Légző- és keringési rendszer. Vér
Az agy eredete Saveliev Sergey Vyacheslavovich
§ 6. Az agy oxigénfogyasztása
Teljesen helytelen az agyi anyagcsere intenzitását a szervezet teljes oxigénfogyasztásával összekapcsolni (Schmidt-Nielsen, 1982). Valójában egy cickányban az oxigénfogyasztás 1 testtömegkilogrammonként 7,4 l / h, az elefántban pedig 0,07 l / h. Ez azonban a teljes oxigénfogyasztás, amely nagyságrendekkel eltér Különböző részek az elefánt és a cickány testét egyaránt. Sőt, a különböző biológiájú állatokban a test ugyanazon szerveinek oxigénfogyasztása is jelentősen eltér. Az agy oxigénfogyasztásának a testmérettel arányos változásának elképzelése továbbra is furcsa tévhit. Ha bármely emlősnél az agy oxigénfogyasztása 12,6 l / (kg-h) alá csökken, akkor halál következik be. Ezen az oxigénszinten az agy csak 10-15 másodpercig marad aktív. 30-120 másodperc elteltével a reflexaktivitás elhalványul, majd 5-6 perc múlva megkezdődik az idegsejtek pusztulása. Más szóval, az idegszövetnek gyakorlatilag nincs saját erőforrása. Sem a cickánynak, de még az elefántnak sem lett volna esélye a túlélésre, ha nem biztosították az agy oxigénfogyasztását speciális mechanizmusok. Az agy oxigént, vizet elektrolit oldatokkal és tápanyagok törvények szerint, amelyeknek semmi közük más szervek anyagcseréjének intenzitásához. Az összes „elhasználható” komponens fogyasztásának értéke viszonylag stabil, és nem lehet egy bizonyos szint alatt, amely biztosítja az agy funkcionális aktivitását.
Meg kell jegyezni, hogy az agy gyakran renderel döntő befolyást az egész állat anyagcseréjére. Az agy energiafogyasztása nem lehet egy bizonyos érték alatt. Ennek a szintnek a biztosítása a különböző szisztematikus csoportokban az idegrendszer ereiben a vérkeringés sebességének megváltoztatásával érhető el. E különbségek oka az agyszövet 1 mm-ében bekövetkező kapillárisok számának változása. Természetesen be különböző osztályok agy, 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, hogy biztosítsa a szükséges oxigén- és tápanyagellátást. Növelheti az anyagcserét a pulzusszám, a légzés és az ételfogyasztás sebessége miatt. Ez történik a kisemlősöknél. Az állatok agyában lévő kapillárisok sűrűségéről szóló információk nagyon vázlatosak. Van azonban egy általános tendencia, amely az agy kapillárishálózatának evolúciós fejlődését mutatja. Egy tóbékában az agyszövet 1 mm 3 kapillárisának hossza körülbelül 160 mm; egy egész fejű porcos halban 500; egy cápában 100; egerekben 700, patkányokban - 900, nyulakban - 600, macskákban - 900 , kutyák - 900, valamint főemlősök és emberek - 12001400 mm. Figyelembe kell venni, hogy ha a kapillárisok hosszát lerövidítjük, akkor azok érintkezési felülete idegszövet exponenciálisan csökken. Ez azt jelzi, hogy az agy minimális oxigénellátásának fenntartásához a cickány szívének többszöröse gyakrabban kell összehúzódnia, mint a főemlősöknél és az embereknél. Valójában ez az érték egy személynél 60-90 percenként, egy cickánynál pedig 130-450. A cickány szívének tömege arányosan nagyobb legyen. Emberben körülbelül 4%, kapucinumban 8%, cickányban pedig 14% a teljes testtömegnek. Ezért az állatok anyagcseréjét meghatározó kulcsszervek egyike az agy.
Próbáljuk meg megbecsülni, hogy a különböző agyú 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 szintjén. Fenntartásának költsége összemérhető az emberi agy fenntartásának költségével, amelyet jól kutatnak. Az emberi agy alapvető tápanyag- és oxigénfogyasztása az egész test körülbelül 8-10%-át teszi ki. Amikor a szervezet inaktív, ez az érték többé-kevésbé állandó, bár jelentősen ingadozhat e faj nagy és kis képviselőinél. Azonban még ez az érték is aránytalanul nagy. Az emberi agy a testtömeg 1/50-ét teszi ki, és az összes energia 1/10-ét fogyasztja – 5-ször többet, mint bármely más szerv. Ezek némileg alábecsült adatok, mivel az oxigénfogyasztás önmagában 18%. Adjuk hozzá a gerincvelő fenntartásának költségét és perifériás rendszerés kb 1/7-et kap. Következésképpen inaktív állapotban az emberi idegrendszer az egész szervezet energiájának körülbelül 15%-át fogyasztja el. Most fontolja meg az aktívan működő agy és a perifériás idegrendszer helyzetét. A legóvatosabb becslések szerint egy agy energiaköltsége több mint kétszerese. Figyelembe véve a teljes idegrendszer aktivitásának általános növekedését, bátran feltételezhetjük, hogy a szervezet összes kiadásának mintegy 25-30%-át a fenntartása teszi ki (I-8. ábra).
