Légző- és keringési rendszer. Vér
Az agy eredete Saveljev Szergej Vjacseslavovics
6. § Agyi oxigénfogyasztás
Teljesen helytelen az agyi anyagcsere sebességét a test teljes oxigénfogyasztásához viszonyítani (Schmidt-Nielsen, 1982). Valójában egy cickánynál az oxigénfogyasztás 1 testtömegkilogrammonként 7,4 l/óra, egy elefántban pedig 0,07 l/óra. Ez azonban a teljes oxigénfogyasztás, amely nagyságrendekkel változik Különböző részek az elefánt és a cickány testét egyaránt. Sőt, a különböző biológiájú állatokban az ugyanazon testszervek oxigénfogyasztásának mértéke is jelentősen eltér. Az az elképzelés, hogy az agy oxigénfogyasztása a testmérettel arányosan változik, továbbra is furcsa tévhit. Ha bármely emlős agyának oxigénfogyasztása 12,6 l/(kg-h) alá csökken, akkor elhullik. Ezen az oxigénszinten az agy csak 10-15 másodpercig marad aktív. 30-120 másodperc elteltével a reflexaktivitás elhalványul, és 5-6 perc múlva kezdődik az idegsejtek pusztulása. Más szóval, az idegszövetnek gyakorlatilag nincs saját erőforrása. Sem a cickánynak, de még egy elefántnak sem lenne esélye a túlélésre, ha nem biztosítják az agy oxigénfogyasztását speciális mechanizmusok. Az agy oxigént, vizet elektrolit oldatokkal és tápanyagok törvények szerint, amelyeknek semmi közük más szervek anyagcseréjéhez. Az összes „fogyasztható” komponens fogyasztási értéke viszonylag stabil, és nem lehet egy bizonyos szint alatt, amely biztosítja az agy funkcionális aktivitását.
Meg kell jegyezni, hogy az agy gyakran döntő befolyást az egész állat anyagcseréjére. Az agy energiafogyasztása nem lehet egy bizonyos érték alatt. Ennek a szintnek a biztosítása különböző szisztematikus csoportokban érhető el az idegrendszer ereiben a vérkeringés sebességének megváltoztatásával. Ezen eltérések oka a kapillárisok számának változása az agyszövet 1 mm-ére vonatkoztatva. Természetesen be különböző osztályok Az agyban a kapillárisok hossza jelentősen változhat. A fiziológiás terheléstől függően a kapillárisok lumenje is dinamikusan változhat. Mindazonáltal ez a nagyon átlagos mutató megvilágítja a szívfrekvencia növekedésének okait kisemlősöknél. Minél kisebb az agy kapillárishálózata, annál nagyobbnak kell lennie a véráramlás sebességének az oxigén és a tápanyagok szükséges áramlásának biztosításához. Növelheti az anyagcserét a pulzusszám, a légzés és az ételfogyasztás mértéke miatt. Ez történik a kisemlősöknél. Az állatok agyában lévő kapillárisok sűrűségéről szóló információk nagyon töredékesek. Van azonban egy általános tendencia, amely az agy kapillárishálózatának evolúciós fejlődését mutatja. Egy tóbékában a kapillárisok hossza 1 mm 3 agyszövetben körülbelül 160 mm, egy egész fejű porcos halban - 500, egy cápában - 100, egy ambystoma - 90, egy teknősben - 350, in hatteria - 100 mm, cickányban - 400, egerekben 700, patkányokban - 900, nyulakban - 600, macskákban - 900, kutyákban - 900, főemlősökben és emberekben - 1200-1400 mm. Figyelembe kell venni, hogy ha a kapillárisok hosszát csökkentjük, akkor az érintkezési felületük területe csökken idegszövet exponenciálisan csökken. Ez azt jelzi, hogy az agy minimális oxigénellátásának fenntartásához a cickány szívének többször gyorsabban kell vernie, mint a főemlősöké és az embereké. Valójában ez az érték egy személynél 60-90 percenként, egy cickánynál pedig 130-450. A cickány szívének tömegének arányosan nagyobbnak kell lennie. Emberben ez a teljes testtömeg körülbelül 4%, a kapucinusban - 8%, a cickányoknál - a teljes testtömeg 14% -a. Következésképpen az állatok anyagcseréjét meghatározó egyik kulcsszerv az agy.
Próbáljuk meg megbecsülni, hogy a különböző agy- és testtömegű állatok teste mekkora valós arányt fogyaszt el az energiából. A kisemlősök idegrendszerének nagy relatív tömege magas követelményeket támaszt magának az agynak az anyagcsere szintjével szemben. Fenntartásának költségei összemérhetők az emberi agy fenntartásának költségeivel, amelyeket jól kutattak. Az emberi agy alapvető tápanyag- és oxigénfogyasztása az egész test körülbelül 8-10%-a. Amikor a szervezet inaktív, ez az érték többé-kevésbé állandó, bár az adott faj nagy és kis képviselői között jelentősen ingadozhat. Azonban még ez az érték is aránytalanul nagy. Az emberi agy a test tömegének 1/50-ét teszi ki, és az összes energia 1/10-ét fogyasztja el – 5-ször többet, mint bármely más szerv. Ezek a számok némileg alábecsültek, mivel az oxigénfogyasztás önmagában 18%. Adjuk hozzá a gerincvelő fenntartási költségeit és perifériás rendszerés kb 1/7-et kapunk. Következésképpen inaktív állapotban az emberi idegrendszer az egész test energiájának körülbelül 15%-át fogyasztja el. Most fontolja meg a helyzetet egy aktívan működő agy és perifériás idegrendszer esetén. A legóvatosabb becslések szerint egy agy energiaköltsége több mint kétszerese. Tekintettel az egész idegrendszer általános aktivitásnövekedésére, bátran feltételezhető, hogy a szervezet teljes kiadásának mintegy 25-30%-a a fenntartásra fordítódik (I-8. ábra).
