناپایدار تشکیل می‌شوند که الکترون‌های جفت‌نشده در سطوح الکترونیکی بیرونی دارند که «رادیکال‌های آزاد» نامیده می‌شوند. . آنها به دنبال گرفتن الکترون از دست رفته از هر مولکول دیگری هستند. این مولکول به یک رادیکال آزاد تبدیل می شود و یک الکترون را از مولکول بعدی می دزدد و غیره.
چرا این مورد نیاز 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.
دلایل اصلی نقض تعادل بیوشیمیایی طبیعی و افزایش تعداد رادیکال های آزاد، دانشمندان می گویند. استرس عاطفیفعالیت بدنی شدید، صدمات و فرسودگی در پس زمینه آلودگی هوا، خوردن غذاهای کنسرو شده و فرآوری شده با تکنولوژی نامناسب، 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 نقض همراه است. فرآیندهای طبیعیدر بدن عوامل منفیمحیط و استرس

2. "اکسیژن را به راحتی مسموم می کنند."
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 های آزاد افزایش می یابد، آن "رادیکال های آزاد" بسیار وحشتناکی که بسیار فعال هستند و به عنوان عوامل اکسید کننده عمل می کنند که می توانند آسیب وارد کنند. غشاهای بیولوژیکیسلول ها.

وحشتناک، درست است؟ بلافاصله می خواهم نفسم را قطع کنم. خوشبختانه، برای مسموم شدن با اکسیژن، افزایش فشار اکسیژن لازم است، به عنوان مثال، در یک اتاقک 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 بد است."
در واقع، در اتحاد جماهیر شوروی در مناطق کوهستانی قفقاز و در ماوراء قفقاز، تعداد معینی از جگر دراز ثبت شده است. اگر به فهرست صدساله های 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 سیاره میسائو اوکاوا هنوز زندگی می کند و زندگی می کند، که در حال حاضر بیش از 116 سال سن دارد، 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 تا 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 کوهستانی های قفقاز، هونزاکوت های شمال پاکستان، و سایر مردمانی که به طول عمر خود می بالند، تمام تولدهای اوکیناوا از سال 1879 در ثبت خانواده ژاپنی - koseki" ثبت شده است. خود مردم اوکین‌هوا معتقدند که راز طول عمر آنها بر چهار پایه استوار است: رژیم غذایی، سبک زندگی فعال، خودکفایی و معنویت. مردم محلی هرگز پرخوری نمی کنند و به اصل "hari hachi bu" پایبند هستند - هشت دهم پر. این "هشت دهم" آنها 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 ذاتی وجود ندارد. جزایر اصلیعجله و استرس ژاپن مردم محلی به فلسفه yuimaru متعهد هستند - "تلاش مشترک مهربان و دوستانه".
جالب اینجاست که به محض اینکه اهالی اوکیناوا به سایر نقاط کشور کوچ می کنند، در بین این گونه افراد جگر درازی وجود ندارد.بنابراین دانشمندان با بررسی این پدیده دریافتند که طول عمر جزیره نشینان عامل ژنتیکینقشی ندارد. و ما به نوبه خود بسیار مهم می دانیم که جزایر اوکیناوا در یک منطقه بادگیر فعال در اقیانوس واقع شده اند و سطح محتوای اکسیژن در چنین مناطقی به عنوان بالاترین - 21.9 - 22٪ اکسیژن ثبت شده است.

خلوص هوا

اما هوای بیرون کثیف است و اکسیژن همه 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 غربال مولکولی زئولیت می شود که در آن اکسیژن هوا جدا می شود.

"آیا ممکن است با اکسیژن مسموم شود؟"

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 بیش از حد 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 درگیر فعالیت بدنی شدید هستند به مقدار بیشتری نیاز دارد. به طور کلی، فعالیت تنفس تا حد زیادی به مجموعه 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.


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


• فعالیت فرآیندهای تنفسیارتباط مستقیم با ظرفیت ریه دارد. بنابراین، برای مثال، برای ورزشکاران 1-1.5 لیتر بیشتر از حد معمول است، اما برای شناگران حرفه ای می تواند تا 6 لیتر برسد!


