Sistemele fiziologice ale corpului. Protecție sanogenetică a creierului

În corpul nostru, oxigenul este responsabil pentru procesul de producere a energiei. În celulele noastre, doar datorită oxigenului, are loc oxigenarea - conversia nutrienților (grăsimi și lipide) în energie celulară. Odată cu scăderea presiunii parțiale (conținutului) de oxigen la nivelul inhalat - nivelul acestuia în sânge scade - activitatea organismului la nivel celular scade. Se știe că mai mult de 20% din oxigen este consumat de creier. Deficiența 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, în primul rând, medicii de urgență pun victima pe un aparat de oxigen pentru a crește rezistența organismului și a crește șansele de supraviețuire.
Efectul terapeutic al oxigenului este cunoscut și utilizat 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

Hipoxia sau lipsa de oxigen este un 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, încălcând procesele biochimice ale respirației tisulare. 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; încălcarea funcțiilor organelor și sistemelor.

Daunele oxigenului

Uneori poți auzi că „Oxigenul este un agent oxidant care accelerează îmbătrânirea organismului”.
Aici se trage concluzia greșită din premisa corectă. Da, oxigenul este un agent oxidant. Doar datorită lui, nutrienții din alimente sunt transformați în energie în organism.
Frica de oxigen este asociată cu două dintre proprietățile sale excepționale: radicalii liberi și otrăvirea cu exces de presiune.

1. Ce sunt radicalii liberi?
Unele dintre numărul imens de reacții oxidative (producătoare de energie) și de reducere ale corpului care curg 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 caută să capteze electronul lipsă din orice altă moleculă. Această moleculă devine un radical liber și fură un electron de la următorul și așa mai departe.
De ce este nevoie de asta? 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% din substanțele formate în timpul reacțiilor chimice devin radicali liberi.
Principalele motive pentru încălcarea echilibrului biochimic natural și creșterea numărului de radicali liberi, oamenii de știință numesc stres emoțional, efort fizic intens, răni și epuizare pe fondul poluării aerului, consumul de alimente conservate și prelucrate necorespunzător din punct de vedere tehnologic, legume și fructe cultivate cu ajutorul erbicidelor și pesticidelor, expunerea la ultraviolete și radiații.

Astfel, îmbătrânirea este un proces biologic de încetinire a diviziunii celulare, iar radicalii liberi asociați în mod eronat cu îmbătrânirea sunt mecanisme de apărare naturale și necesare pentru organism, iar efectele lor nocive sunt asociate cu o încălcare a proceselor naturale din organism de către factorii negativi de mediu și stres.

2. „Oxigenul este ușor de otrăvit”.
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, acei „radicali liberi” foarte groaznici care sunt foarte activi, acționând ca agenți oxidanți care pot deteriora membranele biologice ale celulelor.

Teribil, nu? Imediat vreau să nu mai respir. Din fericire, pentru a fi otrăvit cu oxigen, este necesară o presiune crescută a oxigenului, ca, de exemplu, într-o cameră de presiune (în timpul baroterapiei cu oxigen) sau la scufundări cu amestecuri speciale de respirație. În viața obișnuită, astfel de situații nu apar.

3. „La munte este puțin oxigen, dar sunt mulți centenari! Acestea. oxigenul este rău.”
Într-adevăr, în Uniunea Sovietică în regiunile muntoase ale Caucazului și în Transcaucazia au fost înregistrate un anumit număr de ficat lung. Dacă te uiți la lista de centenari verificați (adică confirmați) ai lumii de-a lungul istoriei sale, imaginea nu va fi atât de evidentă: cei mai bătrâni centenari înregistrați în Franța, SUA și Japonia nu au trăit în munți.

În Japonia, unde încă 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 în ​​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 sunt documentate în registrul familiei japoneze – koseki”. Oamenii Okinhua înșiși cred că secretul longevității lor se bazează pe patru piloni: dieta, stilul de viață activ, autosuficiența și spiritualitatea. Localnicii nu mănâncă niciodată în exces, aderând la principiul „hari hachi bu” – plin cu opt zecimi. Aceste „opt zecimi” dintre ele constau 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 joace o varietate locală de crochet.: Okinawa este numită cea mai fericită insulă - nu există nicio grabă și stres inerent. în marile insule ale Japoniei. Localnicii sunt dedicați filozofiei lui yuimaru - „efort de colaborare cu inimă bună și prietenoasă”.
Interesant este că, de îndată ce locuitorii din Okinawa se mută în alte părți ale țării, nu există ficat lung printre astfel de oameni.Astfel, oamenii de știință care studiază acest fenomen au descoperit că factorul genetic nu joacă un rol în longevitatea insulelor. Și noi, la rândul nostru, considerăm că este extrem de important ca Insulele Okinawa să fie situate într-o zonă bătută activ de vânt în ocean, iar nivelul de conținut de oxigen în astfel de zone este înregistrat ca cel mai mare - 21,9 - 22% oxigen.

Puritatea aerului

„Dar aerul este murdar afară, iar oxigenul transportă toate substanțele cu el.”
De aceea sistemele OxyHaus au un sistem de filtrare a aerului de intrare în trei trepte. Și aerul deja purificat intră în sita moleculară a zeolitului, în care este separat oxigenul din aer.

„Este posibil să fii otrăvit de 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 dozelor terapeutice în exces în procesul de baroterapie cu oxigen. În caz de otrăvire cu oxigen, se dezvoltă disfuncții ale sistemului nervos central, ale organelor respiratorii și circulatorii.

Cum afectează oxigenul corpul uman?

Mai mult este cerut de un organism în creștere și de cei care sunt angajați în activitate fizică intensă. În general, activitatea de respirație depinde în mare măsură de mulți factori externi. De exemplu, dacă stai sub un duș suficient de rece, atunci 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 mult căldură, cu atât frecvența respirației sale devine mai des. Iată câteva fapte interesante despre asta:

• 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 unei plimbări liniștite - cu 100%, în timpul muncii ușoare - cu 200%, în timpul muncii fizice grele - 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 normal, dar pentru înotătorii profesioniști poate ajunge până la 6 litri!


• Cu cât capacitatea plămânilor este mai mare, cu atât frecvența respiratorie este mai mică și adâncimea inspirației este mai mare. Un exemplu ilustrativ: un atlet face 6-10 respirații pe minut, în timp ce o persoană normală (non-atlet) respiră cu o rată 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 eliberați-l 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: în primul rând, intră prin plămâni în sânge, unde este absorbit de hemoglobină și formează oxihemoglobină. 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 organele sistemului respirator și excretor.

