Sistemele respirator și circulator. Sânge

Creierul absoarbe cu lăcomie oxigenul. Acest lucru poate fi verificat cu ușurință prin determinarea concentrației de oxigen din sângele arterial și venos. În timpul repausului, creierul consumă de 20 de ori mai mult oxigen decât țesutul muscular. În timpul muncii mentale intense, consumul de oxigen de către creier crește în mod clar.

Aceste cifre indică și nevoia nesățioasă a creierului de oxigen. Greutatea creierului adult este de obicei de 2-2,5% din greutatea corporală. În același timp, creierul consumă 1/5 sau chiar 1/4 din tot oxigenul pe care corpul uman îl consumă.

Nu ne gândim bine într-o cameră înfundată. Se pare că toată lumea a experimentat asta. Unii oameni le este deosebit de greu cu lipsa de oxigen. Dar copiii noștri? Ei tolerează și mai rău deficiența de oxigen. Și asta nu este o coincidență. La un copil sub patru ani, aproximativ jumătate din oxigenul consumat de organism este consumat de creier.

Țesutul cerebral este cel mai sensibil la medicamente și Alcool etilic. Chiar și concentrațiile mici de alcool îi deprimă respirația...

Cercetătorii au calculat că aportul de oxigen dizolvat în sânge, în vasele de sânge ale creierului și în țesutul în sine este foarte limitat. Resursele proprii sunt suficiente pentru doar 10 secunde. Dacă oxigenul nu este furnizat prin fluxul sanguin, atunci o catastrofă biochimică poate apărea foarte curând.

Dar, de fapt, de ce țesutul creierului are nevoie de mult oxigen?

Probabil, pentru ca munca să fie făcută, creierul ar putea trăi. Și aici întâlnim un fenomen care este caracteristic doar creierului.

Pentru a lucra, trebuie să ardeți un fel de combustibil. Glucoza este aproape singurul combustibil pentru creier. Oxigenul este cheltuit în principal pentru oxidarea acestei substanțe. Produșii finali ai transformării glucozei sunt dioxidul de carbon și apa. Cu toate acestea, în acest caz se formează o altă sursă universală de energie - molecula ATP. Oferă aproape toată cheltuiala energetică a creierului.

Creierul, într-un anumit sens, este nemercenar. El nu are rezerve semnificative de glucoză și trăiește, după cum se spune, pentru astăzi.

Puteți verifica acest lucru printr-o experiență simplă. Folosind un aparat de ras obișnuit, tăiem felii subțiri din organele interne ale șoarecilor de laborator: ficatul, rinichii, mușchii. Este mai dificil să faci secțiuni ale cortexului cerebral, dar este posibil.

Să plasăm secțiuni ale fiecărui organ separat salină, turnat în vase mici cu un volum de câțiva centimetri cubi fiecare. Vom atașa la vase manometre din sticlă cu gradații. Turnați o cantitate mică de lichid special preparat și colorat în manometru. Acum să coborâm întreaga noastră structură într-o baie cu apa calda, dar astfel încât manometrul să fie în afara băii, iar vasul să fie în interiorul acesteia. Temperatura apei în baie este de 37 de grade, adică aproape de temperatura corpului unui animal de laborator.

Feliile de organ respiră și consumă oxigen. Volumul de gaz din vas scade, iar acest lucru se reflectă în citirile manometrului. O coloană de lichid se strecoară în sus. Desigur, încet, dar destul de vizibil. În acest fel, puteți calcula câți milimetri cubi de oxigen au fost absorbiți de o probă de 100 de miligrame de țesut într-un minut.

Și aici ne confruntăm fenomen neobișnuit. Secțiuni ale ficatului, rinichilor și țesutului muscular consumă oxigen într-un ritm constant pentru o perioadă destul de lungă. În orice caz, acest proces poate fi observat timp de cinci sau zece minute. Țesutul creierului este o altă problemă. Respirația ei încetinește rapid, dar de îndată ce se adaugă o picătură de soluție de glucoză, revigorează și respiră din nou cu aceeași intensitate.

Experiența pe care am făcut-o este foarte clară. Indică faptul că celulele nervoase ale cortexului cerebral își acoperă nevoile de energie aproape exclusiv din glucoză, care este transportată prin fluxul sanguin.

Și acum apare o întrebare legitimă: cum produce oxidarea glucozei o altă sursă universală de energie - molecule de acid adenozin trifosforic?

Hipocrate - mare doctor Grecia antică- într-una dintre lucrările sale el a scris: „Există într-o persoană atât amar, cât și sărat, și dulce, și acru, și tare și moale și mult mai mult într-un număr infinit, varietate în proprietăți, cantitate, putere.” Folosind exemplul transformărilor oxidative ale glucozei în creierul uman și formarea unei alte surse universale de energie - acidul adenozin trifosforic, putem urmări sistemul de transformări uimitoare ale „dulce”, glucoză, în ATP, „acru”, conform lui Hipocrate.

Dacă pur și simplu ardeți molecule de glucoză într-un curent de oxigen, se formează apă și dioxid de carbon. Acest lucru va evidenția cantitate semnificativă energie. Desigur, această metodă de generare a energiei este inacceptabilă pentru o celulă vie. Energia din celulă este consumată în porții mici. Ar trebui să se formeze treptat și să se acumuleze „în rezervă”. Având o rezervă de „energie conservată”, celula vie capabil să răspundă extrem de rapid la schimbări Mediul extern. Mai mult, procesul de producere a energiei de către o celulă poate fie să încetinească, fie să accelereze brusc.

Fiecare dintre noi a văzut asta de nenumărate ori. De exemplu, stăteai liniștit pe un scaun. Consumul de energie în tesut muscular era relativ mic. Te-ai ridicat repede și ai început să alergi repede; Uzina de producere a energiei biochimice funcționa la capacitate maximă.