Az emlősök idegrendszere rendkívül „drága” szervnek bizonyul, így minél kevesebb ideig dolgozik az agy intenzív üzemmódban, annál olcsóbb a karbantartása. A probléma megoldása különböző módokon történik. Az egyik módszer az idegrendszer intenzív üzemmódjának idejének minimalizálásával kapcsolatos. 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 szinte soha nem használják arra, hogy az állat személyes tapasztalatai alapján egyéni döntéseket hozzanak. A túlélés válik statisztikai folyamat kész magatartásformák alkalmazása meghatározott környezeti feltételekre. Az agy fenntartásához szükséges energiaköltségek korlátozzák a kis állatok intellektuális tevékenységét.
Tegyük fel például, hogy egy amerikai tengeri herkentyűs vakond úgy dönt, hogy úgy használja az agyát, mint a főemlősök vagy az emberek. Vegye figyelembe a kezdeti feltételeket. Egy 40 g-os anyajegy agya 1,2 g, a gerincvelővel és a perifériás idegrendszerrel együtt körülbelül 0,9 g tömegű. idegrendszer, ami a testtömeg több mint 5%-a, az anyajegy az összesnek mintegy 30%-át költi el energiaforrások szervezet. Ha egy sakkprobléma megoldásán gondolkodik, akkor a testének az agy fenntartásának költségei megduplázódnak, és a vakond azonnal éhen hal. Még akkor is, ha a vakond a végtelen beleibe nyomul földigiliszta tól től fekete kaviárúgyis meg fog halni. Az agynak annyi energiára lesz szüksége, hogy megoldhatatlan problémák lesznek az oxigéntermelés sebességével és a kezdeti anyagcsere-összetevők szállításával. gyomor-bél traktus. Hasonló nehézségek merülnek fel az idegrendszer anyagcseretermékeinek kiválasztásával és annak elemi hűtésével. Így a kis rovarevők és rágcsálók arra vannak ítélve, hogy ne váljanak sakkozóvá. Agyuk ösztönös, tartalmának energiaproblémái leküzdhetetlen gátakat állítanak az egyéni viselkedés fejlődése elé. Egyéni szinten csak a veleszületett viselkedési programok alkalmazásának változékonysága merülhet fel.
Rizs. I-8. anyagcsere folyamatok a főemlős agyában.
Az idegrendszer anyagcseréjében három fő dinamikus folyamat különböztethető meg: oxigén és szén-dioxid csere, fogyasztás. szerves anyagés a katabolizmus termékeinek kiválasztódása, a víz és elektrolit oldatok cseréje. Ezen anyagok emberi agy általi fogyasztásának aránya az alján látható. A víz és az elektrolit oldatok cseréjét úgy számítják ki, hogy mennyi idő szükséges ahhoz, hogy az összes testvíz áthaladjon az agyon. A felső sor a passzív állapot, az alsó sor az kemény munka idegrendszer.
Elegendő azonban a test méretének kismértékű növelése, 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 nem hasonlítható össze a vakondok és cickányokéval. Nyilvánvaló előny a testtömeg növekedése csökkenti az agy fenntartásának költségeit. Állandóan dolgozik perifériás osztályok nem olyan költségesek, mint az agy, így a testtömeg növekedése az agy viszonylagos "leolvadásához" vezet.
Ezért az egyénre szabott agy létrehozásához kellően nagy testtömegű állatra van szükség. Más szóval, van egyfajta akadály, amely a test mérete és az agy tömege miatt korlátozza az állatok tanulási és viselkedési egyénre szabott képességét. A nagy agyú és magas fenntartási költségekkel rendelkező kis állat nem lesz képes energiaköltségeket biztosítani aktivitásának növelésére. Így nem várható el komplex problémák megoldása vagy az adaptív viselkedés mély individualizálása. Ha az állat nagy, és az agy mérete viszonylag kicsi, akkor a fenntartása energiaköltségeinek jelentős ingadozása megengedett. Ebben a helyzetben mind a viselkedés individualizálása, mind összetett folyamatok tanulás. Azonban még egy nagy állatban is jó fejlett agy energia problémák vannak. Az idegrendszer túl drága az intenzív kizsákmányoláshoz. A kicsi és intenzíven működő idegrendszer a szervezet erőforrásainak hatalmas hányadát emészti fel. Ez a helyzet kedvezőtlen. Energetikailag indokolt megoldás csak az agy rövid távú felhasználása lehet konkrét problémák megoldására. Ez megfigyelhető a nagy emlősöknél. A rövid tevékenységet gyorsan felváltja a hosszabb pihenés.