Excesul de oxigen

Inhalarea pe termen lung 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, pentru tratamentul anumitor boli, se utilizează încă o procedură de saturare a oxigenului sub presiune crescută, care se numește oxigenare 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 - nobilii, care cântau muzică în case închise și petreceau timp jucând jocuri de cărți.

Orez. 1. Structura coloanei vertebrale.

Articulațiile vertebrelor se realizează cu ajutorul discurilor intervertebrale cartilaginoase, elastice și a proceselor articulare. Discurile intervertebrale cresc mobilitatea coloanei vertebrale. Cu cât grosimea lor este mai mare, cu atât este mai mare flexibilitatea. Dacă îndoirile coloanei vertebrale sunt puternic pronunțate (cu scolioză), mobilitatea toracelui scade. Un spate plat sau rotunjit (cocoșat) indică slăbiciune a mușchilor spatelui. Corecția posturii se realizează prin exerciții generale de dezvoltare, forță și întindere. Coloana vertebrală vă permite să vă aplecați înainte și înapoi, în lateral, mișcări de rotație în jurul axei verticale.

Cutia toracică este format din stern (stern), 12 vertebre toracice și 12 perechi de coaste (Fig. 2).

Orez. 2. Scheletul uman.

Coastele sunt oase lungi arcuate-curbate plate, care, cu ajutorul capetelor cartilaginoase flexibile, sunt atașate mobil de stern. Toate conexiunile coaste sunt foarte elastice, ceea ce este esențial pentru respirabilitate.

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

Schelet membrele superioare format din brâul scapular, format din doi omoplați și două clavicule, și un membru superior liber, incluzând umărul, antebrațul și mâna. Umărul este un os tubular humeral; antebratul este format din radius si ulna; Scheletul mâinii este împărțit în încheietura mâinii (8 oase dispuse pe două rânduri), metacarp (5 oase tubulare scurte) și falangele degetelor (5 falange).

Schelet membru inferior include centura pelviană, constând din două oase pelvine și sacrul, și scheletul membrului inferior liber, care constă din trei secțiuni principale - coapsa (un femur), piciorul inferior (tibia și peronéul) și piciorul (tarsul - 7). oase, metatars - 5 oase și 14 falange).

Toate oasele scheletului sunt conectate prin articulații, ligamente și tendoane. . articulațiilor asigură mobilitate oaselor articulare ale scheletului. Suprafețele articulare sunt acoperite cu un strat subțire de cartilaj, ceea ce asigură că suprafețele articulare alunecă cu o frecare mică. Fiecare îmbinare este complet închisă într-o pungă de îmbinare. Pereții acestei pungi 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.

Principalele funcții ale sistemului musculo-scheletic sunt susținerea și mișcarea corpului și a părților sale în spațiu.

Funcția principală a articulațiilor este de a participa la implementarea mișcărilor. Ele joacă, de asemenea, rolul de amortizoare, atenuând inerția mișcării și permițându-vă să vă opriți instantaneu în procesul de mișcare.

Orele de educație fizică organizate corespunzător nu afectează dezvoltarea scheletului, acesta devine mai durabil 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 incorectă a sesiunilor de antrenament poate duce la o supraîncărcare a aparatului de susținere. Unilateralitatea în alegerea exercițiilor poate provoca, de asemenea, deformarea scheletului.

La persoanele cu activitate motorie limitată, a căror activitate se caracterizează prin menținerea unei anumite posturi pentru o perioadă lungă de timp, apar modificări semnificative ale țesutului osos și cartilajului, care afectează în mod negativ starea coloanei vertebrale și a discurilor intervertebrale. Exercițiile fizice întăresc coloana vertebrală și, datorită dezvoltării corsetului muscular, elimină diverse curburi, ceea ce contribuie la dezvoltarea unei posturii corecte și la 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 fac 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.

muschii pieptului participă la mișcările membrelor superioare și, de asemenea, asigură mișcări respiratorii arbitrare și involuntare. Mușchii respiratori ai pieptului se numesc mușchii intercostali externi și interni. Diafragma aparține și mușchilor respiratori.

muschii spatelui constau din mușchi superficiali și profundi. Superficial oferă o anumită mișcare a membrelor superioare, a capului și a gâtului. Adânci ("redresoare de trunchi") sunt atașate proceselor spinoase ale vertebrelor și se întind de-a lungul coloanei vertebrale. Mușchii spatelui sunt implicați în menținerea poziției verticale a corpului, cu o tensiune (contracție) puternică determinând corpul să se aplece înapoi.

Mușchi abdominali menține presiunea în interiorul cavității abdominale (presă abdominală), participă la unele mișcări ale corpului (îndoirea înainte a trunchiului, înclinarea și întoarcerea în lateral), în procesul de respirație.

Mușchii capului și gâtului- imita, mesteca si misca capul si gatul. Mușchii mimici sunt atașați la un capăt de os, celălalt - de pielea feței, unii pot începe și se termină în piele. Mușchii mimici asigură mișcarea pielii feței, reflectă diferite stări mentale ale unei persoane, însoțesc vorbirea și sunt importanți în comunicare. Mușchii de mestecat în timpul contracției provoacă mișcarea maxilarului inferior înainte și în lateral. Mușchii gâtului sunt implicați în mișcările capului. Grupul posterior de mușchi, inclusiv mușchii spatelui capului, în timpul contracției tonice (de la cuvântul „tonus”) ține capul în poziție verticală.

Mușchii membrelor superioare asigură mișcarea centurii scapulare, antebrațului și pune în mișcare 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 variate. Acest lucru se datorează faptului că mâna servește ca organ de muncă pentru o persoană.

Mușchii membrelor inferioare contribuie la mișcările șoldului, piciorului și piciorului. Mușchii coapsei joacă un rol important în menținerea poziției verticale a corpului, dar la om sunt mai dezvoltați decât la alte vertebrate. Mușchii care mișcă piciorul inferior sunt localizați pe coapsă (de exemplu, mușchiul cvadriceps, a cărui funcție este de a extinde piciorul inferior în articulația genunchiului; antagonistul acestui mușchi este bicepsul femural). Piciorul și degetele sunt puse în mișcare de mușchii localizați pe picior și picior. Flexia degetelor de la picioare se realizează cu contracția mușchilor localizați pe talpă, iar extensia - cu contracția mușchilor suprafeței anterioare a piciorului și 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. Acestea strâng sau dilată vasele de sânge, mișcă alimentele prin tractul gastrointestinal și contractă pereții vezicii urinare. Mușchii striați sunt toți mușchii scheletici care asigură o varietate de mișcări ale corpului. Mușchii striați includ și mușchiul inimii, care asigură automat munca ritmică a inimii pe tot parcursul vieții.

