Zużycie tlenu przez ludzki mózg. Fizjologiczne systemy ciała

Układ krążenia składa się z serca i naczynia krwionośne. Rytmiczne skurcze mięśnia sercowego zapewniają ciągły przepływ krwi do zamknięty system statki. Krew, pełniąc funkcję troficzną, przenosi składniki odżywcze z jelita cienkiego do komórek całego organizmu, zapewnia również transport tlenu z płuc do tkanek i dwutlenek węgla od tkanek do płuc, pełniąc funkcję oddechową.

Jednocześnie we krwi krąży duża liczba substancji biologicznie czynnych. substancje aktywne, które regulują i łączą funkcjonalną aktywność komórek organizmu. Krew zapewnia wyrównanie temperatury różne części ciało. Układ oddechowy zawiera Jama nosowa, krtań, tchawicę, oskrzela i płuca. Podczas procesu oddychania powietrze atmosferyczne Przez pęcherzyki płucne tlen stale dostaje się do organizmu, a dwutlenek węgla jest uwalniany z organizmu.

Proces oddychania- to jest cały kompleks procesy fizjologiczne, w realizacji których nie tylko Maszyna wspomagająca oddychanie ale także układ krążenia. Tchawica w dolnej części jest podzielona na dwa oskrzela, z których każde wchodząc do płuc rozgałęzia się w sposób przypominający drzewo. Ostatnie najmniejsze gałęzie oskrzeli (oskrzelików) przechodzą do zamkniętych kanałów pęcherzykowych, w ścianach których znajduje się duża liczba kulistych formacji - pęcherzyków płucnych (pęcherzyków płucnych). Każdy pęcherzyk jest otoczony gęstą siecią naczynia włosowate krwi. Całkowita powierzchnia wszystkich pęcherzyków płucnych jest bardzo duża, jest 50 razy większa niż powierzchnia ludzkiej skóry i wynosi ponad 100 m2. Płuca znajdują się w hermetycznie zamkniętej jamie klatki piersiowej. Pokryte są cienką gładką skorupą - opłucną, ta sama skorupa wyściela wnętrze jamy klatki piersiowej. Przestrzeń utworzona między tymi dwoma płatami opłucnej nazywana jest jamą opłucnową.

Ciśnienie w jamie opłucnej jest zawsze niższe niż ciśnienie atmosferyczne podczas wydechu o 3-4 mm Hg. Art. podczas wdechu o 7-9 mm. Mechanizm oddechowy odbywa się odruchowo (automatycznie). W spoczynku wymiana powietrza w płucach następuje w wyniku rytmicznych ruchów oddechowych klatki piersiowej. Po opuszczeniu do Jama klatki piersiowej ciśnienie do płuc (dość biernie ze względu na różnicę ciśnień), zasysana jest porcja powietrza - następuje wdech. Następnie jama klatki piersiowej zmniejsza się, a powietrze jest wypychane z płuc - następuje wydech. Ekspansja klatki piersiowej odbywa się w wyniku aktywności mięśni oddechowych. W spoczynku, podczas wdechu, jama klatki piersiowej rozszerza się za pomocą specjalnego mięśnia oddechowego, o którym wspomniano wcześniej - przepony, a także zewnętrznych mięśni międzyżebrowych; podczas intensywnej pracy fizycznej uwzględniane są również inne mięśnie (szkieletowe). Wydech w spoczynku jest wymawiany biernie, z rozluźnieniem mięśni, które przeprowadziły wdech, klatki piersiowej pod wpływem grawitacji i ciśnienie atmosferyczne zmniejsza się.

Przy intensywnej pracy fizycznej w wydechu uczestniczą mięśnie brzucha, mięśnie międzyżebrowe wewnętrzne i inne mięśnie szkieletowe. Systematyczne ćwiczenia fizyczne i sporty wzmacniają mięśnie oddechowe oraz zwiększają objętość i ruchomość (ruchy) klatki piersiowej. Etap oddychania, w którym tlen z powietrza atmosferycznego przechodzi do krwi, a dwutlenek węgla z krwi do powietrza atmosferycznego, nazywa się oddychaniem zewnętrznym; przenoszenie gazów przez krew jest kolejnym etapem, a wreszcie oddychanie tkankowe (lub wewnętrzne) to zużycie tlenu przez komórki i uwalnianie przez nie dwutlenku węgla w wyniku reakcje biochemiczne związane z tworzeniem energii w celu zapewnienia procesów życiowych organizmu.

Oddychanie zewnętrzne (płuca) przeprowadzane w pęcherzykach płucnych. Tutaj, przez półprzepuszczalne ściany pęcherzyków i naczyń włosowatych, tlen przechodzi z powietrza pęcherzykowego, które wypełnia wnęki pęcherzyków. Cząsteczki tlenu i dwutlenku węgla przeprowadzają to przejście w setnych częściach sekundy. Po przeniesieniu tlenu przez krew do tkanek następuje oddychanie tkankowe (wewnątrzkomórkowe). Tlen przechodzi z krwi do płynu śródmiąższowego, a stamtąd do komórek tkanek, gdzie jest wykorzystywany do zapewnienia procesów metabolicznych. Intensywnie formowany w komórkach dwutlenek węgla przechodzi do płynu śródmiąższowego, a następnie do krwi. Za pomocą krwi jest transportowany do płuc, skąd jest wydalany z organizmu.

Przejście tlenu i dwutlenku węgla przez półprzepuszczalne ściany pęcherzyków płucnych, naczyń włosowatych i błon erytrocytów. Istota biała otaczająca szarość składa się z procesów łączących komórki nerwowe rdzenia kręgowego; wstępujący czuły (eferentny), łączący wszystkie narządy i tkanki Ludzkie ciało(z wyjątkiem głowy) z mózgiem, zstępującymi drogami motorycznymi (aferentnymi) z mózgu do komórek motorycznych rdzenia kręgowego.

Nietrudno więc sobie wyobrazić, że rdzeń kręgowy pełni funkcje odruchowe i przewodzące impulsy nerwowe. W różnych częściach rdzenia kręgowego znajdują się neurony ruchowe (komórki nerwów ruchowych), które unerwiają mięśnie kończyn górnych, pleców, klatki piersiowej, brzucha i kończyn dolnych.

W okolicy sakralnej znajdują się ośrodki defekacji, oddawania moczu i aktywności seksualnej. Ważną funkcją neuronów ruchowych jest ciągłe zapewnianie niezbędnego napięcia mięśniowego, dzięki czemu wszystkie odruchy akty motoryczne przeprowadzone delikatnie i płynnie. Ton centrum rdzenia kręgowego jest regulowany przez wyższe partie ośrodkowego układu nerwowego. Uraz rdzenia kręgowego prowadzi do różnych zaburzeń związanych z niepowodzeniem funkcja przewodząca. Wszelkiego rodzaju urazy i choroby rdzenia kręgowego mogą prowadzić do zaburzenia bólu, wrażliwości na temperaturę, zaburzenia struktury złożonych ruchów dowolnych, napięcie mięśniowe itp. Mózg jest akumulacją ogromne ilości komórki nerwowe. Składa się z przedniej, pośredniej, środkowej i podziały tylne.

Struktura mózgu nieporównywalnie bardziej złożona niż budowa jakiegokolwiek organu ludzkiego ciała. Wymieńmy niektóre cechy i ważne funkcje. Na przykład taka formacja tyłomózgowia jak rdzeń przedłużony jest lokalizacją najważniejszych centra odruchowe(oddechowe, pokarmowe, regulujące krążenie krwi, pocenie się). Dlatego porażka tej części mózgu powoduje natychmiastową śmierć. Nie będziemy szczegółowo omawiać specyfiki budowy i funkcji kory mózgowej, jednak należy zauważyć, że kora półkule Mózg jest najmłodszą częścią mózgu pod względem filogenetycznym (filogeneza to proces rozwoju organizmów roślinnych i zwierzęcych podczas istnienia życia na Ziemi).

