Sistemele fiziologice ale corpului. Protecția sanogenetică a creierului

În corpul nostru, oxigenul este responsabil pentru procesul de producere a energiei. În celulele noastre, oxigenarea are loc numai datorită oxigenului - transformării nutrienți(grăsimi și lipide) în energia 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 stare gravă, medicii de urgență pun în primul rând victimei un aparat de oxigen pentru a crește rezistența organismului și a crește șansele sale 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 lipsa de oxigen- conținut redus de oxigen în organism sau în organele și țesuturile individuale. 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, se dezvoltă modificări ireversibile în organele vitale. Cele mai sensibile la deficiența 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 ei nutrienții din alimente sunt procesați 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 dintre numărul imens de reacții oxidative (producătoare de energie) și de reducere ale corpului care apar în mod constant nu sunt finalizate până la sfârșit, iar apoi substanțele sunt formate cu molecule instabile care au electroni nepereche la nivelurile electronice exterioare, numite „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 oxidanți, este vitală pentru organism. În primul rând, pentru a combate microorganismele dăunătoare. Radicalii liberi sunt folosiți de sistemul imunitar ca „proiectile” împotriva „invadatorilor”. În mod normal în corpul uman 5% se formează în timpul reacții chimice substanțele devin radicali liberi.
Oamenii de știință menționează stresul emoțional, efortul fizic intens, rănile și epuizarea din cauza poluării aerului, consumul de alimente conservate și prelucrate incorect tehnologic, legume și fructe cultivate cu erbicide și pesticide și radiațiile ultraviolete drept principalele motive pentru perturbarea echilibrului biochimic natural și creşterea numărului de radicali liberi.şi expunerea la radiaţii.

Astfel, îmbătrânirea este un proces biologic de încetinire a diviziunii celulare, 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 și 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, crește numărul de metaboliți ai radicalilor liberi, aceiași „radicali liberi” teribile, care sunt foarte activi, acționând ca agenți de oxidare care pot deteriora membranele celulare biologice.

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 viața 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. Speranța medie de viață aici pentru bărbați este de 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 crochetă: Okinawa este numită cea mai fericită insulă - nu există nicio caracteristică insule mari Japonia este grăbită și stresată. 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, printre astfel de oameni nu mai există ficat lung.Astfel, oamenii de știință care studiază acest fenomen au descoperit că factorul genetic nu joacă un rol în longevitatea locuitorilor insulei. . 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 intri într-un duș suficient de rece, cantitatea de oxigen pe care o consumi va crește cu 100% în comparație cu condițiile la temperatura camerei. Adică, cu cât o persoană degajă mai multă 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%, în timpul lucrului ușor - cu 200%, în timpul muncii grele munca fizica- cu 600% sau mai mult;


• Activitatea proceselor respiratorii depinde direct de capacitatea plămânilor. 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. Concentrațiile mari de O2 pot 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 se aflau în permanență la aer curat și la soare trăiau mult mai puțin decât stăpânii lor - nobili care cântau muzică în case închise și petreceau timp jucând jocuri de cărți.

Orez. 1. Structura coloanei vertebrale.

Vertebrele sunt conectate prin discuri intervertebrale cartilaginoase elastice și procese articulare. Discurile intervertebrale cresc mobilitatea coloanei vertebrale. Cu cât grosimea lor este mai mare, cu atât este mai mare flexibilitatea. Dacă curbele coloanei vertebrale sunt puternic exprimate (cu scolioză), mobilitatea cufăr scade. Un spate plat sau rotunjit (cocoșat) indică mușchii slabi ai spatelui. Corecția posturii este efectuată de specialiști generali în dezvoltare, exerciții de forțăși exerciții de întindere. Coloana vertebrală permite aplecarea înainte și înapoi, în lateral, și mișcări de rotație în jurul unei axe verticale.

Cutia toracică cuprinde sternul(stern), 12 vertebre toracice și 12 perechi de coaste (Fig. 2).

Orez. 2. Scheletul uman.

Coastele sunt plate, arcuite-curbate oase lungi, care cu ajutorul capetelor cartilaginoase flexibile sunt atașate mobil de stern. Toate conexiunile coastelor sunt foarte elastice, ceea ce este important pentru respirație.

Cutia toracică protejează inima, plămânii, ficatul și o parte a tractului digestiv. Volumul toracelui se poate modifica în timpul respirației cu contracția mușchilor intercostali și a diafragmei.

Schelet membrele superioare format din centura scapulara, formata din doi omoplati si doua clavicule, si membrul superior liber, incluzand umarul, antebratul si mana. Umărul este un os humerus tubular; antebratul este format din oasele radiusului si ulnei; scheletul mâinii este împărțit în încheietura mâinii (8 oase dispuse pe două rânduri), metacarp (5 oase tubulare scurte) și falange ale degetelor (5 falange).

Schelet membru inferior include centura pelviană, formată din două oase pelvine și sacrul, și scheletul membrului inferior liber, care constă din trei secțiuni principale - femurul (una femur), piciorul inferior (mari și mic tibiei) și picioare (tars - 7 oase, metatars - 5 oase și 14 falange).

Toate oasele scheletului sunt conectate prin articulații, ligamente și tendoane . Articulații asigură mobilitate oaselor articulare ale scheletului. Suprafețele articulare sunt acoperite strat subțire cartilaj, care asigură alunecarea suprafețelor articulare cu frecare redusă. Fiecare îmbinare este complet închisă capsulă comună. Pereții acestei burse secretă lichid articular, care acționează ca un lubrifiant. Aparatul ligamento-capsular și mușchii din jurul articulației o întăresc și o fixează. Principalele direcții de mișcare pe care le asigură articulațiile sunt: ​​flexie-extensie, abducție-aducție, rotație și mișcări circulare.

Funcțiile de bază ale aparatului locomotor SIstemul musculoscheletal- sustinerea si miscarea corpului si a partilor sale in spatiu.

Functie principala articulații - participă la mișcări. Ele joacă, de asemenea, rolul de amortizoare, atenuând inerția mișcării și permițându-vă să vă opriți instantaneu în timpul mișcării.

Orele de educație fizică organizate corespunzător nu dăunează dezvoltării scheletului; acesta devine mai puternic ca urmare a îngroșării stratului cortical al oaselor. Acest lucru este important atunci când se efectuează exerciții fizice care necesită o rezistență mecanică ridicată (alergare, sărituri etc.). Construirea necorespunzătoare a sesiunilor de antrenament poate duce la suprasolicitarea aparatului de susținere. Unilateralitatea în alegerea exercițiilor poate provoca, de asemenea, deformarea scheletului.

Persoanele cu activitate fizică limitată, a căror activitate se caracterizează prin menținerea unei anumite poziții pentru o perioadă lungă de timp, experimentează modificări semnificative ale țesutului osos și cartilajului, care afectează în mod negativ starea coloanei vertebrale și a discurilor intervertebrale. Clase exercițiu fizicîntărește coloana vertebrală și, datorită dezvoltării corsetului muscular, elimină diferite curburi, ceea ce contribuie la producerea postura corectași extinderea toracelui.

Orice activitate motorie, inclusiv sportiva, se realizeaza cu ajutorul muschilor, datorita contractiei acestora. Prin urmare, structura și funcționalitatea mușchilor trebuie să fie cunoscute de orice persoană, dar mai ales de cei care se angajează în exerciții fizice și sport.

Mușchii scheletici umani.

O persoană are aproximativ 600 de mușchi. Principalii mușchi sunt prezentați în Fig. 3.

Fig.3. Mușchii umani.

Mușchii pieptului participa la mișcările membrelor superioare și oferă, de asemenea, voluntar și involuntar mișcări de respirație. Mușchii respiratori ai pieptului se numesc mușchii intercostali externi și interni. LA muschii respiratori Acest lucru este valabil și pentru diafragmă.

Mușchii spatelui constau din mușchi superficiali și profundi. Cele superficiale asigură unele mișcări ale membrelor superioare, capului și gâtului. Adâncurile („redresoare ale trunchiului”) sunt atașate proceselor spinoase ale vertebrelor și se întind de-a lungul coloanei vertebrale. Mușchii spatelui sunt implicați în menținere pozitie verticala corp, cu tensiune (contracție) puternică determină corpul să se îndoaie înapoi.

Mușchi abdominali menține presiunea în interiorul cavității abdominale (abdominale), participă la unele mișcări ale corpului (îndoirea trunchiului înainte, îndoirea și întoarcerea în lateral), în timpul procesului de respirație.

Mușchii capului și gâtului- facial, mestecat și mișcarea capului și a gâtului. Mușchii faciali sunt atașați la un capăt de os, celălalt de pielea feței, unii pot începe și se termină în piele. Mușchii feței asigură mișcarea pielii feței, reflectă diferite stări mentale ale unei persoane, însoțesc vorbirea și sunt importanți în comunicare. Mușchi de mestecat atunci când se contractă, fac maxilarul inferior să se deplaseze înainte și în lateral. Mușchii gâtului sunt implicați în mișcările capului. Grupul din spate mușchii, inclusiv mușchii spatelui capului, cu contracție tonică (din cuvântul „ton”), ține capul în poziție verticală.

