Dýchacie a obehové systémy. Krv

Mozog nenásytne absorbuje kyslík. To sa dá ľahko overiť stanovením koncentrácie kyslíka v arteriálnej a venóznej krvi. Počas odpočinku mozog spotrebuje 20-krát viac kyslíka ako svalové tkanivo. Počas intenzívnej duševnej práce sa spotreba kyslíka mozgom zreteľne zvyšuje.

Tieto čísla tiež naznačujú neukojiteľnú potrebu mozgu po kyslíku. Hmotnosť mozgu dospelého človeka je zvyčajne 2-2,5 percenta telesnej hmotnosti. Zároveň mozog spotrebuje 1/5 alebo dokonca 1/4 všetkého kyslíka, ktorý spotrebuje ľudské telo.

V dusnej miestnosti sa nám nemyslí dobre. To už zrejme zažil každý. Niektorí ľudia majú obzvlášť ťažké problémy s nedostatkom kyslíka. A čo naše deti? Ešte horšie znášajú nedostatok kyslíka. A to nie je náhoda. U dieťaťa do štyroch rokov asi polovicu kyslíka, ktorý telo spotrebuje, spotrebuje mozog.

Mozgové tkanivo je najcitlivejšie na lieky a etylalkohol. Aj malé koncentrácie alkoholu tlmia jej dýchanie...

Vedci vypočítali, že prísun kyslíka rozpusteného v krvi, v cievach mozgu a v samotnom tkanive je veľmi obmedzený. Jeho vlastné zdroje mu vystačia len na 10 sekúnd. Ak kyslík nie je dodávaný cez krvný obeh, potom môže veľmi skoro nastať biochemická katastrofa.

Ale v skutočnosti, prečo mozgové tkanivo potrebuje veľa kyslíka?

Pravdepodobne na to, aby sa mohla vykonať práca, mozog mohol žiť. A tu sa stretávame s javom, ktorý je charakteristický len pre mozog.

Ak chcete pracovať, musíte spáliť nejaký druh paliva. Glukóza je takmer jediné palivo pre mozog. Kyslík sa vynakladá hlavne na oxidáciu tejto látky. Konečnými produktmi premeny glukózy sú oxid uhličitý a voda. V tomto prípade však vzniká ďalší univerzálny zdroj energie – molekula ATP. Zabezpečuje takmer celý energetický výdaj mozgu.

Mozog v určitom zmysle nie je žoldnier. Nemá žiadne výrazné zásoby glukózy a žije, ako sa hovorí, na dnešnú dobu.

Môžete si to overiť jednoduchou skúsenosťou. Pomocou bežného holiaceho strojčeka narežeme laboratórnym myšiam najtenšie plátky vnútorných orgánov: pečeň, obličky, svaly. Je náročnejšie robiť rezy mozgovej kôry, ale je to možné.

Umiestnime časti každého orgánu samostatne fyziologický roztok, naliate do malých nádob s objemom každej niekoľko centimetrov kubických. Na nádoby pripevníme sklenené tlakomery s dielikmi. Nalejte malé množstvo špeciálne pripravenej a zafarbenej kvapaliny do tlakomeru. Teraz poďme spustiť celú našu štruktúru do kúpeľa s teplá voda, ale tak, že tlakomer je mimo kúpeľa a nádoba je v ňom. Teplota vody v kúpeli je 37 stupňov, teda blízka telesnej teplote laboratórneho zvieraťa.

Plátky orgánov dýchajú a spotrebúvajú kyslík. Objem plynu v nádobe sa zmenšuje, čo sa odráža na údajoch tlakomeru. Stĺpec kvapaliny sa plazí nahor. Samozrejme, pomaly, ale dosť citeľne. Týmto spôsobom môžete vypočítať, koľko kubických milimetrov kyslíka absorbovala 100 miligramová vzorka tkaniva za jednu minútu.

A tu sa stretávame nezvyčajný jav. Úseky pečene, obličiek a svalového tkaniva spotrebúvajú kyslík konštantnou rýchlosťou pomerne dlhú dobu. V každom prípade možno tento proces pozorovať päť alebo desať minút. Mozgové tkanivo je iná vec. Dýchanie sa rýchlo spomalí, no akonáhle sa pridá kvapka glukózového roztoku, ožije a opäť dýcha s rovnakou intenzitou.

Skúsenosti, ktoré sme urobili, sú veľmi jasné. Naznačuje, že nervové bunky mozgovej kôry pokrývajú svoju energetickú potrebu takmer výlučne z glukózy, ktorá je transportovaná krvným obehom.

A teraz vyvstáva legitímna otázka: ako oxidáciou glukózy vzniká ďalší univerzálny zdroj energie – molekuly kyseliny adenozíntrifosforečnej?

Hippokrates - skvelý lekár Staroveké Grécko- v jednom zo svojich diel napísal: "V človeku je aj horké, slané, sladké a kyslé, tvrdé a mäkké a oveľa viac v nekonečnom množstve, rozmanitosti vlastností, množstva, sily." Na príklade oxidačných premien glukózy v ľudskom mozgu a tvorby ďalšieho univerzálneho zdroja energie - kyseliny adenozíntrifosforečnej môžeme vysledovať systém úžasných premien „sladkej“, glukózy, na ATP, „kyslú“, podľa k Hippokratovi.

Ak jednoducho spálite molekuly glukózy v prúde kyslíka, vytvorí sa voda a oxid uhličitý. Tým sa zvýrazní významné množstvo energie. Samozrejme, tento spôsob výroby energie je pre živú bunku neprijateľný. Energia v bunke sa spotrebuje v malých častiach. Mala by sa vytvárať postupne a akumulovať „v rezerve“. Mať rezervu „konzervovanej energie“, živá bunka schopný extrémne rýchlo reagovať na zmeny vonkajšie prostredie. Navyše, proces výroby energie bunkou sa môže spomaliť alebo výrazne zrýchliť.

Každý z nás to videl nespočetne veľakrát. Napríklad ste ticho sedeli na stoličke. Spotreba energie v svalové tkanivo bol relatívne malý. Rýchlo si vstal a začal rýchlo bežať; Závod na výrobu biochemickej energie fungoval na plný výkon.