Baza mușchilor este proteinele, care alcătuiesc 80-85% din țesutul muscular (cu excepția apei). Proprietatea principală a țesutului muscular este contractilitatea, este asigurat de proteinele musculare contractile - actina si miozina. Țesutul muscular este foarte complex. Mușchiul 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 miofibrila. 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 filamente proteice mai subțiri actina.

Activitatea musculară este reglată de sistemul nervos central. Un nerv pătrunde în fiecare mușchi, despărțindu-se în ramuri subțiri și mai subțiri. Terminațiile nervoase ajung la fibrele musculare individuale. Fibrele nervoase motorii transmit impulsuri de la creier și măduva spinării (excitație), care aduc mușchii în stare de funcționare, 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, pun în mișcare verigile individuale ale scheletului, pârghii. 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, iar majoritatea sunt pereche. Mușchii reprezintă o parte semnificativă din masa uscată a corpului uman. La femei, mușchii reprezintă până la 35% din greutatea corporală totală, 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 extern cu o teacă densă de țesut conjunctiv. În fiecare mușchi se distinge partea activă ( corpul muscular) și pasiv ( tendon). Tendoanele au proprietăți elastice și sunt elementul elastic consistent al mușchiului. Tendoanele au o rezistență la tracțiune mai mare decât țesutul muscular. Cele mai slabe și, prin urmare, cele mai des rănite zone ale mușchiului sunt tranzițiile mușchiului în 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 care acționează în direcții opuse 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 cu un sistem complex de vase de sânge. Sângele care curge prin ele le furnizează nutrienți și oxigen.

Funcțiile aparatului motor:

Suport - fixarea mușchilor și a organelor interne;

Protectiv - protecția organelor vitale (creier și spate, creier, inimă etc.);

Motor - asigurarea actelor motrice;

Primavara - atenuarea socurilor si tremurului;

Hematopoietic - hematopoieza;

Participarea la metabolismul mineral.

Sistemele fiziologice ale corpului.

Sistem nervos. Sistemul nervos uman combină toate sistemele corpului într-un singur întreg și este format din câteva miliarde de celule nervoase și procesele lor. Procesele lungi de celule nervoase, unindu-se, formează fibre nervoase care sunt potrivite pentru toate țesuturile și organele umane.

Sistem nervos cuprinde central(creierul și măduva spinării) și periferic(nervi care se extind de la creier si maduva spinarii si situati la periferia ganglionilor nervosi) departamente.

Sistemul nervos central coordonează activitatea diferitelor organe și sisteme ale corpului și reglează această activitate într-un mediu extern în schimbare în funcție de mecanismul reflex. Procesele care au loc în sistemul nervos central stau la baza întregii activități mentale umane.

Creier este o acumulare a unui număr mare de celule nervoase. Este format din secțiunile anterioare, intermediare, mijlocii și posterioare. Structura creierului este incomparabil mai complexă decât structura oricărui organ al corpului 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 corporală a unei persoane, creierul absoarbe 18-25% din oxigenul consumat de întregul corp. Creierul depășește semnificativ alte 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 hipodinamie. În acest caz, există o cefalee de diferite localizări, intensitate și durată, amețeli, slăbiciune, scăderea performanțelor mentale, memoria se deteriorează, apare iritabilitatea.

Măduva spinării se află în canalul rahidian format din arcadele vertebrelor. În diferite părți ale măduvei spinării există motoneuroni (celule nervoase motorii) care inervează mușchii membrelor superioare, spatelui, pieptului, abdomenului și membrelor inferioare. În regiunea sacră se află centrele defecării, urinarii și activității sexuale. 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 o tulburare a durerii, sensibilitatea la temperatură, perturbarea structurii mișcărilor voluntare complexe, tonusul muscular.

Sistem nervos periferic format din nervi care se ramifică din creier și măduva spinării. Există 12 perechi de nervi cranieni din creier și 31 de perechi de nervi spinali din măduva spinării.

Conform principiului funcțional, sistemul nervos este împărțit în somatic și autonom. Somatic nervii inervează mușchii striați ai scheletului și unele organe (limbă, faringe, laringe etc.). Vegetativ nervii reglează activitatea 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 sunt 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 o acțiune motrică mai diferențiată, formează capacitatea de a stăpâni mai rapid noile abilități motorii. Funcția principală a sistemului nervos este de a regla interacțiunea corpului în ansamblu cu mediul său extern și de a regla activitatea organelor individuale și conexiunea dintre organe.

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

Receptorii umani sunt împărțiți în două grupe principale: extero- (extern) și intero- receptori (interni). Fiecare astfel de receptor este o parte integrantă a sistemului 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. Enumerăm numele analizatorilor, al căror rol în viața umană este cunoscut de mulți:

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

Motorii (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);

Gustativ (gust);

Visceral (starea unui număr de organe interne).

Compoziția și funcțiile sângelui.Sânge- țesut conjunctiv trofic lichid al corpului, care circulă în vase și îndeplinește 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 trombozei in timpul sangerarii;

Termoregulatoare - regleaza temperatura corpului.

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

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

Elemente modelate: eritrocite, leucocite si trombocite. Formarea celulelor sanguine se realizează în diferite organe hematopoietice - măduvă osoasă, splină, ganglioni limfatici.

globule rosii- globulele roșii (4-5 milioane pe mm cub), sunt purtătorii pigmentului roșu - hemoglobina. Funcția fiziologică principală a eritrocitelor este legarea și transportul oxigenului de la plămâni la organe și țesuturi. Acest proces se realizează datorită caracteristicilor structurale ale eritrocitelor 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 acesteia 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 măduvei osoase roșii.