Az emlősök idegrendszere rendkívül „drága” szervnek bizonyul, így minél kevesebb ideig dolgozik az agy intenzív üzemmódban, annál olcsóbb a fenntartása. A probléma megoldása különböző módokon történik. Az egyik módszer az idegrendszer intenzív működési idejének minimalizálásához kapcsolódik. Ezt a veleszületett, ösztönös viselkedési programok nagy készletével érik el, amelyeket az agyban utasításkészletként tárolnak. Útmutató a különféle formák a viselkedést csak kismértékben módosítani kell bizonyos feltételekhez. Az agyat alig használják arra, hogy egyéni döntéseket hozzon az állat személyes tapasztalatai alapján. A túlélés válik statisztikai folyamat kész magatartásformák alkalmazása meghatározott környezeti feltételekre. Az agy fenntartásának energiaköltségei a kis állatok intellektuális tevékenységének korlátozójává válnak.
Tegyük fel például, hogy az amerikai tengeri herkentyűs vakond úgy döntött, hogy úgy használja az agyát, mint a főemlősök vagy az emberek. Tekintsük a kezdeti feltételeket. Egy 40 g-os anyajegy agya 1,2 g, a gerincvelő és a perifériás idegrendszer körülbelül 0,9 g tömegű. idegrendszer, amely a testtömeg több mint 5%-át teszi ki, az anyajegy körülbelül 30%-át költi el energiaforrások test. Ha egy sakkprobléma megoldásán gondolkodik, akkor testének az agy fenntartására fordított kiadásai megduplázódnak, és maga a vakond azonnal éhen hal. Még akkor is, ha a vakond a végtelent a belekbe löki földigiliszta tól től fekete kaviár, akkor úgyis meghal. Az agynak annyi energiára lesz szüksége, hogy megoldhatatlan problémák merülnek fel az oxigénfelvétel sebességével és a kezdeti anyagcsere-összetevők szállításával. gyomor-bél traktus. Hasonló nehézségek merülnek fel az anyagcseretermékek idegrendszerből való eltávolításával és annak alapvető hűtésével. Így a kis rovarevők és rágcsálók arra vannak ítélve, hogy ne váljanak sakkozóvá. Agyuk ösztönös, tartalmának energetikai problémái leküzdhetetlen gátakat állítanak az egyéni viselkedés fejlődése elé. Egyéni szinten csak a veleszületett viselkedési programok alkalmazásának változékonysága merülhet fel.
Rizs. I-8. Cserefolyamatok a főemlős agyában.
Az idegrendszer anyagcseréjében három fő dinamikus folyamat különböztethető meg: oxigén és szén-dioxid csere, fogyasztás szerves anyag valamint katabolikus termékek felszabadulása, víz- és elektrolitoldatok cseréje. Ezeknek az anyagoknak az emberi agy által elfogyasztott aránya az alján látható. A víz és az elektrolit oldatok cseréjét úgy számítják ki, hogy mennyi idő szükséges ahhoz, hogy a test összes víz áthaladjon az agyon. A felső sor a passzív állapot, az alsó sor az kemény munka idegrendszer.
Elég azonban a testméretet kissé megnövelni, és minőségileg eltérő helyzet áll elő. Szürke patkány (Rattus rattus) idegrendszere testtömegének körülbelül 1/60-a. Ez már elég az eléréshez észrevehető csökkenés relatív agyi anyagcsere. A patkányokon végzett intellektuális kísérletek és megfigyelések eredményeit nincs értelme újramesélni, a viselkedés individualizációjának mértéke pedig össze sem hasonlítható a vakondok és cickányokéval. Nyilvánvaló előny A testtömeg növekedése az agy fenntartási költségeinek csökkenése. Folyamatosan dolgozik perifériás részek nem olyan drágák, mint az agy, így a testtömeg növekedése relatíve „olcsóbb” agyhoz vezet.
Ezért egy testreszabott agy létrehozásához kellően nagy testtömegű állatra van szükség. Más szóval, van egyfajta gát, amely a testméret és az agytömeg miatt korlátozza az állatok tanulási és viselkedési egyénre szabott képességét. Egy kis állat nagy agyú és magas fenntartási költséggel nem fogja tudni biztosítani az energiaköltségeket aktivitásának növeléséhez. Így nem lehet elvárni az összetett problémák megoldását vagy az adaptív viselkedés mély individualizálását. Ha az állat nagy és az agy mérete viszonylag kicsi, akkor a fenntartása energiaköltségeinek jelentős ingadozása elfogadható. Ebben a helyzetben mind a viselkedés individualizálása, mind összetett folyamatok tanulás. Azonban még egy nagy állat jó fejlett agy energia problémák vannak. Az idegrendszer túl drága ahhoz, hogy intenzíven használjuk. A kicsi és intenzíven működő idegrendszer kolosszálisan felemészti a szervezet erőforrásait. Ez a helyzet veszteséges. Energetikailag indokolt megoldás csak az agy rövid távú felhasználása konkrét problémák megoldására lehet. Ezt figyelik meg a nagytestű emlősöknél. A rövid tevékenységet gyorsan felváltja a hosszú távú pihenés.
Így a kis és nagy idegrendszernek megvannak a maga előnyei. Az ösztönös viselkedés megvalósításához kicsi agyad lehet, de alkalmazkodóképessége az ösztönök módosulásán múlik. Nagy agy Gazdájának elég sokba kerül, de a magas energiaköltség teljesen indokolt. A nagy agy lehetővé teszi, hogy megbirkózzon összetett feladatok akiknek nincsenek kész ösztönös megoldásai. Az adaptív viselkedés ilyen mechanizmusainak megvalósításának költsége nagyon magas, ezért az állatok és az emberek is igyekeznek a lehető legkevesebbet használni az agyat.
Az idegrendszer kiváltsága
Sok állat (és különösen az emlősök) idegrendszerének van egy olyan tulajdonsága, amely kivételes helyzetbe hozza. Ez a tulajdonság a test többi részétől való elszigeteltségének köszönhető. Mivel a fő munkaintegrációs mechanizmus belső szervekés a viselkedés alapja, ez " idegen test"a saját testedért. Az immunrendszer úgy tekint az idegrendszerre, mint egy szilánkra. Ha az immunrendszer „bejut” az agyba, akkor súlyos autoimmun folyamatok indulnak be, amelyek összeegyeztethetetlenek az élettel.