Začal sa dlhý reťazec biochemických premien glukózy. Ide o desiatky chemických premien postupne sa štiepiacej molekuly pôvodnej zlúčeniny. Ale v tomto prípade nás zaujíma konečný výsledok. Úplnou oxidáciou jednej molekuly glukózy sa syntetizuje tridsaťosem molekúl kyseliny adenozíntrifosforečnej.

Teraz je jasné, prečo sa energia v mozgu vytvára hlavne oxidáciou glukózy, dýchaním. Pri tejto metóde sa jej tvorí najmä veľa. Proces myslenia je sprevádzaný značným výdajom energie v doslovnom zmysle slova.

Spotreba O2 v pokoji.Množstvo kyslíka spotrebovaného tkanivom závisí od funkčného stavu buniek, ktoré ho tvoria. V tabuľke V tabuľke 23.1 sú uvedené údaje o spotrebe kyslíka rôznymi orgánmi a ich časťami, keď je telo v pokoji normálna teplota. Rýchlosť spotreby kyslíka konkrétnym orgánom () je zvyčajne

vyjadrené v ml O2 až 1 G alebo 100 g hmoty za 1 minútu (toto zohľadňuje hmotnosť orgánu v prírodné podmienky). V súlade s Fickov princíp určené na základe prietok krvi() prostredníctvom jedného alebo druhého orgánu a rozdiely v koncentráciách O 2 v tele arteriálnej krvi a z nej vytekajúca venózna krv ():

(1)

Keď je telo v pokoji je kyslík pomerne intenzívne absorbovaný myokardom a sivou hmotou mozgu(najmä kôra), pečeň A obličková kôra. V rovnakom čase kostrové svaly, slezina a Biela hmota mozog spotrebuje menej kyslíka (tabuľka 23.1).

Rozdiely v spotrebe kyslíka rôznych oblastiach jeden A ten istý orgán. Dá sa merať v mnohých orgánoch prietok krvi cez obmedzené oblasti tkaniva stanovením klírensu inertných plynov(napríklad 85 kg, 133 Xe a H2). Ak je teda možné odobrať vzorku krvi zo žily, ktorá drénuje danú oblasť, potom táto metóda umožňuje určiť spotrebu kyslíka v nej. Okrem toho bola pred niekoľkými rokmi vyvinutá metóda pozitrónovej emisnej tomografie (PET), ktorá umožňuje priamo merať prietok krvi a spotrebu O 2 v konkrétnych častiach orgánov. Táto metóda bola úspešne použitá na štúdium ľudského mozgu. Pred zavedením metódy PET, ako je možné vidieť z tabuľky. 23.1, merať regionálnu spotrebu O 2 bol možný len v niekoľkých orgánoch.

Pri štúdiu spotreby kyslíka mozgovými tkanivami rôznych cicavcov sa ukázalo, že kôra mozgových hemisfér spotrebuje od 8 10 −2 do 0,1 ml O 2 g −1 min −1 . Na základe spotreby O2 celého mozgu a mozgovej kôry možno vypočítať priemernú spotrebu O2 bielej hmoty mozgu. Táto hodnota je približne 1 10 −2 ml g −1 min −1. Priame meranie absorpcia O 2 oblasťami mozgu u zdravých jedincov metódou pozitrónovej emisnej tomografie poskytla nasledujúce hodnoty: šedá hmota(V rôznych oblastiach) - približne od 4 do 6-10 -2 ml g -1 -min -1, napr. biela hmota-2-10 −2 mlg −1 min −1 . Dá sa predpokladať, že spotreba kyslíka sa líši nielen v závislosti od oblasti, ale aj v rôznych bunkách tej istej oblasti. V skutočnosti pri meraní (pomocou platinových mikroelektród) regionálnej spotreby O 2 povrchovými bunkovými vrstvami mozgovej kôry sa ukázalo, že v podmienkach miernej anestézie sa táto spotreba na malých plochách pohybuje od približne 4-10-2 do 0,12 ml - g −1 -min −1 . Výsledky autorádiografie

KAPITOLA 23. DÝCHANIE TKANÍV 629

Tabuľka 23.1. Priemerné hodnoty rýchlosti prietoku krvi (), arteriovenózneho rozdielu O 2 () a spotreby 0 2 () v r. rôzne orgány osoba pri 37 °C
Organ				Dátový zdroj
Krv
Kostrové svaly: v pokoji pri ťažkej fyzickej aktivite
Slezina
Mozog: biela hmota mozgovej kôry
Pečeň
Obličky: vonkajšia vrstva kôry vnútornej vrstvy drene dreň
Srdce: v pokoji pri ťažkej fyzickej aktivite

Fyzikálne štúdie regionálneho prietoku krvi (s použitím jód-14C-antipyrínu) a regionálnej spotreby glukózy (s použitím 14C-2deoxyglukózy) v mozgovej kôre naznačujú, že tieto parametre sa výrazne líšia aj v susedných oblastiach. U ľudí nad 30 rokov regionálne prekrvenie a spotreba O2 šedá hmota mozog postupne klesá s vekom. Medzi jednotlivými časťami obličiek boli zistené približne rovnaké rozdiely v spotrebe kyslíka. IN kôra obličkách je priemerná spotreba O 2 niekoľkonásobne vyššia ako v vnútorné oblasti A medulárne papily. Keďže potreba kyslíka v obličkách závisí hlavne od intenzity aktívnej reabsorpcie Na+ z lumen tubulov do tkaniva, predpokladá sa, že takéto výrazné rozdiely v regionálnej spotrebe O 2 sú spôsobené najmä rozdielom medzi hodnotami tejto reabsorpcie v kôre a dreni .

Spotreba O2 za podmienok zvýšená aktivita orgán. IN Ak sa z nejakého dôvodu zvýši činnosť niektorého orgánu, zvýši sa v ňom aj rýchlosť energetického metabolizmu a následne aj potreba buniek kyslíka. Pri konzumácii fyzickej aktivity

O 2 tkanivo myokardu sa môže zvýšiť 3-4 krát a funguje kostrové svaly-viac ako 20-50 krát v porovnaní s pokojovou úrovňou. O spotreba 2 tkanivami obličky sa zvyšuje so zvyšujúcou sa rýchlosťou reabsorpcie Na +.