Így egy kicsi és egy nagy idegrendszernek megvannak a maga előnyei. Az ösztönös viselkedés megvalósításához kicsi agyad lehet, de alkalmazkodóképessége az ösztön módosulásaira redukálódik. nagy agy költséges a tulajdonosa, de a magas energiaköltségek teljes mértékben indokoltak. A nagy agy lehetővé teszi, hogy foglalkozz vele kihívást jelentő feladatokat 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 idegrendszerének (és különösen az emlősöknek) van egy olyan tulajdonsága, amely kivételes helyzetbe hozza. Ez a tulajdonság a szervezet többi részétől való elszigeteltségéhez kapcsolódik. A munka integrálásának fő mechanizmusaként belső szervekés a viselkedés alapja, ez " idegen test» a saját testedért. Az immunrendszer úgy tekint az idegrendszerre, mint valami tövisre. 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, amit a véren keresztül kap. Ugyanakkor gondosan el kell szigetelni keringési rendszer, mert az immunrendszer sejtjei idegen tárgynak tekintik.
A biológiai célszerűség szempontjából egyértelmű ellentmondás van. A fő integráló szerv nem lehet idegen az immunrendszertől. Mindazonáltal ez egy olyan tény, amelyre meglehetősen könnyű egyértelmű magyarázatot találni. Az agyban túl sok olyan speciális szerves komponens található, amelyeket sehol máshol nem használnak fel a szervezetben. Hozzon létre immunrendszer„az ő” sejtjeikként való felismerésük mechanizmusa rendkívül nehéz és indokolatlan. Sokkal "olcsóbb" egyszerűen elválasztani az idegrendszert a szervezet többi részétől. Ez az izolálási elv a herékben, a petefészkekben és az idegrendszerben érvényesül. Legáltalánosabb formájában az idegrendszer izolációját a vér-agy gát tartja fenn, amely többféle speciális sejtből áll. Az idegrendszernek a szervezet többi részétől való elszigetelésének kezeléséhez 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] Frith Chris26 Douglas Hofstadter Beszélgetés Einstein agyával Achilles és a teknős véletlenül összeütközik egy nyolcszögletű tó partján a párizsi Luxembourg-kertben. Ez a tó mindig is a fiatal párok hajókirándulásának kedvenc 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 Nem azokat a nyers és kétértelmű jeleket észleljük, amelyek a külvilágból a szemünkbe, fülünkbe és ujjainkba érkeznek. Felfogásunk sokkal gazdagabb – mindezeket nyersen egyesíti
A Vér: az élet folyója című könyvből [Az ősi legendáktól a tudományos felfedezésekig] szerző Asimov IsaacMennyi az emberi agy energiafogyasztása? Megállapították, hogy ébrenléti állapotban az emberi agy körülbelül 20-at fogyaszt el
A Hal, rák és baromfi tenyésztése című könyvből szerző Zadorozsnaja Ljudmila AlekszandrovnaMiért káros a szervezetre a rendszeres alkoholfogyasztás, akár mérsékelt is? Az alkoholizmus a kábítószer-függőség egyik fajtája. Már a mérsékelt alkoholfogyasztás is súlyos, néha szinte ellenállhatatlan függőséghez vezethet. 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 más levegőkomponensek, például nitrogén, szén-dioxid, vízgőz vagy argon. A hemoglobin összegyűlik
A Biological Chemistry című könyvből szerző Lelevics Vlagyimir Valerjanovics A szerző könyvéből7.5. Oxigénciklus A légkörben jelenlévő és a Világ-óceánban oldott gázok közül az oxigén különösen érdekes, mivel az aerob disszimiláció során magas energiahozamot biztosít a Föld szinte minden élőlényének, és lényegében
A szerző könyvébőlReaktív oxigéngyökök (szabad gyökök) A szervezetben a redox reakciók eredményeként az egyelektronos oxigénredukció során folyamatosan reaktív oxigénfajták (ROS) keletkeznek (a molekulán párosítatlan elektron található
Arra a kérdésre, hogy mennyi oxigént vesz fel az agy? a szerző adta Tévedés a legjobb válasz az Bár egy felnőttnél az agy súlya a test tömegének csak körülbelül 2%-a, az agy a szervezet által felvett összes oxigén körülbelül 25%-át fogyasztja el...
Az agy körülbelül ugyanannyi oxigént fogyaszt, mint egy aktív izom.
(a „pihenő” agy az összes energia 9%-át és 20%-át oxigént fogyasztja el, a „gondolkodás” – a szervezetbe jutó tápanyagok kb. 25%-át és kb. 33%-át fogyasztja el. szükséges a szervezet számára oxigén)
Válasz tőle Mesterlövész[guru]
Miért olyan nehéz az agynak...