Paradox helyzet áll elő. Az idegrendszer az egész szervezet oxigénjének és tápanyagainak hatalmas részét fogyasztja, amelyeket a véren keresztül kap. Ugyanakkor gondosan el kell szigetelni keringési rendszer, mert az immunrendszer sejtjei idegen tárgynak tekintik.
A biológiai célszerűség szempontjából nyilvánvaló ellentmondás látható. A fő integráló szerv nem lehet idegen az immunrendszertől. Mindazonáltal ez tény, amelyre meglehetősen könnyű egyértelmű magyarázatot találni. Az agy túl sok speciális szerves komponenst tartalmaz, amelyeket sehol máshol nem használnak a szervezetben. Létrehozása immunrendszer a „saját” sejtként való felismerés mechanizmusa rendkívül összetett és igazolhatatlan. Sokkal „olcsóbb” egyszerűen elkülöníteni az idegrendszert a test többi részétől. Ez az izolálási elv a herékben, a petefészkekben és az idegrendszerben érvényesül. Legáltalánosabb formájában az idegrendszer szigetelését a vér-agy gát tartja fenn, amely többféle speciális sejtből áll. Ahhoz, hogy megértsük az idegrendszer izolációját a test többi részétől, figyelembe kell venni felépítésének alapvető elveit.
A Tények legújabb könyve című könyvből. 1. kötet [Csillagászat és asztrofizika. Földrajz és egyéb földtudományok. Biológia és orvostudomány] szerző Az Eye of the Mind című könyvből szerző Hofstadter Douglas Robert Az Agy és lélek című könyvből [Hogyan ideges tevékenység formálja a mi belső világ] írta: Frith Chris26 DAGLAS HOFSTADTER Beszélgetés Einstein agyával Akhilleusz és a Teknős véletlenül összeütközik egy nyolcszögletű tó partján a párizsi Luxembourg-kertben. Ez a tó mindig is a fiatal párok kedvenc hajókirándulási helye volt; manapság a hajóik gyakran
A Tények legújabb könyve című könyvből. 1. kötet. Csillagászat és asztrofizika. Földrajz és egyéb földtudományok. Biológia és orvostudomány szerző Kondrashov Anatolij PavlovicsNem a világot észleljük, hanem annak agy által alkotott modelljét, amit nem a külvilágból a szemünkbe, fülünkbe és ujjainkba érkező nyers és kétértelmű jelek érzékelünk. Felfogásunk sokkal gazdagabb – mindezeket nyersen egyesíti
A Blood: River of Life című könyvből [Az ősi legendáktól a tudományos felfedezésekig] írta Isaac AsimovMennyi energiát fogyaszt az emberi agy? Megállapították, hogy ébrenléti állapotban az emberi agy körülbelül 20-at fogyaszt el
A Halak, rákok és házi vízimadarak tenyésztése című könyvből szerző Zadorozsnaja Ljudmila AlekszandrovnaMiért káros a szervezetre a rendszeres alkoholfogyasztás, akár mérsékelt is? Az alkoholizmus a kábítószer-függőség egyik fajtája. Az alkohol mérsékelt fogyasztása is súlyos, néha szinte ellenállhatatlan függőséget okozhat tőle. Ennek mechanizmusa
könyvből Jelen állapot bioszféra és környezetvédelmi politika szerző Kolesnik Yu.A.4. fejezet Az oxigén akadályai Normál légkörben a hemoglobin csak oxigént köt meg. Ez azt jelenti, hogy az oxigén megkötését nem befolyásolják a levegő egyéb összetevői: nitrogén, szén-dioxid, vízgőz vagy argon. A hemoglobin összegyűlik
A Biological Chemistry című könyvből szerző Lelevics Vlagyimir Valerjanovics A szerző könyvéből7.5. Oxigénkörforgás A légkörben és a Világ-óceánban oldott összes gáz közül az oxigén különösen érdekes, mivel az aerob disszimiláció során magas energiahozamot biztosít a Föld szinte minden élőlényének, és lényegében
A szerző könyvébőlReaktív oxigénfajták (szabad gyökök) A szervezetben a redoxreakciók eredményeként az oxigén egyelektronos redukciója során folyamatosan reaktív oxigénfajták (ROS) képződnek (a molekulán egy páratlan elektron található
A kérdésre: hány százaléknyi oxigént vesz fel az agy? a szerző adta Tévedés a legjobb válasz az Bár egy felnőttnél az agy csak a testtömeg 2%-át teszi ki, az agy fogyasztja el a szervezet által elfogyasztott összes oxigén körülbelül 25%-át...
Az agy körülbelül ugyanannyi oxigént használ fel, mint az aktív izom.
(A „pihenő” agy az összes energia 9%-át és 20%-át oxigént fogyasztja el, a „gondolkodó” agy a szervezetbe jutó tápanyagok kb. 25%-át és kb. 33%-át. szükséges a szervezet számára oxigén)
Válasz tőle Mesterlövész[guru]
Miért adóztatja meg így az agyát?...
Válasz tőle Neurózis[guru]
Fösvény
Válasz tőle Dobás[aktív]
Minden tápanyag és oxigén, és általában minden, ami szükséges, a véren keresztül jut el a szervekhez, és mint tudod, a vér összetételét a szervezet nagyon szigorúan betartja... a legkisebb eltérés különféle kórképekhez vezet. Ebből a szempontból a vér oxigénkoncentrációja állandó, és tömegarányuknak megfelelően jut el a szervekhez, és nem a szénhidrátok 10-30 és különösen nem 90%-a, ahogyan azt fentebb megjegyeztük. Nos, ahogy helyesen mondták, ez attól függ, hogy bizonyos szövetek milyen mértékben vannak terhelve munkával, hol gyorsabban mennek végbe a redox folyamatok és intenzívebb a vérszállítás, és ezért az oxigénfelvétel... szó sem lehet bármely átlagos statisztikai százalékból. De a legnagyobb oxigénfogyasztás még mindig az izmokban van... és nem az agyban :))))
Válasz tőle Lady Galina cskdf[guru]
Ha az agy feszült, pl. működik, pontosan annyit vesz, amennyi kell, mert ő az AGY! Nos, ha lusta, akkor miért kell neki oxigén? A munkavágy nélkül úgyis meghal. Ez igaz?