W procesie ewolucji kora mózgowa nabiera istotnych cech strukturalnych i funkcjonalnych i staje się najwyższym działem ośrodkowego układu nerwowego, który kształtuje aktywność organizmu jako całości w jego relacji ze środowiskiem. Najwyraźniej przydatne będzie scharakteryzowanie niektórych bardziej anatomicznych i fizjologicznych cech ludzkiego mózgu.

Mózg człowieka waży średnio 1400 g. Zależność między masą mózgu a masą ciała człowieka według różnych autorów jest stosunkowo niewielka. Liczne badania wykazały, że normalna aktywność mózgu jest związana z dopływem krwi. Jak wiadomo, głównym źródłem energii niezbędnej do funkcjonowania elementów nerwowych jest proces utleniania glukozy. Mózg nie ma jednak rezerw węglowodanów, znacznie mniej tlenu, a co za tym idzie normalna wymiana zawarte w nim substancje całkowicie zależą od stałej dostawy zasoby energii z krwią.

Mózg jest aktywny nie tylko podczas czuwania, ale także podczas snu. Tkanka mózgowa zużywa 5 razy więcej tlenu niż serce i 20 razy więcej niż mięśnie. Stanowiąc zaledwie około 2% masy ciała człowieka, mózg pochłania 18-25% tlenu zużywanego przez całe ciało. Mózg znacznie przewyższa inne narządy w konsumpcji glukozy. Wykorzystują 60-70% glukozy wytwarzanej przez wątrobę, czyli 115 g dziennie, i to pomimo tego, że mózg znajduje się na jednym z ostatnich miejsc pod względem ilości zawartej w nim krwi.

Pogorszenie dopływu krwi do mózgu może być związane z brakiem aktywności fizycznej (siedzący tryb życia). Ból głowy jest najczęstszą dolegliwością związaną z hipodynamią. inna lokalizacja, intensywność i czas trwania, zawroty głowy, osłabienie, zmniejszona sprawność umysłowa, zaburzenia pamięci, drażliwość. Wegetatywny system nerwowy- wyspecjalizowany dział zunifikowanego układu nerwowego mózgu jest regulowany w szczególności przez korę mózgową.

W przeciwieństwie do somatycznego układu nerwowego, który unerwia dobrowolne (szkieletowe) mięśnie i zapewnia ogólną wrażliwość ciała i innych narządów zmysłów, autonomiczny układ nerwowy reguluje aktywność narządów wewnętrznych - oddychanie, krążenie krwi, wydalanie, rozmnażanie, gruczoły. wydzielanie wewnętrzne itp. Autonomiczny układ nerwowy dzieli się na układy współczulne i przywspółczulne.

Aktywność serca, naczyń krwionośnych, narządów trawiennych, wydalania, narządów płciowych itp.; regulacja metabolizmu, termogeneza, udział w powstawaniu reakcji emocjonalnych (strach, złość, radość) – wszystko to jest pod kontrolą współczulnego i przywspółczulnego układu nerwowego i wszystko pod taką samą kontrolą z wyższej części ośrodkowego układu nerwowego. Wykazano eksperymentalnie, że ich wpływ, choć antagonistyczny, jest skoordynowany w regulacji najważniejszych funkcji organizmu. Receptory i analizatory. Głównym warunkiem normalnego istnienia organizmu jest jego zdolność do szybkiej adaptacji do zmian. środowisko. Ta umiejętność jest realizowana dzięki obecności specjalnych formacji - receptorów.

Receptory, posiadając ścisłą specyficzność, przekształcają bodźce zewnętrzne (dźwięk, temperatura, światło, ciśnienie itp.) w impulsy nerwowe, które według włókna nerwowe przekazywane do ośrodkowego układu nerwowego. Receptory ludzkie dzielą się na dwie główne grupy: receptory zewnętrzne (zewnętrzne) i intero (wewnętrzne). Każdy taki receptor jest integralną częścią układu analizującego, do którego odbierane są impulsy i który nazywa się analizatorem.

Analizator składa się z trzech sekcji - receptora, części przewodzącej i centralnej formacji w mózgu. Najwyższy dział analizatora to korowy. Nie wchodząc w szczegóły, wymieniamy tylko nazwy analizatorów, których rola w życiu każdej osoby jest znana wielu. Jest to analizator skóry (wrażliwość dotykowa, bólowa, termiczna, na zimno), motoryczny (receptory w mięśniach, stawach, ścięgnach i więzadłach są pobudzane pod wpływem nacisku i rozciągania), przedsionkowy (dostrzega pozycję ciała w przestrzeni), wzrokowe (światło i kolor), słuchowe (dźwięk), węchowe (zapach), smakowe (smak), trzewne (stan wielu narządów wewnętrznych).

Zużycie O 2 w spoczynku.Ilość tlenu zużywanego przez tkankę zależy od stanu funkcjonalnego jej komórek składowych. W tabeli. 23,1 przedstawia dane dotyczące zużycia tlenu przez różne narządy i ich części, gdy ciało znajduje się w stanie spoczynku w normalnej temperaturze. Szybkość zużycia tlenu przez jeden lub drugi narząd () wynosi zwykle

wyrażona w ml O 2 na 1 G lub 100 g masy w 1 min (uwzględnia masę narządu w żywy). Zgodnie z Ficka zasada ustalona na podstawie przepływ krwi() przez jeden lub drugi organ i różnice w stężeniach O 2 we krwi tętniczej wchodzącej do narządu i wypływającej z niego krwi żylnej ():

(1)

Kiedy ciało jest w spoczynku tlen jest stosunkowo intensywnie wchłaniany przez mięsień sercowy, istotę szarą mózgu(szczególnie kora), wątroba oraz kora nerek. Jednocześnie mięśnie szkieletowe, śledziona i Biała materia mózg zużywa mniej tlenu (tab. 23.1).

Różnice w zużyciu tlenu przez różne części tego samego oraz ten sam organ. Można zmierzyć w wielu narządach przepływ krwi przez ograniczone obszary tkanki poprzez określenie klirensu gazów obojętnych(na przykład 85 kg, 133 Xe i H 2). Jeśli więc możliwe jest pobranie próbki krwi z żyły drenującej z danego obszaru, to ta metoda pozwala określić w niej zużycie tlenu. Ponadto kilka lat temu opracowano metodę pozytonowej tomografii emisyjnej (PET), która umożliwia bezpośredni pomiar przepływu krwi i zużycia O 2 w niektórych częściach narządów. Ta metoda została z powodzeniem wykorzystana do badania ludzkiego mózgu. Przed wprowadzeniem metody PET, jak widać z tabeli. 23.1, mierzyć konsumpcję regionalną Około 2 było możliwe tylko w kilku organach.

Badając zużycie tlenu przez tkanki mózgowe różnych ssaków, wykazano, że kora mózgowa zużywa od 8 10 -2 do 0,1 ml O 2 g -1 min -1 . Na podstawie zużycia O 2 przez cały mózg i korę mózgową można obliczyć średnie zużycie O 2 istota biała mózgu. Ta wartość wynosi około 1 10 -2 ml g -1 min -1 . Pomiar bezpośredni absorpcja O 2 przez obszary mózgu osób zdrowych metodą pozytonowej tomografii emisyjnej dała następujące wartości: for szare komórki(w różne obszary) - od ok. 4 do 6-10 -2 ml g -1 -min -1 , przez istota biała-2-10 −2 mlg-1 min-1. Można założyć, że zużycie tlenu zmienia się nie tylko w zależności od obszaru, ale także w różnych komórkach tego samego obszaru. Rzeczywiście, podczas pomiaru (za pomocą mikroelektrod platynowych) regionalnego zużycia O 2 przez powierzchniowe warstwy komórek kory mózgowej, wykazano, że w warunkach łagodnego znieczulenia zużycie to na małych obszarach waha się od około 4-10-2 do 0,12 ml g-1 -min-1. Wyniki autografu