Vo väčšine orgánov rýchlosť absorpcie O 2 nezávisí od rýchlosti prietoku krvi v nich (za predpokladu, že napätie O 2 v tkanivách je dostatočne vysoké). Výnimkou sú obličky. Existuje kritická rýchlosť perfúzie, ktorej prekročenie spôsobuje tvorbu ultrafiltrátu; na tejto úrovni filtrácie zvýšený prietok krvi sprevádzané zvýšená spotreba Asi 2 obličkové tkanivá. Táto vlastnosť je spôsobená tým, že intenzita glomerulárnej filtrácie (a teda reabsorpcie Na +) je úmerná rýchlosti prietoku krvi.

Závislosť spotreby O2 od teploty. Spotreba O2 tkanivami je mimoriadne citlivá na zmeny teploty. S poklesom telesnej teploty sa spomaľuje energetický metabolizmus a znižuje sa potreba kyslíka vo väčšine orgánov. Pri normálnej termoregulácii sa zvyšuje aktivita organónov podieľajúcich sa na udržiavaní tepelnej rovnováhy a zvyšuje sa ich spotreba kyslíka. Medzi takéto orgány patria najmä kostrové svaly; ich termoregulačná funkcia sa uskutočňuje zvýšením svalový tonus a chvenie (s. 667). Zvýšenie telesnej teploty

63β ČASŤ VI. NÁDYCH

sprevádzané zvýšením potreby kyslíka vo väčšine orgánov. Podľa Van't Hoffovho pravidla sa pri zmene teploty o 10 o C v rozsahu od 20 do 40 o C mení spotreba kyslíka tkanivami v rovnakom smere 2 3 krát (Q 10 = 2-3). Pri niektorých chirurgických výkonoch môže byť potrebné dočasne zastaviť krvný obeh (a tým aj prísun O2 a živín do orgánov). Zároveň sa často používa hypotermia (zníženie telesnej teploty), aby sa znížila potreba orgánov kyslíkom: pacientovi sa podá tak hlboká anestézia, že sú utlmené termoregulačné mechanizmy.

Činnosť každého špecializovaného ochranno-adaptívneho systému úzko súvisí s špecifické vlastnosti chránený objekt. Preto je pri štúdiu princípu fungovania špecializovaných ochranno-adaptívnych systémov dôležité najprv sa oboznámiť s hlavnými vlastnosťami orgánov, ktoré chránia.

V tejto kapitole si povieme niečo o práci sanogenetických mechanizmov mozgu.

Netreba sa pozastavovať nad ktorým dôležitá úloha Tento orgán alebo skôr systém zohráva úlohu v celej životnej činnosti tela. Každý rok sa v rôznych laboratóriách po celom svete hromadí stále viac nových experimentálnych údajov o úzkych vzťahoch medzi funkčným stavom mozgu a prácou všetkých ostatných orgánov a systémov.

Vedcov pri skúmaní mozgu zarazí jeho úžasná kompaktnosť (cca 1500 cm3 objemu lebky obsahuje niekoľko desiatok miliárd buniek a asi 1200 km ciev) a koherencia pôsobenia celej tejto mnohomiliardovej štruktúry, a oveľa viac. Príroda vyriešila problém ochrany mozgových systémov mimoriadne zaujímavým spôsobom.
Hlavný zdroj energie potrebný pre fungovanie nervové bunky mozgu, je oxidácia glukózy. Mozog však nemá takmer žiadne zásoby sacharidov, takže normálna výmena látok v ňom úplne závisí od neustáleho dodávania energetických materiálov krvou. Mozog je aktívny nielen počas bdenia, ale aj počas spánku.

Mozog je mimoriadne citlivý na nedostatok kyslíka, jeho potreba kyslíka je oveľa vyššia ako u iných orgánov.

Mozgové tkanivo spotrebuje 5-krát viac kyslíka ako srdce a 20-krát viac ako svaly. Mozog, ktorý tvorí len asi 2 % telesnej hmotnosti človeka, absorbuje 18 – 25 % kyslíka spotrebovaného celým telom. Mozog výrazne prevyšuje ostatné orgány v spotrebe glukózy – 60 – 70 %, čo je asi 115 g denne.

Pokiaľ ide o objem krvi napĺňajúcej jeho cievy, mozog je jedným z posledných miest, ktoré obsahuje 1,2% celkovej krvi v tele, zatiaľ čo pečeň a svaly obsahujú 29%.

Paradoxný nesúlad medzi množstvom krvi napĺňajúcej cievy mozgu a výraznou spotrebou kyslíka je kompenzovaný vysoká rýchlosť prietok krvi, ktorý je v cievach mozgu 6-7 krát vyšší ako vo svaloch.
U zdravých ľudí pretečie 100 g mozgovej hmoty za minútu viac ako 50 ml krvi, čo je pri priemernej hmotnosti mozgu 1400 g 700-1000 ml. U ľudí nad 70 rokov výrazne klesá prietok krvi mozgom.

V oboch hemisférach je počet nervových buniek asi 15 miliárd. Prívod krvi do týchto buniek sa uskutočňuje prostredníctvom kapilár, ktorých priemer u ľudí je 5-8 mikrónov. V dôsledku toho obrovský kapilárna sieť, ktorej celková dĺžka je cca 1200 km. Mozgová kôra môže zostať aktívna 10 sekúnd bez prísunu kyslíka. Akútne a úplné oneskorenie prívodu krvi do mozgu na 6-7 sekúnd, dokonca aj u mladých zdravých ľudí, môže spôsobiť mdloby po 40-60 sekundách a po 7 minútach klinická smrť smrť nervových buniek sa vyskytuje vo veľkých oblastiach rôzne oddelenia mozgu Z toho je zrejmé, aké dôležité je to normálny život mozog má nepretržité zásobovanie krvou. Bez ohľadu na situáciu, v ktorej sa človek nachádza - pri stole alebo pri stroji, v vzácnej atmosfére vysokej hory alebo v chatke vesmírna loď, s enormným zrýchlením naberá na rýchlosti, mozog musí neprerušovane prijímať potrebné množstvo kyslíka. Tento problém úspešne riešia ochranné zariadenia v cerebrálnom obehovom systéme.