Leucocite- globule albe (6-8 mii la 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 (înghițire), fie prin formarea de anticorpi care să le distrugă. Durata lor de viață este de 2-4 zile. Numărul de leucocite este completat tot timpul datorită celulelor nou formate din măduva osoasă, splina și ganglionii limfatici.

trombocite- trombocitele (200-400 mii / mm 3), contribuie la coagularea sângelui și, în timpul degradarii, secretă o substanță vasoconstrictoare - serotonina.

sistem circulator. Activitatea tuturor sistemelor corpului uman se desfășoară prin interconectarea reglării umorale (lichid) și nervoase. Reglarea umorală este realizată de sistemul de transport intern prin sânge și sistemul circulator, care include inima, vasele de sânge, vasele limfatice și organele care produc celule speciale - elemente în formă.

Sistemul nervos îmbunătățește sau inhibă activitatea tuturor organelor nu numai prin undele de excitație sau impulsurile nervoase, ci și prin intrarea mediatorilor, hormonilor și produșilor metabolici în sânge, limfă, fluide cefalorahidiane și tisulare. Aceste substanțe chimice acționează asupra organelor și asupra sistemului nervos. Astfel, în condiții naturale nu există o reglare exclusiv nervoasă a activității organelor, ci neuroumorală.

Mișcarea sângelui și a limfei prin vase are loc în mod continuu, datorită cărora organele, țesuturile, celulele primesc în mod constant nutrienții și oxigenul de care au nevoie în procesul de asimilare, iar produsele de descompunere sunt îndepărtate continuu în procesul de metabolism.

Circulaţie este procesul de flux sanguin direcționat. Apare din cauza activității inimii și a vaselor de sânge. Principalele funcții ale circulației sanguine sunt transportul, schimbul, excreția, homeostatica și protectia. Sistemul circulator asigură transportul gazelor respiratorii, nutrienților și substanțelor biologic active, hormonilor, transferul de căldură în interiorul corpului.

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

Orez. 4. Cercuri mari și mici de circulație a sângelui.

Cercul mic de circulație a sângeluiîncepe din ventriculul drept al inimii. Apoi sângele pătrunde în trunchiul pulmonar, care se împarte în două artere pulmonare, care la rândul lor se împart în artere mai mici care trec în capilarele alveolelor, unde are loc schimbul de gaze (în plămâni, sângele eliberează dioxid de carbon și se îmbogățește cu oxigen). Din fiecare plămân ies două vene și se varsă în atriul stâng.

Circulatie sistematicaîncepe din ventriculul stâng al inimii. Sângele îmbogățit cu oxigen și substanțe nutritive pătrunde în 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 se datorează contracțiilor ritmice ale inimii, care alternează cu relaxarea acesteia. Datorită funcției de pompare a inimii, care creează o diferență de presiune în secțiunile arteriale și venoase ale sistemului vascular ca urmare a alternanței periodice a contracțiilor și relaxărilor ventriculilor și atriilor, sângele se deplasează prin vase continuu, într-un o anumită direcție. Se numește contracția mușchiului inimii sistolă, și relaxarea ei - diastolă. Perioada care include sistolă și diastola este ciclu cardiac.

Activitatea inimii este caracterizată prin sistole atriale (0,1 s) și ventricule (0,35 s) și diastola (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 fluxului de sânge în ele. Arterele transportă sângele de la inimă la țesuturi, în timp ce venele îl returnează de la țesuturi la inimă. Capilarele sunt cele mai subțiri vase, sunt de 15 ori mai subțiri decât un păr uman.

Inima este organul central al sistemului circulator. Inima este un organ muscular gol împărțit de un sept longitudinal în jumătăți drepte și stângi. Fiecare dintre ele constă dintr-un atriu și ventricule separate prin septuri fibroase (Fig. 5).

Orez. 5. Inima omului.

Aparatul valvular al inimii- formatiune care asigura trecerea sangelui prin sistemul vascular intr-o singura directie. În inimă, există valve cuspide între atrii și ventricule și valve semilunare - la ieșirea sângelui din ventriculi către aortă și artera pulmonară.

Inimă automată- capacitatea inimii de a excita ritmic fără participarea la reglarea sistemului nervos central. Mișcarea sângelui prin vase este asigurată, pe lângă funcția de pompare a inimii, de acțiunea de aspirație a toracelui și de compresia dinamică a vaselor mușchilor în timpul lucrului fizic.

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

În primul rând, sângele venos se deplasează spre inimă sub acțiunea contracțiilor mușchilor scheletici, care, parcă, împing sângele din vene spre inimă, în timp ce mișcarea inversă a sângelui este exclusă, deoarece valvele din vene permit sângelui trece numai spre inimă. Mecanismul de mișcare forțată a sângelui venos către inimă, depășind forțele gravitaționale sub influența contracțiilor ritmice și relaxării mușchilor scheletici, se numește pompă musculară. Astfel, în timpul mișcărilor ciclice, mușchii scheletici ajută în mod semnificativ inima să circule sângele în 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, care contribuie la mișcarea sângelui venos către inimă.

Inima funcționează automat sub controlul sistemului nervos central, valul de oscilații care se propagă de-a lungul pereților elastici ai arterelor ca urmare a impactului 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, 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. În timpul efortului fizic, la neantrenați, crește la 100-130 ml, iar la antrenat la 180-200 ml.

Se numește cantitatea de sânge ejectată dintr-un ventricul al inimii într-un minut volumul minute de sânge (MOV).În repaus, această cifră este în medie de 4-6 litri. În timpul efortului fizic crește la persoanele neantrenate până la 18-20 de litri, iar la persoanele antrenate până la 30-40 de litri.

Presiunea sângelui care se deplasează prin sistemul cardiovascular se datorează în principal muncii inimii, rezistenței pereților vaselor de sânge și forțelor hidrostatice. În aortă și arterele centrale ale circulației sistemice, tensiunea arterială (tensiunea arterială) în repaus în timpul sistolei (momentul contracției cardiace) 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, valorile optime ale tensiunii arteriale sunt 120/80.

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

În mod normal, numerele mari sunt 130-139/85-89. Peste aceste valori, presiunea este hipertonic.

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

Valoarea presiunii arteriale depinde de forța contractilă a miocardului, valoarea IOC, lungimea, capacitatea și tonusul vaselor, 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 numit 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 excreția de dioxid de carbon și apă din organism. Se disting următoarele verigi ale sistemului respirator: respirația externă, transportul gazelor prin sânge și respirația tisulară.

respiratie externa efectuată cu ajutorul unui aparat respirator, format din căi respiratorii (cavitatea nazală, nazofaringe, laringe, trahee, trahee și bronhii). Pereții căii nazale sunt căptușiți cu epiteliu ciliat, care reține praful care vine cu aerul. În interiorul căii nazale, aerul este încălzit. La respiratia pe gura, aerul patrunde imediat in faringe si din acesta in laringe, fara a fi curatat si fara a se incalzi (Fig. 6).