Válasz tőle Christina én vagyok[aktív]
Nekem semennyi sincs....
Válasz tőle György Jurijevics[guru]
Mi van, ha az agy csirke?
Válasz tőle Belkina Ekaterina[guru]
Az agytól és a gondolkodási folyamattól függ.
Válasz tőle Ivanov Iván[guru]
Különféle becslések szerint 10-30%.
De nem ez a fontosabb, hanem az, hogy más szervek nagyon sokáig túléljenek oxigén nélkül,
majd néhány perc múlva az agy részenként (stroke) vagy teljesen elhal.
A véráramlás, amelyen keresztül a hemoglobin oxigént szállít az agyba, blokkolva van - ez minden.
És mivel a levegőben hiányzik az O2, nincs mechanizmus arra, hogy mindezt kifejezetten az agyba mozgósítsák, így itt is ez az első, aki szenved.
Válasz tőle Siker[guru]
Annyit, amennyi a szervezet megfelelő működéséhez szükséges!
Válasz tőle Irka-durka[szakértő]
a 4e tebya takou vopros zainteresoval=)
Válasz tőle Rohadt dzsinn[guru]
15 százalék oxigén.
Válasz tőle Sándor Tverdy[guru]
Az agy oxigénellátása a haj színétől függ. Ha egy nőnek szőke, szalmaszínű vagy ősz haja van, akkor minden hajszál több oxigént szállít az agyba. És ha sötét, gesztenye vagy fekete, akkor a haj szerkezete eltömődik a festékkel, és akadályozza az oxigén áramlását.
Azoknál a nőknél figyelhető meg a legalacsonyabb oxigénellátás az agyban, akik festik a hajukat különböző színek egyidejűleg. (piros - lila - zöld)
Nőknél hosszú szőke haj(Szőkéknek hívom őket) a legnagyobb százalékban az agyba jutó oxigén! A tudósok úgy vélik, hogy a haj belsejében áramló oxigén mennyisége befolyásolja az oxidatív, mentális és egyéb biológiai folyamatok. Ez az oka annak, hogy a szőkék gyakrabban tapasztalnak szédülést és a körülöttük lévő világ nem megfelelő értékelését.
Válasz tőle B-fiú Haseky[guru]
1% agy
Válasz tőle Senik Olga[guru]
Az elfogyasztott oxigén mennyiségét nehéz százalékosan megbecsülni, mert... ez egy meglehetősen egyéni és mozgékony mutató, hipoxia (oxigénhiány) esetén más szövetek átmenetileg átválthatnak anaerob anyagcsere-pályákra, és az agy csak oxigénnel (és mellesleg glükózzal) működik, ezért ilyen körülmények között oxigénhiány esetén az agy SZÁZALÉKOS oxigénfogyasztása ennek megfelelően növekszik.
Válasz tőle Felhasználó törölve[guru]
az agy 3-8% oxigént kap
Válasz tőle Svetlana[guru]
ha ha ha ha ha
Válasz tőle Oleg Agafonov[guru]
Helló.
0%-ot vesz igénybe, mert sehogyan sem jut el (az oxigén) oda (az agyba...))
Viszlát.
Válasz tőle Alexandra[guru]
Az emberi test nyugodt, ellazult állapotban percenként körülbelül háromszáz köbcentiméter oxigént szív fel. Az agy a hatodát veszi fel – ez ötven köbcentimétert jelent, függetlenül attól, hogy az ember alszik vagy ébren van. És abból az ötszáz gramm szénhidrátból, amelyet az emberi szervezet felvesz, az agy kilencvenet vesz fel.
Válasz tőle Aqua Irina[guru]
..minden az agy mennyiségétől függ...
Az agy mohón szívja fel az oxigént. Ez könnyen ellenőrizhető az oxigénkoncentráció meghatározásával az artériás és vénás vér. Pihenés közben az agy 20-szor több oxigént fogyaszt, mint az izomszövet. Intenzív szellemi munka során az agy oxigénfogyasztása egyértelműen megnő.
Ezek az adatok az agy kielégíthetetlen oxigénigényét is jelzik. A felnőtt agy tömege jellemzően a testtömeg 2-2,5 százaléka. Ugyanakkor az agy az emberi szervezet által elfogyasztott oxigén 1/5-ét vagy akár 1/4-ét fogyasztja el.
Nem gondolkodunk jól egy fülledt szobában. Ezt nyilván mindenki tapasztalta. Vannak, akik különösen nehezen viselik az oxigénhiányt. Mi lesz a gyerekeinkkel? Az oxigénhiányt még rosszabbul tolerálják. És ez nem véletlen. Egy négy év alatti gyermeknél a szervezet által elfogyasztott oxigén körülbelül felét az agy fogyasztja el.
Az agyszövet a legérzékenyebb a gyógyszerekre és az etil-alkoholra. Még kis mennyiségű alkohol is elnyomja a légzését...
A kutatók számításai szerint a vérben, az agy ereiben és magában a szövetben oldott oxigénellátás nagyon korlátozott. Saját erőforrásai mindössze 10 másodpercre elegendőek. Ha nem jut oxigén a véráramon keresztül, akkor nagyon hamar biokémiai katasztrófa következhet be.
De valójában miért van szüksége az agyszövetnek sok oxigénre?
Valószínűleg a munka elvégzéséhez az agy élhet. És itt egy olyan jelenséggel találkozunk, amely csak az agyra jellemző.