Rýchlosť krvného obehu v mozgu je určená rozdielom medzi krvným tlakom mozgových tepien a žily a veľkosť lúmenu krvných ciev. Tlak v tepnách mozgu je úmerný celkovému arteriálnemu tlaku a vo veľkých tepnách Willisovho kruhu je približne 100/60 mm Hg. a v kapilárach približne 13 mm.

Venózny tlak v mozgu ležiaceho človeka je 6-8 mmHg. piliera a v vertikálna poloha klesne takmer na nulu. Pád krvný tlak alebo vzostup žilovej spomaľuje cerebrálnu cirkuláciu.

Mozog zásobujú krvou dva páry tepien: vnútorná krčná a vertebrálna. Vertebrálne tepny sú vetvy podkľúčovej kosti, idú nahor cez otvory v priečnych výbežkoch šiestich horných krčných stavcov a prenikajú do lebečnej dutiny cez foramen magnum.

Odtok krvi z mozgu sa uskutočňuje žilami a vyskytuje sa v akejkoľvek polohe hlavy v priestore. Propagácia krvi v rôznymi smermi prispieva k bohatstvu dutín s medzerami, rozšírenie strednej časti zvršku sagitálny sínus.

Dobrý prietok krvi je nevyhnutnou podmienkou pre normálne fungovanie mozgu. Akékoľvek jeho porušenie vedie k hromadeniu krvi v žilách, žilových dutín a kapilár, čo bezprostredne ovplyvňuje výživu všetkých tkanív a systémov mozgu, ktoré sú mimoriadne citlivé na kyslíkový hlad. Funkcia orgánu v takýchto podmienkach rýchlo klesá. P.F. Lesgaft (1922) o tomto fenoméne napísal: „V tomto prípade všetko duševnej činnosti tvár je nudná, pomalá. To všetko sa pozoruje u osôb s melancholickým temperamentom, ktorého samotný názov pochádza zo slova „čierna“, čo naznačuje, že v tomto prípade v tele prevláda čierna žilová krv. Hoci dnes nemáme možnosť povedať, či má P. F. Lesgaft vo svojich teoretických premisách úplnú pravdu, predsa len, úloha mozgových žíl v patológii cerebrálny prietok krvi sa stáva predmetom mnohých štúdií.

Z mnohých faktorov vonkajšieho sveta, ktoré priamo a nepriamo ovplyvňujú cievy mozgu, treba spomenúť vibrácie atmosferický tlak.

Zmeny tlaku ovplyvňujú odtok krvi, často spôsobujú zlá nálada, melanchólia, apatia, ľahostajnosť a smútok, znížená výkonnosť.

V našom tele je kyslík zodpovedný za proces výroby energie. V našich bunkách dochádza k okysličovaniu len vďaka kyslíku – premene živín (tukov a lipidov) na bunkovú energiu. Pri znížení parciálneho tlaku (obsahu) kyslíka vo vdychovanej hladine klesá jeho hladina v krvi – znižuje sa aktivita organizmu na bunkovej úrovni. Je známe, že viac ako 20 % kyslíka spotrebuje mozog. Nedostatok kyslíka teda prispieva, keď hladiny kyslíka klesajú, pohoda, výkon, celkový tonus a imunita.
Je tiež dôležité vedieť, že je to kyslík, ktorý dokáže odstrániť toxíny z tela.
Upozorňujeme, že vo všetkých zahraničných filmoch sa v prípade nehody alebo osoby v vo vážnom stave V prvom rade lekári na pohotovosti nasadili obeti kyslíkový prístroj, aby zvýšili odolnosť tela a zvýšili jeho šance na prežitie.
Liečebné účinky kyslíka sú v medicíne známe a využívané už od konca 18. storočia. V ZSSR sa aktívne využívanie kyslíka na preventívne účely začalo v 60. rokoch minulého storočia.

Hypoxia

Hypoxia alebo hladovanie kyslíkom - znížený obsah kyslíka v tele resp jednotlivé orgány a tkaniny. K hypoxii dochádza pri nedostatku kyslíka vo vdychovanom vzduchu a v krvi, keď sú narušené biochemické procesy tkanivového dýchania. V dôsledku hypoxie sa vyvíjajú životne dôležité orgány nezvratné zmeny. Najcitlivejšie na nedostatok kyslíka sú centrálny nervový systém, srdcový sval, tkanivo obličiek a pečeň.
Prejavy hypoxie sú respiračné zlyhanie, dýchavičnosť; dysfunkcia orgánov a systémov.

Poškodenie kyslíka

Niekedy môžete počuť, že „kyslík je oxidačné činidlo, ktoré urýchľuje starnutie tela“.
Tu sa zo správneho predpokladu vyvodzuje nesprávny záver. Áno, kyslík je oxidačné činidlo. Len vďaka nemu živiny z potravy sa v tele spracovávajú na energiu.
Strach z kyslíka je spojený s dvomi jeho výnimočnými vlastnosťami: voľnými radikálmi a otravou nadmerným tlakom.

1. Čo sú voľné radikály?
Niektorí z obrovské množstvo Neustále prebiehajúce oxidačné (energiu produkujúce) a redukčné reakcie tela nie sú dokončené do konca a potom sa tvoria látky s nestabilnými molekulami, ktoré majú na vonkajších elektronických úrovniach nepárové elektróny, nazývané „voľné radikály“. Snažia sa chytiť chýbajúci elektrón z akejkoľvek inej molekuly. Táto molekula, ktorá sa mení na voľný radikál, ukradne elektrón ďalšej molekule atď.
Prečo je to potrebné? Určité množstvo voľné radikály, alebo oxidanty, sú pre telo životne dôležité. V prvom rade bojovať škodlivé mikroorganizmy. Používajú sa voľné radikály imunitný systém ako „projektily“ proti „intervencionistom“. Bežne sa v ľudskom tele 5 % látok, ktoré vznikajú pri chemických reakciách, stávajú voľnými radikálmi.
Vedci nazývajú hlavné dôvody narušenia prirodzenej biochemickej rovnováhy a nárastu počtu voľných radikálov emocionálny stres, ťažká fyzická aktivita, úrazy a vyčerpanie v dôsledku znečistenia ovzdušia, konzumácia konzervovaných a technologicky nesprávne spracovaných potravín, zeleniny a ovocia pestovaných za pomoci herbicídov a pesticídov, vystavenie ultrafialovému a radiačnému žiareniu.