Mușchii membrelor superioare asigură mișcarea centurii scapulare, antebrațului și mișcă mâna și degetele. Principalii mușchi antagoniști sunt mușchii bicepși (flexori) și tricepși (extensori) ai umărului. Mișcările membrului superior, și mai ales ale mâinii, sunt extrem de diverse. Acest lucru se datorează faptului că mâna servește ca organ al travaliului uman.

Mușchii membrele inferioare promovează mișcarea șoldului, piciorului și piciorului. Mușchii coapsei joacă rol importantîn menținerea unei poziții verticale a corpului, dar la om sunt mai dezvoltate decât la alte vertebrate. Mușchii care efectuează mișcări ale piciorului inferior sunt localizați pe coapsă (de exemplu, mușchiul cvadriceps, a cărui funcție este de a extinde piciorul inferior la articulația genunchiului; antagonistul acestui mușchi este mușchiul biceps femural). Piciorul și degetele de la picioare sunt conduse de mușchii localizați pe picior și picior. Flexia degetelor de la picioare se realizează prin contracția mușchilor localizați pe talpă, iar extensia - prin contracția mușchilor suprafeței anterioare a piciorului și a piciorului. Mulți mușchi ai coapsei, piciorului și piciorului sunt implicați în menținerea corpului uman într-o poziție verticală.

Există două tipuri de mușchi: neted(involuntar) și striat(arbitrar). Mușchii netezi se găsesc în pereții vaselor de sânge și în unele organe interne. Ele strâng sau dilată vasele de sânge, mișcă alimentele de-a lungul tractului gastrointestinal și contractă pereții Vezica urinara. Mușchii striați sunt toți mușchii scheletici care asigură o varietate de mișcări ale corpului. Mușchii striați includ și mușchiul cardiac, care asigură automat funcționarea ritmică a inimii pe tot parcursul vieții.

Baza mușchilor este proteinele, alcătuind 80-85% din țesutul muscular (cu excepția apei). Proprietatea principală a țesutului muscular este contractilitatea, este asigurat gratie proteinelor musculare contractile - actina si miozina. Țesutul muscular este foarte complex. Un mușchi are o structură fibroasă, fiecare fibră este un mușchi în miniatură, combinația acestor fibre formează mușchiul în ansamblu. Fibra musculara, la rândul său, constă din miofibrile. Fiecare miofibrilă este împărțită în zone luminoase și întunecate alternativ. Zonele întunecate sunt formate din lanțuri lungi de molecule miozina, cele ușoare sunt formate din fire proteice mai subțiri actina.

Activitatea musculară este reglată de sistemul nervos central. Fiecare mușchi conține un nerv care se împarte în ramuri subțiri și subtile. Terminații nervoase ajunge la fibrele musculare individuale. Fibrele nervoase motorii transmit impulsuri de la creier și măduva spinării (excitație), care aduc mușchii în conditii de lucru, determinându-i să se contracte. Fibrele senzoriale transmit impulsuri în sens opus, informând sistemul nervos central despre activitatea musculară.

Mușchii scheletici fac parte din structura sistemului musculo-scheletic, sunt atașați de oasele scheletului și, atunci când sunt contractați, mișcă părți individuale ale scheletului și pârghiile. Aceștia sunt implicați în menținerea poziției corpului și a părților sale în spațiu, asigură mișcare la mers, alergare, mestecat, înghițire, respirație etc., generând în același timp căldură.

Mușchii scheletici au capacitatea de a fi excitați sub influența impulsurilor nervoase. Excitația este efectuată asupra structurilor contractile (miofibrile), care, ca răspuns, efectuează un anumit act motor - mișcare sau tensiune.

Toți mușchii scheletici sunt formați din mușchi striați. La oameni, există aproximativ 600 dintre ei și majoritatea sunt pereche. Mușchii reprezintă o parte semnificativă din masa uscată a corpului uman. La femei, mușchii reprezintă până la 35% masa totala organism, iar la bărbați până la 50%, respectiv. Antrenamentul special de forță poate crește semnificativ masa musculară. Inactivitatea fizică duce la scăderea masei musculare și adesea la creșterea masei de grăsime.

Mușchii scheletici sunt acoperiți la exterior cu o membrană densă de țesut conjunctiv. Fiecare mușchi are o parte activă ( corpul muscular) și pasiv ( tendon). Tendoanele au proprietăți elastice și sunt un element elastic consistent al mușchiului. Tendoanele au o rezistență la tracțiune mai mare în comparație cu țesutul muscular. Zonele cele mai slabe și, prin urmare, adesea rănite ale mușchiului sunt tranzițiile dintre mușchi și tendon. Prin urmare, înainte de fiecare sesiune de antrenament, este necesară o bună încălzire preliminară.

Mușchii sunt împărțiți în pe scurtȘi larg.

Se numesc mușchii a căror acțiune este îndreptată în sens opus antagonişti, și în același timp - sinergiști.

În funcție de scopul funcțional și direcția mișcării în articulații, se disting mușchii flexoriȘi extensori, conducereȘi deturnând, sfincterelor(compresivă) și expansoare.

Toți mușchii sunt pătrunși de un sistem complex de vase de sânge. Sângele care curge prin ele le furnizează nutrienți și oxigen.

Funcțiile sistemului musculo-scheletic:

Suport – fixarea mușchilor și organe interne;

Protectiv - protectie vitala organe importante(creierul și măduva spinării, inimă etc.);

Motor - asigurarea actelor motrice;

Arc - atenuare șocuri și șocuri;

Hematopoietic - hematopoieza;

Participarea la metabolismul mineral.

Sistemele fiziologice ale corpului.

Sistem nervos. Sistemul nervos uman unește toate sistemele corpului într-un singur întreg și este format din câteva miliarde de celule nervoase și procesele lor. Procesele lungi ale celulelor nervoase se unesc pentru a forma fibre nervoase care se conectează la toate țesuturile și organele umane.

Sistem nervos cuprinde central(creierul și măduva spinării) și periferic(nervi care provin din creier și măduva spinării și sunt localizați la periferie ganglionii nervoși) departamente.

Sistemul nervos central coordonează activitățile diferitelor organe și sisteme ale corpului și reglează această activitate într-un mediu extern în schimbare, folosind mecanismul reflex. Procesele care au loc în sistemul nervos central stau la baza tuturor activitate mentala persoană.

Creier este o acumulare a unui număr mare de celule nervoase. Se compune din anterioară, intermediară, mijlocie și secțiuni posterioare. Structura creierului este incomparabil mai complexă decât structura oricărui organ. corpul uman. Creierul este activ nu numai în timpul stării de veghe, ci și în timpul somnului. 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 corpului uman, creierul absoarbe 18-25% din oxigenul consumat de întregul corp. Creierul este semnificativ superior altor organe în ceea ce privește consumul de glucoză. Folosește 60-70% din glucoza produsă de ficat, în ciuda faptului că creierul conține mai puțin sânge decât alte organe. Deteriorarea alimentării cu sânge a creierului poate fi asociată cu inactivitatea fizică. În acest caz, există durere de cap localizare variabilă, intensitate și durată, amețeli, slăbiciune, scădere performanta mentala, memoria se deteriorează, apare iritabilitatea.

Măduva spinării se află în canalul rahidian format din arcadele vertebrale. În diferite părți ale măduvei spinării există motoneuroni (celule nervoase motorii) care inervează mușchii extremităților superioare, spatelui, pieptului, abdomenului și extremităților inferioare. ÎN regiune sacră sunt amplasate centre de defecare, urinare și activitate sexuală. Tonul centrilor măduvei spinării este reglat de părțile superioare ale sistemului nervos central. Toate tipurile de leziuni și boli ale măduvei spinării pot duce la tulburări de durere și sensibilitate la temperatură, perturbarea structurii complexului. mișcări voluntare, tonusului muscular.

Sistem nervos periferic formată din nervii care provin din creier și măduva spinării. Există 12 perechi de nervi cranieni din creier și 31 de perechi de nervi spinali din măduva spinării.

De principiul functional Sistemul nervos este împărțit în somatic și autonom. Somatic nervii inervează muşchii striaţi ai scheletului şi unele organe (limbă, faringe, laringe etc.). Vegetativ nervii reglează funcționarea organelor interne (contracția inimii, peristaltismul intestinal etc.).

Principalele procese nervoase sunt excitația și inhibiția care apar în celulele nervoase. Excitaţie- starea celulelor nervoase atunci când transmit sau direcționează ele însele impulsurile nervoase către alte celule. Frânare- starea celulelor nervoase când activitatea lor vizează refacerea.

Sistemul nervos funcționează pe principiul unui reflex. Reflex- acesta este răspunsul organismului la iritație, atât internă, cât și externă, efectuată cu participarea sistemului nervos central (SNC).

Există două tipuri de reflexe: necondiţionat(congenital) și condiţional(dobândită în procesul vieții).

Toate mișcările umane reprezintă noi forme de acte motorii dobândite în procesul vieții individuale. Abilitate motrică- o acțiune motrică efectuată automat fără participarea atenției și a gândirii.

În procesul de pregătire fizică, sistemul nervos uman se îmbunătățește, realizând o interacțiune mai subtilă a proceselor de excitare și inhibare a diferiților centri nervoși. Antrenamentul permite organelor de simț să desfășoare acțiuni motorii într-un mod mai diferențiat și formează capacitatea de a stăpâni mai rapid noile abilități motorii. Funcția principală a sistemului nervos este de a regla interacțiunea organismului ca întreg cu mediul său. Mediul externși în reglementarea activităților organelor individuale și a comunicațiilor între organe.