A munkavégzéshez valamilyen tüzelőanyagot kell elégetnie. A glükóz szinte az egyetlen üzemanyag az agy számára. Az oxigént főként ennek az anyagnak az oxidációjára fordítják. A glükóz átalakulás végtermékei a szén-dioxid és a víz. Ebben az esetben azonban egy másik univerzális energiaforrás képződik - az ATP-molekula. Ez biztosítja az agy szinte teljes energiafelhasználását.
Az agy bizonyos értelemben nem zsoldos. Nincsenek jelentős glükóztartalékai, és a mai napig él, mint mondják.
Ezt egyszerű tapasztalattal ellenőrizheti. Normál biztonsági borotvával vékony szeleteket vágunk a laboratóriumi egerek belső szerveiből: máj, vese, izomzat. Az agykéreg metszeteit nehezebb elkészíteni, de lehetséges.
Helyezzük el az egyes szervek metszeteit külön-külön sóoldat, egyenként több köbcentiméter térfogatú kis edényekbe öntjük. Az edényekre beosztásos üveg nyomásmérőket rögzítünk. Ne öntsünk a nyomásmérőbe nagyszámú speciálisan elkészített és színezett folyadék. Most engedjük le az egész szerkezetünket egy fürdőbe meleg víz, hanem úgy, hogy a nyomásmérő a fürdőn kívül legyen, az edény pedig benne. A fürdőben a víz hőmérséklete 37 fok, vagyis közel egy laboratóriumi állat testhőmérséklete.
A szervszeletek lélegeznek és oxigént fogyasztanak. Az edényben lévő gáz térfogata csökken, és ez tükröződik a nyomásmérőn. Folyadékoszlop kúszik felfelé. Persze lassan, de elég észrevehetően. Ily módon kiszámíthatja, hogy egy perc alatt hány köbmilliméter oxigént szívott fel egy 100 milligrammos szövetminta.
És itt állunk szemben szokatlan jelenség. A máj-, vese- és izomszövet szakaszai állandó ütemben fogyasztanak oxigént elég hosszú ideig. Mindenesetre ez a folyamat öt-tíz percig megfigyelhető. Az agyszövet más kérdés. Légzése gyorsan lelassul, de amint egy csepp glükózoldatot adnak hozzá, újraéled, és ugyanolyan intenzitással lélegzik.
Az általunk szerzett tapasztalat nagyon egyértelmű. Azt jelzi, hogy az agykéreg idegsejtjei energiaszükségletüket szinte kizárólag glükózból fedezik, amely a véráramon keresztül szállítódik.
És most jogos kérdés merül fel: hogyan hoz létre a glükóz oxidációja egy másik univerzális energiaforrást - adenozin-trifoszforsav molekulákat?
Hippokratész - a nagy orvos Ókori Görögország- egyik művében ezt írta: „Az emberben végtelenül sokféle tulajdonság, mennyiség, erősség van egyszerre keserű és sós, édes, savanyú, kemény és lágy, és még sok minden más.” A glükóz emberi agyban történő oxidatív átalakulásának és egy másik univerzális energiaforrás - az adenozin-trifoszforsav - képződésének példáján nyomon követhetjük az „édes”, glükóz ATP-vé, „savanyúvá” történő elképesztő átalakulásának rendszerét. Hippokratésznek.
Ha egyszerűen elégetjük a glükózmolekulákat egy oxigénáramban, víz és szén-dioxid keletkezik. Ez kiemeli jelentős mennyiségű energia. Természetesen ez az energiatermelési módszer elfogadhatatlan egy élő sejt számára. A sejt energiáját kis adagokban fogyasztják el. Fokozatosan kell kialakítani, és „tartalékban” kell felhalmozni. A „megtakarított energia” tartalékkal rendelkező élő sejt rendkívül gyorsan képes reagálni a változásokra külső környezet. Ezenkívül a sejt energiatermelési folyamata vagy lelassul, vagy jelentősen felgyorsulhat.
Ezt mindannyian számtalanszor láthattuk. Például csendben ültél egy széken. Az izomszövet energiafogyasztása viszonylag kicsi volt. Gyorsan felálltál, és gyorsan futni kezdtél; A biokémiai energiatermelő üzem teljes kapacitással működött.
A glükóz biokémiai átalakulásának hosszú láncolata megkezdődött. Ez magában foglalja az eredeti vegyület fokozatosan hasadó molekulájának több tucat kémiai átalakulását. De ebben az esetben minket érdekel végeredmény. Egy glükózmolekula teljes oxidációjával harmincnyolc adenozin-trifoszforsav molekula szintetizálódik.
Most már világossá válik, hogy az agyban miért főként a glükóz oxidációjával, légzéssel keletkezik az energia. Ezzel a módszerrel különösen sok képződik belőle. A gondolkodási folyamat a szó legszorosabb értelmében jelentős energiaráfordítással jár.
O2 fogyasztás nyugalmi állapotban.A szövetek által elfogyasztott oxigén mennyisége attól függ funkcionális állapot az azt alkotó sejtek. táblázatban A 23.1. táblázat a különböző szervek és részeik oxigénfogyasztásának adatait mutatja a test nyugalmi állapotában normál hőmérséklet. Egy adott szerv oxigénfogyasztásának mértéke () általában
ml O 2–1-ben kifejezve G vagy 100 g tömeg 1 percenként (ez figyelembe veszi a benne lévő szerv tömegét természeti viszonyok). Vminek megfelelően Fick elve alapján határozták meg véráram() egyik vagy másik szerven keresztül és koncentrációbeli különbségek O 2 a szervezetben artériás vérés a belőle folyó vénás vér ():
(1)
Amikor a test az nyugalomban az oxigént viszonylag intenzíven szívja fel a szívizom és az agy szürkeállománya(különösen kéreg), májÉs vesekéreg. Eközben vázizmok, az agy lépe és fehérállománya kevesebb oxigént fogyaszt (23.1. táblázat).