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 megfigyeli ... a legkisebb eltérés különféle patológiákhoz vezet. Ebből a szempontból a vér oxigénkoncentrációja állandó, és tömegarányuknak megfelelően jut el a szervekhez, és nem a szénhidrátok 10-30, és még inkább nem 90% -a, amint azt fentebb megjegyeztük. Nos, ahogy jogosan mondták, az áramerősségtől függ, hogy bizonyos szövetek milyen mértékben vannak terhelve munkával, hol mennek gyorsabban a redox folyamatok és intenzívebb a vérszállítás, és ezért az oxigénfelvételről szó sem lehet... bármely átlagos statisztikai százalék. És 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 annyi kell, amennyi kell, mert az AGY! Nos, ha lusta, akkor miért kell neki oxigén? A munkavágy nélkül fog meghalni. Ez igaz?
Válasz tőle Christina én vagyok[aktív]
nekem nincs.....
Válasz tőle György Jurijevics[guru]
És 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 hosszú ideig nélkülözhetik az oxigént,
majd az agy néhány perc alatt részenként (stroke) vagy teljesen elpusztul.
A véráramlás, amelyen keresztül a hemoglobin oxigént szállít az agyba, blokkolva van – és ennyi.
És mivel a levegőben hiányzik az O2, nincs olyan mechanizmus sem, amely mindezt az agyban mozgósítaná, ezért itt szenved először.
Válasz tőle siker[guru]
Annyit, amennyi a szervezet teljes körű működéséhez szükséges!
Válasz tőle Irka-durka[szakértő]
a 4e tebya takou vopros zainteresoval=)
Válasz tőle Elfuserált dzsinn[guru]
15 százalék oxigén.
Válasz tőle Szilárd Sándor[guru]
Az agy oxigénellátása a hajfestés színétől függ. Ha egy nőnek szőke, szalma vagy ősz haja van, akkor minden hajszálon keresztül több oxigén jut az agyba. És ha sötét, gesztenye vagy fekete, akkor a haj szerkezete eltömődik a festékkel, és megnehezíti az oxigén bejutását.
Az agy legkisebb oxigénellátása azoknál a nőknél figyelhető meg, akik festik a hajukat különböző színek egyidejűleg. (piros - lila - zöld)
Nőknél hosszú szőke haj(Szőkéknek hívom őket) a legmagasabb oxigén százalék az agyban! 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 szőkéknél gyakrabban fordul elő szédülés, a körülötte lévő világ nem megfelelő értékelése.
Válasz tőle B-boy haseky[guru]
1% agy
Válasz tőle Senik Olga[guru]
Százalékosan nehéz megbecsülni az elfogyasztott oxigén mennyiségét. 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% oxigénhez jut
Válasz tőle Svetlana[guru]
ha ha ha ha ha
Válasz tőle Oleg Agafonov[guru]
Szia.
0%-ot vesz igénybe, mert. ő (oxigén) semmilyen módon nem juthat oda (az agyba) ...))
Viszlát.
Válasz tőle Alexandra[guru]
Az emberi test nyugodt, ellazult állapotban percenként körülbelül háromszáz köbcentiméter oxigént szív fel. Az agy egy hatodik részt vesz fel – ez ötven köbcentiméter, függetlenül attól, hogy az ember alszik vagy ébren van. Az emberi szervezet által felszívott ötszáz gramm szénhidrátból pedig kilencvenet vesz fel az agy.
Válasz tőle Aqua Irina[guru]
..minden az agy mennyiségétől függ...
Az agy mohón szívja fel az oxigént. Ez könnyen ellenőrizhető az oxigén koncentrációjának meghatározásával az artériás és vénás vér. Pihenés közben az agy húszszor több oxigént fogyaszt postai úton, mint az izomszövet. Intenzív szellemi munkával az agy oxigénfogyasztása egyértelműen megnő.
Az ilyen adatok az agy kielégíthetetlen oxigénigényéről is tanúskodnak. Egy felnőtt agyának tömege általában a testtömeg 2-2,5 százaléka. Ugyanakkor az agy az emberi szervezet által elfogyasztott összes oxigén 1/5-ét vagy akár 1/4-ét fogyasztja el.
Nem gondolkozunk jól egy fülledt szobában. Úgy tűnik, mindenki tapasztalta. Néhány ember különösen nehezen viseli el 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 oxigéntartalékok nagyon korlátozottak. Csak 10 másodpercre elég a saját erőforrásaiból. Ha nem jut oxigén a vérárammal, akkor hamarosan biokémiai katasztrófa következhet be.
És valójában miért van szüksége az agyszövetnek sok oxigénre?
Valószínűleg a munka elvégzéséhez az agy élhetne. És itt találkozunk egy olyan jelenséggel, amely csak az agyra jellemző.
A munkavégzéshez valamilyen tüzelőanyagot kell elégetnie. Ez az agy szinte egyetlen üzemanyaga a glükóz. Az oxigént főként ennek az anyagnak az oxidálására használják. A glükóz átalakulásának végtermékei a szén-dioxid és a víz. Ebben az esetben azonban egy másik univerzális energiaforrás képződik - az ATP-molekula. Ez biztosítja az agy szinte összes energiaköltségét.