Receptori și analizoare. Capacitatea corpului de a se adapta rapid la schimbările de mediu este realizată datorită educației speciale - receptori care, având o specificitate strictă, transformă stimulii externi (sunet, temperatură, lumină, presiune) în impulsuri nervoase care sosesc prin fibrele nervoaseîn sistemul nervos central.

Receptorii umani sunt împărțiți în două grupe principale: extero- (extern) și intero- receptori (interni). Fiecare astfel de receptor este parte integrantă sistem de analiză, care se numește analizor. Analizor constă din trei secțiuni - receptorul, partea conducătoare și formațiunea centrală a creierului. Partea cea mai înaltă a analizorului este partea corticală a creierului. Să enumerăm numele analizatorilor al căror rol în viața umană este cunoscut de mulți:

Piele (sensibilitate tactilă, durere, căldură, frig);

Motor (receptorii din mușchi, articulații, tendoane și ligamente sunt excitați sub influența presiunii și întinderii);

Vestibular (situat în urechea internă și percepe poziția corpului în spațiu);

vizual (lumină și culoare);

Auditiv (sunet);

Olfactiv (miros);

Arome (gust);

Visceral (starea unui număr de organe interne).

Compoziția și funcțiile sângelui.Sânge- tesut conjunctiv trofic lichid al organismului, circuland in vase si performant următoarele funcții:

Transport - furnizează nutrienți celulelor; asigură reglarea umorală.

Respirator - furnizează oxigen către țesuturi;

Excretor - elimină produsele metabolice și dioxidul de carbon din acestea;

Protectiv - asigurarea imunitatii si formarii de trombi in timpul sangerarii;

Termoregulator - reglează temperatura corpului.

Compoziția sângelui este relativ stabilă și are o reacție slabă alcalină. Sângele este format din plasmă (55%) și elemente de formă (45 %).

Plasma- partea lichidă a sângelui (90-92% apă), care conține substanțe organice și săruri (8%), precum și vitamine, hormoni și gaze dizolvate.

Elemente modelate: globule roșii, globule albe și trombocite. Formarea celulelor sanguine se realizează în diferite organe hematopoietice - măduvă osoasă, splină, ganglioni limfatici.

globule rosii- roșu celule de sânge(4-5 milioane pe mm cub), sunt purtătorii pigmentului roșu - hemoglobina. Funcția fiziologică principală a globulelor roșii este de a lega și transporta oxigenul de la plămâni la organe și țesuturi. Acest proces se realizează datorită caracteristicilor structurale ale globulelor roșii și compoziției chimice a hemoglobinei. Hemoglobina este unică prin faptul că are capacitatea de a forma substanțe în combinație cu oxigenul. Există 750-800 g de hemoglobină în organism, concentrația sa în sânge la bărbați este de 14-15%, la femei 13-14%. Hemoglobina determină capacitatea maximă a sângelui (cantitatea maximă de oxigen care poate fi conținută în 100 ml de sânge). Fiecare 100 ml de sânge poate lega până la 20 ml de oxigen. Combinația de hemoglobină cu oxigen se numește oxihemoglobină. Celulele roșii din sânge se formează în celulele roșii ale măduvei osoase.

Leucocite- globule albe (6-8 mii în 1 mm cub de sânge). Funcția lor principală este de a proteja organismul de agenți patogeni. Ele protejează organismul de bacteriile străine fie prin distrugerea lor directă prin fagocitoză (absorbție), fie prin producerea de anticorpi care să le distrugă. Durata lor de viață este de 2-4 zile. Numărul de leucocite este reînnoit în mod constant datorită celor nou formate din celulele măduvei osoase, splinei și ganglionilor limfatici.

Trombocitele- trombocitele sanguine (200-400 mii/mm3), favorizează coagularea sângelui și, la descompunere, eliberează o substanță vasoconstrictoare - seratonina.

Sistem circulator. Activitatea tuturor sistemelor corpului uman se realizează prin interacțiunea reglării umorale (fluide) și nervoase. Reglarea umorală efectuat de un sistem de transport intern prin sânge și sistemul circulator, care include inima, vase de sânge, vasele și organele limfatice care produc celule speciale - elemente formate.

Sistemul nervos îmbunătățește sau inhibă activitatea tuturor organelor nu numai prin valuri de excitație sau impulsuri nervoase, ci și prin pătrunderea în sânge, limfa, coloana vertebrală și fluid tisular mediatori, hormoni și produse metabolice. Aceste substanțe chimice acționează asupra organelor și asupra sistemului nervos. Astfel, în condiții naturale nu există o reglare exclusiv nervoasă a activității organelor, ci una neuroumorală.

Mișcarea sângelui și a limfei prin vase are loc continuu, datorită cărora organele, țesuturile și celulele primesc în mod constant ceea ce au nevoie în procesul de asimilare. nutriențiși oxigenul, iar produsele de degradare sunt îndepărtate continuu în timpul procesului metabolic.

Circulaţie- Acesta este procesul de mișcare dirijată a sângelui. Apare din cauza activității inimii și a vaselor de sânge. Principalele funcții ale circulației sanguine sunt de transport, metabolică, excretorie, homeostatică, de protecție. Sistemul circulator asigură transportul gaze respiratorii, nutrienti si substante biologic active, hormoni, transfer de caldura in organism.

Sângele din corpul uman trece prin sistem închis, în care se disting două părți - cercurile mari și mici ale circulației sanguine. Partea dreapta inima deplasează sângele prin circulația pulmonară, partea stângă a inimii se deplasează prin circulația sistemică (Fig. 4).

Orez. 4. Circulația sistemică și pulmonară.

Circulatia pulmonaraîncepe din ventriculul drept al inimii. Sângele intră apoi trunchiul pulmonar, care se împarte în două arterele pulmonare, care la rândul lor sunt împărțite în artere mai mici care trec în capilarele alveolelor, unde are loc schimbul de gaze (în plămâni, sângele eliberează dioxid de carbon și este îmbogățit cu oxigen). Din fiecare plămân ies două vene și se scurg în atriul stâng.

Circulatie sistematicaîncepe din ventriculul stâng al inimii. Sângele îmbogățit cu oxigen și substanțe nutritive curge către toate organele și țesuturile unde au loc schimbul de gaze și metabolismul. Luând dioxid de carbon și produse de descompunere din țesuturi, sângele se adună în vene și se deplasează în atriul drept.

Mișcarea neîntreruptă a sângelui prin vase este cauzată de contracțiile ritmice ale inimii, care alternează cu relaxarea acesteia. Datorită funcției de pompare a inimii, creând o diferență de presiune în arterială și secțiuni venoase sistemul vascular, ca urmare a alternantei periodice a contractiilor si relaxarii ventriculilor si atriilor, sangele se deplaseaza prin vase continuu, intr-o anumita directie. Se numește contracția mușchiului inimii sistolă, și relaxarea ei - diastolă. Perioada care include sistolă și diastola este ciclu cardiac.

Activitatea inimii se caracterizează prin sistolă atrială (0,1 s) și ventriculară (0,35 s) și diastolă (0,45 s).

Există trei tipuri de vase de sânge la om: artere, vene și capilare. Arterele și venele diferă unele de altele în direcția mișcării sângelui în ele. Arterele transportă sângele de la inimă la țesuturi, iar venele îl returnează de la țesuturi la inimă. capilare - cele mai bune vase, sunt mai subțiri păr de om de 15 ori.

Inima este organul central al sistemului circulator. Inima este goală organ muscular, împărțit printr-o partiție longitudinală în jumătăți drept și stânga. Fiecare dintre ele este alcătuită dintr-un atriu și ventricule, separate prin septuri fibroase (Fig. 5).

Orez. 5. Inima omului.

Aparatul valvular al inimii- formatie care permite trecerea sangelui sistem vascularîntr-o singură direcție. În inimă, există valve pliante între atrii și ventriculi și valve semilunare - la ieșirea sângelui din ventriculi în aortă și artera pulmonară.

Automaticitatea inimii- capacitatea inimii de a fi excitată ritmic fără participarea la reglarea sistemului nervos central. Mișcarea sângelui prin vase este asigurată, pe lângă funcția de pompare a inimii, prin acțiunea de aspirație a toracelui și compresia dinamică a vaselor musculare în timpul muncii fizice.

Sângele arterial se deplasează prin vasele din inimă sub influența presiunii create de mușchiul inimii în momentul contracției sale. Mișcarea de întoarcere a sângelui prin vene este influențată de mai mulți factori:

În primul rând, sângele venos se deplasează spre inimă sub acțiunea contracțiilor mușchilor scheletici, care par să împingă sângele din vene spre inimă, în timp ce mișcarea inversă a sângelui este exclusă, deoarece valvele situate în vene permit sângelui să treacă. numai în direcția inimii. Mecanism de promovare forțată sânge venos la inimă depășirea forțelor gravitaționale sub influența contracțiilor ritmice și relaxarea mușchilor scheletici, numită pompă musculară. Astfel, muschii scheletici in timpul miscarilor ciclice ajuta in mod semnificativ inima sa asigure circulatia sangelui in sistemul vascular;

În al doilea rând, la inhalare, pieptul se extinde și se creează o presiune redusă în el, ceea ce asigură aspirarea sângelui venos în regiunea toracică;

În al treilea rând, în momentul sistolei (contracției) mușchiului inimii, când atriile se relaxează, are loc în ele un efect de aspirație, favorizând mișcarea sângelui venos către inimă.