Un lung lanț de transformări biochimice ale glucozei a început. Aceasta implică zeci de transformări chimice ale moleculei care se desfășoară treptat a compusului original. Dar în acest caz ne interesează rezultatul final. Odată cu oxidarea completă a unei molecule de glucoză, sunt sintetizate treizeci și opt de molecule de acid adenozin trifosforic.

Acum devine clar de ce energia din creier este generată în principal prin oxidarea glucozei, prin respirație. Cu această metodă, în special se formează o mulțime de ea. Procesul de gândire este însoțit de o cheltuială semnificativă de energie în sensul cel mai literal al cuvântului.

Consumul de O2 în repaus.Cantitatea de oxigen consumată de un țesut depinde de starea funcțională a celulelor sale constitutive.În tabel Tabelul 23.1 prezintă date privind consumul de oxigen de către diferite organe și părți ale acestora atunci când corpul este în repaus la temperatura normala. Rata consumului de oxigen de către un anumit organ () este de obicei

exprimat în ml O 2 la 1 G sau 100 g de masă pe 1 minut (acest lucru ia în considerare masa organului în conditii naturale). În conformitate cu Principiul lui Fick determinat pe baza circulație sanguină() printr-unul sau altul organ și diferențe de concentrații O 2 în organism sânge arterialși sânge venos care curge din el ():

(1)

Când corpul este în repaus, oxigenul este absorbit relativ intens de miocard și substanța cenușie a creierului(în special, scoarță), ficatȘi cortexul renal.În același timp muschii scheletici, splina si materie albă creierul consumă mai puțin oxigen (Tabelul 23.1).

Diferențele în consumul de oxigen zone diferite unuȘi același organ. Poate fi măsurat în multe organe fluxul sanguin prin zone limitate de țesut prin determinarea clearance-ului gazelor inerte(de exemplu, 85 Kg, 133 Xe și H2). Astfel, dacă este posibil să se preleveze o probă de sânge dintr-o venă care drenează o zonă dată, atunci această metodă permite să se determine consumul de oxigen din aceasta. În plus, în urmă cu câțiva ani, a fost dezvoltată metoda tomografiei cu emisie de pozitroni (PET), care face posibilă măsurarea directă a fluxului sanguin și a consumului de O 2 în anumite părți ale organelor. Această metodă a fost folosită cu succes pentru a studia creierul uman. Înainte de introducerea metodei PET, după cum se poate observa din Tabel. 23.1, măsura consumul regional O 2 a fost posibil doar în câteva organe.

La studierea consumului de oxigen de către țesuturile cerebrale ale diferitelor mamifere, s-a demonstrat că cortexul emisfere cerebrale consumă de la 8 10 −2 la 0,1 ml O 2 g −1 min −1 . Pe baza consumului de O2 al întregului creier și al cortexului, se poate calcula consumul mediu de O2 substanța albă a creierului. Această valoare este de aproximativ 1 10 −2 ml g −1 min −1. Măsurare directă absorbția O 2 de către zone ale creierului la subiecții sănătoși folosind metoda tomografiei cu emisie de pozitroni a dat următoarele valori: pt. materie cenusie(V diverse zone) - aproximativ de la 4 la 6-10 −2 ml g −1 -min −1, pt. substanta alba-2-10 −2 mlg −1 min −1 . Se poate presupune că consumul de oxigen variază nu numai în funcție de zonă, ci și în diferite celule ale aceleiași zone. De fapt, la măsurarea (folosind microelectrozi de platină) consumul regional de O 2 de către straturile celulare superficiale ale cortexului cerebral, s-a demonstrat că în condiții de anestezie ușoară acest consum în zone mici variază de la aproximativ 4-10 -2 până la 0,12. ml - g −1 -min −1 . Rezultatele autoradiografiei

CAPITOLUL 23. RESPIRAȚIA ȚESUTURILOR 629

Tabelul 23.1. Valorile medii ale vitezei fluxului sanguin (), diferența arteriovenoasă în O 2 () și consumul de 0 2 () în diverse organe persoană la 37 °C
Organ				Sursă de date
Sânge
Mușchii scheletici: în repaus în timpul activității fizice intense
Splină
Creier: materie albă din cortex
Ficat
Rinichi: stratul exterior al cortexului din stratul interior medular medular
Inima: în repaus în timpul unei activități fizice intense

Studiile fizice ale fluxului sanguin regional (folosind iod-14C-antipirină) și consumului regional de glucoză (folosind 14C-2deoxiglucoză) în cortexul cerebral sugerează că acești parametri diferă semnificativ și în zonele învecinate. La persoanele cu vârsta peste 30 de ani, fluxul sanguin regional și consumul de O2 materie cenusie creierul scade treptat odată cu vârsta. Aproximativ aceleași diferențe în consumul de oxigen au fost găsite între părțile individuale ale rinichilor. ÎN cortexul rinichi, consumul mediu de O 2 este de câteva ori mai mare decât în zonele interneȘi papilele medulare. Deoarece nevoile de oxigen ale rinichilor depind în principal de intensitatea reabsorbției active a Na + din lumenul tubilor în țesut, se crede că astfel de diferențe pronunțate în consumul regional de O 2 se datorează în principal diferenței dintre valori. a acestei reabsorbții în cortex și medular .

Consumul de O2 în condiții activitate crescută organ. ÎN Dacă activitatea oricărui organ crește dintr-un motiv sau altul, crește și rata metabolismului energetic din acesta și, în consecință, nevoia de oxigen a celulelor. În timpul consumului de activitate fizică

O 2 țesut miocardic poate crește de 3-4 ori și funcționează muschii scheletici-de peste 20-50 de ori fata de nivelul de repaus. O consum de 2 tesuturi rinichi crește odată cu creșterea ratei de reabsorbție a Na +.