ROZDZIAŁ 23

Tabela 23.1. Średnie wartości prędkości przepływu krwi (), tętniczo-żylna różnica w O 2 () i zużycie 0 2 () w różnych narządach ludzkich w 37 ° C
Organ				Źródło danych
Krew
Mięśnie szkieletowe: w spoczynku z ciężkimi ćwiczeniami
Śledziona
Mózg: istota biała kora
Wątroba
Nerka: zewnętrzna warstwa kory rdzenia wewnętrzna warstwa rdzenia
Serce: w spoczynku z ciężkim wysiłkiem

Fizyczne badania regionalnego przepływu krwi (z użyciem antypiryny 14 C jodu) i regionalnego zużycia glukozy (z użyciem 14 C-deoksyglukozy) w korze mózgowej sugerują, że parametry te również znacznie różnią się w sąsiednich obszarach. U osób po 30. roku życia regionalny przepływ krwi i zużycie O 2 w szare komórki mózg stopniowo się zmniejsza wraz z wiekiem. W przybliżeniu takie same różnice w zużyciu tlenu stwierdzono między poszczególnymi częściami nerek. W kora nerki, średnie zużycie O 2 jest kilkukrotnie wyższe niż w obszary śródlądowe oraz brodawki rdzenia. Ponieważ zapotrzebowanie nerek na tlen zależy głównie od intensywności aktywnego reabsorpcji Na + ze światła kanalików w tkance, uważa się, że tak wyraźne różnice w regionalnym zużyciu O 2 wynikają głównie z różnicy między wartości tej reabsorpcji w korze i rdzeń .

Zużycie O 2 w warunkach zwiększona aktywność organ. W W przypadku, gdy aktywność dowolnego narządu wzrasta z tego czy innego powodu, wzrasta w nim tempo metabolizmu energetycznego, a w konsekwencji zapotrzebowanie na komórki w tlen. Podczas ćwiczeń konsumpcja

Około 2 tkanki mięśnia sercowego może wzrosnąć 3-4 razy i działa mięśnie szkieletowe- ponad 20-50 razy w porównaniu do poziomu odpoczynku. Zużycie Około 2 chusteczek nerka wzrasta wraz ze wzrostem szybkości reabsorpcji Na +.

W większości organów szybkość wchłaniania O 2 nie zależy od szybkości przepływu krwi w nich (pod warunkiem, że napięcie O 2 w tkankach jest wystarczająco duże). Wyjątkiem są nerki. Występuje krytyczna szybkość perfuzji, której przekroczenie powoduje powstawanie ultrafiltratu; na tym poziomie filtracji zwiększony przepływ krwi w towarzystwie zwiększone zużycie Około 2 tkanki nerki. Ta cecha wynika z faktu, że intensywność filtracja kłębuszkowa(i stąd reabsorpcja Na +) jest proporcjonalna do prędkości przepływu krwi.

Zależność zużycia O 2 od temperatury. Zużycie O2 przez tkanki jest niezwykle wrażliwe na zmiany temperatury. Wraz ze spadkiem temperatury ciała spowalnia metabolizm energetyczny i zmniejsza się zapotrzebowanie na tlen w większości narządów. Przy normalnej termoregulacji wzrasta aktywność organonów zaangażowanych w utrzymanie równowagi cieplnej i wzrasta ich zużycie tlenu. Takie narządy obejmują w szczególności mięśnie szkieletowe; ich funkcja termoregulacyjna jest realizowana poprzez zwiększenie napięcia mięśniowego i drżenie (s. 667). Wzrost temperatury ciała

63β CZĘŚĆ VI. ODDECH

towarzyszy wzrost zapotrzebowania większości narządów na tlen. Zgodnie z zasadą van't Hoffa, gdy temperatura zmienia się o 10 o C w zakresie od 20 do 40 o C, zużycie tlenu przez tkanki zmienia się w tym samym kierunku 2 3 razy (Q 10 = 2-3). Dla niektórych operacje chirurgiczne może być konieczne tymczasowe zatrzymanie krążenia krwi (a w konsekwencji zaopatrzenie narządów w O 2 i składniki odżywcze). Jednocześnie, w celu zmniejszenia zapotrzebowania narządów na tlen, często stosuje się hipotermię (spadek temperatury ciała): pacjent otrzymuje tak głębokie znieczulenie, w którym tłumione są mechanizmy termoregulacyjne.

Układ krążenia - jeden z najważniejszych fizjologicznych - obejmuje serce, które działa jak pompa, oraz naczynia krwionośne (tętnice, tętniczki, naczynia włosowate, żyły, żyłki). funkcja transportowa serdecznie- układ naczyniowy polega na tym, że serce zapewnia przepływ krwi przez zamknięty łańcuch elastycznych naczyń krwionośnych.

Główny wskaźniki fizyczne hemodynamika (ruchy krwi w układzie) to: ciśnienie krwi w naczyniach, wytworzone przez funkcję pompowania serca; różnica ciśnień między różne działy Układ naczyniowy „zmusza” krew do przemieszczania się w kierunku niskiego ciśnienia.

Skurczowe lub maksymalne ciśnienie tętnicze(BP) to maksymalny poziom ciśnienia, który rozwija się podczas skurczu. U stosunkowo zdrowych osób dorosłych w spoczynku wynosi zwykle 110-125 mm Hg. Wraz z wiekiem wzrasta i w wieku 50-60 lat mieści się w zakresie 130-150 mm Hg.

Rozkurczowe lub minimalne ciśnienie krwi to minimalny poziom ciśnienia krwi podczas rozkurczu. U dorosłych zwykle wynosi 60-80 mm Hg.

Ciśnienie tętna to różnica między skurczowym i rozkurczowym ciśnieniem krwi (normalne u ludzi wynosi 30-35 mm Hg). Wraz z innymi wskaźnik ciśnienia tętna jest używany w pewne sytuacje specjaliści medycyny klinicznej i sportowej.

Z pewnością zachodzą zmiany ciśnienia krwi podczas różnego rodzaju aktywności mięśniowej. Wzrost poziomu ciśnienia skurczowego podczas skurczu mięśni szkieletowych jest jednym z niezbędnych warunków adaptacyjnych (adaptacyjnych) reakcji układu krążenia i organizmu jako całości na wykonywanie pracy mięśni. Wzrost ciśnienia krwi zapewnia odpowiednie ukrwienie pracujących mięśni, zwiększając ich poziom wydolności. Jednocześnie zmiany wskaźników ciśnienia krwi są determinowane charakterem wykonywanej pracy: jest dynamiczne lub cykliczne, intensywne lub obszerne, globalne lub lokalne.

Serce - puste czterokomorowe (dwie komory i dwa przedsionki) narząd mięśniowy o wadze od 220 do 350 g u mężczyzn i od 180 do 280 g u kobiet, wykonując rytmiczne skurcze, po których następuje rozluźnienie, dzięki czemu następuje krążenie krwi w organizmie.

Serce to autonomiczne, automatyczne urządzenie. Skurcze serca powstają w wyniku impulsów elektrycznych, które okresowo pojawiają się w samym mięśniu sercowym. W przeciwieństwie do mięśni szkieletowych, mięsień sercowy ma szereg właściwości, które zapewniają jego ciągłą aktywność rytmiczną: pobudliwość, automatyzm, przewodnictwo, kurczliwość i ogniotrwałość (krótkotrwały spadek pobudliwości). Wszystkie włókna mięśniowe biorą udział w każdym skurczu, a siła skurczu mięśnia sercowego, w przeciwieństwie do mięśnia szkieletowego, nie może być zmieniona poprzez zaangażowanie różnej liczby komórek mięśnia sercowego (prawo „wszystko albo nic”). Praca serca polega na rytmicznej zmianie cykli pracy serca, składającej się z trzech faz: skurczu przedsionkowego, skurczu komorowego i ogólnego rozluźnienia serca. Generalnie jednak czynność serca jest korygowana przez liczne bezpośrednie i zwrotne połączenia pochodzące z różnych narządów i układów ciała. Funkcja serca jest stale połączona z centralnym układem nerwowym, co ma regulatorowy wpływ na jego pracę.Jednym z najważniejszych wskaźników pracy serca jest minimalna objętość krążenia krwi (MOV), czyli innymi słowy -” rzut serca» (CB) - ilość krwi wyrzucanej przez komorę serca na minutę. IOC jest integracyjnym wskaźnikiem pracy serca, zależnym od częstości akcji serca i wartości objętości skurczowej (SO) - ilości krwi wyrzuconej przez serce do łożyska naczyniowego podczas jednego skurczu. Oczywiście wskaźniki te mają tę samą wartość w warunkach względnego spoczynku i różnią się znacznie w zależności od stanu funkcjonalnego serca, objętości, intensywności i rodzaju aktywności mięśni, poziomu sprawności itp.