Inima funcționează automat sub controlul sistemului nervos central; un val de oscilații propagat de-a lungul pereților elastici ai arterelor ca urmare a șocului hidrodinamic al unei porțiuni de sânge ejectat în aortă în timpul contracției ventriculului stâng se numește ritm cardiac(ritm cardiac).

Ritmul inimii depinde de vârstă, sex, greutate corporală și fitness. La tinerii sănătoși, ritmul cardiac (HR) este de 60-80 de bătăi pe minut. La un bărbat adult în repaus este de 65-75 bătăi/min, la femei este cu 8-10 bătăi mai mult decât la bărbați. La sportivii antrenați, ritmul cardiac în repaus poate ajunge la 40-50 bătăi/min.

Se numește ritm cardiac mai mic de 60 de bătăi/min bradicardie, și mai mult de 90 - tahicardie.

Se numește cantitatea de sânge împinsă de ventriculul inimii în aortă în timpul unei contracții volumul sanguin sistolic (accident vascular cerebral)., in repaus este de 60-80 ml. La activitate fizica la persoanele neantrenate crește la 100-130 ml, iar la cei antrenați până la 180-200 ml.

Se numește cantitatea de sânge ejectată de un ventricul al inimii într-un minut volumul de sânge pe minut (MBV).În repaus, această cifră este în medie de 4-6 litri. În timpul activității fizice crește la persoanele neantrenate până la 18-20 l, iar la cei antrenați până la 30-40 l.

Presiunea sângelui care se deplasează prin sistemul cardiovascular este determinată în principal de activitatea inimii, rezistența pereților vaselor de sânge și forțele hidrostatice. În aortă și arterele centrale circulația sistemică, tensiunea arterială (tensiunea arterială) în repaus în timpul sistolei (momentul contracției inimii) este de 115-125 mm Hg. Art., cu diastola (presiunea in momentul relaxarii muschiului inimii) este de 60-80 mm Hg. Artă.

Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății, performanța optima tensiune arteriala numerele sunt 120/80.

Scăderea normală pentru un adult este 100-110/60-70. Sub aceste valori, presiunea este hipotonic.

Valorile normale mari includ numerele 130-139/85-89. Peste aceste valori, presiunea este hipertensiv.

Persoanele în vârstă au tensiune arterială mai mare decât persoanele mai tinere; la copii este mai mică decât la adulți.

Valoarea tensiunii arteriale depinde de forța contractilă a miocardului, de mărimea IOC, de lungimea, capacitatea și tonusul vaselor de sânge și de vâscozitatea sângelui.

Sub influența antrenamentului fizic, mărimea și masa inimii cresc datorită îngroșării pereților mușchiului inimii și creșterii volumului acestuia. Mușchiul unei inimi antrenate este pătruns mai dens cu vase de sânge, ceea ce asigură o nutriție mai bună a țesutului muscular și performanța acestuia.

Suflare.Respiraţie este un complex de procese fiziologice, biochimice și biofizice care asigură furnizarea de oxigen a organismului, transportul acestuia către țesuturi și organe, precum și formarea, eliberarea și îndepărtarea acestuia din organism. dioxid de carbon si apa. Se disting următoarele părți ale sistemului respirator: respirația externă, transportul gazelor prin sânge și respirația tisulară.

Respirația externă efectuat folosind aparat de respirat format din căile respiratorii (cavitatea nazală, nazofaringe, laringe, trahee, trahee și bronhii). Pereții căii nazale sunt căptușiți cu epiteliu ciliat, care prinde praful aerului care intră. Aerul din interiorul pasajului nazal este încălzit. Când se respiră pe gură, aerul intră direct în faringe și din acesta în laringe, fără a fi curățat sau încălzit (Fig. 6).

Orez. 6. Structura aparatului respirator uman.

Când inhalați, aerul intră în plămâni, fiecare dintre ele fiind în interior cavitatea pleuralași lucrează izolat unul de celălalt. Fiecare plămân are forma unui con. Din partea îndreptată spre inimă, în fiecare plămân intră câte o bronhie, împărțindu-se în bronhii mai mici, formând așa-numitul arbore bronșic. Bronhiile mici se termină în alveole, care se împletesc cu o rețea densă de capilare prin care curge sângele. Pe măsură ce sângele trece prin capilarele pulmonare, are loc schimbul de gaze: dioxidul de carbon, eliberat din sânge, pătrunde în alveole, care eliberează oxigen în sânge.

Indicatorii performanței organelor respiratorii sunt volumul curent, frecvența respiratorie, capacitatea vitală, ventilația pulmonară, consumul de oxigen etc.

Volumul mareelor- volumul de aer care trece prin plămâni într-un ciclu respirator (inhalare, expirație), acest indicator crește semnificativ la persoanele antrenate și variază de la 800 ml sau mai mult. La persoanele neantrenate, volumul curent în repaus este la nivelul de 350-500 ml.

Dacă, după o inhalare normală, expiri cât mai mult, atunci din plămâni vor mai ieși 1,0-1,5 litri de aer. Acest volum este de obicei numit rezervă Se numește cantitatea de aer care poate fi inhalată dincolo de volumul curent volum suplimentar.

Suma a trei volume: respirator, suplimentar și de rezervă este capacitatea vitală a plămânilor. Capacitatea vitală a plămânilor (VC)- volumul maxim de aer pe care o persoană îl poate expira după o inhalare maximă (măsurat prin spirometrie). Capacitatea vitală a plămânilor depinde în mare măsură de vârstă, sex, înălțime, circumferință toracică, dezvoltarea fizică. La bărbați, capacitatea vitală variază între 3200-4200 ml, la femei 2500-3500 ml. La sportivi, în special cei implicați în sporturi ciclice (înot, schi fond etc.), capacitatea vitală poate ajunge la 7000 ml sau mai mult la bărbați, 5000 ml sau mai mult la femei.

Rata de respiratie- numărul de cicluri respiratorii pe minut. Un ciclu constă din inhalare, expirație și o pauză de respirație. Frecvența respiratorie medie în repaus este de 15-18 cicluri pe minut. La persoanele instruite, din cauza creșterii volumului curent, ritmul respirator scade la 8-12 cicluri pe minut. În timpul activității fizice, ritmul respirator crește, de exemplu, la înotători până la 45 de cicluri pe minut.

Ventilatie pulmonara- volumul de aer care trece prin plămâni într-un minut. Cantitatea de ventilație pulmonară este determinată prin înmulțirea volumului curent cu frecvența respiratorie. Ventilația pulmonară în repaus este la nivelul de 5000-9000 ml. Odată cu activitatea fizică, această cifră crește.

Consumul de oxigen- cantitatea de oxigen utilizată de organism în repaus sau în timpul efortului în 1 minut. În repaus, o persoană consumă 250-300 ml de oxigen pe minut. Cu activitatea fizică această valoare crește. Cea mai mare cantitate oxigen pe care organismul îl poate consuma maxim pe minut munca musculara, numit consum maxim de oxigen(IPC).

Sistemul respirator este cel mai eficient dezvoltat de sporturile ciclice (alergare, canotaj, înot, schi etc.) (Tabelul 1)

Masa 1. Unii indicatori morfofuncționali ai cardiovasculare

E. ZVYAGINA.

Oamenii de știință în fiziologie susțin că lipsa de oxigen în unele cazuri poate fi benefică pentru organism și chiar poate ajuta la vindecarea multor boli.

Lipsa de oxigen în organe și țesuturi (hipoxie) apare din diverse motive.

Laureat al Premiului de Stat al Ucrainei, profesorul A. Z. Kolchinskaya. Sub conducerea ei a fost creat un program de calculator care evaluează funcționarea sistemului respirator și a fost dezvoltat un sistem de antrenament hipoxic.

Sesiune de antrenament hipoxic. Pacientul respiră prin hipoxicator timp de câteva minute, apoi scoate masca și respiră aer normal. Procedura se repetă de patru până la șase ori.

Poți uita cum să înoți sau să mergi pe bicicletă, dar respirația este un proces care are loc în afara conștiinței noastre. Slavă Domnului, nu este necesară nicio pregătire specială aici. Poate de aceea majoritatea dintre noi avem idei extrem de aspre despre felul în care respirăm.

Dacă întrebi despre asta de la o persoană departe de Stiintele Naturii, răspunsul va fi cel mai probabil: respirăm cu plămânii. De fapt, acest lucru nu este adevărat. I-a luat omenirii mai mult de două sute de ani să înțeleagă ce este respirația și care este esența ei.

Schematic, conceptul modern de respirație poate fi reprezentat astfel: mișcările toracelui creează condiții pentru inspirație și expirație; inhalăm aer, iar odată cu acesta oxigen, care, trecând prin trahee și bronhii, pătrunde în alveolele pulmonare și în vasele de sânge. Datorită muncii inimii și hemoglobinei conținute în sânge, oxigenul este livrat către toate organele, către fiecare celulă. Celulele conțin boabe minuscule - mitocondrii. În ele este procesat oxigenul, adică respirația însăși are loc.