În majoritatea organelor viteza de absorbţie a O 2 nu depinde de viteza fluxului sanguinîn ele (cu condiţia ca tensiunea de O 2 în ţesuturi să fie suficient de mare). Rinichii sunt o excepție. Există o viteză critică de perfuzie, depășire care provoacă formarea de ultrafiltrat; la acest nivel de filtrare flux sanguin crescut acompaniat de consum crescut Aproximativ 2 țesut renal. Această caracteristică se datorează faptului că intensitatea filtrării glomerulare (și deci a reabsorbției Na +) este proporțională cu viteza fluxului sanguin.

Dependența consumului de O2 de temperatură. Consumul de O2 de către țesuturi este extrem de sensibil la schimbările de temperatură. Pe măsură ce temperatura corpului scade, metabolismul energetic încetinește, iar nevoia de oxigen în majoritatea organelor scade. Cu termoreglarea normală, activitatea organonilor implicați în menținerea echilibrului termic crește, iar consumul lor de oxigen crește. Astfel de organe includ, în special, mușchii scheletici; funcţia lor de termoreglare se realizează prin creştere tonusului muscularși tremurând (p. 667). Creșterea temperaturii corpului

63β PARTEA VI. SUFLARE

însoţită de o creştere a nevoii de oxigen în majoritatea organelor. Conform regulii lui Van't Hoff, atunci când temperatura se modifică cu 10 o C în intervalul de la 20 la 40 o C, consumul de oxigen de către țesuturi se modifică în aceeași direcție de 2 3 ori (Q 10 = 2-3). În timpul unor operații chirurgicale, poate fi necesară oprirea temporară a circulației sângelui (și, prin urmare, furnizarea de O2 și substanțe nutritive către organe). În același timp, pentru a reduce necesarul de oxigen al organelor, se utilizează adesea hipotermia (scăderea temperaturii corpului): pacientului i se administrează o anestezie atât de profundă încât mecanismele de termoreglare sunt suprimate.

Activitatea fiecărui sistem protector-adaptativ specializat este strâns legată de caracteristici specifice obiect protejat. Prin urmare, atunci când studiem principiul funcționării sistemelor specializate de protecție-adaptare, este important să vă familiarizați mai întâi cu principalele caracteristici ale organelor pe care le protejează.

În acest capitol vom vorbi despre activitatea mecanismelor sanogenetice ale creierului.

Nu este nevoie să ne oprim asupra căruia rol important Acest organ, sau mai degrabă sistemul, joacă un rol în întreaga activitate de viață a corpului. În fiecare an, în diferite laboratoare din întreaga lume, se acumulează din ce în ce mai multe date experimentale noi privind dependențele strânse dintre starea funcțională a creierului și activitatea tuturor celorlalte organe și sisteme.

Când studiază creierul, oamenii de știință sunt frapați de compactitatea sa uimitoare (aproximativ 1500 cm3 de volum al craniului conține câteva zeci de miliarde de celule și aproximativ 1200 km de vase) și de coerența acțiunii întregii structuri de mai multe miliarde de dolari, și mult mai mult. Natura a rezolvat problema protejarii sistemelor cerebrale intr-un mod extrem de interesant.
Principala sursă de energie necesară pentru funcționare celule nervoase creierul, este oxidarea glucozei. Cu toate acestea, creierul nu are aproape rezerve de carbohidrați, deci schimb normal substanțele din el depinde în întregime de livrarea constantă a materialelor energetice prin sânge. Creierul este activ nu numai în timpul stării de veghe, ci și în timpul somnului.

Creierul este extrem de sensibil la lipsa de oxigen; nevoia lui de oxigen este mult mai mare decât cea a altor organe.

Țesutul creierului consumă de 5 ori mai mult oxigen decât inima și de 20 de ori mai mult decât mușchii. Reprezentând doar aproximativ 2% din greutatea corporală a unei persoane, creierul absoarbe 18-25% din oxigenul consumat de întregul corp. Creierul este semnificativ superior altor organe în consumul de glucoză - 60-70%, adică aproximativ 115 g pe zi.

În ceea ce privește volumul de sânge care își umple vasele, creierul este unul dintre ultimele locuri; ele conțin 1,2% din sângele total al corpului, în timp ce ficatul și mușchii conțin 29%.

Discrepanța paradoxală dintre cantitatea de sânge care umple vasele creierului și consumul semnificativ de oxigen este compensată de mare viteză fluxul sanguin, care în vasele creierului este de 6-7 ori mai mare decât în ​​mușchi.
La persoanele sănătoase, prin 100 g de materie cerebrală curge peste 50 ml de sânge pe minut, care, cu o greutate medie a creierului de 1400 g, este de 700-1000 ml. La persoanele peste 70 de ani, fluxul sanguin cerebral scade semnificativ.

În ambele emisfere, numărul de celule nervoase este de aproximativ 15 miliarde. Alimentarea cu sânge a acestor celule se realizează prin capilare, al căror diametru la om este de 5-8 microni. Drept urmare, un imens retea capilara, a cărui lungime totală este de aproximativ 1200 km. Cortexul cerebral poate rămâne activ timp de 10 secunde fără aport de oxigen. O întârziere acută și completă a alimentării cu sânge a creierului timp de 6-7 secunde, chiar și la tinerii sănătoși, poate provoca leșin; reflexele dispar după 40-60 de secunde și 7 minute după moarte clinică moartea celulelor nervoase are loc pe zone mari diverse departamente creier De aici devine clar cât de important este pentru viata normala creierul are o alimentare continuă cu sânge. Indiferent de situația în care se află o persoană - la un birou sau la o mașină, în atmosfera rarefiată a unui munte înalt sau într-o cabană nava spatiala, cu o accelerație enormă care crește viteză, creierul trebuie să primească neîntrerupt cantitatea necesară de oxigen. Această problemă este rezolvată cu succes prin dispozitive de protecție în sistemul circulator cerebral.