Különbségek az oxigénfogyasztásban különböző területeken egyÉs ugyanaz a szerv. Sok szervben mérhető a véráramlás a szövet korlátozott területein keresztül az inert gázok kiürülésének meghatározásával(például 85 kg, 133 Xe és H 2). Így, ha egy adott területet elvezető vénából lehet vérmintát venni, akkor ezzel a módszerrel meghatározható az oxigénfogyasztás. Emellett néhány éve kidolgozták a pozitronemissziós tomográfia (PET) módszert, amely lehetővé teszi a véráramlás és az O 2 fogyasztás közvetlen mérését a szervek meghatározott részeiben. Ezt a módszert sikeresen alkalmazták az emberi agy tanulmányozására. táblázatból látható a PET-módszer bevezetése előtt. 23.1, mérje a regionális fogyasztást Az O 2 csak néhány szervben volt lehetséges.
A különböző emlősök agyszöveteinek oxigénfogyasztásának vizsgálatakor kimutatták, hogy a kéreg agyféltekék 8 10 -2 - 0,1 ml O 2 g -1 perc -1 fogyaszt . A teljes agy és a kéreg O2 fogyasztása alapján kiszámítható az átlagos O2 fogyasztás az agy fehér anyaga. Ez az érték megközelítőleg 1 10 −2 ml g −1 perc −1. Közvetlen mérés Egészséges alanyoknál a pozitronemissziós tomográfiás módszerrel az agyterületek O 2 abszorpciója a következő értékeket adta: szürkeállomány(V különböző területeken) - körülbelül 4-6-10 -2 ml g -1 -min -1, for fehérállomány-2-10 −2 mlg −1 perc −1 . Feltételezhető, hogy az oxigénfogyasztás nemcsak a telephelytől függően változik, hanem belül is különböző sejtek egy cselekmény. Valójában az agykéreg felületes sejtrétegeinek regionális O 2 fogyasztásának mérése során (platina mikroelektródák segítségével) kimutatták, hogy enyhe érzéstelenítés mellett ez a fogyasztás kis területeken körülbelül 4-10 -2 és 0,12 között változik. ml - g -1 -min -1 . Az autoradiográfia eredményei
23. FEJEZET SZÖVETI LÉGZÉS 629
| 23.1. táblázat. A véráramlás sebességének (), az arteriovénás O 2 () különbségnek és a 0 2 () fogyasztásnak az átlagértékei különféle szervek személy 37 °C-on | ||||
| Szerv |  |  |  | Adatforrás |
| Vér |  |  |  |  |
| Vázizmok: nyugalomban súlyos a fizikai aktivitás |  |  |  |  |
| Lép | ||||
| Agy: a kéreg fehérállománya |  |  |  |  |
| Máj |  |  |  |  |
| Vesék: a velőkéreg külső rétege a velő belső rétege |  |  |  |  |
| Szív: nyugalomban nehéz fizikai terhelés alatt |  |  |  |  |
Az agykéreg regionális véráramlásának (jód-14C-antipirin felhasználásával) és regionális glükózfogyasztásának (14C-2-dezoxiglükóz felhasználásával) fizikai vizsgálatai arra utalnak, hogy ezek a paraméterek a szomszédos területeken is jelentősen eltérnek. A 30 év felettieknél a regionális véráramlás és az agy szürkeállományában az O2-fogyasztás az életkorral fokozatosan csökken. A vese egyes részei között megközelítőleg azonos különbségek voltak az oxigénfogyasztásban. BAN BEN kéreg vese, az átlagos O 2 fogyasztás többszöröse, mint ben belső területekÉs medulláris papillák. Mivel a vesék oxigénigénye elsősorban a Na + aktív reabszorpciójának intenzitásától függ a tubulusok lumenéből a szövetbe, úgy gondolják, hogy a regionális O 2 fogyasztás ilyen markáns különbségei főként az értékek közötti különbségből adódnak. ennek a reabszorpciónak a kortikális és csontvelő .
O2 fogyasztás feltételek mellett fokozott aktivitás szerv. BAN BEN Ha valamelyik szerv aktivitása ilyen vagy olyan okból megnövekszik, akkor abban is megnő az energia-anyagcsere sebessége, és ennek következtében a sejtek oxigénigénye. Fizikai aktivitás fogyasztása során
O 2 szívizomszövet 3-4-szeresére nőhet, és működik vázizmok-több mint 20-50-szer a nyugalmi szinthez képest. O fogyasztás 2 kendővel vese növekszik a Na + reabszorpció sebességének növekedésével.
A legtöbb szervben az O 2 felszívódásának sebessége nem függ a véráramlás sebességétől bennük (feltéve, hogy a szövetekben elég magas az O 2 feszültség). A vesék kivételek. Van egy kritikus perfúziós sebesség, amelynek túllépése ultrafiltrátum képződését okozza; ezen a szűrési szinten fokozott véráramlás kíséri megnövekedett fogyasztás Körülbelül 2 veseszövet. Ez a funkció annak a ténynek köszönhető, hogy az intenzitás glomeruláris szűrés(és ezért a Na + reabszorpció) arányos a véráramlás sebességével.
Az O2 fogyasztás függése a hőmérséklettől. A szövetek O2-fogyasztása rendkívül érzékeny a hőmérséklet-változásokra. A testhőmérséklet csökkenésével az energia-anyagcsere lelassul, és a legtöbb szerv oxigénigénye csökken. Normál hőszabályozás mellett a hőegyensúly fenntartásában részt vevő organonok aktivitása megnő, oxigénfogyasztásuk nő. Ilyen szervek különösen a vázizmok; hőszabályozó funkciójukat növelve látják el izomtónusés remegés (667. o.). A testhőmérséklet emelkedése
63β VI. RÉSZ. LEHELET
a legtöbb szerv oxigénigényének növekedésével jár együtt. Van't Hoff szabálya szerint, ha a hőmérséklet 10 o C-kal változik a 20 és 40 o C közötti tartományban, a szövetek oxigénfogyasztása ugyanabba az irányba 2 3-szorosára változik (Q 10 = 2-3). Néhány sebészeti műtétek Szükség lehet a vérkeringés (és ezáltal a szervek O2- és tápanyagellátásának) átmeneti leállítására. Ugyanakkor a szervek oxigénigényének csökkentése érdekében gyakran alkalmaznak hipotermiát (testhőmérséklet-csökkenést): a beteg olyan mély érzéstelenítést kap, hogy a hőszabályozási mechanizmusok elnyomódnak.