Układ sercowo-naczyniowy składa się z dużych i małych kręgów krążenia krwi. Lewa połowa serwuje serca duże koło krążenie krwi, prawo - małe.

Tętno (HR) jest nie tylko jednym z najbardziej informacyjnych i integracyjnych wskaźników stanu funkcjonalnego układu sercowo-naczyniowego ale całego organizmu jako całości. Często pojęcie tętna nie jest całkowicie uzasadnione z pojęciem tętna. Puls jest wynikiem bezpośrednich rytmicznych skurczów serca, które są w pewien sposób rejestrowaną (na przykład przez badanie palpacyjne) falą oscylacji, rozchodzącą się wzdłuż elastycznych ścian tętnic w wyniku hydrodynamicznego oddziaływania części krew wyrzucona do aorty pod wielka presja z kolejnym skurczem lewej komory. Jednak częstość tętna odpowiada częstości akcji serca.

Tętno (lub puls) różni się znacznie w zależności od tego, kiedy i w jakich warunkach ten wskaźnik jest rejestrowany: w warunkach względnego odpoczynku (rano, na czczo, leżąc lub siedząc, w wygodnym otoczeniu); podczas wykonywania jakiejkolwiek aktywności fizycznej, bezpośrednio po niej lub na różnych etapach rekonwalescencji. W spoczynku puls praktycznie zdrowego, nieprzystosowanego do systematycznej aktywności fizycznej (niewytrenowanego) młodego mężczyzny w wieku 20-30 lat waha się od 60 do 70 uderzeń na minutę (bpm), a u kobiet 70-75 uderzeń na minutę. Z wiekiem tętno spoczynkowe nieznacznie wzrasta (u 60-75 lat o 5-8 uderzeń na minutę). Aby zaspokoić wzrost dopływu tlenu do mięśni w trakcie wykonywania pracy, ilość dostarczanej im krwi w jednostce czasu musi wzrosnąć. Wzrost częstości akcji serca jest bezpośrednio związany ze wzrostem IOC. Jeżeli np. moc pracy o charakterze cyklicznym wyrażona jest ilością zużytego tlenu (jako procent wartości maksymalnego zużycia – MPC), to tętno wzrasta w zależności liniowej od mocy pracy i zużycia tlenu.

U „osobników” kobiet częstość akcji serca w takich przypadkach jest zwykle wyższa o 10-12 uderzeń / min.

System nerwowy

Układ nerwowy składa się z części centralnej (mózg i rdzeń kręgowy) i obwodowych (nierówne formacje rdzenia kręgowego i zlokalizowane na obwodzie ganglionów). Głównymi elementami strukturalnymi układu nerwowego są komórki nerwowe, czyli neurony, których głównymi funkcjami są: percepcja bodźców z receptorów, ich przetwarzanie i przekazywanie wpływy nerwowe do innych neuronów lub organów roboczych.

Centralny układ nerwowy (OUN) koordynuje pracę różnych narządów i układów organizmu oraz reguluje ją w zmiennym środowisku poprzez mechanizm odruchowy. Odruch to odpowiedź organizmu na działanie bodźców, dokonywana przy udziale ośrodkowego układu nerwowego. Nazywa się ścieżka nerwowa odruchu łuk odruchowy. U ludzi wiodącym działem ośrodkowego układu nerwowego jest kora mózgowa. U podstaw wszystkiego leżą procesy zachodzące w ośrodkowym układzie nerwowym aktywność psychiczna osoba.

Mózg to nagromadzenie ogromnej liczby komórek nerwowych. Składa się z części przedniej, środkowej, środkowej i tylnej. Struktura mózgu jest nieporównywalnie bardziej złożona niż budowa jakiegokolwiek organu ludzkiego ciała. Mózg jest aktywny nie tylko podczas czuwania, ale także podczas snu. Tkanka mózgowa zużywa 5 razy więcej tlenu niż serce i 20 razy więcej niż mięśnie. Mózg, stanowiąc zaledwie około 2% masy ciała człowieka, pochłania 18-25% tlenu zużywanego przez całe ciało. Mózg znacznie przewyższa inne narządy w konsumpcji glukozy. Wykorzystuje 60-70% glukozy wytwarzanej przez wątrobę, mimo że mózg zawiera mniej krwi niż inne narządy.

Pogorszenie dopływu krwi do mózgu może być związane z hipodynamią. W tym przypadku pojawia się ból głowy o różnej lokalizacji, intensywności i czasie trwania, zawroty głowy, osłabienie, spadek sprawności umysłowej, pogorszenie pamięci, pojawia się drażliwość. Aby scharakteryzować zmiany sprawność umysłowa, zestaw technik służy do oceny różnych jego elementów (uwaga, pamięć i percepcja, logiczne myślenie).

Rdzeń kręgowy jest najniższą i najstarszą częścią OUN, leży w kanale kręgowym utworzonym przez łuki kręgów. Pierwszy kręg szyjny to granica rdzenia kręgowego od góry, a granica poniżej to drugi kręg lędźwiowy.

Rdzeń kręgowy pełni funkcje odruchowe i przewodzące dla impulsów nerwowych. Odruchy rdzenia kręgowego dzielą się na ruchowe i wegetatywne, zapewniając elementarne czynności motoryczne: zgięcie, wyprost, rytmiczne (na przykład chodzenie, bieganie, pływanie itp., związane z naprzemiennymi zmianami odruchowymi w napięciu mięśni szkieletowych). Struktura rdzenia kręgowego zawiera nerwy unerwiające skórę, błony śluzowe, mięśnie głowy i szereg narządów wewnętrznych, funkcje procesów trawiennych, ośrodki życiowe (na przykład oddechowy), analizatory itp. Wszelkiego rodzaju urazy i choroby rdzenia kręgowego mogą prowadzić do zaburzenia bólu, wrażliwości na temperaturę, zaburzenia struktury złożonych ruchów dobrowolnych, napięcia mięśniowego.

Autonomiczny układ nerwowy (zwany także autonomicznym) jest wyspecjalizowanym oddziałem układu nerwowego, regulowanym zarówno dobrowolnie (we współpracy z oddziałem somatycznym układu nerwowego), jak i mimowolnie (poprzez korę mózgową). Autonomiczny układ nerwowy reguluje czynność narządów wewnętrznych - oddychanie, krążenie, wydalanie, rozmnażanie, gruczoły dokrewne. To z kolei dzieli się na współczulny i przywspółczulny podział tej struktury nerwowej.

Pobudzenie wydział sympatyczny prowadzi do wzrostu ciśnienia krwi, uwolnienia krwi z magazynu, wejścia glukozy i enzymów do krwi, zwiększenia metabolizmu tkankowego, co jest związane ze zużyciem energii (funkcja ergotroficzna).

Kiedy nerwy przywspółczulne są stymulowane, praca serca zostaje zahamowana, ton wzrasta mięśnie gładkie oskrzela, źrenica zwęża się, procesy trawienne są stymulowane, żółć i Pęcherz moczowy, odbyt.