Rata de circulație a sângelui în creier este determinată de diferența de tensiune arterială între arterelor cerebraleși vene și dimensiunea lumenului vaselor de sânge. Presiunea în arterele creierului este proporțională cu presiunea arterială totală, iar în arterele mari ale cercului lui Willis este de aproximativ 100/60 mm Hg. coloană, iar în capilare aproximativ 13 mm.

Presiunea venoasă în creierul unei persoane mincinoase este de 6-8 mmHg. stâlp, iar în pozitie verticala scade la aproape zero. O cădere tensiune arteriala sau ascensiunea venoasă încetinește circulația cerebrală.

Creierul este alimentat cu sânge de două perechi de artere: carotida internă și vertebrală. Arterele vertebrale sunt ramuri ale subclaviei, ele urcă prin deschiderile proceselor transversale ale celor șase vertebre cervicale superioare și pătrund în cavitatea craniană prin foramen magnum.

Ieșirea sângelui din creier este efectuată de vene și are loc în orice poziție a capului în spațiu. Promovarea sângelui în directii diferite contribuie la bogăția sinusurilor cu lacune, extinderea părții medii a superioare sinusul sagital.

Un flux sanguin bun este o condiție necesară pentru funcționarea normală a creierului. Orice încălcare a acesteia duce la acumularea de sânge în vene, sinusurile venoaseși capilarele, care afectează imediat alimentația tuturor țesuturilor și sistemelor creierului, care sunt extrem de sensibile la lipsa de oxigen. Funcția organului în astfel de condiții scade rapid. P.F. Lesgaft (1922) scria despre acest fenomen: „În acest caz, toate activitate mentala fața este plictisitoare, lentă. Toate acestea se observă la persoanele cu temperament melancolic, chiar numele căruia provine de la cuvântul „negru”, indicând faptul că în acest caz sângele venos negru predomină în corp. Deși astăzi nu avem ocazia să spunem dacă P. F. Lesgaft are total dreptate în premisele sale teoretice, totuși, rolul venelor cerebrale în patologie fluxul sanguin cerebral devine subiectul multor studii.

Dintre numeroșii factori ai lumii exterioare care afectează direct și indirect venele creierului, trebuie menționate vibrațiile presiune atmosferică.

Modificările de presiune afectează fluxul de sânge, provocând adesea stare rea de spirit, melancolie, apatie, indiferență și tristețe, scăderea performanței.

În corpul nostru, oxigenul este responsabil pentru procesul de producere a energiei. În celulele noastre, oxigenarea are loc numai datorită oxigenului - conversia nutrienților (grăsimi și lipide) în energie celulară. Când presiunea parțială (conținutul) de oxigen la nivelul inhalat scade, nivelul acestuia în sânge scade - activitatea corpului la nivel celular scade. Se știe că mai mult de 20% din oxigen este consumat de creier. Deficitul de oxigen contribuie. În consecință, atunci când nivelul de oxigen scade, starea de bine, performanța, tonusul general și imunitatea au de suferit.
De asemenea, este important de știut că oxigenul este cel care poate elimina toxinele din organism.
Vă rugăm să rețineți că în toate filmele străine, în cazul unui accident sau al unei persoane în în stare gravăÎn primul rând, medicii de urgență pun victimei un aparat de oxigen pentru a crește rezistența organismului și a crește șansele de supraviețuire.
Efectele terapeutice ale oxigenului sunt cunoscute și utilizate în medicină încă de la sfârșitul secolului al XVIII-lea. În URSS, utilizarea activă a oxigenului în scopuri preventive a început în anii 60 ai secolului trecut.

hipoxie

Hipoxie sau foamete de oxigen - continut redus oxigen în organism sau corpuri individualeși țesături. Hipoxia apare atunci când există o lipsă de oxigen în aerul inhalat și în sânge, când procesele biochimice ale respirației tisulare sunt perturbate. Din cauza hipoxiei, organele vitale se dezvoltă modificări ireversibile. Cel mai sensibil la deficit de oxigen sunt sistemul nervos central, mușchiul inimii, țesutul renal și ficatul.
Manifestările hipoxiei sunt insuficiență respiratorie, dificultăți de respirație; disfuncții ale organelor și sistemelor.

Daune pentru oxigen

Uneori puteți auzi că „Oxigenul este un agent oxidant care accelerează îmbătrânirea corpului”.
Aici, din premisa corectă, se trage concluzia greșită. Da, oxigenul este un agent oxidant. Numai datorită lui nutrienți din alimente sunt procesate în energie în organism.
Frica de oxigen este asociată cu două proprietăți excepționale ale acestuia: radicalii liberi și otrăvirea datorată presiunii excesive.

1. Ce sunt radicalii liberi?
Unele sumă uriașă Reacțiile de oxidare (producătoare de energie) și de reducere ale corpului care apar în mod constant nu sunt finalizate până la sfârșit, iar apoi substanțele se formează cu molecule instabile care au electroni nepereche la nivelurile electronice exterioare, numiți „radicali liberi”. Ei încearcă să prindă electronul lipsă din orice altă moleculă. Această moleculă, transformându-se într-un radical liber, fură un electron de la următorul și așa mai departe.
De ce este necesar acest lucru? O anumită cantitate de radicali liberi, sau oxidanții, sunt vitali pentru organism. În primul rând, să lupte microorganisme dăunătoare. Se folosesc radicali liberi sistem imunitar ca „proiectile” împotriva „intervențiștilor”. În mod normal, în corpul uman, 5% din substanțele formate în timpul reacțiilor chimice devin radicali liberi.
Oamenii de știință numesc principalele motive pentru perturbarea echilibrului biochimic natural și creșterea numărului de radicali liberi stres emoțional, activitate fizică grea, răni și epuizare din cauza poluării aerului, consumul de conserve și alimente prelucrate incorect tehnologic, legume și fructe cultivate cu ajutorul erbicidelor și pesticidelor, expunerii la ultraviolete și la radiații.