Teda starnutie je biologický proces spomalenie delenia buniek, a voľné radikály mylne spojené so starnutím sú prirodzené a potrebné pre telo obranné mechanizmy a ich škodlivé účinky sú spojené s porušením prirodzené procesy v organizme negatívnych faktorov životné prostredie a stres.

2. "Je ľahké sa otráviť kyslíkom."
Nadbytok kyslíka je skutočne nebezpečný. Nadbytok kyslíka spôsobuje zvýšenie množstva oxidovaného hemoglobínu v krvi a zníženie množstva redukovaného hemoglobínu. A keďže oxid uhličitý odstraňuje redukovaný hemoglobín, jeho zadržiavanie v tkanivách vedie k hyperkapnii – otrave CO2.
S nadbytkom kyslíka, množstvom metabolitov voľných radikálov, tých veľmi hrozných „voľných radikálov“, ktoré majú vysoká aktivita, pôsobiace ako oxidačné činidlá, ktoré môžu poškodiť biologické membrány bunky.

Strašné, však? Okamžite chcem prestať dýchať. Našťastie, aby ste sa otrávili kyslíkom, potrebujete zvýšený tlak kyslíka, napríklad v tlakovej komore (pri kyslíkovej baroterapii) alebo pri potápaní so špeciálnymi dýchacími zmesami. IN bežný život takéto situácie nenastávajú.

3. „V horách je málo kyslíka, ale je tam veľa storočných! Tie. kyslík je škodlivý."
V Sovietskom zväze bolo skutočne zaznamenaných niekoľko storočných ľudí v horských oblastiach Kaukazu a Zakaukazska. Ak sa pozriete na zoznam overených (t. j. potvrdených) dlhovekých ľudí sveta počas jeho histórie, obraz nebude taký zrejmý: najstarších storočných, registrovaná vo Francúzsku, USA a Japonsku nežila v horách..

V Japonsku, kde stále žije a žije najstaršia žena planéty Misao Okawa, ktorá má už viac ako 116 rokov, je aj „ostrov storočných“ Okinawa. Priemerná dĺžka trvaniaživot tu pre mužov - 88 rokov, pre ženy - 92; to je o 10-15 rokov viac ako vo zvyšku Japonska. Ostrov zozbieral údaje o viac ako sedemsto miestnych storočných starcoch starších ako sto rokov. Hovorí sa, že: „Na rozdiel od kaukazských horalov, Hunzakutov zo severného Pakistanu a iných národov, ktoré sa chvália svojou dlhovekosťou, všetky narodené na Okinawe od roku 1879 sú zdokumentované v japonskom rodinnom registri – koseki. Samotní Okinawania veria, že tajomstvo ich dlhovekosti spočíva na štyroch pilieroch: strave, aktívny obrázokživot, sebestačnosť a duchovnosť. Miestni obyvatelia sa nikdy neprejedajú, dodržiavajúc zásadu „hari hachi bu“ - jedzte osem desatín. Táto „osemdesiatka“ pozostáva z bravčového mäsa, morských rias a tofu, zeleniny, daikonu a miestnej horkej uhorky. Najstarší Okinawania nezaháľajú: aktívne pracujú na zemi a aktívna je aj ich rekreácia: najradšej zo všetkého sa radi hrajú miestna odroda croqueta: Okinawa sa nazýva najšťastnejší ostrov - neexistuje žiadna charakteristika veľké ostrovy Japonsko zhon a stres. Miestni sa hlásia k filozofii yuimaru – „dobrosrdečné a priateľské spoločné úsilie“.
Je zaujímavé, že akonáhle sa Okinawania presťahujú do iných častí krajiny, medzi takýmito ľuďmi už nie sú dlhovekí. Vedci skúmajúci tento fenomén teda zistili, že dlhovekosť ostrovanov genetický faktor nehrá rolu. A z našej strany považujeme za mimoriadne dôležité, že ostrovy Okinawa sa nachádzajú v zóne s aktívnym vetrom v oceáne a hladina kyslíka v takýchto zónach je zaznamenaná ako najvyššia - 21,9 - 22% kyslíka.

Čistota vzduchu

"Ale vzduch vonku je špinavý a kyslík nesie so sebou všetky látky."
Preto majú systémy OxyHaus trojstupňový systém filtrácie vstupujúceho vzduchu. A už vyčistený vzduch vstupuje do zeolitového molekulového sita, v ktorom sa oddeľuje vzdušný kyslík.

"Je možné sa otráviť kyslíkom?"

Otrava kyslíkom, hyperoxia, nastáva v dôsledku dýchania zmesí plynov obsahujúcich kyslík (vzduch, nitrox) pri zvýšenom tlaku. Otrava kyslíkom môže nastať pri používaní kyslíkových prístrojov, regeneračných prístrojov, pri použití zmesí umelých plynov na dýchanie, pri rekompresii kyslíka a tiež v dôsledku prekročenia terapeutických dávok v procese kyslíkovej baroterapie. Pri otrave kyslíkom sa vyvíjajú dysfunkcie centrálneho nervového systému, dýchacieho a obehového systému.

Ako kyslík ovplyvňuje ľudské telo?