Az agy bizonyos értelemben nem zsoldos. Nincs semmiféle szilárd glükóztartaléka, és ma is él, ahogy mondani szokás.
Ezt egyszerű tapasztalattal ellenőrizheti. Egy közönséges biztonsági borotvával levágjuk a laboratóriumi egerek belső szerveinek legvékonyabb szeleteit: májat, vesét, izmokat. Az agykéreg metszeteit nehezebb elkészíteni, de lehetséges.
Helyezze be az egyes szervek metszeteit külön-külön sóoldat, egyenként több köbcentiméter térfogatú kis edényekbe öntjük. Az edényekre osztással ellátott üveg nyomásmérőket rögzítünk. Öntse a nyomásmérőbe nagyszámú speciálisan elkészített és színezett folyadék. Most az egész szerkezetünket egy fürdőbe süllyesztjük meleg víz, hanem úgy, hogy a manométer a fürdőn kívül, az edény pedig benne legyen. A fürdőben lévő víz hőmérséklete 37 fok, vagyis közel egy laboratóriumi állat testhőmérsékletéhez.
A szervek egyes részei lélegeznek és oxigént fogyasztanak. Az edényben lévő gáz térfogata csökken, és ez tükröződik a manométer leolvasásában. Folyadékoszlop kúszik felfelé. Persze lassan, de elég észrevehetően. Így ki lehet számítani, hogy egy perc alatt hány köbmilliméter oxigént szívott fel egy 100 milligrammos szövetminta.
És itt állunk szemben szokatlan jelenség. A máj, a vesék, az izmok szöveteinek szakaszai elég hosszú ideig állandó sebességgel fogyasztanak oxigént. Mindenesetre ez a folyamat öt és tíz percig megfigyelhető. A másik dolog az agyszövet. Légzése gyorsan lelassul, de amint egy csepp glükózoldatot adnak hozzá, életre kel, és ugyanolyan sebességgel lélegzik újra.
Az általunk szerzett tapasztalat nagyon egyértelmű. Arról tanúskodik, hogy az agykéreg idegsejtjei szinte kizárólag a vérárammal együtt szállított glükóz terhére fedezik energiaszükségletüket.
És most jogos kérdés merül fel: hogyan képez a glükóz oxidációja egy másik univerzális energiaforrást - adenozin-trifoszforsav molekulákat?
Hippokratész - a nagy orvos Ókori Görögország- egyik írásában ezt írta: "Az emberben van egyszerre keserű és sós, édes, savanyú, kemény és lágy, és még sok minden más, tulajdonságokban, mennyiségben, erősségben változatosság." A glükóz emberi agyban történő oxidatív átalakulásának és egy másik univerzális energiaforrás - az adenozin-trifoszforsav - képződésének példáját felhasználva nyomon követhető az "édes", glükóz ATP-vé, "savanyú" elképesztő átalakulási rendszere. Hippokratész.
Ha egyszerűen elégetjük a glükózmolekulákat egy oxigénáramban, víz és szén-dioxid keletkezik. Ugyanakkor kiemelkedik jelentős mennyiségű energia. Természetesen ez az energiatermelési mód elfogadhatatlan egy élő sejt számára. A sejt energiáját kis adagokban fogyasztják el. Fokozatosan kell kialakítani, és "tartalékban" kell felhalmozódni. Az élő sejt "konzervenergia" tartalékával rendkívül gyorsan képes reagálni a változásokra. külső környezet. Sőt, a sejt energiatermelési folyamata lelassulhat, majd hirtelen felgyorsulhat.
Ezt mindannyian számtalanszor láthattuk. Például csendben ültél egy széken. Az izomszövet energiafogyasztása viszonylag kicsi volt. Gyorsan felkeltél, és gyorsan rohantál; a biokémiai erőmű teljes kapacitással üzemel.
A glükóz biokémiai átalakulásának hosszú láncolata kezdődött. Az eredeti vegyület fokozatosan hasadó molekulájának több tucat kémiai átalakulását tartalmazza. De ebben az esetben minket érdekel végeredmény. Egy glükózmolekula teljes oxidációjával harmincnyolc adenozin-trifoszforsav molekula szintetizálódik.
Most már világossá válik, hogy az agyban miért keletkezik energia főként a glükóz oxidációjával, légzéssel. Ezzel a módszerrel különösen sokat képződik. A gondolkodás folyamata a szó legigazibb értelmében jelentős energiaráfordítással jár.