Działanie przywspółczulnego układu nerwowego ma na celu przywrócenie i utrzymanie niezmienności składu środowisko wewnętrzne organizm zaburzony w wyniku aktywności współczulnego układu nerwowego (funkcja trofotropowa).

Receptory i analizatory

Zdolność organizmu do szybkiej adaptacji do zmian środowiskowych realizowana jest poprzez Specjalna edukacja- receptory, które posiadając ścisłą specyficzność, przekształcają bodźce zewnętrzne (dźwięk, temperatura, światło, ciśnienie) w impulsy nerwowe, które poprzez włókna nerwowe dostają się do ośrodkowego układu nerwowego.

Receptory ludzkie dzielą się na dwie główne grupy: receptory zewnętrzne (zewnętrzne) i intero (wewnętrzne). Każdy taki receptor jest integralną częścią systemu analizującego, zwanego analizatorem.

Analizator składa się z trzech sekcji - receptora, części przewodzącej i centralnej formacji w mózgu.

Najwyższym działem analizatora jest dział korowy.

Podajemy nazwy analizatorów, których rola w życiu człowieka jest znana wielu. To:

analizator skóry (wrażliwość na dotyk, ból, ciepło, zimno);

motoryczne (receptory w mięśniach, stawach, ścięgnach i więzadłach są pobudzane pod wpływem nacisku i rozciągania);

przedsionkowy (znajduje się w uchu wewnętrznym i postrzega pozycję ciała w przestrzeni);

wizualne (światło i kolor);

słuchowy (dźwięk) węchowy (zapach);

smakowy (smak);

trzewny (stan wielu narządów wewnętrznych).

Trudno przecenić znaczenie systemów sensorycznych w życiu organizmu. Świetnie sprawdza się również w przypadku aktywności mięśniowej w procesie organizowania kultury fizycznej oraz pracy prozdrowotnej i sportowo-masowej. Kształtowanie umiejętności i zdolności motorycznych następuje w wyniku analitycznej i syntetycznej aktywności kory mózgowej opartej na złożonej interakcji informacji pochodzących z wzrokowego, słuchowego, przedsionkowego, proprioceptywnego i innych systemów sensorycznych. W tym samym czasie, w tym samym czasie systemy sensoryczne uczestniczyć w regulacji stanu funkcjonalnego organizmu w procesie, w trakcie i po wysiłku.

Układ hormonalny

gruczoły dokrewne lub gruczoły dokrewne, produkują specjalne substancje biologiczne - hormony. Hormony zapewniają humoralną (poprzez krew, limfę, płyn śródmiąższowy) regulację procesów fizjologicznych w organizmie, przedostających się do wszystkich narządów i tkanek. Część jest produkowana tylko w określonych okresach, a większość przez całe życie. Mogą spowolnić lub przyspieszyć wzrost ciała, dojrzewanie, fizyczne i rozwój mentalny, regulują metabolizm i energię, aktywność narządów wewnętrznych. Do gruczołów dokrewnych należą: tarczyca, przytarczyce, wole, nadnercza, trzustka, przysadka, gonady i kilka innych.

Hormony, jako substancje o wysokiej aktywności biologicznej, mimo skrajnie niskich stężeń we krwi, mogą powodować znaczne zmiany stanu organizmu, w szczególności w realizacji przemiany materii i energii. Hormony są niszczone stosunkowo szybko, a aby utrzymać pewną ilość we krwi, konieczne jest ich niestrudzone wydalanie przez odpowiedni gruczoł.

Prawie wszystkie zaburzenia czynności gruczołów dokrewnych powodują zmniejszenie ogólnej wydajności osoby.

© 2015-2019 strona
Wszelkie prawa należą do ich autorów. Ta strona nie rości sobie praw autorskich, ale zapewnia bezpłatne użytkowanie.
Data utworzenia strony: 2017-04-20

W naszym ciele tlen odpowiada za proces wytwarzania energii. W naszych komórkach tylko dzięki tlenowi zachodzi dotlenienie – przemiana składników odżywczych (tłuszczów i lipidów) w energię komórkową. Wraz ze spadkiem ciśnienia parcjalnego (zawartości) tlenu we wdychanym poziomie - zmniejsza się jego poziom we krwi - zmniejsza się aktywność organizmu na poziomie komórkowym. Wiadomo, że mózg zużywa ponad 20% tlenu. Niedobór tlenu przyczynia się W związku z tym, gdy spada poziom tlenu, samopoczucie, wydajność, ogólny ton, odporność.
Ważne jest również, aby wiedzieć, że to tlen może usuwać toksyny z organizmu.
Należy pamiętać, że we wszystkich zagranicznych filmach w razie wypadku lub osoby w poważny stan Przede wszystkim lekarze pogotowia umieszczają ofiarę na aparacie tlenowym, aby zwiększyć odporność organizmu i zwiększyć jego szanse na przeżycie.
Lecznicze działanie tlenu jest znane i stosowane w medycynie od końca XVIII wieku. W ZSRR aktywne wykorzystanie tlenu w celach profilaktycznych rozpoczęło się w latach 60. ubiegłego wieku.

niedotlenienie

Niedotlenienie lub głód tlenowy - obniżona zawartość tlenu w organizmie lub poszczególne organy i tkaniny. Niedotlenienie występuje, gdy we wdychanym powietrzu i we krwi brakuje tlenu, z naruszeniem biochemicznych procesów oddychania tkankowego. Z powodu niedotlenienia rozwijają się ważne narządy nieodwracalne zmiany. najbardziej wrażliwy na niedobór tlenu to centralny układ nerwowy, mięsień sercowy, tkanka nerek, wątroba.
Objawy niedotlenienia to niewydolność oddechowa, duszność; naruszenie funkcji narządów i układów.

Szkoda tlenu

Czasami można usłyszeć, że „Tlen jest utleniaczem, który przyspiesza starzenie się organizmu”.
Tutaj wyciąga się błędny wniosek z słusznej przesłanki. Tak, tlen jest środkiem utleniającym. Tylko dzięki niemu składniki odżywcze z pożywienia są w organizmie przetwarzane na energię.
Strach przed tlenem wiąże się z dwoma jego wyjątkowymi właściwościami: wolnymi rodnikami i zatruciem nadciśnieniem.

1. Czym są wolne rodniki?
Niektóre z ogromnej liczby stale przepływających reakcji utleniania (wytwarzających energię) i redukcyjnych organizmu nie są zakończone do końca, a następnie powstają substancje z niestabilnymi cząsteczkami, które mają niesparowane elektrony na zewnętrznych poziomach elektronowych, zwane „wolnymi rodnikami”. . Dążą do wychwytywania brakującego elektronu z dowolnej innej cząsteczki. Ta cząsteczka staje się wolnym rodnikiem i kradnie elektron następnemu i tak dalej.
Dlaczego jest to potrzebne? Określona ilość wolne rodniki lub utleniacze są niezbędne dla organizmu. Przede wszystkim – do zwalczania szkodliwych mikroorganizmów. Wolne rodniki są wykorzystywane przez układ odpornościowy jako „pociski” przeciwko „najeźdźcom”. Normalnie w ludzkim ciele 5% substancji powstających podczas reakcji chemicznych staje się wolnymi rodnikami.
Naukowcy nazywają główne przyczyny naruszenia naturalnej równowagi biochemicznej i wzrostu liczby wolnych rodników stres emocjonalny, ciężki wysiłek fizyczny, urazy i wyczerpanie na tle zanieczyszczenia powietrza, spożywanie żywności w puszkach i nieprawidłowo przetworzonych technologicznie, warzyw i owoców uprawianych za pomocą herbicydów i pestycydów, ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe i promieniowanie.

Tak więc starzenie się jest proces biologiczny spowalniające podziały komórkowe, a wolne rodniki, błędnie kojarzone ze starzeniem się, są naturalnymi i niezbędnymi mechanizmami obronnymi organizmu, a ich szkodliwe działanie wiąże się z naruszeniem naturalne procesy w ciele negatywne czynnikiśrodowisko i stres.