Astfel, îmbătrânirea este proces biologicîncetinind diviziunea celulară, iar radicalii liberi asociați în mod eronat cu îmbătrânirea sunt naturali și necesare organismului mecanismele de apărare și efectele lor nocive sunt asociate cu încălcarea procese naturaleîn organism factori negativi mediu inconjurator si stres.

2. „Este ușor să fii otrăvit cu oxigen.”
Într-adevăr, excesul de oxigen este periculos. Excesul de oxigen determină o creștere a cantității de hemoglobină oxidată din sânge și o scădere a cantității de hemoglobină redusă. Și, deoarece hemoglobina redusă este cea care elimină dioxidul de carbon, reținerea acestuia în țesuturi duce la hipercapnie - intoxicație cu CO2.
Cu un exces de oxigen, numărul de metaboliți ai radicalilor liberi, acei „radicali liberi” foarte groaznici care au activitate ridicată, acționând ca agenți oxidanți care pot deteriora membrane biologice celule.

Îngrozitor, nu-i așa? Imediat vreau să nu mai respir. Din fericire, pentru a deveni otrăviți cu oxigen, aveți nevoie de o presiune crescută a oxigenului, cum ar fi într-o cameră de presiune (în timpul baroterapiei cu oxigen) sau când vă scufundați cu amestecuri speciale pentru respirație. ÎN viață obișnuită astfel de situații nu apar.

3. „La munte este puțin oxigen, dar sunt mulți centenari! Acestea. oxigenul este dăunător”.
Într-adevăr, în Uniunea Sovietică, în regiunile muntoase din Caucaz și Transcaucazia au fost înregistrați o serie de centenari. Dacă te uiți la lista de ficat lung verificați (adică confirmați) din lume de-a lungul istoriei sale, imaginea nu va fi atât de evidentă: cei mai vechi centenari, înregistrată în Franța, SUA și Japonia nu locuia la munte..

În Japonia, unde mai trăiește și trăiește cea mai în vârstă femeie de pe planetă, Misao Okawa, care are deja peste 116 ani, există și „insula centenarilor” Okinawa. Durata medie viața aici pentru bărbați - 88 de ani, pentru femei - 92; aceasta este mai mare decât restul Japoniei cu 10-15 ani. Insula a strâns date despre peste șapte sute de centenari locali vechi de peste o sută de ani. Ei spun că: „Spre deosebire de muntenii caucazieni, de hunzakuții din nordul Pakistanului și de alte popoare care se laudă cu longevitatea lor, toate nașterile din Okinawa din 1879 au fost documentate în registrul familiei japoneze - koseki”. Okinawenii înșiși cred că secretul longevității lor se bazează pe patru piloni: dieta, imagine activă viață, autosuficiență și spiritualitate. Locuitorii locali nu mănâncă niciodată în exces, aderând la principiul „hari hachi bu” - mănâncă în opt zecimi. Aceste „opt zecimi” constă din carne de porc, alge marine și tofu, legume, daikon și castraveți amar local. Cei mai bătrâni locuitori din Okinawa nu stau degeaba: lucrează activ pe pământ, iar recreerea lor este, de asemenea, activă: mai ales le place să se joace varietate locală croqueta: Okinawa este numită cea mai fericită insulă - nu există nicio caracteristică insule mari Japonia grabă și stres. Localnicii sunt dedicați filozofiei lui yuimaru - „un efort comun bun și prietenos”.
Este interesant că, de îndată ce locuitorii din Okinawa se mută în alte părți ale țării, nu mai există ficat lung printre astfel de oameni. Astfel, oamenii de știință care studiază acest fenomen au descoperit că longevitatea locuitorilor insulei. factor genetic nu joacă un rol. Și noi, la rândul nostru, considerăm că este extrem de important ca insulele Okinawa să fie situate într-o zonă activă de vânt în ocean, iar nivelul de oxigen în astfel de zone este înregistrat ca cel mai mare - 21,9 - 22% oxigen.

Puritatea aerului

„Dar aerul de afară este murdar, iar oxigenul poartă toate substanțele cu el.”
De aceea sistemele OxyHaus au un sistem de filtrare a aerului de intrare în trei trepte. Iar aerul deja purificat intră într-o sită moleculară de zeolit, în care este separat oxigenul din aer.

„Este posibil să te otraviți cu oxigen?”

Intoxicația cu oxigen, hiperoxia, apare ca urmare a inhalării amestecurilor de gaze care conțin oxigen (aer, nitrox) la presiune ridicată. Otrăvirea cu oxigen poate apărea la utilizarea dispozitivelor de oxigen, a dispozitivelor regenerative, la utilizarea amestecurilor de gaze artificiale pentru respirație, în timpul recomprimării oxigenului și, de asemenea, din cauza depășirii dozelor terapeutice în procesul de baroterapie cu oxigen. Cu otrăvirea cu oxigen, se dezvoltă disfuncții ale sistemului nervos central, ale sistemului respirator și circulator.

Cum afectează oxigenul corpul uman?