O 2 fogyasztás nyugalmi állapotban.A szövet által elfogyasztott oxigén mennyisége attól függ funkcionális állapot alkotó sejtjei. táblázatban. A 23.1 adatokat mutatja a különböző szervek és részeik oxigénfogyasztásáról, amikor a test nyugalmi állapotban van normál hőmérséklet. Az egyik vagy másik szerv oxigénfogyasztásának mértéke () általában
1 ml O 2 -ben kifejezve G vagy 100 g tömeg 1 perc alatt (ez figyelembe veszi a benne lévő szerv tömegét vivo). Vminek megfelelően Fick elv alapján határozták meg véráram() egyik vagy másik szerven keresztül és koncentrációbeli különbségek O 2 bejutó a szervezetbe artériás vérés a belőle folyó vénás vér ():
(1)
Amikor a test az nyugalomban az oxigént viszonylag intenzíven szívja fel a szívizom, az agy szürkeállománya(különösen kéreg), májés a vesekéreg. Ugyanabban az időben vázizmok, az agy lépe és fehérállománya kevesebb oxigént fogyaszt (23.1. táblázat).
Különbségek az oxigénfogyasztásban különböző szakaszok 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 területről lefolyó vénából lehet vérmintát venni, akkor ezzel a módszerrel meg lehet határozni az abban lévő oxigénfogyasztást. Emellett néhány éve kidolgozták a pozitronemissziós tomográfia (PET) módszerét, amely lehetővé teszi a véráramlás és az O 2 -felhasználás közvetlen mérését a szervek egyes részeiben. Ezt a módszert sikeresen alkalmazták az emberi agy tanulmányozására. táblázatból látható a PET-módszer bevezetése előtt. 23.1, mérje a regionális fogyasztást Körülbelül 2 csak néhány szervben volt lehetséges.
A különböző emlősök agyszöveteinek oxigénfogyasztásának vizsgálatakor kimutatták, hogy a kéreg féltekék 8 10 -2 - 0,1 ml O 2 g -1 perc -1 fogyaszt . A teljes agy és a kéreg O 2 fogyasztása alapján kiszámítható az átlagos O 2 fogyasztás az agy fehér anyaga. Ez az érték körülbelül 1 10 -2 mL g -1 min -1. Közvetlen mérés egészséges alanyok agyi régiói általi O 2 abszorpciója pozitronemissziós tomográfiával a következő értékeket adta: szürkeállomány(ban ben különböző területeken) - körülbelül 4 - 6-10 -2 ml g -1 -perc -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 területet. Valójában az agykéreg felületes sejtrétegeinek regionális O 2-fogyasztásának (platina mikroelektródákkal) mérése során kimutatták, hogy enyhe érzéstelenítés mellett ez a fogyasztás kis területeken körülbelül 4-10-2 és 0,12 között változik. ml g -1 -perc -1. Az autogram eredményei
23. FEJEZET
| 23.1. táblázat. A véráramlási sebesség (), az arteriovenosus O 2 () különbség és a 0 2 () fogyasztás átlagos értékei különféle testek ember 37 °C-on | ||||
| Szerv |  |  |  | Adatforrás |
| Vér |  |  |  |  |
| Vázizmok: nyugalomban súlyos a fizikai aktivitás |  |  |  |  |
| Lép | ||||
| Agy: a kéreg fehérállománya |  |  |  |  |
| Máj |  |  |  |  |
| Vese: a velővelő belső rétegének cortex külső rétege |  |  |  |  |
| Szív: nyugalomban, erős terhelés mellett |  |  |  |  |
Az agykéreg regionális véráramlásának (jód-14 C-antipirin felhasználásával) és regionális glükózfogyasztásának (14 C-2 dezoxiglükóz felhasználásával) fizikai vizsgálatai arra utalnak, hogy ezek a paraméterek a szomszédos területeken is jelentősen eltérnek. A 30 évesnél idősebbeknél az agy szürkeállományában a regionális véráramlás és az O 2 -fogyasztás az életkorral fokozatosan csökken. A vese egyes részei között megközelítőleg azonos különbségek voltak az oxigénfogyasztásban. NÁL NÉL kéreg vese, az átlagos O 2 fogyasztás többszöröse, mint ben belterületekés a velő papillái. Mivel a vesék oxigénigénye elsősorban a Na + aktív reabszorpciójának intenzitásától függ a tubulusok lumenéből a szövetben, úgy gondolják, hogy az O 2 regionális fogyasztásában mutatkozó ilyen jelentős különbségek főként a ennek a reabszorpciónak az értékei a kortikális és csontvelő .
O 2 fogyasztás körülmények között fokozott aktivitás szerv. NÁL NÉL Abban az esetben, ha bármely szerv aktivitása ilyen vagy olyan okból megnövekszik, megnő az energia-anyagcsere sebessége, és ennek következtében a sejtek oxigénigénye. Edzés közben fogyasztás
Körülbelül 2 szívizom szövetei 3-4-szeresére nőhet, és működik vázizmok- több mint 20-50-szer a pihenés szintjéhez képest. Fogyasztás Körülbelül 2 szövet vese növekszik a Na + reabszorpció sebességének növekedésével.