2. „Tlen jest łatwy do zatrucia”.
Rzeczywiście, nadmiar tlenu jest niebezpieczny. Nadmiar tlenu powoduje wzrost ilości utlenionej hemoglobiny we krwi i zmniejszenie ilości zredukowanej hemoglobiny. A ponieważ to zredukowana hemoglobina usuwa dwutlenek węgla, jego zatrzymanie w tkankach prowadzi do hiperkapnii – zatrucia CO2.
Wraz z nadmiarem tlenu rośnie liczba metabolitów wolnych rodników, tych bardzo strasznych „wolnych rodników”, które są bardzo aktywne, działają jako utleniacze, które mogą uszkadzać błony biologiczne komórki.

Okropne, prawda? Natychmiast chcę przestać oddychać. Na szczęście, aby zatruć się tlenem, konieczne jest zwiększone ciśnienie tlenu, jak np. w komorze ciśnieniowej (podczas baroterapii tlenowej) lub podczas nurkowania ze specjalnymi mieszankami oddechowymi. W zwykłym życiu takie sytuacje nie występują.

3. „W górach jest mało tlenu, ale stulatków jest wielu! Tych. tlen jest zły."
Rzeczywiście, w Związku Radzieckim w górzystych regionach Kaukazu i na Zakaukaziu zarejestrowano pewną liczbę długich wątrób. Jeśli spojrzysz na listę sprawdzonych (tj. potwierdzonych) stulatków świata w całej jego historii, obraz nie będzie tak oczywisty: najstarszych stulatków, zarejestrowana we Francji, USA i Japonii, nie mieszkała w górach..

W Japonii, gdzie nadal mieszka i mieszka najstarsza kobieta na planecie Misao Okawa, która ma już ponad 116 lat, znajduje się również „wyspa stulatków” Okinawa. Średnia długość życia mężczyzn wynosi tu 88 lat, kobiet 92 lata; jest to więcej niż w pozostałej części Japonii o 10-15 lat. Wyspa zgromadziła dane dotyczące ponad siedmiuset lokalnych stulatków w wieku ponad stu lat. Mówią, że: „W przeciwieństwie do kaukaskich górali, Hunzakutów z północnego Pakistanu i innych ludów, które szczycą się swoją długowiecznością, wszystkie narodziny na Okinawie od 1879 r. są udokumentowane w japońskim rejestrze rodzinnym – koseki”. Sami mieszkańcy Okinhua wierzą, że sekret ich długowieczności tkwi w czterech filarach: diecie, aktywnym stylu życia, samowystarczalności i duchowości. Miejscowi nigdy nie przejadają się, przestrzegając zasady „hari hachi bu” – osiem dziesiątych całości. Te „osiem dziesiątych” z nich to wieprzowina, wodorosty i tofu, warzywa, daikon i lokalny gorzki ogórek. Najstarsi Okinawani nie siedzą bezczynnie: aktywnie pracują na ziemi, a także aktywna jest ich rekreacja: przede wszystkim uwielbiają grać w lokalną odmianę krokieta.: Okinawa nazywana jest najszczęśliwszą wyspą - nie ma immanentnej główne wyspy Japonia pośpiech i stres. Miejscowi są zaangażowani w filozofię yuimaru – „życzliwy i przyjazny wspólny wysiłek”.
Co ciekawe, gdy tylko Okinawanowie przeniosą się do innych części kraju, to wśród takich ludzi nie ma już długich wątróbek. czynnik genetyczny nie odgrywa żadnej roli. A my ze swojej strony uważamy za niezwykle ważne, aby Wyspy Okinawa znajdowały się w aktywnie smaganej przez wiatr strefie w oceanie, a poziom zawartości tlenu w takich strefach jest rejestrowany jako najwyższy - 21,9 - 22% tlenu.

Czystość powietrza

„Ale powietrze na zewnątrz jest brudne, a tlen przenosi ze sobą wszystkie substancje”.
Dlatego systemy OxyHaus posiadają trójstopniowy system filtracji powietrza dolotowego. I już oczyszczone powietrze wchodzi do sita molekularnego zeolitu, w którym oddzielany jest tlen z powietrza.

„Czy można zostać zatrutym tlenem?”

Zatrucie tlenem, hiperoksja, występuje w wyniku oddychania mieszaniną gazów zawierających tlen (powietrze, nitrox) pod podwyższonym ciśnieniem. Zatrucie tlenem może wystąpić podczas używania aparatów tlenowych, aparatów regeneracyjnych, podczas używania sztucznych mieszanek gazowych do oddychania, podczas rekompresji tlenu, a także z powodu nadmiernych dawek terapeutycznych w procesie baroterapii tlenowej. W przypadku zatrucia tlenem rozwijają się dysfunkcje ośrodkowego układu nerwowego, narządów oddechowych i krążenia.

Jak tlen wpływa na organizm człowieka?

Więcej tego wymaga rozwijający się organizm i osoby intensywnie uprawiające aktywność fizyczną. Ogólnie aktywność oddychania w dużej mierze zależy od zestawu czynniki zewnętrzne. Na przykład, jeśli masz dość fajny prysznic, wtedy ilość zużywanego tlenu wzrośnie o 100% w porównaniu z warunkami panującymi w temperaturze pokojowej. To znaczy, niż więcej osób wydziela ciepło, tym szybsza staje się częstotliwość jego oddechu. Tu jest kilka interesujące fakty z tej okazji:

• w ciągu 1 godziny osoba zużywa 15-20 litrów tlenu;


• ilość zużytego tlenu: podczas czuwania wzrasta o 30-35%, podczas spokojnego spaceru - o 100%, podczas lekkiej pracy - o 200%, podczas ciężkiej pracy fizycznej - o 600% lub więcej;


• działalność procesy oddechowe bezpośrednio związane z pojemnością płuc. Na przykład dla sportowców jest to 1-1,5 litra więcej niż norma, ale dla profesjonalnych pływaków może osiągnąć nawet 6 litrów!


• Im większa pojemność płuc, tym mniejsza częstość oddechów i większa głębokość wdechu. Obrazowy przykład: sportowiec bierze 6-10 oddechów na minutę, podczas gdy zwykła osoba(niesportowiec) oddycha z szybkością 14-18 oddechów na minutę.

Dlaczego więc potrzebujemy tlenu?

Jest niezbędny dla całego życia na ziemi: zwierzęta spożywają go w procesie oddychania i rośliny uwolnij go podczas fotosyntezy. Każda żywa komórka zawiera więcej tlenu niż jakikolwiek inny pierwiastek - około 70%.

Znajduje się w cząsteczkach wszystkich substancji – lipidów, białek, węglowodanów, kwasów nukleinowych i związków niskocząsteczkowych. A życie ludzkie byłoby po prostu nie do pomyślenia bez tego ważnego elementu!

Proces jego metabolizmu przebiega następująco: najpierw przedostaje się przez płuca do krwi, gdzie jest wchłaniany przez hemoglobinę i tworzy oksyhemoglobinę. Następnie jest „transportowany” przez krew do wszystkich komórek narządów i tkanek. W stan związany występuje w postaci wody. W tkankach zużywa się głównie na utlenianie wielu substancji podczas ich metabolizmu. Jest dalej metabolizowany do wody i dwutlenku węgla, a następnie wydalany z organizmu przez narządy układu oddechowego i wydalniczego.

Nadmiar tlenu

Długotrwałe wdychanie powietrza wzbogaconego tym pierwiastkiem jest bardzo niebezpieczne dla zdrowia człowieka. Wysokie stężenia O2 może powodować pojawienie się wolnych rodników w tkankach, które są „niszczycielami” biopolimerów, a dokładniej ich struktury i funkcji.

Jednak w medycynie do leczenia niektórych schorzeń nadal stosuje się procedurę nasycenia tlenem. wysokie ciśnienie krwi zwanej tlenoterapią hiperbaryczną.