O cantitate mai mare este cerută de un organism în creștere și de cei care se angajează într-o activitate fizică intensă. În general, activitatea respiratorie depinde în mare măsură de mulți factori externi. De exemplu, dacă ajungi sub suficient duș rece, atunci cantitatea de oxigen pe care o consumi va crește cu 100% față de condițiile la temperatura camerei. Adică decât mai multi oameni degajă căldură, cu atât frecvența respirației sale devine mai rapidă. Iată câteva fapte interesante cu aceasta ocazie:

• într-o oră o persoană consumă 15-20 de litri de oxigen;


• cantitatea de oxigen consumată: în timpul stării de veghe crește cu 30-35%, în timpul mersului liniștit - cu 100%, când muncă ușoară- cu 200%, cu muncă fizică grea - cu 600% sau mai mult;


• activitate procesele respiratorii depinde direct de capacitatea pulmonară. Deci, de exemplu, pentru sportivi este cu 1-1,5 litri mai mult decât în ​​mod normal, dar pentru înotătorii profesioniști poate ajunge până la 6 litri!


• Cu cât capacitatea plămânilor este mai mare, cu atât este mai mică rata de respirație și cu atât profunzimea inspirației este mai mare. Un exemplu ilustrativ: un sportiv face 6-10 respirații pe minut, în timp ce o persoană comună(non-atlet) respiră cu o frecvență de 14-18 respirații pe minut.

Deci de ce avem nevoie de oxigen?

Este necesar pentru toată viața de pe pământ: animalele îl consumă în procesul de respirație și plantelor Îl eliberează în timpul fotosintezei. Fiecare celulă vie conține mai mult oxigen decât orice alt element - aproximativ 70%.

Se găsește în moleculele tuturor substanțelor - lipide, proteine, carbohidrați, acizi nucleici și compuși cu greutate moleculară mică. Și viața umană ar fi pur și simplu de neconceput fără acest element important!

Procesul metabolizării sale este următorul: mai întâi intră în sânge prin plămâni, unde este absorbit de hemoglobină și formează oxihemoglobina. Apoi este „transportat” prin sânge către toate celulele organelor și țesuturilor. În stare legată, se prezintă sub formă de apă. În țesuturi se cheltuiește în principal pentru oxidarea multor substanțe în timpul metabolismului lor. Mai departe este metabolizat în apă și dioxid de carbon, apoi excretat din organism prin sistemele respirator și excretor.

Excesul de oxigen

Inhalarea prelungită a aerului îmbogățit cu acest element este foarte periculoasă pentru sănătatea umană. Concentrații mari O2 poate provoca apariția radicalilor liberi în țesuturi, care sunt „distrugători” de biopolimeri, mai exact, structura și funcțiile acestora.

Cu toate acestea, în medicină, procedura de saturare a oxigenului sub oxigen este încă folosită pentru a trata unele boli. tensiune arterială crescută care se numeşte oxigenoterapie hiperbară.

Excesul de oxigen este la fel de periculos ca excesul de radiație solară. În viață, o persoană pur și simplu arde încet în oxigen, ca o lumânare. Îmbătrânirea este un proces de ardere. În trecut, țăranii care erau în permanență aer proaspat iar soarele, trăiau mult mai puțin decât proprietarii lor - nobilii care cântau muzică case închiseși petrecerea timpului jucând jocuri de cărți.

Suflare- cea mai vie și convingătoare expresie a vieții. Datorită respirației, organismul primește oxigen și scapă de excesul de dioxid de carbon format ca urmare a metabolismului. Respirația și circulația sângelui asigură tuturor organelor și țesuturilor corpului nostru energia necesară vieții. Eliberarea energiei necesare funcționării organismului are loc la nivelul celulelor și țesuturilor ca urmare a oxidării biologice (respirația celulară).

Când există o lipsă de oxigen în sânge, primii care suferă sunt cei vitali organe importante precum inima și sistemul nervos central. Foamete de oxigen mușchiul cardiac este însoțit de inhibarea sintezei acidului adenozin trifosforic (ATP), care este principala sursă de energie necesară pentru funcționarea inimii. Creierul uman consumă mai mult oxigen decât o inimă care funcționează continuu, așa că chiar și o ușoară lipsă de oxigen în sânge afectează starea creierului.

întreținere functia respiratorie pentru destul nivel inalt este o conditie necesara menținerea sănătății și prevenirea dezvoltării îmbătrânirii premature.

Procesul respirator include mai multe etape:

1. umplerea plămânilor cu aer atmosferic (ventilație pulmonară);
2. tranziția oxigenului din alveolele pulmonare în sângele care curge prin capilarele plămânilor și eliberarea de dioxid de carbon din sânge în alveole și apoi în atmosferă;
3. livrarea de oxigen prin sânge către țesuturi și dioxid de carbon din țesuturi la plămâni;
4. consumul de oxigen de către celule – respirația celulară.

Prima etapă a respirației este ventilația- consta in schimbul de aer inspirat si expirat, i.e. în umplerea plămânilor cu aer atmosferic și înlăturarea acestuia. Acest lucru se realizează prin mișcările respiratorii ale pieptului.

12 perechi de coaste sunt atașate în față de stern și în spate de coloana vertebrală. Ele protejează organele toracelui (inima, plămânii, vasele mari de sânge) de leziunile externe, mișcarea lor în sus și în jos, efectuată de mușchii intercostali, favorizează inhalarea și expirația. Mai jos, pieptul este separat ermetic de cavitate abdominală diafragma, care prin convexitatea sa iese oarecum în cavitatea toracică. Plămânii umplu aproape tot spațiul toracelui, cu excepția părții mijlocii, ocupată de inimă. Suprafața inferioară Plămânii se află pe diafragmă, vârfurile lor înguste și rotunjite ies dincolo de clavicule. În aer liber suprafata convexa plămânii adiacente coastelor.