Oxigenul din mitocondrii este „captat” de enzimele respiratorii, care îl livrează sub formă de ioni încărcați negativ unui ion de hidrogen încărcat pozitiv. Când ionii de oxigen și hidrogen se combină, ei eliberează un numar mare de căldura necesară pentru sinteza principalului dispozitiv de stocare a energiei biologice - ATP (acid adenozin fosforic). Energia eliberată în timpul descompunerii ATP este folosită de organism pentru a desfășura toate procesele vieții și pentru oricare dintre activitățile sale.

Așa curge respirația conditii normale: adică aerul conține o cantitate suficientă de oxigen, iar persoana este sănătoasă și nu se confruntă cu suprasolicitare. Dar ce se întâmplă când echilibrul este deranjat?

Sistemul respirator poate fi comparat cu un computer. Calculatorul are elemente sensibile prin care informațiile despre progresul procesului sunt transmise centrului de control. Aceleași elemente sensibile sunt prezente în lanțul respirator. Aceștia sunt chemoreceptorii aortei și arterelor carotide, transmitând informații despre o scădere a concentrației de oxigen în sângele arterial sau o creștere a conținutului de dioxid de carbon din acesta. Acest lucru se întâmplă, de exemplu, în cazurile în care cantitatea de oxigen din aerul inhalat scade. Semnalul despre acest lucru este transmis prin receptori speciali către centrul respirator al medulei oblongate și de acolo merge la mușchi. Munca pieptului și plămânilor crește, o persoană începe să respire mai des și, în consecință, ventilația plămânilor și livrarea de oxigen în sânge se îmbunătățesc. Excitarea receptorilor din arterele carotide determină și o creștere a frecvenței cardiace, ceea ce crește circulația sângelui și oxigenul ajunge mai repede în țesuturi. Acest lucru este facilitat și de eliberarea de noi globule roșii în sânge și, prin urmare, de hemoglobina pe care o conțin.

Aceasta explică influență benefică aer de munte aprins vitalitate persoană. Ajunși în stațiunile montane – să zicem, în Caucaz – mulți oameni observă că starea lor de spirit se îmbunătățește, sângele le pare să curgă mai repede. Iar secretul este simplu: aerul din munți este subțire, există mai puțin oxigen în el. Organismul lucrează în modul „luptă pentru oxigen”: pentru a asigura livrarea completă a oxigenului către țesuturi, trebuie să mobilizeze resursele interne. Respirația se accelerează, circulația sângelui crește și, ca urmare, forțele vitale sunt activate.

Dar dacă mergi mai sus în munți, unde aerul conține și mai puțin oxigen, organismul va reacționa la lipsa acestuia într-un mod complet diferit. Hipoxia (în termeni științifici, lipsa de oxigen) va fi periculoasă, iar sistemul nervos central va fi primul care va suferi de ea.

Dacă nu există suficient oxigen pentru a susține funcția creierului, o persoană își poate pierde cunoștința. Hipoxia severă duce uneori chiar la moarte.

Dar hipoxia nu este neapărat cauzată conținut scăzut oxigen în aer. Poate fi cauzată de una sau alta boală. De exemplu, cu bronșită cronică, astm bronșic și diverse boli plămâni (pneumonie, pneumoscleroză), nu tot oxigenul inhalat intră în sânge. Rezultatul este un aport insuficient de oxigen pentru întregul corp. Dacă există puține globule roșii și hemoglobina conținută în acestea în sânge (cum se întâmplă în cazul anemiei), întregul proces de respirație are de suferit. Puteți respira des și profund, dar livrarea de oxigen către țesuturi nu va crește semnificativ: la urma urmei, hemoglobina este responsabilă pentru transportul acesteia. În general, sistemul circulator este direct legat de respirație, astfel încât întreruperile activității cardiace nu pot decât să afecteze livrarea oxigenului către țesuturi. Formarea cheagurilor de sânge în vasele de sânge duce, de asemenea, la hipoxie.

Așadar, funcționarea sistemului respirator merge prost cu o lipsă semnificativă de oxigen în aer (de exemplu, în munți), precum și cu diferite boli. Dar se dovedește că o persoană poate experimenta hipoxie chiar dacă este sănătoasă și respiră aer bogat în oxigen. Acest lucru se întâmplă atunci când sarcina asupra corpului crește. Faptul este că într-o stare activă o persoană consumă mult mai mult oxigen decât într-o stare calmă. Orice muncă – fizică, intelectuală, emoțională – necesită anumite costuri energetice. Și energia, după cum am aflat, este generată de combinația de oxigen și hidrogen din mitocondrii, adică în timpul respirației.

Desigur, organismul are mecanisme care reglează aportul de oxigen atunci când sarcina crește. Același principiu se aplică aici ca și în cazul aerului rarefiat, când receptorii aortei și arterelor carotide înregistrează o scădere a concentrației de oxigen din sângele arterial. Excitarea acestor receptori este transmisă la cortex emisfere cerebrale creierul și toate părțile sale. Ventilația plămânilor și alimentarea cu sânge sunt crescute, ceea ce previne scăderea ratei de livrare a oxigenului către organe și celule.

Este curios că în unele cazuri organismul poate lua măsuri în prealabil împotriva hipoxiei, în special cea care apare în timpul exercițiilor fizice. Baza acestui lucru este prognozarea creșterilor viitoare ale sarcinii. În acest caz, corpul are și elemente sensibile speciale - ele răspund la semnale sonore, de culoare, modificări ale mirosului și gustului. De exemplu, un atlet, după ce a auzit comanda „Mergi!”, primește un semnal pentru a reorganiza funcționarea sistemului respirator. Mai mult oxigen începe să curgă în plămâni, sânge și țesuturi.

Cu toate acestea, un corp neantrenat este adesea incapabil să stabilească o livrare adecvată de oxigen sub sarcină semnificativă. Și apoi persoana suferă de hipoxie.

Problema hipoxiei a atras de multă vreme atenția oamenilor de știință. Au fost realizate dezvoltări serioase sub conducerea academicianului N. N. Sirotinin la Institutul de Fiziologie care poartă numele. A. A. Bogomolets Academia de Științe a RSS Ucrainei. O continuare a acestor studii a fost munca profesorului A. Z. Kolchinskaya, câștigător al Premiului de Stat al Ucrainei, și a studenților săi. Ei au creat un program de calculator care permite evaluarea funcționării sistemului respirator uman folosind diverși indicatori (volumul de aer inhalat, rata de intrare a oxigenului în sânge, ritmul cardiac etc.). Lucrarea a fost realizată, pe de o parte, cu sportivi și alpiniști și, pe de altă parte, cu persoane care suferă de anumite boli (bronșită cronică, astm bronșic, anemie, diabet, sângerare uterină, paralizie cerebrală, miopie etc.). Analiza computerizată a arătat că și acele boli care par să nu fie direct legate de sistemul respirator au un impact negativ asupra acestuia. Este logic să presupunem părere: functionarea aparatului respirator poate afecta starea intregului organism.

Și atunci a apărut ideea antrenamentului hipoxic. Să ne amintim: cu o ușoară scădere a cantității de oxigen din aer (de exemplu, la poalele dealurilor), corpul activează forțele vitale. Sistemul respirator este refăcut, adaptându-se la noile condiții. Volumul respirației crește, circulația sanguină crește, celulele roșii din sânge și hemoglobina cresc, iar numărul de mitocondrii crește. Astfel de rezultate pot fi obținute într-un cadru clinic, oferind pacientului un flux de aer din continut redus oxigen. În acest scop, a fost creat un aparat special - un hipoxicator.

Dar o persoană nu poate fi conectată în mod constant la dispozitiv. Este necesar să se obțină rezultate durabile și schimbări calitative în sistemul respirator. În acest scop, s-a decis împărțirea ședinței de expunere hipoxică în serii: s-a dovedit că în acest regim s-au întărit mecanismele dezvoltate de organism de adaptare la hipoxie. Pacientul respiră printr-un hipoxicator timp de câteva minute (conținutul de oxigen din aerul furnizat este de 11 - 16%), apoi îndepărtează masca și respiră aer normal pentru o perioadă de timp. Această alternanță se repetă de patru până la șase ori. Ca urmare, de la sesiune la sesiune, organele respiratorii, circulatorii, hematopoietice și acele organele celulare care participă la utilizarea oxigenului - mitocondriile - sunt antrenate.

Pentru fiecare pacient, regimul de antrenament hipoxic interval este selectat individual. Este important să se determine concentrația de oxigen din aerul inhalat la care mecanismele de adaptare la hipoxie vor începe să funcționeze în organism. Desigur, aceste concentrații nu sunt aceleași pentru un sportiv și pentru un pacient cu astm bronșic. Prin urmare, înainte de a prescrie un curs de tratament, se efectuează un test hipoxic, care determină răspunsul organismului la inhalarea de aer cu un conținut scăzut de oxigen.

Astăzi, antrenamentul hipoxic și-a dovedit deja eficacitatea în tratarea unei game largi de boli. În primul rând, desigur, pentru boli ale tractului respirator, cum ar fi

bronșita cronică obstructivă și astmul bronșic. Acest lucru singur justifică mai mult decât munca oamenilor de știință care au dezvoltat metoda. Dar cel mai uimitor este că cu ajutorul lui pot fi tratate acele boli care, la prima vedere, nu au nicio legătură cu respirația.