Nadmiar tlenu jest równie niebezpieczny jak nadmiar promieniowania słonecznego. W życiu człowiek po prostu powoli wypala się tlenem, jak świeca. Starzenie to proces spalania. W przeszłości chłopi, którzy byli stale na świeże powietrze a słońce żyły znacznie krócej niż ich panowie – szlachta grająca muzykę w zamknięte domy i spędzać czas grając w gry karciane.

Oddech- najbardziej żywy i przekonujący wyraz życia. Poprzez oddychanie organizm otrzymuje tlen i uwalniany jest z nadmiaru dwutlenku węgla powstałego w wyniku przemiany materii. Oddychanie i krążenie krwi dostarczają wszystkim narządom i tkankom naszego ciała energię niezbędną do życia. Uwalnianie energii niezbędnej do życia organizmu następuje na poziomie komórek i tkanek w wyniku biologicznego utleniania (oddychania komórkowego).

Brak tlenu we krwi wpływa przede wszystkim na takie ważne narządy, jak serce i centralny układ nerwowy. głód tlenu mięśniowi sercowemu towarzyszy zahamowanie syntezy kwasu adenozynotrójfosforowego (ATP), który jest głównym źródłem energii niezbędnej do pracy serca. Mózg człowieka zużywa więcej tlenu niż stale pracujące serce, więc nawet niewielki niedobór tlenu we krwi wpływa na stan mózgu.

Konserwacja funkcja oddechowa wystarczająco wysoki poziom jest niezbędnym warunkiem utrzymania zdrowia i zapobiegania rozwojowi przedwczesnego starzenia.

Proces oddechowy obejmuje kilka etapów:

1. wypełnienie płuc powietrzem atmosferycznym (wentylacja płucna);
2. przejście tlenu z pęcherzyków płucnych do krwi przepływającej przez naczynia włosowate płuc i uwolnienie dwutlenku węgla z krwi do pęcherzyków płucnych, a następnie do atmosfery;
3. dostarczanie tlenu przez krew do tkanek i dwutlenku węgla z tkanek do płuc;
4. zużycie tlenu przez komórki - oddychanie komórkowe.

Pierwszy etap oddychania – wentylacja płuc- polega na wymianie wdychanego i wydychanego powietrza, tj. w napełnianiu płuc powietrzem atmosferycznym i usuwaniu go na zewnątrz. Wynika to z ruchów oddechowych klatki piersiowej.

12 par żeber jest przymocowanych z przodu do mostka, a z tyłu do kręgosłupa. Chronią narządy klatki piersiowej (serce, płuca, duże naczynia krwionośne) przed uszkodzeniami zewnętrznymi, ich ruch - w górę iw dół, wykonywany przez mięśnie międzyżebrowe, wspomaga wdech i wydech. Od dołu skrzynia jest hermetycznie oddzielona od Jama brzuszna przepona, która swoim wybrzuszeniem wystaje nieco do jamy klatki piersiowej. Płuca wypełniają prawie całą przestrzeń klatki piersiowej, z wyjątkiem jej środkowej części zajmowanej przez serce. dolna powierzchnia płuca leżą na przeponie, ich zwężone i zaokrąglone szczyty wystają poza obojczyk. na wolnym powietrzu wypukła powierzchnia płuca przylegające do żeber.

Centralna część wewnętrznej powierzchni płuc, stykająca się z sercem, obejmuje duże oskrzela, tętnice płucne(przenoszący krew żylną z prawej komory serca do płuc), naczynia krwionośne z krwią tętniczą, które zasilają tkankę płucną oraz nerwy unerwiające płuca. Żyły płucne wychodzą z płuc, przenosząc krew tętniczą do serca. Cała ta strefa tworzy tak zwane korzenie płuc.

Schemat budowy płuc: 1- tchawica; 2 - oskrzela; 3 - naczynie krwionośne; 4 - centralna (podstawowa) strefa płuc; 5 - wierzchołek płuca.

Każde płuco pokryte jest błoną (opłucną). U podstaw opłucna płucna przełącza się na wewnętrzna ściana Jama klatki piersiowej. Powierzchnia worka opłucnowego, w którym znajduje się płuco, prawie dotyka powierzchni opłucnej, która wyściela wnętrze klatki piersiowej. Pomiędzy nimi znajduje się szczelinowa przestrzeń - jama opłucnowa, w której znajduje się niewielka ilość płynu.

Podczas inhalacji mięśnie międzyżebrowe unoszą i rozkładają żebra na boki, dolny koniec mostka przesuwa się do przodu. Membrana (główny mięsień oddechowy) w tym momencie również się kurczy, przez co jego kopuła jest bardziej płaska i obniża się, popychając narządy jamy brzusznej w dół, na boki i do przodu. Ciśnienie w jamie opłucnej staje się ujemne, płuca rozszerzają się biernie, a powietrze jest wciągane przez tchawicę i oskrzela do pęcherzyków płucnych. To jest pierwsza faza oddychania – wdech.

Podczas wydechu mięśnie międzyżebrowe i przepona rozluźniają się, żebra opadają, kopuła przepony unosi się. Płuca są ściśnięte, a powietrze jest z nich jakby wypychane. Po wydechu następuje krótka przerwa.

Tutaj należy zauważyć specjalna rola membrana nie tylko jako główna mięsień oddechowy, ale także jako mięsień aktywujący krążenie krwi. Kurcząc się podczas inhalacji przepona naciska na żołądek, wątrobę i inne narządy jamy brzusznej, jakby wyciskając z nich krew żylną w kierunku serca. Podczas wydechu przepona unosi się ciśnienie w jamie brzusznej zmniejsza się, a to zwiększa przepływ krwi tętniczej do narządów wewnętrznych jamy brzusznej. W ten sposób powstają ruchy oddechowe przepony, które występują 12-18 razy na minutę delikatny masaż narządy jamy brzusznej, poprawiając ich krążenie krwi i ułatwiając pracę serca.

Wzrost i spadek ciśnienia w klatce piersiowej podczas cykl oddechowy bezpośrednio wpływają na działalność organów znajdujących się w skrzynia. W ten sposób siła ssania podciśnienia w jamie opłucnej rozwija się podczas wdechu i ułatwia przepływ krwi z żyły głównej górnej i dolnej oraz z żyły płucnej do serca. Ponadto zmniejszenie ciśnienia w klatce piersiowej podczas wdechu przyczynia się do bardziej znaczącego rozszerzenia światła tętnic wieńcowych serca podczas jego relaksacji i odpoczynku (tj. podczas rozkurczu i pauzy), w związku z czym odżywianie mięśnia sercowego poprawia. Z tego, co zostało powiedziane, jasno wynika, że płytkie oddychanie pogarsza się nie tylko wentylacja płuc, ale także warunki pracy i stan funkcjonalny mięśnia sercowego.

Kiedy osoba odpoczywa, obwodowe części płuca są głównie zajęte w akcie oddychania. Środkowa część, znajdujący się u nasady, jest mniej rozciągliwy.

Tkanka płucna składa się z maleńkich worków wypełnionych powietrzem. pęcherzyki, których ściany są gęsto splecione z naczyniami krwionośnymi. W przeciwieństwie do wielu innych narządów, płuca mają podwójne ukrwienie: układ naczyń krwionośnych, które zapewniają określoną funkcję płuc - wymianę gazową, oraz specjalne tętnice, które zasilają samą tkankę płucną, oskrzela i ścianę tętnicy płucnej.

Kapilary pęcherzyków płucnych są bardzo gęstą siecią o odległości pomiędzy poszczególnymi pętlami kilku mikrometrów (µm). Odległość ta zwiększa się, gdy ściany pęcherzyków są rozciągane podczas wdechu. Ogólny wewnętrzna powierzchnia wszystkich naczyń włosowatych w płucach osiąga około 70 m2. Jednocześnie w naczyniach włosowatych płuc może znajdować się do 140 ml krwi, podczas pracy fizycznej ilość przepływającej krwi może osiągnąć 30 litrów na 1 minutę.