Orez. 6. Structura aparatului respirator uman.

Când inhalați, aerul pătrunde în plămâni, fiecare fiind situat în cavitatea pleurală și funcționează izolat unul de celălalt. Fiecare plămân are forma unui con. Din partea îndreptată spre inimă, o bronhie intră în fiecare plămân, împărțindu-se în bronhii mai mici, se formează așa-numitul arbore bronșic. Bronhiile mici se termină în alveole, care sunt împletite cu o rețea densă de capilare prin care curge sângele. Când sângele trece prin capilarele pulmonare, are loc schimbul de gaze: dioxidul de carbon, eliberat din sânge, pătrunde în alveole, iar acestea dau oxigen sângelui.

Indicatorii sănătății sistemului respirator 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), această cifră crește semnificativ la persoanele antrenate și variază de la 800 ml sau mai mult. În neantrenat, volumul curent în repaus este la nivelul de 350-500 ml.

Daca dupa o inspiratie normala se face o expiratie maxima, atunci din plamani vor mai iesi 1,0-1,5 litri de aer. Acest volum se numește rezervă. Se numește cantitatea de aer care poate fi inhalată în exces față de volumul curent volum suplimentar.

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

Rata de respiratie este numărul de respirații pe minut. Un ciclu constă în inhalare, expirație și pauză respiratorie. Frecvența respiratorie medie în repaus este de 15-18 cicluri pe minut. La persoanele instruite, prin creșterea volumului curent, ritmul respirator se reduce la 8-12 cicluri pe minut. În timpul efortului, ritmul respirator crește, de exemplu, la înotători până la 45 de cicluri pe minut.

Ventilatie pulmonara este volumul de aer care trece prin plămâni pe minut. Valoarea ventilației pulmonare se determină prin înmulțirea valorii 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. Odată cu activitatea fizică, această valoare crește. Se numește cea mai mare cantitate de oxigen pe care corpul o poate consuma pe minut în timpul muncii musculare maxime consum maxim de oxigen(IPC).

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

Tab. 1. Unii indicatori morfofuncționali ai cardiovasculare

E. ZVYAGINA.

Fiziologii susțin că lipsa oxigenului în unele cazuri poate fi benefică pentru organism și chiar ajută 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. 3. Kolchinskaya. Sub conducerea ei, a fost creat un program de calculator care evaluează activitatea organelor respiratorii și a fost dezvoltat un sistem de antrenament hipoxic.

Sesiune de antrenament hipoxic. Timp de câteva minute, pacientul respiră prin hipoxicator, apoi scoate masca și respiră aer obișnuit. 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. O pregătire specială aici, slavă Domnului, nu este necesară. Poate de aceea majoritatea dintre noi avem idei foarte aspre despre cum respirăm.

Dacă întrebi despre asta o persoană care este departe de științele naturii, răspunsul este probabil următorul: respirăm cu plămânii. De fapt, acest lucru nu este adevărat. Omenirii i-au luat mai mult de două sute de ani pentru a înțelege ce este respirația și care este esența ei.

Schematic, conceptul modern de respirație poate fi reprezentat astfel: mișcările pieptului 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 are loc procesarea oxigenului, adică se realizează respirația propriu-zisă.

Oxigenul din mitocondrii este „prelevat” 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, se eliberează o cantitate mare de căldură, care este necesară pentru sinteza principalului depozit de energie biologică - ATP (acid adenozin-trifosforic). Energia eliberată în timpul descompunerii ATP este folosită de organism pentru a desfășura toate procesele vieții, pentru oricare dintre activitățile sale.

Așa decurge respirația în condiții 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 chemoreceptori ai aortei și arterelor carotide, care transmit informații despre o scădere a concentrației de oxigen din sângele arterial sau o creștere a conținutului de dioxid de carbon din acesta. Acest lucru se întâmplă, de exemplu, când scade cantitatea de oxigen din aerul inhalat. 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 se intensifică, persoana începe să respire mai des, respectiv, ventilația plămânilor și livrarea de oxigen în sânge se îmbunătățesc. Excitarea receptorilor arterelor carotide determină și o creștere a frecvenței cardiace, ceea ce crește circulația sângelui, iar oxigenul ajunge mai repede la țesuturi. Acest lucru este facilitat de eliberarea de noi eritrocite în sânge și, în consecință, de hemoglobina conținută în acestea.

Astfel se explică efectul benefic al aerului de munte asupra vitalității unei persoane. Ajunși în stațiunile montane – să zicem, în Caucaz – mulți observă că starea lor de spirit se îmbunătățește, sângele pare să curgă mai repede. Iar secretul este simplu: aerul din munți este rarefiat, 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 urci 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 deja periculoasă, iar sistemul nervos central va suferi în primul rând de ea.

Dacă nu există suficient oxigen pentru a menține creierul în funcțiune, persoana poate pierde cunoștința. Hipoxia severă duce uneori chiar la moarte.

Dar hipoxia nu este neapărat cauzată de nivelul scăzut de oxigen din aer. Poate fi cauzată de anumite boli. De exemplu, în bronșita cronică, astmul bronșic și diferite boli pulmonare (pneumonie, pneumoscleroză), nu tot oxigenul inhalat intră în sânge. Rezultatul este un aport insuficient de oxigen pentru întregul corp. Dacă există puține celule roșii din sânge și hemoglobină conținută în ele (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 cea care 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.

Deci, activitatea 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 oxigenat. 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 odată cu creșterea sarcinii. Aici se realizează același principiu ca și în cazul aerului rarefiat, când receptorii aortei și arterelor carotide înregistrează o scădere a concentrației de oxigen din sângele arterial. Excitația acestor receptori este transmisă cortexului cerebral și tuturor departamentelor sale. Ventilația plămânilor și alimentarea cu sânge sunt îmbunătățite, ceea ce previne scăderea ratei de livrare a oxigenului către organe și celule.

Este curios că într-o serie de cazuri organismul poate lua măsuri împotriva hipoxiei în prealabil, în special, care apare în timpul exercițiilor fizice. Baza acestui lucru este predicția creșterilor viitoare ale sarcinii. În acest caz, corpul are și elemente sensibile speciale - ele reacționează la sunet, semnale de culoare, modificări ale mirosului și gustului. De exemplu, un atlet, după ce a auzit comanda „Pentru a începe!”, primește un semnal pentru a restructura activitatea sistemului respirator. Mai mult oxigen intră în plămâni, sânge și țesuturi.