Väčšie množstvo si vyžaduje rastúce telo a tí, ktorí sa venujú intenzívnej fyzickej aktivite. Vo všeobecnosti respiračná aktivita do značnej miery závisí od mnohých vonkajších faktorov. Napríklad, ak sa dostanete dostatočne pod chladná sprcha, potom sa množstvo spotrebovaného kyslíka zvýši o 100 % v porovnaní s podmienkami pri izbovej teplote. Teda než viac ľudí vydáva teplo, tým rýchlejšia je frekvencia jeho dýchania. Tu je niekoľko zaujímavosti pri tejto príležitosti:

• za 1 hodinu človek spotrebuje 15-20 litrov kyslíka;


• množstvo spotrebovaného kyslíka: počas bdelosti sa zvyšuje o 30-35%, počas pokojnej chôdze - o 100%, keď ľahká práca- o 200%, s ťažkou fyzickou prácou - o 600% alebo viac;


• činnosť dýchacie procesy priamo závisí od kapacity pľúc. Takže napríklad pre športovcov je to o 1-1,5 litra viac ako normálne, ale u profesionálnych plavcov to môže dosiahnuť až 6 litrov!


• Čím väčšia je kapacita pľúc, tým nižšia je frekvencia dýchania a tým väčšia je hĺbka nádychu. Názorný príklad: športovec vykoná 6-10 nádychov a výdychov za minútu, pričom obyčajný človek(nešportovec) dýcha rýchlosťou 14-18 dychov za minútu.

Prečo teda potrebujeme kyslík?

Je nevyhnutný pre všetok život na Zemi: zvieratá ho konzumujú v procese dýchania a rastliny Uvoľňujú ho pri fotosyntéze. Každá živá bunka obsahuje viac kyslíka ako ktorýkoľvek iný prvok – asi 70 %.

Nachádza sa v molekulách všetkých látok – lipidov, bielkovín, sacharidov, nukleových kyselín a zlúčenín s nízkou molekulovou hmotnosťou. A ľudský život by bol bez tohto dôležitého prvku jednoducho nemysliteľný!

Proces jeho metabolizmu je nasledovný: najprv sa dostáva do krvi cez pľúca, kde je absorbovaný hemoglobínom a tvorí oxyhemoglobín. Potom je „transportovaný“ krvou do všetkých buniek orgánov a tkanív. Vo viazanom stave prichádza vo forme vody. V tkanivách sa vynakladá najmä na oxidáciu mnohých látok pri ich metabolizme. Ďalej sa metabolizuje na vodu a oxid uhličitý, potom sa vylučuje z tela cez dýchací a vylučovací systém.

Nadbytok kyslíka

Dlhodobé vdychovanie vzduchu obohateného o tento prvok je pre ľudské zdravie veľmi nebezpečné. Vysoké koncentrácie O2 môže spôsobiť výskyt voľných radikálov v tkanivách, ktoré sú „ničiteľmi“ biopolymérov, presnejšie ich štruktúry a funkcií.

V medicíne sa však na liečbu niektorých chorôb stále používa procedúra saturácie kyslíkom pod kyslíkom. vysoký krvný tlak, ktorá sa nazýva hyperbarická oxygenoterapia.

Nadbytok kyslíka je rovnako nebezpečný ako nadmerné slnečné žiarenie. V živote človek jednoducho pomaly horí v kyslíku, ako sviečka. Starnutie je proces spaľovania. V minulosti roľníci, ktorí boli neustále na čerstvý vzduch a slnko, žilo podstatne menej ako ich majitelia – šľachtici, ktorí hrávali v r uzavreté domy a tráviť čas hraním kartových hier.

Dych- najživšie a najpresvedčivejšie vyjadrenie života. Vďaka dýchaniu telo dostáva kyslík a zbavuje sa prebytočného oxidu uhličitého, ktorý vzniká v dôsledku metabolizmu. Dýchanie a krvný obeh dodávajú všetkým orgánom a tkanivám nášho tela energiu potrebnú pre život. K uvoľňovaniu energie potrebnej pre fungovanie organizmu dochádza na úrovni buniek a tkanív v dôsledku biologickej oxidácie (bunkové dýchanie).

Keď je v krvi nedostatok kyslíka, ako prví trpia tí vitálni dôležité orgány ako srdce a centrálny nervový systém. Hladovanie kyslíkom srdcového svalu je sprevádzané inhibíciou syntézy kyseliny adenozíntrifosforečnej (ATP), ktorá je hlavným zdrojom energie potrebnej pre fungovanie srdca. Ľudský mozog spotrebuje viac kyslíka ako nepretržite pracujúce srdce, takže aj mierny nedostatok kyslíka v krvi ovplyvňuje stav mozgu.

Údržba dýchacie funkcie za dosť vysoký stupeň je nevyhnutnou podmienkou udržiavanie zdravia a predchádzanie rozvoju predčasného starnutia.

Dýchací proces zahŕňa niekoľko fáz:

1. naplnenie pľúc atmosférickým vzduchom (pľúcna ventilácia);
2. prechod kyslíka z pľúcnych alveol do krvi prúdiacej cez kapiláry pľúc a uvoľňovanie oxidu uhličitého z krvi do alveol a potom do atmosféry;
3. dodávanie kyslíka krvou do tkanív a oxidu uhličitého z tkanív do pľúc;
4. spotreba kyslíka bunkami – bunkové dýchanie.

Prvou fázou dýchania je ventilácia- pozostáva z výmeny vdychovaného a vydychovaného vzduchu, t.j. naplnením pľúc atmosférickým vzduchom a jeho odstránením. To sa dosahuje prostredníctvom dýchacích pohybov hrudníka.

12 párov rebier je pripevnených vpredu k hrudnej kosti a vzadu k chrbtici. Chránia orgány hrudníka (srdce, pľúca, veľké cievy) pred vonkajším poškodením, ich pohyb hore a dole, vykonávaný medzirebrovými svalmi, podporuje nádych a výdych. Dole je hrudník hermeticky oddelený od brušná dutina bránice, ktorá svojou konvexnosťou trochu vyčnieva do hrudnej dutiny. Pľúca vypĺňajú takmer celý priestor hrudníka, s výnimkou jeho strednej časti, obsadenej srdcom. Spodný povrch Pľúca ležia na bránici, ich zúžené a zaoblené vrcholy vyčnievajú za kľúčne kosti. Vonku konvexný povrch pľúca susediace s rebrami.

Centrálna časť vnútorného povrchu pľúc, v kontakte so srdcom, zahŕňa veľké priedušky, pľúcne tepny(prenášanie venóznej krvi z pravej srdcovej komory do pľúc), cievy s arteriálnou krvou zásobujúce pľúcne tkanivo a nervy inervujúce pľúca. Pľúcne žily vychádzajú z pľúc a vedú arteriálnu krv do srdca. Celá táto zóna tvorí takzvané korene pľúc.