Partea centrală a suprafeței interioare a plămânilor, în contact cu inima, include bronhii mari, arterele pulmonare(care transportă sânge venos de la ventriculul drept al inimii la plămâni), vase de sânge cu sânge arterial care furnizează țesut pulmonar și nervi care inervează plămânii. Venele pulmonare ies din plămâni și duc sângele arterial la inimă. Toată această zonă formează așa-numitele rădăcini ale plămânilor.

Schema structurii plămânilor: 1- trahee; 2 - bronhii; 3 - vas de sânge; 4 - zona centrală (hilară) a plămânului; 5 - vârful plămânului.

Fiecare plămân este acoperit de o membrană (pleura). La rădăcină pleura pulmonară merge la perete interior cavitatea toracică. Suprafața sacului pleural, care conține plămânul, este aproape în contact cu suprafața căptușelii pleurei partea interioară cufăr. Între ele există un spațiu asemănător unei fante - cavitatea pleurală, unde se află o cantitate mică de lichid.

În timpul inhalării, mușchii intercostali ridică și răspândesc coastele în lateral, capătul inferior al sternului se deplasează înainte. Diafragma (mușchiul principal de respirație)în acest moment se contractă și ea, făcând ca domul să devină mai plat și mai jos, mișcându-l organele abdominaleîn jos, în lateral și înainte. Presiunea in cavitatea pleurala devine negativ, plămânii se extind pasiv, iar aerul este atras prin trahee și bronhii în alveolele pulmonare. Așa are loc prima fază a respirației - inhalarea.

Când expirați, mușchii intercostali și diafragma se relaxează, coastele coboară, iar cupola diafragmei se ridică. Plămânii sunt comprimați, iar aerul din ei este forțat să iasă. După expirare are loc o scurtă pauză.

Trebuie notat aici rol deosebit diafragma nu numai ca principală muşchiul respirator, dar și ca mușchi care activează circulația sângelui. Contractându-se în timpul inhalării, diafragma presează stomacul, ficatul și alte organe abdominale, ca și cum ar stoarce sângele venos din ele spre inimă. În timpul expirației, diafragma se ridică, presiune intra-abdominală scade, iar acest lucru crește fluxul de sânge arterial către organe interne cavitate abdominală. Prin urmare, mișcări de respirație diafragmele care se deplasează de 12-18 ori pe minut produc masaj moale organele abdominale, îmbunătățindu-le circulația sângelui și facilitând activitatea inimii.

Creșterea și scăderea presiunii intratoracice în timpul ciclu respirator afectează direct activitatea organelor situate în piept. Astfel, forța de aspirație a presiunii negative în cavitatea pleurală se dezvoltă în timpul inspirației și facilitează fluxul de sânge din vena cavă superioară și inferioară și din vena pulmonară către inimă. În plus, o scădere a presiunii intratoracice în timpul inspirației contribuie la o extindere mai semnificativă a lumenului arterelor coronare ale inimii în perioada de relaxare și repaus (adică în timpul diastolei și pauzei) și, prin urmare, la nutriția inimii. mușchiul se îmbunătățește. Din cele spuse este clar că când respirație superficială nu numai ventilaţia pulmonară se deteriorează, ci şi condiţiile de lucru şi stare functionala muschiul inimii.

Când o persoană este în repaus, actul de a respira implică în principal zonele periferice ale plămânilor. Partea centrală, situat la rădăcină, este mai puțin extensibil.

Țesutul pulmonar este format din bule minuscule umplute cu aer - alveole, ai căror pereți sunt dens împletite cu vasele de sânge. Spre deosebire de multe alte organe, plămânii au o dublă aprovizionare cu sânge: cel vase de sânge, asigurând funcția specifică plămânilor - schimb de gaze, și artere speciale care alimentează țesutul pulmonar în sine, bronhiile și peretele arterei pulmonare.

Capilare ale alveolelor pulmonare sunt o rețea foarte densă, cu o distanță între buclele individuale de câțiva micrometri (µm). Această distanță crește pe măsură ce pereții alveolelor se întind în timpul inspirației. General suprafata interioara din toate capilarele localizate în plămâni ajunge la aproximativ 70 m 2. La un moment dat, până la 140 ml de sânge pot fi în capilarele pulmonare; în timpul muncii fizice, cantitatea de sânge care curge poate ajunge la 30 de litri pe minut.

Alimentarea cu sânge a diferitelor părți ale plămânului depinde de starea lor funcțională: fluxul de sânge se realizează în principal prin capilarele alveolelor ventilate, în timp ce în părțile plămânilor care sunt oprite de la ventilație, fluxul de sânge este redus brusc. . Astfel de zone ale țesutului pulmonar devin lipsite de apărare atunci când microbii patogeni invadează. Acesta este ceea ce în unele cazuri explică localizarea proceselor inflamatorii în bronhopneumonie.

Alveolele pulmonare care funcționează în mod normal conțin celule speciale numite macrofage alveolare. Acestea protejează țesutul pulmonar de praful organic și mineral conținut în aerul inhalat, neutralizează microbii și virușii și neutralizează substanțele nocive (toxinele) eliberate de aceștia. Aceste celule trec în alveolele pulmonare din sânge. Durata lor de viață este determinată de cantitatea de praf și bacterii inhalate: cu cât aerul inhalat este mai poluat, cu atât macrofagele mor mai repede.

Din capacitatea acestor celule de a fagocita, adică. de absorbția și digestia bacteriilor patogene depinde în mare măsură nivelul rezistenței generale nespecifice a organismului la infecție. În plus, macrofagele curăță țesutul pulmonar propriu celule moarte. Se știe că macrofagele „recunosc” rapid celulele deteriorate și se îndreaptă spre ele pentru a le elimina.