Cu toate acestea, un organism neantrenat este adesea incapabil să stabilească o livrare de oxigen cu drepturi depline cu o 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 îndrumarea academicianului N. N. Sirotinin la Institutul de Fiziologie. A. A. Bogomolets, Academia de Științe a RSS Ucrainei. Continuarea acestor studii a fost opera profesorului, câștigător al Premiului de Stat al Ucrainei A. 3. Kolchinskaya și studenții ei. Au creat un program de calculator care vă permite să evaluați activitatea sistemului respirator uman în funcție de 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, iar pe de altă parte, cu persoane care suferă de anumite boli (bronșită cronică, astm bronșic, anemie, diabet, hemoragii uterine, paralizie cerebrală, miopie etc.) . Analiza computerizată a arătat că și acele boli care, se pare, nu au legătură directă cu sistemul respirator, îl afectează negativ. Este logic să presupunem un feedback: funcționarea sistemului respirator poate afecta starea întregului organism.

Și atunci s-a născut ideea antrenamentului hipoxic. Amintiți-vă: cu o scădere ușoară a cantității de oxigen din aer (de exemplu, la poalele dealurilor), organismul activează vitalitatea. Sistemul respirator este refăcut, adaptându-se la noile condiții. Volumul respirației crește, circulația sanguină crește, eritrocitele și hemoglobina cresc, numărul mitocondriilor crește. Astfel de rezultate pot fi obținute în cadrul clinic prin asigurarea pacientului cu o sursă de aer cu un conținut redus de oxigen. Pentru aceasta, a fost creat un aparat special - un hipoxicator.

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

Pentru fiecare pacient, modul 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, pentru un sportiv și pentru un pacient cu astm bronșic, aceste concentrații nu sunt aceleași. Prin urmare, înainte de a prescrie un curs de tratament, se face 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 tratamentul unei game largi de boli. În primul rând, desigur, în bolile 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 surprinzător este că cu ajutorul lui pot fi tratate și acele boli care, la prima vedere, nu au nicio legătură cu respirația.

De exemplu, după cum a arătat B. Kh. Khatsukov, metoda a fost eficientă în tratamentul miopiei. Peste 60% dintre copiii miopi, cu care a fost efectuat un curs de antrenament hipoxic, și-au restabilit complet vederea, în rest 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 în dezvoltarea vârstei. Și odată cu normalizarea ei, vederea este restabilită.

A. 3. Kolchinskaya și studenții ei M. P. Zakusilo și 3. X. Abazova au efectuat un experiment de succes privind utilizarea antrenamentului hipoxic pentru tratamentul hipotiroidismului (activitate scăzută a glandei tiroide). Când pacientul a inhalat aer cu un conținut redus de oxigen, glanda sa tiroidă a început să producă mai mulți hormoni. După câteva ședințe, conținutul de hormoni din sânge a devenit normal.

În prezent, destul de multe centre specializate de terapie hipoxică funcționează deja în Rusia și țările CSI. Aceste centre tratează cu succes pacienții cu anemie, boli coronariene, hipertensiune în stadiu inițial, distonie neurocirculatoare, diabet zaharat și unele boli ginecologice.

S-au obținut rezultate bune la antrenamentul sportivilor. După un curs de 15 zile de antrenament hipoxic, consumul maxim de oxigen la bicicliști, canoși și schiori crește cu 6%. Cu antrenamentul sportiv sistematic normal, acest lucru durează aproximativ un an. Dar respirația în astfel de sporturi este cheia succesului. În plus, după cum știm, starea generală a corpului, potențialul său depinde de aceasta.

Efectul antrenamentului hipoxic este asemănător cu exercițiile de întărire sau de dimineață. În același mod în care antrenăm mușchii sau creștem imunitatea, stropirea cu apă rece poate „antrena” sistemul respirator. Păcat că nu poți face o astfel de gimnastică acasă. Mai există un preț de plătit pentru sănătate.

Originea creierului Saveliev Sergey Vyacheslavovich

§ 6. Consumul de oxigen de către creier

Este complet greșit să legăm intensitatea 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 - 0,07 l / h. Cu toate acestea, acesta este consumul total de oxigen, care diferă în 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. Noțiunea de modificare a consumului de oxigen din creier proporțional cu dimensiunea corpului rămâne o concepție greșită ciudată. Dacă la orice mamifer consumul de oxigen al creierului devine mai mic de 12,6 l / (kg-h), apare moartea. La acest nivel de oxigen, creierul poate rămâne activ doar 10-15 secunde. După 30-120 de secunde, activitatea reflexă se estompează, iar după 5-6 minute începe moartea neuronilor. Cu alte cuvinte, țesutul nervos practic nu are resurse proprii. Nici scorpii, nici măcar elefantul, nu ar fi avut vreo șansă de supraviețuire dacă consumul de oxigen al creierului 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 „utilizabile” sunt relativ stabile și nu pot fi sub un anumit nivel, ceea ce asigură 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 este atins în diferite grupuri sistematice prin modificarea ratei de circulație a sângelui în vasele sistemului nervos. Motivul acestor diferențe sunt modificări ale numărului de capilare din 1 mm de țesut cerebral. Desigur, în diferite părți ale creierului, 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 viteza fluxului sanguin trebuie să fie mai mare pentru a asigura aportul necesar de oxigen și nutrienți. Puteți crește metabolismul datorită ritmului cardiac, respirației și vitezei de aport alimentar. Acesta este ceea ce se întâmplă la mamiferele mici. Informațiile despre densitatea capilarelor din creierul animalelor sunt foarte incomplete. Cu toate acestea, există o tendință generală care arată dezvoltarea evolutivă a rețelei capilare a creierului. Într-o broaște de iaz, lungimea capilară de 1 mm 3 de țesut cerebral este de aproximativ 160 mm; într-un pește cartilaginos cu cap întreg, 500; într-un rechin, 100; șoareci 700, șobolani - 900, iepuri - 600, pisici - 900 , câini - 900, și primate și oameni - 12001400 mm. Trebuie avut în vedere că atunci când lungimea capilarelor este redusă, aria suprafeței lor de contact cu țesutul nervos scade exponențial. Acest lucru indică faptul că, pentru a menține un nivel minim de aport de oxigen la creier, inima scorpiei trebuie să se contracte de câteva ori mai frecvent decât la primate și la oameni. 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. Este de aproximativ 4% la om, 8% la capucin și 14% la scorpii din greutatea corporală totală. Prin urmare, unul dintre organele cheie care determină metabolismul animalelor este creierul.