• هرچه ظرفیت ریه بیشتر باشد، تعداد 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 آن را در طول فتوسنتز آزاد کنید. 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!

فرآیند متابولیسم آن به شرح زیر است: ابتدا از طریق ریه ها وارد خون می شود و در آنجا توسط هموگلوبین جذب 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. AT 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 اندام های 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، برای درمان برخی از بیماری ها، هنوز از روش اشباع اکسیژن استفاده می شود. فشار خون بالابه نام اکسیژن درمانی هایپرباریک.

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، بسیار کمتر از اربابان خود - اشراف زادگان در حال نواختن موسیقی بودند خانه های بستهو وقت خود را صرف بازی با ورق کنید.

نفس- واضح ترین و متقاعد کننده ترین بیان زندگی. از طریق تنفس، بدن اکسیژن دریافت می کند و از دی اکسید کربن اضافی تشکیل شده در نتیجه متابولیسم آزاد 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 حیات بدن در سطح سلول ها و بافت ها در نتیجه اکسیداسیون بیولوژیکی (تنفس سلولی) اتفاق می افتد.

با کمبود اکسیژن در خون، اندام های حیاتی مانند قلب و سیستم عصبی مرکزی در درجه اول تحت تأثیر قرار می گیرند. گرسنگی اکسیژنعضله قلب با مهار سنتز آدنوزین تری فسفریک اسید (ATP) همراه است که منبع اصلی انرژی لازم برای کار 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 تنفسیکافی 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 دارد 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.

مرحله اول تنفس - تهویه ریه ها- شامل تبادل هوای استنشاقی و بازدمی می شود، یعنی. در پر کردن ریه ها با هوای جو و خارج کردن آن از بیرون. این به دلیل حرکات تنفسی قفسه سینه است.

12 جفت دنده از جلو به جناغ جناغ و از پشت - به ستون فقرات متصل می شوند. آنها از اندام های قفسه سینه (قلب، ریه ها، رگ های خونی بزرگ) در برابر آسیب های خارجی محافظت می کنند، حرکت آنها - بالا و پایین، که توسط عضلات بین دنده ای انجام می شود، باعث دم و بازدم می شود. از پایین، قفسه سینه به طور هرمتیکی از هم جدا می شود حفره شکمیدیافراگم که با برآمدگی 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 آن ها از استخوان 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 تغذیه می کنند و اعصابی که ریه ها را عصب دهی 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 (پایه) ریه. 5- راس ریه.

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

در حین استنشاق، عضلات 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 که گنبد آن را صاف تر و پایین می آورد و فشار می آورد 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. این مرحله اول تنفس - استنشاق است.

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

در اینجا باید توجه داشت نقش ویژهدیافراگم نه تنها به عنوان اصلی عضله تنفسی، بلکه به عنوان ماهیچه ای که گردش خون را فعال می کند. هنگام استنشاق، دیافراگم روی معده، کبد و سایر اندام های حفره 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 شریان های کرونری قلب در طول آرامش و استراحت آن (یعنی در هنگام دیاستول و مکث) کمک می کند که در ارتباط با تغذیه عضله قلب است. بهبود می بخشد. از آنچه گفته شد مشخص است که 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، قسمت های محیطی ریه عمدتاً در عمل تنفس اشغال می شود. قسمت مرکزی، که در ریشه قرار دارد، کمتر قابل گسترش است.

بافت ریه از کیسه های ریز پر از هوا تشکیل شده است. آلوئول ها، که دیواره های آن به طور متراکم با رگ های خونی بافته شده است. برخلاف بسیاری از اندام‌های دیگر، ریه‌ها دارای خونرسانی دوگانه هستند: سیستمی از رگ‌های خونی که عملکرد خاصی از ریه‌ها را فراهم می‌کند - تبادل گاز، 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 چند میکرومتر (μm) هستند. این فاصله زمانی افزایش می یابد که دیواره آلوئول ها در طول دم کشیده شوند. عمومی سطح داخلیاز تمام مویرگ ها در ریه ها تقریباً 70 متر مربع می رسد. در عین حال، تا 140 میلی لیتر خون می تواند در مویرگ های ریوی باشد؛ در حین کار فیزیکی، مقدار جریان خون می تواند به 30 لیتر در هر دقیقه برسد.