Rezervele aparatului respirator extern, care asigură ventilația plămânilor, sunt foarte mari. De exemplu, în repaus, un adult sănătos ia în medie 16 inhalări și expirații pe minut, iar într-o singură respirație intră aproximativ 0,5 litri de aer în plămâni (acest volum se numește volum curent); în 1 minut se va ridica la 8 litri. de aer. Cu o creștere maximă voluntară a respirației, frecvența inhalării și expirației poate crește la 50-60 pe minut, volumul curent - până la 2 litri, iar volumul pe minut al respirației - până la 100-200 litri.

Rezervele de volume pulmonare sunt, de asemenea, destul de semnificative. Deci, printre oamenii conducători stil de viata sedentar viața, capacitatea vitală a plămânilor (adică volumul maxim de aer care poate fi expirat după inhalarea maximă) este de 3000-5000 ml; la antrenament fizic, de exemplu, la unii sportivi, se ridică la 7000 ml sau mai mult.

Corpul uman folosește doar parțial oxigenul aerul atmosferic. După cum știți, aerul inhalat conține în medie 21%, iar aerul expirat conține 15-17% oxigen. În repaus, organismul consumă 200-300 cm 3 de oxigen.

Tranziția oxigenului în sânge și a dioxidului de carbon din sânge în plămâni are loc datorită diferenței dintre presiunea parțială a acestor gaze în aer în plămâni și tensiunea lor în sânge. Deoarece presiunea parțială a oxigenului în aerul alveolar este în medie de 100 mm Hg. Art., în sângele care curge către plămâni, presiunea oxigenului este de 37-40 mm Hg. Art., trece din aerul alveolar în sânge. Presiunea dioxidului de carbon din sângele care trece prin plămâni scade de la 46 la 40 mm Hg. Artă. datorită trecerii sale în aerul alveolar.

Sângele este saturat cu gaze care se află într-o stare legată chimic. Oxigenul este transportat de celulele roșii din sânge, în care intră într-o legătură fragilă cu hemoglobina - oxihemoglobina. Acest lucru este foarte benefic pentru organism, deoarece dacă oxigenul a fost pur și simplu dizolvat în plasmă și nu combinat cu hemoglobina celulelor roșii din sânge, atunci pentru a oferi respirație normalățesuturi, inima ar trebui să bată de 40 de ori mai repede decât acum.

În sângele unui adult persoana sanatoasa conține doar aproximativ 600 g de hemoglobină, deci cantitatea de oxigen legată de hemoglobină este relativ mică, aproximativ 800-1200 ml. Poate satisface nevoia de oxigen a organismului doar timp de 3-4 minute.

Deoarece celulele folosesc oxigenul foarte energetic, tensiunea acestuia în protoplasmă este foarte scăzută.În acest sens, acesta trebuie să intre continuu în celule. Cantitatea de oxigen absorbită de celule variază în diferite condiții. La activitate fizica Crește. Dioxidul de carbon și acidul lactic formate intens reduc capacitatea hemoglobinei de a reține oxigenul și, prin urmare, facilitează eliberarea și utilizarea acestuia de către țesuturi.

Dacă centrul respirator situat în medular oblongata, este absolut necesar pentru implementarea mișcărilor respiratorii (după deteriorarea acesteia, respirația se oprește și are loc moartea), apoi părțile rămase ale creierului asigură reglarea celor mai fine modificări adaptative ale mișcărilor respiratorii la condițiile externe și mediu intern corpului și nu sunt vitale.

Centrul respirator este sensibil la compozitia gazelor sânge: exces de oxigen și lipsă dioxid de carbonîncetini, și lipsa de oxigen, mai ales când conținut excesiv dioxid de carbon, stimulează centrul respirator. Pe parcursul munca fizica mușchii cresc consumul de oxigen și acumulează dioxid de carbon, iar centrul respirator răspunde la aceasta prin creșterea mișcărilor respiratorii. Chiar și o ușoară ținere a respirației (pauză de respirație) are un efect stimulativ asupra centrului respirator. În timpul somnului, cu scăderea activității fizice, respirația este slăbită. Acestea sunt exemple de reglare involuntară a respirației.

Influența cortexului cerebral asupra mișcărilor respiratorii se exprimă în capacitatea de a ține voluntar respirația, de a-i schimba ritmul și profunzimea. Impulsuri venite din centru respirator, la rândul său, afectează tonusul cortexului cerebral. Fiziologii au descoperit că inhalarea și expirația au efecte opuse asupra stării funcționale a cortexului cerebral și, prin intermediul acestuia, asupra mușchilor voluntari. Inhalarea determină o ușoară deplasare către excitație, iar expirația determină o schimbare către inhibiție, de exemplu. inhalarea este un factor stimulant, expirația este un factor calmant. Cu o durată egală de inspirație și expirare, aceste influențe se neutralizează în general reciproc. O inhalare prelungită cu o pauză la înălțimea inhalării cu o expirație scurtă se observă la persoanele care se află într-o stare de alertă cu performanță ridicată. Acest tip de respirație poate fi numit mobilizator. Și invers: o inspirație energică, dar scurtă, cu o expirație ușor întinsă, prelungită și ținerea respirației după expirare are un efect calmant și ajută la relaxarea mușchilor.

Bazat pe îmbunătățirea reglării voluntare a respirației efect terapeutic exerciții de respirație. În procesul de repetare repetată exerciții de respirație se dezvoltă fiziologic un obicei respiratie corecta, se produce ventilația uniformă a plămânilor, eliminată congestionareîn cercul mic şi în ţesutul pulmonar. În același timp, se îmbunătățesc alți indicatori ai funcției respiratorii, precum și activitatea cardiacă și circulația sângelui a organelor abdominale, în principal a ficatului, stomacului și pancreasului. În plus, există o capacitate de utilizare Tipuri variate respirație pentru a îmbunătăți performanța și pentru o odihnă adecvată.