A legtöbb szervben az O 2 felszívódásának sebessége nem függ a véráramlás sebességétől bennük (feltéve, hogy az O 2 feszültsége a szövetekben elég nagy). A vesék kivételek. Van egy kritikus perfúziós sebesség, amelynek túllépése ultrafiltrátum képződését okozza; ezen a szűrési szinten fokozott véráramlás kísért megnövekedett fogyasztás Körülbelül 2 veseszövet. Ez a funkció annak a ténynek köszönhető, hogy az intenzitás glomeruláris szűrés(és így a Na + reabszorpció) arányos a véráramlás sebességével.
Az O 2 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, oxigénfelhasználásuk nő. Ilyen szervek különösen a vázizmok; hőszabályozó funkciójukat növelve látják el izomtónusés remegés (667. o.). A testhőmérséklet emelkedése
63β VI. RÉSZ. LEHELET
amit a legtöbb szerv oxigénigényének növekedése kísér. A van't Hoff-szabály szerint, ha a hőmérséklet 10 o C-kal változik a 20-40 o C tartományban, a szövetek oxigénfogyasztása ugyanabba az irányba 2 3-szorosára változik (Q 10 = 2-3). Néhány sebészeti műtétek szükség lehet a vérkeringés (és ennek következtében a szervek O 2 -vel és tápanyaggal való ellátásának) átmeneti leállítására. Ugyanakkor a szervek oxigénigényének csökkentése érdekében gyakran alkalmazzák a hipotermiát (testhőmérséklet-csökkenést): a beteg olyan mély érzéstelenítést kap, amelyben 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 a vékonybélből a tápanyagokat juttatja el 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 nagyszámú biológiailag aktív anyag kering a vérben. hatóanyagok, amelyek szabályozzák és egyesítik a testsejtek funkcionális aktivitását. A vér biztosítja a hőmérséklet kiegyenlítését különböző részek test. Légzőrendszer magába foglalja orrüreg, gége, légcső, hörgők és tüdő. A légköri levegőből a tüdő alveolusain keresztül történő légzés során az oxigén folyamatosan belép a szervezetbe, és szén-dioxid szabadul fel a szervezetből.
Légzési folyamat egy egész komplexum élettani folyamatok, melynek megvalósításában nemcsak Légzést segítő gép hanem a keringési rendszert is. Az alsó részén található légcső két hörgőre oszlik, amelyek mindegyike a tüdőbe jutva faszerűen ágazik ki. A hörgők végső legkisebb ágai (bronchiolák) zárt alveoláris járatokba 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 héj borítja őket - a mellhártya, ugyanaz a héj vonalazza a mellüreg belsejét. A mellhártya két lapja között kialakult teret pleurális üregnek nevezik.
Nyomás be pleurális üreg kilégzéskor mindig az atmoszféra alatt van 3-4 Hgmm-rel. Art., belégzéskor 7-9 mm-rel. A légzési mechanizmus reflexszerűen (automatikusan) történik. Nyugalomban a tüdőben a levegő cseréje a mellkas ritmikus légzési mozgása következtében következik be. Amikor leeresztették mellkasi üreg nyomás a tüdőbe (a nyomáskülönbség miatt meglehetősen passzívan), a levegő egy része beszívódik - belégzés történik. Ezután a mellkasi üreg csökken, és a levegő kiszorul a tüdőből - kilégzés történik. A mellkasi üreg kitágulása a légzőizmok aktivitásának eredményeként történik. Nyugalmi állapotban belégzéskor a mellüreg egy speciális légzőizom, amelyről korábban beszéltünk - a rekeszizom, valamint a külső bordaközi izmok; intenzívvel fizikai munka egyéb (vázizomzat) izomzat is ide tartozik. A nyugalmi kilégzés passzívan kifejezett, a belégzést végző izmok ellazulásával, a mellkas a gravitáció hatására és légköri nyomás csökken.
Intenzív fizikai munkával a hasizmok, a belső bordaközti és egyéb vázizmok vesznek részt a kilégzésben. Szisztematikus osztályok gyakorlat a sport pedig erősíti a légzőizmokat és hozzájárul a mellkas térfogatának és mozgékonyságának növeléséhez (kirándulások). A légzésnek az a szakasza, amelyben a légköri levegő oxigénje a vérbe, a szén-dioxid pedig a vérbe jut. légköri levegő, külső légzésnek nevezik; a következő szakasz a gázok átvitele a vér által, végül a szöveti (vagy belső) légzés a sejtek oxigénfogyasztása és ennek következtében 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 alveolusok üregeit kitöltő alveoláris levegőből oxigén halad át. Az oxigén és a szén-dioxid molekulák ezt az átmenetet századmásodpercek alatt hajtják végre. Miután a vér oxigént juttat a szövetekbe, szöveti (intracelluláris) légzés történik. Az oxigén a vérből a szövetközi folyadékba, majd onnan a szöveti sejtekbe jut, ahol az anyagcsere folyamatok biztosítására szolgál. A sejtekben intenzíven képződő szén-dioxid az intersticiális folyadékba, majd a vérbe jut. A vér segítségével a tüdőbe kerül, ahonnan kiürül a szervezetből.