De exemplu, după cum a arătat B. Kh. Khatsukov, metoda sa dovedit a fi eficientă în tratamentul miopiei. Peste 60% dintre copiii miopi care au urmat un curs de antrenament hipoxic și-au restabilit complet vederea; pentru restul s-a îmbunătățit semnificativ. Faptul este că cauza miopiei este aprovizionarea slabă cu sânge și aportul de oxigen către mușchiul ciliar al ochiului și lobii occipitali ai cortexului cerebral, care reglează vederea. La copiii miopi, sistemul respirator rămâne în urmă dezvoltarea vârstei. Și când se normalizează, vederea este restabilită.

A. 3. Kolchinskaya și studenții ei M. P. Zakusilo și 3. Kh. Abazova au condus experiment de succes privind utilizarea antrenamentului hipoxic pentru tratamentul hipotiroidismului (glanda tiroidă subactivă). Când pacientul a inhalat aer cu un conținut redus de oxigen, glanda sa tiroidă a început să producă mai mulți hormoni. După mai multe ședințe, nivelul hormonilor din sânge a devenit normal.

În prezent, există deja destul de multe centre specializate pentru terapie hipoxică care operează în Rusia și țările CSI. Aceste centre tratează cu succes pacienții cu anemie, boală coronariană, hipertensiune arterială în stadiu inițial, distonie neurocirculatoare, diabetul zaharat, unele boli ginecologice.

S-au obținut rezultate bune și la antrenamentul sportivilor. După un curs de 15 zile de antrenament hipoxic, consumul maxim de oxigen al bicicliștilor, canoșilor și schiorilor crește cu 6%. Cu antrenamentul sportiv sistematic normal, acest lucru durează aproximativ un an. Dar respirația în astfel de sporturi este cheia succesului. Mai mult, după cum știm, depinde de stare generală organism, potențialul său.

Efectul antrenamentului hipoxic este similar cu exercițiile de întărire sau de dimineață. La fel cum ne antrenăm mușchii sau ne întărim imunitatea udându-ne. apă rece, puteți „antrenați” sistemul respirator. Este doar păcat că nu poți face acest tip de gimnastică acasă. Mai trebuie să plătești pentru sănătatea ta.

Originea creierului Savelyev Sergey Vyacheslavovich

§ 6. Consumul de oxigen din creier

Este complet incorect să relaționăm rata metabolismului creierului cu consumul total de oxigen al organismului (Schmidt-Nielsen, 1982). Într-adevăr, la o scorpie, consumul de oxigen la 1 kg de greutate corporală este de 7,4 l/h, iar la un elefant este de 0,07 l/h. Cu toate acestea, acesta este consumul total de oxigen, care variază în funcție de ordine de mărime în diferite părți ale corpului atât ale elefantului, cât și ale scorpiei. Mai mult, la animalele cu biologie diferită, cantitatea de oxigen consumată de aceleași organe ale corpului variază, de asemenea, semnificativ. Ideea că consumul de oxigen din creier se modifică proporțional cu dimensiunea corpului rămâne o concepție greșită ciudată. Dacă consumul de oxigen al creierului oricărui mamifer scade sub 12,6 L/(kg-h), apare moartea. La acest nivel de oxigen, creierul poate rămâne activ doar 10-15 secunde. După 30-120 s, activitatea reflexă dispare, iar după 5-6 minute începe moartea neuronilor. Cu alte cuvinte, țesutul nervos practic nu are resurse proprii. Nici o scorpie, nici măcar un elefant nu ar avea vreo șansă de supraviețuire dacă consumul de oxigen de către creier nu ar fi asigurat prin mecanisme speciale. Creierul primește oxigen, apă cu soluții de electroliți și substanțe nutritive conform unor legi care nu au nimic de-a face cu rata metabolică a altor organe. Valorile de consum ale tuturor componentelor „consumabile” sunt relativ stabile și nu pot fi sub un anumit nivel care să asigure activitatea funcțională a creierului.

Trebuie remarcat faptul că creierul are adesea o influență decisivă asupra metabolismului întregului animal. Consumul de energie al creierului nu poate fi sub o anumită valoare. Asigurarea acestui nivel se realizează în diferite grupuri sistematice prin modificarea vitezei de circulație a sângelui în vasele sistemului nervos. Motivul acestor diferențe este modificarea numărului de capilare la 1 mm de țesut cerebral. Desigur, în diferite departamenteÎn creier, lungimea capilarelor poate varia semnificativ. În funcție de sarcina fiziologică, lumenul capilarelor se poate modifica și dinamic. Cu toate acestea, acest indicator foarte mediu luminează motivele creșterii ritmului cardiac la mamiferele mici. Cu cât rețeaua capilară a creierului este mai mică, cu atât debitul sanguin trebuie să fie mai mare pentru a asigura fluxul necesar de oxigen și nutrienți. Puteți crește metabolismul datorită ritmului cardiac, respirației și ratei consumului de alimente. Acesta este ceea ce se întâmplă la mamiferele mici. Informațiile despre densitatea capilarelor din creierul animalelor sunt foarte fragmentare. Cu toate acestea, există o tendință generală care arată o dezvoltare evolutivă retea capilara creier Într-o broaște de iaz, lungimea capilarelor în 1 mm3 de țesut cerebral este de aproximativ 160 mm; în cazul unui cap întreg. pește cartilaginos- 500, într-un rechin - 100, într-un ambistom - 90, într-o broască țestoasă - 350, într-o tuateria - 100 mm, într-o scorpie - 400, la un șoarece 700, la un șobolan - 900, la un iepure - 600 , la o pisică - 900, la un câine - 900, iar la primate și oameni - 1200-1400 mm. Trebuie luat în considerare faptul că atunci când lungimea capilarelor este redusă, zona suprafeței lor de contact cu țesut nervos scade exponenţial. Acest lucru indică faptul că, pentru a menține un nivel minim de aprovizionare cu oxigen a creierului, inima scorpiei trebuie să bată de câteva ori mai repede decât cea a primatelor și a oamenilor. Într-adevăr, pentru o persoană, această valoare este de 60–90 pe minut, iar pentru o scorpie este de 130–450. Masa inimii scorpiei ar trebui să fie proporțional mai mare. La om este de aproximativ 4%, la capucin - 8%, iar la scorpie - 14% din greutatea corporală totală. În consecință, unul dintre organele cheie care determină metabolismul animalelor este creierul.

Să încercăm să estimăm ponderea reală a energiei consumate de corpul animalelor cu diferite mase cerebrale și corporale. Masa relativă mare a sistemului nervos al mamiferelor mici impune cerințe mari asupra nivelului de metabolism al creierului însuși. Costurile de întreținere a acestuia sunt comparabile cu costurile de întreținere a creierului uman, care au fost bine cercetate. Consumul de bază al creierului uman de nutrienți și oxigen este de aproximativ 8-10% din întregul corp. Când organismul este inactiv, această valoare este mai mult sau mai puțin constantă, deși poate fluctua semnificativ între reprezentanții mari și mici ai unei anumite specii. Cu toate acestea, chiar și această valoare este disproporționat de mare. Creierul uman reprezintă 1/50 din greutatea corpului și consumă 1/10 din toată energia - de 5 ori mai mult decât orice alt organ. Aceste cifre sunt oarecum subestimate, deoarece doar consumul de oxigen este de 18%. Să adăugăm costurile de întreținere a măduvei spinării și a sistemului periferic și obținem aproximativ 1/7. În consecință, în stare inactivă, sistemul nervos uman consumă aproximativ 15% din energia întregului organism. Acum luați în considerare situația cu un creier și un sistem nervos periferic care funcționează activ. Conform celor mai conservatoare estimări, costurile energetice ale unui creier sunt mai mult decât duble. Având în vedere creșterea generalizată a activității întregului sistem nervos, se poate presupune cu încredere că aproximativ 25-30% din cheltuielile totale ale organismului sunt pentru întreținerea acestuia (Fig. I-8).

Sistemul nervos al mamiferelor se dovedește a fi un organ extrem de „costisitor”, așa că cu cât creierul lucrează mai puțin timp în mod intensiv, cu atât întreținerea lui este mai ieftină. Problema este rezolvată în diferite moduri. Una dintre metode este asociată cu minimizarea timpului de funcționare intensivă a sistemului nervos. Acest lucru se realizează printr-un set mare de programe comportamentale înnăscute, instinctive, care sunt stocate în creier ca un set de instrucțiuni. Instrucțiunile pentru diferite comportamente necesită doar ajustări minore pentru a se potrivi condițiilor specifice. Creierul este cu greu folosit pentru a lua decizii individuale bazate pe experiența personală a animalului. Supraviețuirea devine proces statistic aplicarea unor forme de comportament gata făcute în condiții specifice de mediu. Costurile energetice ale întreținerii creierului devin un limitator al activității intelectuale pentru animalele mici.