Dopływ krwi do różnych części płuc zależy od ich stanu funkcjonalnego: przepływ krwi odbywa się głównie przez naczynia włosowate wentylowanych pęcherzyków płucnych, podczas gdy w częściach płuc wyłączonych z wentylacji przepływ krwi jest znacznie zmniejszony . Takie obszary tkanki płucnej stają się bezbronne, gdy zostaną zaatakowane przez patogenne drobnoustroje. W niektórych przypadkach wyjaśnia to lokalizację procesy zapalne z odoskrzelowym zapaleniem płuc.

Prawidłowo funkcjonujące pęcherzyki płucne zawierają wyspecjalizowane komórki zwane makrofagami pęcherzykowymi. Chronią tkankę płucną przed pyłem organicznym i mineralnym zawartym we wdychanym powietrzu, neutralizują drobnoustroje i wirusy oraz neutralizują wydzielane przez nie drobnoustroje. szkodliwe substancje(toksyny). Komórki te przechodzą z krwi do pęcherzyków płucnych. Długość ich życia zależy od ilości wdychanego pyłu i bakterii: im bardziej zanieczyszczone powietrze, tym szybciej umierają makrofagi.

Od zdolności tych komórek do fagocytozy, tj. na wchłanianie i trawienie bakterii chorobotwórczych, w w dużej mierze zależy od poziomu ogólnej niespecyficznej odporności organizmu na infekcje. Ponadto makrofagi samodzielnie oczyszczają tkankę płucną martwe komórki. Wiadomo, że makrofagi szybko „rozpoznają” uszkodzone komórki i udają się do nich, aby je wyeliminować.

Rezerwy aparatury oddychanie zewnętrzne, zapewniające wentylację płuc, są bardzo duże. Na przykład w spoczynku zdrowy dorosły wykonuje średnio 16 oddechów i wydechów na 1 minutę, a na jeden oddech do płuc dostaje się około 0,5 litra powietrza (ta objętość nazywa się objętością oddechową), przez 1 minutę będzie to 8 litrów powietrza. Przy maksymalnym dobrowolnym wzroście oddychania częstotliwość wdechu i wydechu może wzrosnąć do 50-60 na 1 min, objętość oddechowa - do 2 litrów, a minutowa objętość oddechowa - do 100-200 litrów.

Rezerwy objętości płuc są również dość znaczne. Tak więc ludzie prowadzący siedzący tryb życiażycie, pojemność życiowa płuc (tj. Maksymalna objętość powietrza, którą można wydychać po maksymalnym oddechu) wynosi 3000-5000 ml; podczas treningu fizycznego, na przykład u niektórych sportowców, wzrasta do 7000 ml lub więcej.

Organizm ludzki tylko częściowo wykorzystuje tlen atmosferyczny. Jak wiadomo, wdychane powietrze zawiera średnio 21%, a wydychane - 15-17% tlenu. W spoczynku organizm zużywa 200-300 cm3 tlenu.

Przenoszenie tlenu do krwi i dwutlenku węgla z krwi do płuc następuje z powodu różnicy między ciśnieniem parcjalnym tych gazów w powietrzu w płucach a ich napięciem we krwi. Ponieważ ciśnienie cząstkowe tlenu w powietrzu pęcherzykowym wynosi średnio 100 mm Hg. Art., we krwi płynącej do płuc ciśnienie tlenu wynosi 37-40 mm Hg. Art., przechodzi z pęcherzykowego powietrza do krwi. Ciśnienie dwutlenku węgla we krwi przechodzącej przez płuca spada z 46 do 40 mm Hg. Sztuka. z powodu przedostania się do pęcherzyków powietrza.

Krew jest nasycona gazami, które są w stanie związanym chemicznie. Tlen jest transportowany przez erytrocyty, w których wchodzi w niestabilną kombinację z hemoglobiną - oksyhemoglobina. Jest to bardzo korzystne dla organizmu, ponieważ gdyby tlen został po prostu rozpuszczony w osoczu i nie połączony z hemoglobiną erytrocytów, to w celu zapewnienia normalne oddychanie tkanek, serce musiałoby bić 40 razy szybciej niż teraz.

We krwi dorosłego zdrowa osoba zawiera tylko około 600 g hemoglobiny, więc ilość tlenu związanego z hemoglobiną jest stosunkowo niewielka, około 800-1200 ml. Potrafi zaspokoić zapotrzebowanie organizmu na tlen tylko przez 3-4 minuty.

Ponieważ komórki bardzo energicznie zużywają tlen, jego napięcie w protoplazmie jest bardzo niskie, dlatego musi on stale wnikać do komórek. Ilość tlenu pobieranego przez komórki zmienia się w różnych warunkach. Zwiększa się wraz z aktywnością fizyczną. Intensywnie powstający w tym przypadku dwutlenek węgla i kwas mlekowy zmniejszają zdolność hemoglobiny do zatrzymywania tlenu, a tym samym ułatwiają jego uwalnianie i wykorzystanie przez tkanki.

Jeśli ośrodek oddechowy znajduje się w rdzeń przedłużony, jest absolutnie niezbędna do realizacji ruchów oddechowych (po jego uszkodzeniu ustaje oddech i następuje śmierć), wówczas pozostałe części mózgu zapewniają regulację najdrobniejszych zmian adaptacyjnych ruchów oddechowych do warunków środowiska zewnętrznego i wewnętrznego organizmu. ciała i nie są niezbędne.

Ośrodek oddechowy jest wrażliwy na skład gazu krew: nadmiar tlenu i brak dwutlenku węgla hamują, a brak tlenu, zwłaszcza gdy nadmiar treści dwutlenek węgla stymuluje ośrodek oddechowy. W trakcie Praca fizyczna mięśnie zwiększają zużycie tlenu i gromadzą dwutlenek węgla, ośrodek oddechowy reaguje na to zwiększeniem ruchów oddechowych. Nawet niewielkie wstrzymanie oddechu (przerwa w oddychaniu) działa stymulująco na ośrodek oddechowy. Podczas snu, wraz ze spadkiem aktywności fizycznej, oddychanie jest osłabione. To są przykłady mimowolnej regulacji oddychania.

Wpływ kory mózgowej na ruchy oddechowe wyraża się w zdolności do dowolnego wstrzymywania oddechu, zmiany jego rytmu i głębokości. Impulsy pochodzące z ośrodek oddechowy z kolei wpływają na ton kory mózgowej. Fizjolodzy ustalili, że wdech i wydech mają odwrotny wpływ na stan funkcjonalny kory mózgowej, a przez nią na mięśnie dobrowolne. Wdech powoduje lekkie przesunięcie w kierunku wzbudzenia, a wydech powoduje przesunięcie w kierunku hamowania, tj. wdech jest czynnikiem stymulującym, wydech działa uspokajająco. Przy jednakowym czasie trwania wdechu i wydechu, wpływy te na ogół wzajemnie się neutralizują. Wydłużony wdech z przerwą na wysokości wdechu ze skróconym wydechem obserwuje się u osób w stanie pogodnym, o dużej zdolności do pracy. Ten rodzaj oddychania można nazwać mobilizującym. I odwrotnie: energiczny, ale krótki oddech z nieco wydłużonym, wydłużonym wydechem i wstrzymywanie oddechu po wydechu działa uspokajająco i pomaga rozluźnić mięśnie.

Na poprawie dobrowolnej regulacji oddechu opiera się efekt terapeutyczny ćwiczenia oddechowe. Podczas procesu powtórek ćwiczenia oddechowe nawyk rozwija się fizjologicznie prawidłowe oddychanie, następuje równomierna wentylacja płuc, wyeliminowana przeludnienie w małym kole i w tkance płucnej. Jednocześnie poprawiają się inne wskaźniki funkcji oddechowej, a także czynność serca i ukrwienie narządów jamy brzusznej, głównie wątroby, żołądka i trzustki. Ponadto istnieje możliwość korzystania różne rodzaje oddychanie w celu poprawy wydajności i dobrego wypoczynku.