Az oxigén és a szén-dioxid átmenete az alveolusok, kapillárisok és eritrocita membránok félig áteresztő falain keresztül. fehér anyag, körülvevő szürke, olyan folyamatokból áll, amelyek összekötik a gerincvelő idegsejtjeit; felszálló érzékeny (efferens), minden szervet és szövetet összeköt emberi test(kivéve a fejet) az aggyal, leszálló motoros (afferens) utak az agyból a gerincvelő motorsejtjeibe.
Így nem nehéz elképzelni, hogy a gerincvelő reflex és vezető funkciókat lát el az idegimpulzusok számára. NÁL NÉL 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.
NÁL NÉL szakrális régió székletürítési, vizelési és szexuális aktivitási központok találhatók. A motoros neuronok fontos funkciója a szükséges izomtónus folyamatos biztosítása, melynek köszönhetően minden reflexmotoros aktus finoman és simán megy végbe. A gerincvelő központjainak tónusát a központi idegrendszer magasabb részei szabályozzák. Gerincvelő-sérülés következménye különféle jogsértések kudarccal társul vezető funkció. A gerincvelő mindenféle sérülése és betegsége fájdalmat, hőmérséklet-érzékenységet, komplex szerkezeti zavarokat okozhat. önkényes mozgások, izomtónus stb. Az agy egy fürt Hatalmas mennyiségű idegsejtek. Elülső, közbenső, középső és hátsó részből 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(légzés, táplálék, vérkeringés szabályozása, izzadás). Ezért az agy ezen részének veresége azonnali halált okoz. Az agykéreg szerkezetének és funkcióinak sajátosságairól nem beszélünk részletesen, azonban meg kell jegyezni, hogy az agykéreg filogenetikai szempontból az agy legfiatalabb része (a filogenezis a növényi és állati fejlődési folyamat élőlények a földi élet fennállása során).
Az evolúció folyamatában az agykéreg jelentős szerkezeti és funkcionális jellemzőiés a központi idegrendszer legmagasabb osztályává válik, amely a szervezet egészének tevékenységét a környezettel való kapcsolatában alakítja ki. Nyilvánvalóan hasznos lesz az emberi agy néhány anatómiai és fiziológiai jellemzőjének jellemzése.
Az emberi agy átlagosan 1400 g tömegű.Az agytömeg és az emberi testtömeg közötti összefüggés a különböző szerzők, viszonylag kicsi. Számos tanulmány kimutatta, hogy az agy normális tevékenysége összefügg a vérellátással. 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 az energiaforrások vérrel való folyamatos szállításától 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 emberi testtömeg mindössze 2%-át kitevő agy az egész test által elfogyasztott oxigén 18-25%-át veszi fel. Az agy jelentősen felülmúlja a többi szervet a glükózfogyasztásban. A máj által képződött glükóz 60-70%-át használják fel, ami napi 115 g, és ez annak ellenére, hogy az agy a benne lévő vér mennyiségét tekintve az utolsó helyeken van.
Az agy vérellátásának romlása hipodinamiával járhat ülő módonélet). Fizikai inaktivitás esetén a leggyakoribb panaszok a különböző 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 (vázizomzat) izmokat beidegzi, és biztosítja a test és más érzékszervek általános érzékenységét, a vegetatív 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 nemi szervek tevékenysége stb.; az anyagcsere szabályozása, termogenezis, részvétel az érzelmi reakciók kialakulásában (félelem, harag, öröm) - mindez a szimpatikus és paraszimpatikus idegrendszer irányítása alatt áll, és mindezt a központi idegrendszer magasabb részéből származó kontroll alatt. Kísérletileg kimutatták, hogy hatásuk, bár antagonista, a szabályozásban összehangolt. alapvető funkciókat szervezet. Receptorok és analizátorok. A szervezet normális létezésének fő feltétele a változásokhoz való gyors alkalmazkodás képessége. környezet. Ez a képesség a jelenléten keresztül valósul meg speciális oktatás- receptorok.
A szigorú specifitású receptorok átalakulnak külső ingerek(hang, hőmérséklet, fény, nyomás stb.) be ideg impulzusok, melyik idegrostokátkerül a központi idegrendszerbe. Az emberi receptorok két fő csoportra oszthatók: külső (külső) és intero (belső) receptorokra. Ezen receptorok mindegyike az szerves része elemző rendszer, amely impulzusokat vesz, és amelyet analizátornak nevezünk.
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 szerepét bármely személy életében sokan ismerik. Ez egy bőrelemző (tapintható, fájdalom, hő-, hidegérzékenység), motoros (az izmok, ízületek, inak és szalagok receptorai nyomás és nyújtás hatására gerjesztődnek), vesztibuláris (érzékeli a test helyzetét a térben), vizuális (fény és szín), hallás (hang), szaglás (szaglás), ízlelés (ízlelés), zsigeri (számos belső szerv állapota).