De exemplu, să presupunem că alunița americană de scoici a decis să-și folosească creierul, precum primatele sau oamenii. Să luăm în considerare condițiile inițiale. O aluniță care cântărește 40 g are un creier care cântărește 1,2 g și o măduvă spinării, împreună cu un sistem nervos periferic care cântărește aproximativ 0,9 g. Având un sistem nervos care reprezintă mai mult de 5% din greutatea corporală, alunița petrece aproximativ 30% din resursele totale de energie ale organismului pentru întreținerea acestuia . Dacă se gândește să rezolve o problemă de șah, atunci cheltuielile corpului său pentru întreținerea creierului se vor dubla, iar cârtița însuși va muri instantaneu de foame. Chiar dacă o aluniță împinge un râme nesfârșit din caviarul negru, atunci va muri oricum. Creierul va avea nevoie de atât de multă energie încât vor apărea probleme insolubile cu rata producției de oxigen și livrarea componentelor metabolice inițiale din tractul gastrointestinal. Dificultăți similare vor apărea cu eliminarea produselor metabolice din sistemul nervos și răcirea de bază a acestuia. Astfel, micile insectivore și rozătoarele sunt sortite să nu devină jucători de șah. Creierul lor este instinctiv, iar problemele energetice ale conținutului său ridică bariere de netrecut în dezvoltarea comportamentului individual. La nivel individual, poate apărea doar variabilitatea în aplicarea programelor comportamentale înnăscute.

Orez. I-8. Procesele metabolice în creierul primatelor.

În metabolismul sistemului nervos se pot distinge trei procese dinamice principale: schimbul de oxigen și dioxid de carbon, consumul de substanțe organice și eliberarea de produse catabolice, schimbul de apă și soluții de electroliți. Proporția acestor substanțe consumate de creierul uman este indicată în partea de jos. Schimbul de apă și soluții de electroliți este calculat ca timpul necesar pentru ca toată apa din corp să treacă prin creier. Linia de sus este o stare pasivă, linia de jos este munca intensă a sistemului nervos.

Cu toate acestea, este suficient să creșteți ușor dimensiunea corpului și apare o situație diferită calitativ. Șobolan cenușiu (Rattus rattus) are un sistem nervos care cântărește aproximativ 1/60 din greutatea corpului. Acest lucru este deja suficient pentru a realiza scădere vizibilă metabolismul relativ al creierului. Nu are rost să repovestim rezultatele experimentelor intelectuale și ale observațiilor la șobolani, iar gradul de individualizare a comportamentului nu este comparabil cu cel al alunițelor și al scorbiilor. Avantaj evident O creștere a greutății corporale este o scădere a costului de întreținere a creierului. Părțile periferice care lucrează în mod constant nu sunt la fel de scumpe ca creierul, așa că o creștere a greutății corporale duce la un creier relativ „mai ieftin”.

Prin urmare, pentru a crea un creier personalizat, aveți nevoie de un animal cu o masă corporală suficient de mare. Cu alte cuvinte, există un fel de barieră care, prin dimensiunea corpului și masa creierului, limitează capacitatea animalelor de a învăța și de a individualiza comportamentul. Un animal mic, cu un creier mare și cu costuri mari de întreținere, nu va putea asigura costurile cu energie pentru a-și crește activitatea. Astfel, nu ne putem aștepta la soluții la probleme complexe sau la individualizarea profundă a comportamentului adaptativ. Dacă animalul este mare și dimensiunea creierului este relativ mică, atunci sunt acceptabile fluctuații semnificative ale costurilor energetice ale întreținerii acestuia. În această situaţie, atât individualizarea comportamentului cât şi procese complexeînvăţare. Cu toate acestea, chiar și un animal mare cu bun creier dezvoltat sunt probleme energetice. Sistemul nervos este prea scump pentru a fi folosit intens. Sistemul nervos mic și care lucrează intens consumă o parte colosală din resursele organismului. Această situație este neprofitabilă. O soluție justificată energetic nu poate fi decât utilizarea pe termen scurt a creierului pentru a rezolva probleme specifice. Aceasta este ceea ce se observă la mamiferele mari. Activitatea scurtă este rapid înlocuită de odihnă pe termen lung.

Astfel, sistemele nervoase mici și mari au avantajele lor. Pentru a implementa comportamentul instinctiv, poți avea un creier mic, dar adaptabilitatea acestuia se reduce la modificări ale instinctului. Creier mareÎși costă proprietarul destul de mult, dar costurile mari cu energia sunt destul de justificate. Un creier mare vă permite să faceți față sarcinilor complexe care nu au soluții instinctive gata făcute. Costul implementării unor astfel de mecanisme de comportament adaptativ este foarte mare, așa că atât animalele, cât și oamenii încearcă să folosească cât mai puțin creierul.

Privilegiul sistemului nervos

Sistemul nervos al multor animale (și în special al mamiferelor) are o proprietate care îl pune într-o poziție excepțională. Această proprietate se datorează izolării sale de restul corpului. Fiind principalul mecanism de integrare a activității organelor interne și baza comportamentului, este un „corp străin” pentru propriul corp. Sistemul imunitar vede sistemul nervos ca o așchie. Dacă sistemul imunitar „ajunge” la creier, atunci încep procese autoimune severe care sunt incompatibile cu viața.

Apare o situație paradoxală. Sistemul nervos consumă o mare parte din oxigenul și substanțele nutritive ale întregului corp, pe care le primește prin sânge. În același timp, trebuie izolat cu grijă de sistemul circulator, deoarece este considerat de celulele sistemului imunitar ca un obiect străin.

Din punct de vedere al oportunității biologice, este vizibilă o contradicție evidentă. Principalul organ integrator nu trebuie să fie străin sistemului imunitar. Cu toate acestea, acesta este un fapt pentru care este destul de ușor să găsești o explicație clară. Creierul conține prea multe componente organice specializate care nu sunt folosite în altă parte a corpului. Crearea unui mecanism în sistemul imunitar pentru a le recunoaște ca celule „noastre” este extrem de dificilă și nejustificată. Este mult mai „ieftin” să separă pur și simplu sistemul nervos de restul corpului. Acest principiu de izolare este implementat în testicule, ovare și sistemul nervos. În chiar vedere generala Izolarea sistemului nervos este menținută de bariera hemato-encefalică, care constă din mai multe tipuri de celule specializate. Pentru a înțelege izolarea sistemului nervos de restul corpului, este necesar să se ia în considerare principiile elementare ale structurii sale.

Din cartea Cea mai nouă carte a faptelor. Volumul 1 [Astronomie și astrofizică. Geografie și alte științe ale pământului. Biologie și Medicină] autor

Din cartea Eye of the Mind autor Hofstadter Douglas Robert

Din cartea Brain and Soul [Cât de nervos ne modelează lumea interioară] de Frith Chris

26 DAGLAS HOFSTADTER O conversație cu creierul lui Einstein Ahile și Țestoasa se ciocnesc accidental pe malul unui iaz octogonal din Grădinile Luxemburgului din Paris. Acest iaz a servit întotdeauna ca loc preferat pentru excursiile cu barca pentru cuplurile tinere; în zilele noastre bărcile lor sunt adesea

Din cartea Cea mai nouă carte a faptelor. Volumul 1. Astronomie și astrofizică. Geografie și alte științe ale pământului. Biologie și medicină autor Kondrașov Anatoli Pavlovici

Noi nu percepem lumea, ci un model al ei creat de creier.Ceea ce percepem nu sunt acele semnale brute și ambigue care vin din lumea exterioară către ochii, urechile și degetele noastre. Percepția noastră este mult mai bogată - combină toate acestea brute

Din cartea Blood: River of Life [De la legende antice la descoperiri științifice] de Isaac Asimov

Care este puterea consumată de creierul uman? S-a stabilit că în stare de veghe creierul uman consumă aproximativ 20

Din cartea Creșterea peștilor, racilor și păsărilor de apă domestice autor Zadorojnaia Liudmila Alexandrovna

De ce consumul regulat de alcool, chiar moderat, este dăunător organismului? Alcoolismul este unul dintre tipurile de dependență de droguri. Chiar și consumul moderat de alcool poate duce la o dependență severă, uneori aproape irezistibilă, de acesta. Mecanismul acestui lucru

Din carte Starea curenta biosferei și politicii de mediu autorul Kolesnik Yu. A.

Capitolul 4 Obstacole în calea oxigenului Într-o atmosferă normală, hemoglobina leagă doar oxigenul. Aceasta înseamnă că legarea oxigenului nu este afectată de alte componente ale aerului: azot, dioxid de carbon, vapori de apă sau argon. Se colectează hemoglobina

Din cartea Chimie biologică autor Lelevici Vladimir Valerianovici

Din cartea autorului

7.5. Ciclul oxigenului Dintre toate gazele prezente în atmosferă, precum și dizolvate în Oceanul Mondial, oxigenul prezintă un interes deosebit, deoarece oferă un randament ridicat de energie în timpul disimilării aerobe pentru aproape toate organismele de pe Pământ și se află în esență în

Din cartea autorului

Specii reactive de oxigen (radicali liberi) În organism, ca urmare a reacțiilor redox, generarea de specii reactive de oxigen (ROS) are loc constant în timpul reducerii cu un electron a oxigenului (molecula are un electron nepereche pe

Cantitatea de oxigen consumată de o persoană pe stomacul gol, în stare de repaus muscular, întinsă, este un indicator al metabolismului necesar menținerii funcțiilor vitale ale organismului în repaus, adică metabolismul bazal. Metabolismul uman de bază este caracterizat de un consum de oxigen în intervalul 200-250 ml/min cu un consum de energie de aproximativ 1-1,2 kcal/min. Metabolismul de bază este influențat de sex, vârstă, greutate și suprafața corpului, compoziția alimentelor, condiții climatice, temperatura ambiantă etc. Rata metabolică a energiei bazale pentru un adult este considerată a fi de 1 kcal per 1 kg de greutate pe oră.