خون رسانی به قسمت های مختلف ریه به وضعیت عملکرد 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 که از تهویه خارج می شوند، جریان خون به شدت کاهش می یابد. . چنین مناطقی از بافت ریه زمانی که توسط میکروب های بیماری زا مورد حمله قرار می گیرند، بی دفاع می شوند. در برخی موارد، این موضوع محلی سازی را توضیح می دهد فرآیندهای التهابیبا برونکوپنومونی

آلوئول های ریه با عملکرد طبیعی حاوی سلول های تخصصی 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 مواد ترشح 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 تا فاگوسیتوز، یعنی. برای جذب و هضم باکتری های بیماری زا، در تا اندازه زیادیبستگی به سطح مقاومت عمومی غیر اختصاصی ارگانیسم به عفونت دارد. علاوه بر این، ماکروفاژها بافت ریه را به تنهایی تمیز 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 می روند.

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

ذخایر حجم ریه نیز بسیار قابل توجه است. بنابراین، مردم رهبری می کنند تصویر بی تحرکزندگی، ظرفیت حیاتی ریه ها (یعنی حداکثر حجم هوایی که می توان پس از حداکثر نفس بازدم کرد) 3000-5000 میلی لیتر است. در حین تمرین بدنی، به عنوان مثال، در برخی از ورزشکاران تا 7000 میلی لیتر یا بیشتر افزایش می یابد.

بدن انسان فقط تا حدی از اکسیژن اتمسفر استفاده می کند. همانطور که می دانید، هوای استنشاقی به طور متوسط ​​حاوی 21٪ و بازدم - 15-17٪ 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 هوای 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 منتقل می شود، که در آن وارد ترکیبی ناپایدار با هموگلوبین می شود - اکسی هموگلوبیناین برای بدن بسیار مفید است، زیرا اگر اکسیژن به سادگی در پلاسما حل شود و به هموگلوبین گلبول های قرمز متصل نشود، به منظور تامین 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 مرتبط با هموگلوبین نسبتاً کم است، حدود 800-1200 میلی لیتر. این می تواند نیاز بدن به اکسیژن را تنها برای 3-4 دقیقه برآورده کند.

از آنجایی که سلول ها به شدت از اکسیژن 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 که به شدت در این مورد تشکیل می شوند، توانایی هموگلوبین را برای حفظ اکسیژن کاهش می دهند و در نتیجه آزاد شدن و استفاده از آن توسط بافت ها را تسهیل می کنند.

اگر مرکز تنفسی، واقع 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 بیرونی 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 زمانی که محتوای اضافیدی اکسید کربن مرکز تنفس را تحریک می کند. در حین کار فیزیکیعضلات باعث افزایش مصرف اکسیژن و تجمع دی اکسید کربن می شوند، مرکز تنفسی با افزایش حرکات تنفسی به این امر واکنش نشان می دهد. حتی حبس جزئی نفس (مکث تنفس) اثر تحریک کننده ای 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 خودسرانه نفس، تغییر ریتم و عمق آن بیان می شود. انگیزه های ناشی از مرکز تنفسی، به نوبه خود بر تن قشر مغز تأثیر می گذارد. فیزیولوژیست ها ثابت کرده اند که دم و بازدم بر وضعیت عملکردی قشر مغز و از طریق آن بر عضلات ارادی تأثیر معکوس دارد. 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 شاد و با ظرفیت کاری بالا هستند مشاهده می شود. این نوع تنفس را می توان تحرکی نامید. و برعکس: یک نفس پرانرژی، اما کوتاه با بازدم تا حدودی کشیده و حبس نفس پس از بازدم، اثر آرام بخشی دارد و به شل شدن عضلات کمک می کند.

بر بهبود تنظیم داوطلبانه تنفس استوار است اثر درمانی تمرینات تنفسی. در طول فرآیند تکرار تمرینات تنفسیعادت از نظر فیزیولوژیکی ایجاد می شود تنفس صحیح، یک تهویه یکنواخت از ریه ها وجود دارد، حذف شده است تراکم، شلوغیدر دایره کوچک و در بافت ریه. در همان زمان، 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 متفاوتتنفس برای بهبود عملکرد و برای استراحت خوب.