A keringési rendszer a szívből és az erekből áll. A szívizom ritmikus összehúzódásai biztosítják a vér folyamatos beáramlását zárt rendszer hajók. A trofikus funkciót ellátó vér tápanyagokat szállít a vékonybélből az egész szervezet sejtjeibe, emellett biztosítja az oxigén szállítását a tüdőből a szövetekbe és a szén-dioxidot a szövetekből a tüdőbe, ellátva a légzésfunkciót.
Ugyanakkor nagy mennyiségű biológiailag aktív anyag kering a vérben. hatóanyagok, amelyek szabályozzák és egyesítik a testsejtek funkcionális aktivitását. A vér biztosítja a hőmérséklet kiegyenlítését különböző részek testek. Légzőrendszer magába foglalja orrüreg, gége, légcső, hörgők és tüdő. A légzés során a légköri levegőből a tüdő alveolusain keresztül folyamatosan oxigén kerül a szervezetbe, és szén-dioxid szabadul fel a szervezetből.
Légzési folyamat- ez egy egész komplexum élettani folyamatok, melynek megvalósításában nemcsak részt vesz Légzést segítő gép, hanem a keringési rendszert is. Az alsó részén lévő légcső két hörgőre oszlik, amelyek mindegyike a tüdőbe belépve elágazik, mint egy fa. A hörgők végső legkisebb ágai (bronchiolák) zárt alveoláris csatornákba mennek át, amelyek falában nagyszámú gömb alakú képződmény található - pulmonalis vezikulák (alveolusok). Minden alveolust sűrű hálózat vesz körül hajszálerek. Az összes tüdőhólyag teljes felülete nagyon nagy, 50-szer nagyobb, mint az emberi bőr felülete, és több mint 100 m2. A tüdő egy hermetikusan lezárt üregben található mellkas. Vékony, sima membrán borítja őket - a mellhártya; ugyanaz a membrán szegélyezi a mellkasüreg belsejét. A mellhártya e két rétege között kialakult teret pleurális üregnek nevezik.
Nyomás be pleurális üreg kilégzéskor mindig a légköri szint alatt van 3-4 Hgmm-rel. Art., belégzéskor - 7-9 mm-rel. A légzési mechanizmus reflexszerűen (automatikusan) történik. Nyugalomban a tüdőben a légcsere a mellkas ritmikus légzési mozgása következtében következik be. Csökkenéskor mellkasi üreg nyomás hatására a levegő egy része beszívódik a tüdőbe (a nyomáskülönbség miatt meglehetősen passzívan) és belégzés történik. Ezután a mellkasi üreg csökken, és a levegő kiszorul a tüdőből - kilégzés történik. A mellkasi üreg kitágulása a légzőizmok aktivitásának eredményeként következik be. Nyugalmi állapotban belégzéskor a mellüreg egy speciális légzőizom, amelyről korábban beszéltünk - a rekeszizom, valamint a külső bordaközi izmok; intenzíven fizikai munka egyéb (váz)izmok is ide tartoznak. A nyugalmi kilégzés egyértelműen passzívan történik, a belégzést végző izmok ellazulásával, a mellkas gravitáció hatására és légköri nyomás csökken.
Intenzív fizikai munka során a kilégzés a hasizmokat, a belső bordaközi izmokat és más vázizmokat érinti. Szisztematikus osztályok testmozgás a sport pedig erősíti a légzőizmokat és segít növelni a mellkas térfogatát és mozgékonyságát (kirándulás). A légzésnek az a szakasza, amelyben a légköri levegő oxigénje a vérbe, a szén-dioxid pedig a vérbe jut. légköri levegő, az úgynevezett külső légzés; a következő szakasz a gázok vér általi átadása, végül a szöveti (vagy belső) légzés – a sejtek oxigénfogyasztása és ennek eredményeként szén-dioxid felszabadulása. biokémiai reakciók a szervezet létfontosságú folyamatait biztosító energia képződésével kapcsolatos.
Külső (tüdő) légzés a tüdő alveolusaiban hajtják végre. Itt az alveolusok és a kapillárisok félig áteresztő falain keresztül az alveoláris levegőből oxigén távozik, kitöltve az alveolusok üregeit. Az oxigén- és szén-dioxid-molekulák ezt az átmenetet századmásodpercek alatt hajtják végre. Miután az oxigén a vérből a szövetekbe kerül, szöveti (intracelluláris) légzés történik. Az oxigén a vérből az intersticiális folyadékba, majd onnan a szöveti sejtekbe jut, ahol az anyagcsere folyamatok biztosítására szolgál. A sejtekben intenzíven termelő szén-dioxid az intersticiális folyadékba, majd a vérbe jut. A vér segítségével a tüdőbe kerül, ahonnan kiválasztódik a szervezetből.
Az oxigén és a szén-dioxid áthaladása az alveolusok, a kapillárisok és a vörösvértestek membránjainak félig áteresztő falain. fehér anyag, a szürke körül, olyan folyamatokból áll, amelyek összekötik a gerincvelő idegsejtjeit; felszálló érzékszervi (efferens), minden szervet és szövetet összeköt emberi test(a fej kivételével) az agyvel, leszálló motoros (afferens) utak, amelyek az agyból a gerincvelő motorsejtjeibe mennek.
Így nem nehéz elképzelni, hogy a gerincvelő reflex és vezető funkciót lát el az idegimpulzusok számára. BAN BEN különböző osztályok A gerincvelő motoros neuronokat (motoros idegsejteket) tartalmaz, amelyek beidegzik a felső végtagok, a hát, a mellkas, a has és az alsó végtagok izmait.