Consumul crescut de oxigen în timpul lucrului este necesar pentru oxidarea produselor de descompunere a carbohidraților în faza aerobă (acid lactic), a grăsimilor, precum și pentru resinteza substanțelor care conțin azot în faza anaerobă. Nevoia de oxigen a organismului este mai mare, cu atât mai mare muncă mai grea. În anumite limite există dependență liniarăîntre severitatea muncii efectuate şi consumul de oxigen. Această complianță este asigurată de munca sporită a sistemului cardiovascular și de o creștere a coeficientului de difuzie a oxigenului prin țesutul pulmonar. Coeficientul de difuzie crește de la 50 la 450 kg/min la 61 la 1590 kg/min.

Cantitatea de oxigen pe minut necesară pentru oxidarea completă a produselor de degradare se numește cererea de oxigen sau cererea de oxigen, în timp ce cantitatea maximă de oxigen pe care corpul o poate primi pe minut se numește plafonul de oxigen. Plafonul de oxigen pentru persoanele neinstruite pentru munca fizica este de aproximativ 3 l/min, iar pentru persoanele instruite poate ajunge la 4-5 l/min.

Costurile energiei pentru munca dinamică negativă reprezintă aproximativ 50% din costurile energetice pentru munca dinamică pozitivă. Astfel, deplasarea unei sarcini de-a lungul unui plan orizontal este de 9-16 ori mai ușoară decât ridicarea unei sarcini.

Orez. 1. Dinamica consumului de oxigen în timpul muncii fizice. Hașura în carouri - consum de oxigen în timpul funcționării; umbrire orizontală - cerere de oxigen; umbrire verticală - datorie de oxigen. Poza din stânga este o lucrare medie-grea; Imaginea din dreapta arată munca cu datorii progresive de oxigen.

Consumul de oxigen în timpul lucrului pozitiv dinamic este prezentat în Fig. 1. După cum se poate observa din această figură, curba consumului de oxigen la începutul lucrului crește și abia după 2-3 minute se stabilește la un anumit nivel, care se menține apoi timp îndelungat (stare de echilibru). Esența acestui curs al curbei este că la început munca se desfășoară cu satisfacerea incompletă a cererii de oxigen și, ca urmare, cu o datorie crescândă de oxigen, deoarece procesele energetice din mușchi în timpul contracției sale au loc instantaneu și livrarea de oxigen datorita inertiei aparatului cardiovascular si respirator este lenta. Și numai atunci când livrarea de oxigen satisface pe deplin cererea de oxigen are loc o stare constantă de consum de oxigen.

Datoria de oxigen formată la începutul lucrărilor se rambursează după încetarea lucrărilor, în perioada de recuperare, în care consumul de oxigen atinge nivelul inițial. Aceasta este dinamica consumului de oxigen în timpul lucrului ușor și moderat. În timpul muncii grele, o stare constantă de consum de oxigen nu apare, în esență, niciodată; deficiența de oxigen la începutul lucrării este completată de deficiența de oxigen formată în timpul acestuia. În acest caz, consumul de oxigen crește tot timpul până la plafonul de oxigen. Perioada de recuperare cu o astfel de muncă este semnificativ mai lungă. În cazul în care cererea de oxigen în timpul funcționării depășește plafonul de oxigen, apare așa-numita stare de echilibru fals. Reflectă plafonul de oxigen, nu cererea reală de oxigen. Perioada de recuperare este chiar mai lungă.

Astfel, nivelul consumului de oxigen în legătură cu munca poate fi folosit pentru a judeca gravitatea muncii efectuate. O stare constantă a consumului de oxigen în timpul lucrului poate indica faptul că necesarul de oxigen este pe deplin satisfăcut, că nu are loc acumularea de acid lactic în mușchi și sânge și că are timp să fie resintetizat în glicogen. Absența unei stări de echilibru și o creștere a consumului de oxigen în timpul lucrului indică severitatea muncii, acumularea de acid lactic, care necesită oxigen pentru resinteza sa. Munca și mai dificilă este caracterizată de o stare de echilibru fals.

Durata perioadei de recuperare pentru consumul de oxigen indică, de asemenea, o severitate mai mare sau mai mică a muncii. În timpul lucrului ușor, datoria de oxigen este mică. Acidul lactic rezultat, în cea mai mare parte, reușește să fie resintetizat în glicogen în mușchi în timpul muncii; durata perioadei de recuperare nu depășește câteva minute. După muncă grea, consumul de oxigen scade mai întâi rapid și apoi foarte încet, durata totală a perioadei de recuperare poate ajunge la -30 de minute sau mai mult.

Restabilirea consumului de oxigen nu înseamnă restabilirea funcțiilor afectate ale organismului în ansamblu. Multe funcții ale corpului, de exemplu starea sistemelor respirator și cardiovascular, coeficientul respirator, procesele biochimice etc., nu au atins încă nivelul inițial până în acest moment.

Pentru analiza proceselor de schimb gazos, pot fi de interes deosebit modificările coeficientului respirator CO 2 /O 2 (RK).

Într-o stare constantă de consum de oxigen în timpul funcționării, DC poate indica natura substanțelor oxidate. În timpul muncii grele, DC crește la 1, ceea ce indică oxidarea carbohidraților. După muncă, DC poate fi mai mare decât 1, ceea ce se explică printr-o încălcare a echilibrului acido-bazic al sângelui și o creștere a concentrației de ioni de hidrogen (pH): pH-ul crescut continuă să excite centru respiratorși ca rezultat, dioxidul de carbon este spălat intens din sânge în timp ce consumul de oxigen scade, adică în raportul CO2/O2, numărătorul crește și numitorul scade.

Într-o etapă ulterioară a recuperării, DC poate fi mai mică decât indicatorul inițial de pre-lucrare. Acest lucru se explică prin faptul că în perioada de recuperare Rezervele de sânge alcalin sunt eliberate, iar dioxidul de carbon este reținut pentru a menține pH-ul normal.

În timpul lucrului static, consumul de oxigen este de altă natură. În procesul muncii, expresia cea mai concretă a muncii statice este menținerea posturii de lucru a unei persoane. Poziția de lucru ca stare de echilibru a corpului poate fi efectuată pentru a contracara activ forțele externe; în acest caz, apare o tensiune musculară tetanică prelungită. Acest tip de lucru static este foarte neeconomic din punct de vedere al inervației și energiei. Poziția de lucru, în care echilibrul este menținut prin adaptarea la direcția gravitației, este mult mai economică, deoarece în acest caz se remarcă mai degrabă tensiunea musculară tonică decât tetanică. În practică, se observă ambele tipuri de muncă statică, adesea înlocuindu-se, dar din punct de vedere al fiziologiei travaliului, munca statică însoțită de tensiune tetanică are o importanță primordială. Dinamica consumului de oxigen cu acest tip de lucru static este prezentată în Fig. 2.

Diagrama arată că în timpul tensiunii statice, consumul de oxigen este semnificativ mai mic decât necesarul de oxigen, adică mușchiul lucrează aproape în condiții anaerobe. În perioada imediat următoare lucrului, consumul de oxigen crește brusc și apoi scade treptat (fenomenul Lingard), iar perioada de recuperare poate fi lungă, astfel încât aproape toată cererea de oxigen este satisfăcută după muncă. Lingard a dat următoarea explicație pentru fenomenul pe care l-a descoperit. Odată cu contracția mușchilor tetanici, din cauza comprimării vaselor de sânge, se creează un obstacol mecanic în calea fluxului sanguin și, prin urmare, la livrarea oxigenului și la scurgerea produselor de descompunere - acid lactic. Munca statică este anaerobă, prin urmare, saltul caracteristic spre creșterea consumului de oxigen după muncă se datorează nevoii de oxidare a produselor de descompunere formate în timpul lucrului.

Această explicație nu este exhaustivă. Pe baza învățăturilor lui N. E. Vvedensky, consumul scăzut de oxigen în timpul lucrului static se poate datora nu atât unui factor mecanic, cât și unei scăderi a metabolismului datorată influențelor presore-reflex, al cărui mecanism este următorul. Ca urmare a tensiunii statice (impulsuri continue din mușchi), anumite celule ale cortexului cerebral intră într-o stare de excitație puternică prelungită, ducând în cele din urmă la fenomene inhibitorii precum un bloc parabiotic. După încetarea muncii statice (stare pesimală), începe o perioadă de exaltare - excitabilitate crescută și, în consecință, o creștere a metabolismului. Starea de excitabilitate crescută se extinde la nivelul căilor respiratorii și centre cardiovasculare. Tipul de lucru static descris este cu consum redus de energie, consumul de oxigen, chiar și cu tensiune statică foarte semnificativă, rareori depășește 1 l/min, dar oboseala poate apărea destul de repede, ceea ce se explică prin modificările care au apărut în sistemul nervos central. .

Un alt tip de muncă statică - menținerea unei poziții prin contracția tonică a mușchilor - necesită puțină cheltuială de energie și este mai puțin obositoare. Acest lucru se explică prin impulsuri rare și mai mult sau mai puțin uniforme din sistemul nervos central, caracteristice inervației tonice și caracteristicile reacției contractile în sine, impulsuri rare și slabe, vâscozitatea și unitatea impulsurilor și stabilitatea efectului. Un exemplu este poziția obișnuită a unei persoane.

Orez. 2. Schema fenomenului Lingard.