Schéma štruktúry pľúc: 1- priedušnica; 2 - bronchus; 3 - krvná cieva; 4 - centrálna (hilová) zóna pľúc; 5 - vrchol pľúc.

Každá pľúca je pokrytá membránou (pleura). Pri koreni pľúcna pleura ide vnútorná stena hrudnej dutiny. Povrch pleurálneho vaku, ktorý obsahuje pľúca, je takmer v kontakte s povrchom pleurálnej výstelky vnútorná strana hrudník. Medzi nimi je štrbinovitý priestor - pleurálna dutina, kde sa nachádza malé množstvo tekutiny.

Pri nádychu sa medzirebrové svaly nadvihnú a roztiahnu rebrá do strán, dolný koniec hrudnej kosti sa posunie dopredu. Bránica (hlavný dýchací sval) v tomto momente sa tiež zmršťuje, čo spôsobí, že jeho kupola bude plochejšia a nižšia a posunie sa brušných orgánov dole, do strán a dopredu. Tlak v pleurálna dutina sa stáva negatívnym, pľúca sa pasívne rozširujú a vzduch je nasávaný cez priedušnicu a priedušky do pľúcnych alveol. Takto nastáva prvá fáza dýchania – nádych.

Pri výdychu sa medzirebrové svaly a bránica uvoľňujú, rebrá klesajú a kupola bránice stúpa. Pľúca sú stlačené a vzduch z nich je vytlačený von. Po výdychu nasleduje krátka pauza.

Tu treba poznamenať osobitnú úlohu bránica nielen ako hlavná dýchacieho svalu, ale aj ako sval, ktorý aktivuje krvný obeh. Bránica sa pri nádychu sťahuje a tlačí na žalúdok, pečeň a iné brušné orgány, akoby z nich vytláčala venóznu krv smerom k srdcu. Počas výdychu sa bránica zdvihne, vnútrobrušný tlak klesá, a to zvyšuje prietok arteriálnej krvi do vnútorné orgány brušná dutina. teda dýchacie pohyby membrány pohybujúce sa 12-18 krát za minútu produkujú jemná masáž brušných orgánov, zlepšuje ich krvný obeh a uľahčuje prácu srdca.

Zvýšenie a zníženie vnútrohrudného tlaku počas dýchacieho cyklu priamo ovplyvňujú činnosť orgánov umiestnených v hrudníku. Nasávacia sila podtlaku v pleurálnej dutine sa teda vyvíja počas nádychu a uľahčuje tok krvi z hornej a dolnej dutej žily a z pľúcnej žily do srdca. Okrem toho zníženie vnútrohrudného tlaku počas nádychu prispieva k výraznejšiemu rozšíreniu priesvitu koronárnych artérií srdca v období jeho relaxácie a pokoja (t.j. počas diastoly a pauzy), a tým aj výživy srdca. svaly sa zlepšujú. Z toho, čo bolo povedané, je zrejmé, že kedy plytké dýchanie zhoršuje sa nielen pľúcna ventilácia, ale aj pracovné podmienky a funkčný stav srdcový sval.

Keď je človek v pokoji, akt dýchania zahŕňa hlavne periférne oblasti pľúc. centrálna časť, ktorý sa nachádza pri koreni, je menej roztiahnuteľný.

Pľúcne tkanivo pozostáva z malých vzduchom naplnených bubliniek - alveoly, ktorého steny sú husto prepletené krvnými cievami. Na rozdiel od mnohých iných orgánov majú pľúca dvojité zásobovanie krvou: cievy, zabezpečujúce špecifickú funkciu pľúc - výmenu plynov, a špeciálne tepny, ktoré zásobujú samotné pľúcne tkanivo, priedušky a stenu pľúcnej tepny.

Kapiláry pľúcnych alveol sú veľmi hustá sieť so vzdialenosťou medzi jednotlivými slučkami niekoľko mikrometrov (µm). Táto vzdialenosť sa zväčšuje, keď sa steny alveol počas inšpirácie naťahujú. generál vnútorný povrch všetkých kapilár nachádzajúcich sa v pľúcach dosahuje približne 70 m2. Naraz môže byť v pľúcnych kapilárach pri fyzickej práci až 140 ml krvi, množstvo pretekajúcej krvi môže dosiahnuť 30 litrov za minútu.

Prívod krvi do rôznych častí pľúc závisí od ich funkčného stavu: prietok krvi sa uskutočňuje hlavne cez kapiláry ventilovaných alveol, zatiaľ čo v častiach pľúc, ktoré sú odpojené od ventilácie, je prietok krvi prudko znížený. . Takéto oblasti pľúcneho tkaniva sa pri invázii patogénnych mikróbov stávajú bezbrannými. To je to, čo v niektorých prípadoch vysvetľuje lokalizáciu zápalových procesov pri bronchopneumónii.

Normálne fungujúce pľúcne alveoly obsahujú špeciálne bunky nazývané alveolárne makrofágy. Chránia pľúcne tkanivo pred organickým a minerálnym prachom obsiahnutým vo vdychovanom vzduchu, neutralizujú mikróby a vírusy a neutralizujú nimi uvoľňované škodlivé látky (toxíny). Tieto bunky prechádzajú z krvi do pľúcnych alveol. Ich životnosť je daná množstvom vdýchnutého prachu a baktérií: čím viac je vdychovaný vzduch znečistený, tým rýchlejšie makrofágy odumierajú.

Zo schopnosti týchto buniek fagocytovať, t.j. od absorpcie a trávenia patogénnych baktérií do značnej miery závisí úroveň všeobecnej nešpecifickej odolnosti tela voči infekcii. Okrem toho makrofágy čistia pľúcne tkanivo od seba mŕtve bunky. Je známe, že makrofágy rýchlo „rozpoznajú“ poškodené bunky a pohybujú sa smerom k nim, aby ich odstránili.