Să încercăm să estimăm ponderea reală a energiei consumate de corpul animalelor cu creier și greutăți corporale diferite. Masa relativă mare a sistemului nervos al mamiferelor mici impune cerințe mari asupra nivelului de metabolism al creierului însuși. Costul întreținerii acestuia este comparabil cu costul întreținerii creierului uman, care este bine cercetat. Consumul de bază de nutrienți și oxigen de către creierul uman 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 la reprezentanții mari și mici ai acestei specii. Cu toate acestea, chiar și această valoare este disproporționat de mare. Creierul uman are 1/50 din greutatea corpului și consumă 1/10 din toată energia - de 5 ori mai mult decât orice alt organ. Acestea sunt cifre oarecum subestimate, deoarece doar consumul de oxigen este de 18%. Să adăugăm și cheltuielile pentru întreținerea măduvei spinării și a sistemului periferic și obținem cam 1/7. În consecință, în stare inactivă, sistemul nervos uman consumă aproximativ 15% din energia întregului organism. Acum luați în considerare situația cu creierul care funcționează activ și sistemul nervos periferic. 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, putem presupune cu încredere că aproximativ 25–30% din toate cheltuielile corpului sunt reprezentate de 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 modului intensiv al 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 diferitele comportamente necesită doar ajustări minore pentru condiții specifice. Creierul nu este aproape niciodată folosit pentru a lua decizii individuale bazate pe experiența personală a animalului. Supraviețuirea devine un proces statistic de aplicare a unor forme gata făcute de comportament în condiții specifice de mediu. Costurile energetice pentru întreținerea creierului devin un limitator al activității intelectuale pentru animalele mici.

De exemplu, să presupunem că o aluniță de scoiță americană decide să-și folosească creierul așa cum o fac primatele sau oamenii. Luați în considerare condițiile inițiale. O aluniță care cântărește 40 g are un creier de 1,2 g și o măduvă spinării, împreună cu un sistem nervos periferic, cu o greutate de aproximativ 0,9 g. Având un sistem nervos care reprezintă mai mult de 5% din greutatea corporală, alunița petrece aproximativ 30% din toate resursele energetice ale organismului asupra intretinerii acestuia . Dacă se gândește să rezolve o problemă de șah, atunci costul corpului său pentru întreținerea creierului se va dubla, iar alunița va muri instantaneu de foame. Chiar dacă o aluniță împinge un râme nesfârșit de caviar negru în intestine, tot va muri. Creierul va avea nevoie de atât de multă energie încât vor exista probleme insolubile cu rata producției de oxigen și livrarea componentelor metabolice inițiale din tractul gastrointestinal. Dificultăți similare vor apărea cu excreția produselor metabolice ai sistemului nervos și răcirea sa elementară. 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 produselor de catabolism, schimbul de apă și soluții de electroliți. Proporția consumului acestor substanțe de către 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. şobolan cenuşiu (Rattus rattus) are un sistem nervos care cântărește aproximativ 1/60 din greutatea corporală. Acest lucru este deja suficient pentru a obține o scădere vizibilă a metabolismului relativ al creierului. Nu are sens 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 scorpiei. Beneficiul evident al creșterii greutății corporale este reducerea costurilor de întreținere a creierului. Părțile periferice care lucrează în mod constant nu sunt la fel de costisitoare ca creierul, așa că o creștere a greutății corporale duce la o relativă „imbunătățire” a creierului.

Prin urmare, pentru a crea un creier individualizat, este 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 costuri mari de întreținere, nu va putea asigura costuri energetice pentru creșterea activității sale. Astfel, nu se pot aștepta soluții la probleme complexe sau individualizarea profundă a comportamentului adaptativ. Dacă animalul este mare și dimensiunea creierului este relativ mică, atunci sunt permise fluctuații semnificative ale costurilor energetice pentru întreținerea acestuia. În această situație, sunt posibile atât individualizarea comportamentului, cât și procesele complexe de învățare. Cu toate acestea, chiar și un animal mare cu un creier bine dezvoltat are probleme energetice. Sistemul nervos este prea scump pentru exploatarea intensivă. Un sistem nervos mic și care lucrează intens consumă o proporție uriașă din resursele organismului. Această situație este nefavorabilă. O soluție justificată energetic nu poate fi decât o utilizare pe termen scurt a creierului pentru a rezolva probleme specifice. Acest lucru se observă la mamiferele mari. Activitatea scurtă este rapid înlocuită de odihnă prelungită.

Astfel, un sistem nervos mic și unul mare are propriile sale avantaje. Pentru a implementa comportamentul instinctiv, puteți avea un creier mic, dar adaptabilitatea acestuia se reduce la modificări ale instinctului. Un creier mare este destul de scump pentru proprietarul său, dar costurile mari ale energiei sunt pe deplin 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 mai ales la mamifere) are o proprietate care îl plasează într-o poziție excepțională. Această proprietate este asociată cu izolarea sa de restul organismului. Fiind principalul mecanism de integrare a muncii organelor interne și baza comportamentului, este un „corp străin” pentru propriul organism. Sistemul imunitar vede sistemul nervos ca pe ceva asemănător unui ghimpe în lateral. 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, există o contradicție clară. Principalul organ integrator nu trebuie să fie străin sistemului imunitar. Cu toate acestea, acesta este un fapt care este destul de ușor de găsit o explicație clară. Există prea multe componente organice specializate în creier care nu sunt folosite în altă parte a corpului. Este extrem de dificil și nejustificat să creăm în sistemul imunitar un mecanism de recunoaștere a acestora ca celule „proprii”. 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 forma sa cea mai generală, izolarea sistemului nervos este menținută de bariera hemato-encefalică, care constă din mai multe tipuri de celule specializate. Pentru a face față izolării sistemului nervos de restul organismului, 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 Douglas 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 ale cuplurilor 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 percepem nu lumea, ci modelul 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 Sânge: râul vieții [De la legende antice la descoperiri științifice] autorul Asimov Isaac

Care este consumul de energie al creierului uman? S-a stabilit că în starea de veghe creierul uman consumă aproximativ 20

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

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

Din cartea The Current State of the Biosphere and Environmental Policy 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, cum ar fi azotul, dioxidul de carbon, vaporii de apă sau argonul. 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 cele 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, speciile reactive de oxigen (ROS) sunt generate constant în timpul reducerii oxigenului cu un singur electron (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 schimbului necesar pentru menținerea 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. Sexul, vârsta, greutatea și suprafața corpului, compoziția alimentelor, condițiile climatice, temperatura ambiantă etc influențează metabolismul bazal.1 kcal la 1 kg de greutate pe oră este luată ca normă pentru metabolismul energetic bazal al unui adult.