BAN BEN szakrális régió székelési, vizeletürítési és szexuális tevékenység központjai találhatók. A motoros neuronok fontos funkciója a szükséges izomtónus folyamatos biztosítása, aminek köszönhetően minden reflexmotoros aktus lágyan és simán megy végbe. A gerincvelő központjainak tónusát a központi idegrendszer magasabb részei szabályozzák. A gerincvelő elváltozások vezetnek különféle rendellenességek kudarccal kapcsolatos karmester funkció. A gerincvelő mindenféle sérülése és betegsége fájdalom- és hőmérséklet-érzékenységi zavarokhoz, a komplex szerkezetének megzavarásához vezethet. önkéntes mozgások, izomtónus stb. Az agy egy gyűjtemény Hatalmas mennyiségű idegsejtek. Elülső, közbenső, középső és hátsó részekből áll.
Az agy szerkezeteösszehasonlíthatatlanul összetettebb, mint az emberi test bármely szervének felépítése. Nevezzünk meg néhány jellemzőt és létfontosságú funkciót. Így például a hátsó agy olyan formációja, mint csontvelő, a legfontosabb helye reflexközpontok(légzési, táplálkozási, vérkeringést szabályozó, izzadás). Ezért az agy ezen részének károsodása azonnali halált okoz. Az agykéreg sajátos felépítéséről és funkcióiról nem beszélünk részletesen, de meg kell jegyezni, hogy az agykéreg filogenetikai értelemben az agy legfiatalabb része (a filogenetika a növényi és állati szervezetek fejlődési folyamata élet létezése a Földön).
Az evolúció során az agykéreg jelentős szerkezeti és funkcionális jellemzőiés a központi idegrendszer legmagasabb osztályává válik, amely a szervezet egészének tevékenységét a környezettel való kapcsolatában alakítja. Nyilvánvalóan hasznos lesz az emberi agy néhány anatómiai-fiziológiai jellemzőjének jellemzése.
Az emberi agy átlagosan 1400 g. Az agy tömege és az emberi testtömeg közötti összefüggés szerint különböző szerzők, viszonylag kicsi. Számos tanulmány kimutatta, hogy a normál agyi aktivitás a vérellátással függ össze. Mint ismeretes, az idegelemek működéséhez szükséges fő energiaforrás a glükóz oxidációs folyamata. Az agynak azonban nincsenek szénhidráttartalékai, sokkal kevesebb oxigénje, ezért normál csere a benne lévő anyagok teljes mértékben a vérrel való folyamatos energiaforrás-ellátástól függenek.
Az agy nemcsak ébrenlét, hanem alvás közben is aktív. Az agyszövet 5-ször több oxigént fogyaszt, mint a szív, és 20-szor többet, mint az izmok. Az ember testtömegének mindössze 2%-át teszi ki, az agy az egész test által elfogyasztott oxigén 18-25%-át veszi fel. Az agy jelentősen felülmúlja a glükózfogyasztást a többi szervnél. A máj által termelt glükóz 60-70%-át használja fel, ami napi 115 g-ot tesz ki, és ez annak ellenére, hogy az agy a benne lévő vér mennyiségét tekintve az utolsók között van.
Az agy vérellátásának romlása összefüggésbe hozható a fizikai inaktivitással ( ülő módonélet). Fizikai inaktivitás esetén a leggyakoribb panaszok a változó lokalizációjú, intenzitású és időtartamú fejfájás, szédülés, gyengeség, csökkent szellemi teljesítőképesség, memóriazavar, ingerlékenység. Az autonóm idegrendszer az agy egységes idegrendszerének egy speciális részlege, amelyet különösen az agykéreg szabályoz.
Ellentétben a szomatikus idegrendszerrel, amely az akaratlagos (váz-) izmokat beidegzi, és biztosítja a test és más érzékszervek általános érzékenységét, az autonóm idegrendszer szabályozza a belső szervek - légzés, vérkeringés, kiválasztás, szaporodás, mirigyek - tevékenységét. belső szekréció stb. Az autonóm idegrendszer szimpatikus és paraszimpatikus rendszerre oszlik.
A szív, az erek, az emésztőszervek, a kiválasztás, a szaporodási szervek stb. tevékenysége; az anyagcsere szabályozása, a termikus képződés, az érzelmi reakciók (félelem, harag, öröm) kialakulásában való részvétel - mindez a szimpatikus és paraszimpatikus idegrendszer irányítása alatt áll, és mindezt a központi idegrendszer magasabb részeiből. . Kísérletileg bebizonyosodott, hogy hatásuk, noha antagonista jellegű, a szabályozásban konzisztens alapvető funkciókat test. Receptorok és analizátorok. A szervezet normális létezésének fő feltétele a változásokhoz való gyors alkalmazkodás képessége környezet. Ez a képesség a jelenlétnek köszönhetően valósul meg speciális oktatás- receptorok.
A szigorú specifitású receptorok átalakulnak külső ingerek(hang, hőmérséklet, fény, nyomás stb.) be ideg impulzusok, ami szerint idegrostokátkerül a központi idegrendszerbe. Az emberi receptorok két fő csoportra oszthatók: külső (külső) és intero (belső) receptorokra. Mindegyik ilyen receptor az szerves része elemző rendszer, amelybe impulzusok érkeznek, és amelyet analizátornak neveznek.
Az analizátor három részből áll - a receptorból, a vezető részből és az agy központi formációjából. Az analizátor legmagasabb osztálya a kortikális. Anélkül, hogy belemennénk a részletekbe, csak az elemzők nevét soroljuk fel, amelyek szerepe minden ember életében sokak számára ismert. Ez egy bőranalizátor (tapintás, fájdalom, hő, hideg érzékenység), motoros (az izmok, ízületek, inak és szalagok receptorai nyomás és nyújtás hatására gerjesztődnek), vestibularis (érzékeli a test helyzetét a térben), vizuális (fény és szín), hallás (hang), szaglás (szaglás), ízlelés (ízlelés), zsigeri (számos belső szerv állapota).