Zásoby vonkajšieho dýchacieho aparátu, ktorý zabezpečuje ventiláciu pľúc, sú veľmi veľké. Napríklad zdravý dospelý človek v pokoji vykoná v priemere 16 nádychov a výdychov za minútu a jedným nádychom sa do pľúc dostane približne 0,5 litra vzduchu (tento objem sa nazýva dychový objem za 1 minútu, čo predstavuje 8 litrov); vzduchu. Pri maximálnom dobrovoľnom zvýšení dýchania sa frekvencia nádychu a výdychu môže zvýšiť na 50-60 za minútu, dychový objem - až 2 litre a minútový objem dýchania - až 100-200 litrov.

Pomerne značné sú aj rezervy pľúcnych objemov. Takže medzi poprednými ľuďmi sedavý spôsob životaživot, vitálna kapacita pľúc (t.j. maximálny objem vzduchu, ktorý je možné vydýchnuť po maximálnom vdýchnutí) je 3000-5000 ml; pri fyzický tréning, napríklad u niektorých športovcov stúpa na 7000 ml alebo viac.

Ľudské telo využíva kyslík len čiastočne atmosférický vzduch. Ako viete, vdychovaný vzduch obsahuje v priemere 21% a vydychovaný 15-17% kyslíka. V pokoji telo spotrebuje 200-300 cm 3 kyslíka.

K prechodu kyslíka do krvi a oxidu uhličitého z krvi do pľúc dochádza v dôsledku rozdielu medzi parciálnym tlakom týchto plynov vo vzduchu v pľúcach a ich napätím v krvi. Pretože parciálny tlak kyslíka v alveolárnom vzduchu je v priemere 100 mm Hg. Art., v krvi prúdiacej do pľúc je tlak kyslíka 37-40 mm Hg. Art., prechádza z alveolárneho vzduchu do krvi. Tlak oxidu uhličitého v krvi prechádzajúcej pľúcami klesá zo 46 na 40 mm Hg. čl. v dôsledku jeho prechodu do alveolárneho vzduchu.

Krv je nasýtená plynmi, ktoré sú v chemicky viazanom stave. Kyslík je prenášaný červenými krvinkami, v ktorých vstupuje do krehkého spojenia s hemoglobínom - oxyhemoglobínu. To je pre telo veľmi prospešné, pretože ak by sa kyslík jednoducho rozpustil v plazme a nespojil sa s hemoglobínom červených krviniek, potom by normálne dýchanie tkanív, srdce by muselo biť 40-krát rýchlejšie ako teraz.

V krvi dospelého človeka zdravý človek obsahuje len asi 600 g hemoglobínu, takže množstvo kyslíka viazaného na hemoglobín je pomerne malé, približne 800-1200 ml. Dokáže uspokojiť telesnú potrebu kyslíka len na 3-4 minúty.

Keďže bunky využívajú kyslík veľmi energicky, jeho napätie v protoplazme je veľmi nízke. V súvislosti s tým musí neustále vstupovať do buniek. Množstvo kyslíka absorbovaného bunkami sa mení za rôznych podmienok. O fyzická aktivita zvyšuje sa. Intenzívne vytvorený oxid uhličitý a kyselina mliečna znižujú schopnosť hemoglobínu zadržiavať kyslík a tým uľahčujú jeho uvoľňovanie a využitie tkanivami.

Ak sa dýchacie centrum nachádza v medulla oblongata, je bezpodmienečne potrebný na realizáciu dýchacích pohybov (po jeho poškodení sa dýchanie zastaví a nastáva smrť), potom zvyšné časti mozgu zabezpečujú reguláciu najjemnejších adaptačných zmien dýchacích pohybov na podmienky vonkajšieho a vnútorné prostredie tela a nie sú životne dôležité.

Dýchacie centrum je citlivé na zloženie plynu krv: prebytok a nedostatok kyslíka oxid uhličitý spomaliť, a nedostatok kyslíka, najmä keď nadmerný obsah oxid uhličitý, stimuluje dýchacie centrum. Počas fyzická práca svaly zvyšujú spotrebu kyslíka a akumulujú oxid uhličitý a dýchacie centrum na to reaguje zvýšením dýchacích pohybov. Už mierne zadržanie dychu (dýchacia pauza) pôsobí stimulačne na dýchacie centrum. Počas spánku, s poklesom fyzickej aktivity, je dýchanie oslabené. Toto sú príklady nedobrovoľnej regulácie dýchania.

Vplyv mozgovej kôry na dýchacie pohyby sa prejavuje v schopnosti dobrovoľne zadržať dych, meniť jeho rytmus a hĺbku. Impulzy prichádzajúce z dýchacie centrum, zase ovplyvňujú tonus mozgovej kôry. Fyziológovia zistili, že inhalácia a výdych majú opačné účinky na funkčný stav mozgovej kôry a prostredníctvom nej aj na vôľové svaly. Nádych spôsobí mierny posun smerom k excitácii a výdych zase posun smerom k inhibícii, t.j. inhalácia je stimulačný faktor, výdych je upokojujúci faktor. Pri rovnakom trvaní nádychu a výdychu sa tieto vplyvy vo všeobecnosti navzájom neutralizujú. Predĺžený nádych s prestávkou vo výške nádychu so skráteným výdychom pozorujeme u ľudí, ktorí sú v bdelom stave s vysokým výkonom. Tento typ dýchania možno nazvať mobilizačným. A naopak: energický, ale krátky nádych s mierne natiahnutým, predĺženým výdychom a zadržaním dychu po výdychu pôsobí upokojujúco a pomáha uvoľniť svaly.

Na základe zlepšenia dobrovoľnej regulácie dýchania terapeutický účinok dychové cvičenia. V procese opakovaného opakovania dychové cvičenia návyk sa vytvára fyziologicky správne dýchanie, dochádza k rovnomernému vetraniu pľúc, eliminuje sa preťaženie v malom kruhu a v pľúcnom tkanive. Zároveň sa zlepšujú ďalšie ukazovatele respiračných funkcií, ako aj srdcová činnosť a prekrvenie brušných orgánov, hlavne pečene, žalúdka a pankreasu. Okrem toho existuje schopnosť používať Rôzne druhy dýchanie na zlepšenie výkonu a na správny odpočinok.