Consumul crescut de oxigen în timpul lucrului este necesar pentru oxidarea produșilor de descompunere ai carbohidraților în faza aerobă (acid lactic), grăsimilor, precum și pentru resinteza substanțelor care conțin azot în faza anaerobă. Nevoia de oxigen a organismului este mai mare, cu atât munca este mai grea. În anumite limite, există o relație liniară între severitatea muncii efectuate și consumul de oxigen. Această corespondență este asigurată prin întărirea activității sistemului cardiovascular și creșterea 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 care nu sunt antrenate 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. Eclozare în cușcă - consum de oxigen în timpul funcționării; umbrire orizontală - cerere de oxigen; umbrire verticală - datorie de oxigen. Desenul din stânga este o lucrare de greutate medie; imaginea din dreapta lucrează cu o datorie progresivă de oxigen.

Consumul de oxigen în timpul lucrului dinamic pozitiv este prezentat în fig. 1. După cum se poate observa din această figură, curba consumului de oxigen la începutul lucrului crește și numai după 2-3 minute este setată la un anumit nivel, care este apoi menținut mult timp (stare de echilibru). Esența unui astfel de curs al curbei este că la început munca este efectuată cu satisfacerea incompletă a cererii de oxigen și, ca urmare, cu o datorie crescândă de oxigen, deoarece procesele energetice în mușchi în timpul contracției sale au loc instantaneu, iar oxigenul. livrarea datorita inertiei aparatului cardiovascular si respirator este lenta. Și numai atunci când furnizarea de oxigen corespunde cererii complete de oxigen, are loc o stare constantă de consum de oxigen.

Datoria de oxigen, formată la începutul lucrărilor, se rambursează după încetarea lucrului, 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 munca grea, o stare constantă de consum de oxigen nu apare, în esență, niciodată, deficitul de oxigen de la începutul lucrului se adaugă deficitului de oxigen format 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 prelungită semnificativ. 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 judecat în funcție de gravitatea muncii efectuate. O stare stabilă a consumului de oxigen în timpul lucrului poate indica faptul că necesarul de oxigen este pe deplin satisfăcut, că nu există acumulare de acid lactic în mușchi și sânge, 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 grea este caracterizată de o stare de echilibru fals.

Durata perioadei de recuperare pentru consumul de oxigen indică, de asemenea, o sarcină de lucru mai mare sau mai mică. Cu munca ușoară, datoria de oxigen este mică. Acidul lactic rezultat, în cea mai mare parte, are timp să fie resintetizat în mușchi în glicogen în timpul lucrului, durata perioadei de recuperare nu depășește câteva minute. După o muncă grea, consumul de oxigen scade mai întâi rapid și apoi foarte lent, durata totală a perioadei de recuperare poate fi de până la -30 de minute sau mai mult.

Restabilirea consumului de oxigen nu înseamnă restabilirea funcțiilor afectate ale organismului în ansamblu. Multe funcții ale corpului, cum ar fi 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 (RC).

Cu o stare constantă de consum de oxigen în timpul funcționării DC, poate indica natura substanțelor oxidate. Cu munca grea, DC crește la 1, ceea ce indică oxidarea carbohidraților. După muncă, DC poate fi mai mare de 1, ceea ce se explică printr-o încălcare a echilibrului acido-bazic al sângelui și o creștere a concentrației de ioni de hidrogen (pH): un pH crescut continuă să excite centrul respirator și, așa cum ca urmare, dioxidul de carbon este spălat intens din sânge cu o scădere simultană a consumului de oxigen, adică în raportul CO 2 /O 2, numărătorul crește și numitorul scade.

Într-o etapă ulterioară a recuperării, DC poate fi mai mică decât indicatorul de performanță final inițial. Acest lucru se explică prin faptul că, în perioada de recuperare, rezervele alcaline ale sângelui sunt eliberate, iar dioxidul de carbon este reținut pentru a menține pH-ul normal.

În timpul funcționării statice, consumul de oxigen este diferit. 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 în ordinea opoziției active la forțele externe; în același timp, 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 munca statică, însoțită de tensiune tetanică, are o importanță primordială din punctul de vedere al fiziologiei travaliului. Dinamica consumului de oxigen în acest tip de lucru static este prezentată în Fig. 2.

Din diagramă se poate observa că în timpul stresului static, consumul de oxigen este mult mai mic decât necesarul de oxigen, adică mușchiul funcționează în condiții aproape anaerobe. În perioada imediat următoare lucrului, consumul de oxigen crește brusc, 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. Cu „contracția musculară tetanică din cauza compresiei vasculare, se creează o obstrucție mecanică a fluxului sanguin și, prin urmare, livrarea de oxigen și fluxul de produse de degradare - acid lactic. Munca statică este anaerobă, prin urmare, un salt caracteristic în direcția creșterii consumului de oxigen după muncă se datorează necesității de a oxida produsele de degradare formate în timpul lucrului.

Această explicație nu este exhaustivă. Pe baza învățăturilor lui N. E. Vvedensky, consumul scăzut de oxigen în timpul muncii statice se poate datora nu atât unui factor mecanic, cât și unei scăderi a metabolismului datorată influențelor presoreflex, 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, ca urmare, o creștere a metabolismului. Starea de excitabilitate crescută se extinde la centrii respiratori și cardiovasculari. Tipul de lucru static descris este cu energie scăzută, consumul de oxigen, chiar și cu stres static foarte semnificativ, rareori depășește 1 l/min, dar oboseala poate apărea destul de repede, ceea ce se explică prin modificările care au avut loc în sistemul nervos central.

Un alt tip de muncă statică – menținerea unei posturi datorită contracției tonice 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 prin particularitățile reacției contractile în sine, impulsuri rare și slabe, ductilitate și confluență a impulsurilor și stabilitatea efectului. Un exemplu este poziția obișnuită a unei persoane.

Orez. 2. Schema fenomenului Lingard.