Fyziologické systémy tela. Sanogenetická ochrana mozgu

V našom tele je kyslík zodpovedný za proces výroby energie. V našich bunkách dochádza k okysličovaniu len vďaka kyslíku – premene živiny(tuky a lipidy) do bunkovej energie. Keď parciálny tlak (obsah) kyslíka vo vdychovanej hladine klesá, jeho hladina v krvi klesá – znižuje sa aktivita organizmu na bunkovej úrovni. Je známe, že viac ako 20 % kyslíka spotrebuje mozog. Prispieva k tomu nedostatok kyslíka, takže keď hladiny kyslíka klesnú, trpí pohoda, výkonnosť, celkový tonus a imunita.
Je tiež dôležité vedieť, že je to kyslík, ktorý dokáže odstrániť toxíny z tela.
Upozorňujeme, že vo všetkých zahraničných filmoch pri nehode alebo vážnom stave osoby nasadzujú pohotovostní lekári obeti v prvom rade 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 resp hladovanie kyslíkom- znížený obsah kyslíka v tele alebo jednotlivých orgánoch a tkanivách. K hypoxii dochádza pri nedostatku kyslíka vo vdychovanom vzduchu a v krvi, keď sú narušené biochemické procesy tkanivového dýchania. V dôsledku hypoxie sa v životne dôležitých orgánoch vyvinú nezvratné zmeny. Najcitlivejšie na nedostatok kyslíka sú centrálny nervový systém, srdcový sval, obličkové tkanivo 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 nej sa živiny z potravy spracovávajú v tele na energiu.
Strach z kyslíka je spojený s dvomi jeho výnimočnými vlastnosťami: voľnými radikálmi a otravou nadmerným tlakom.

1. Čo sú voľné radikály?
Niektoré z obrovského množstva neustále prebiehajúcich oxidačných (energiutvorných) a redukčných reakcií 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 voľných radikálov, čiže oxidantov, je pre telo životne dôležité. Po prvé, bojovať proti škodlivým mikroorganizmom. Voľné radikály využíva imunitný systém ako „projektily“ proti „votrelcom“. Normálne sa v ľudskom tele 5% tvorí počas chemické reakcie látky sa stávajú voľnými radikálmi.
Vedci uvádzajú ako hlavné dôvody narušenia prirodzenej biochemickej rovnováhy emocionálny stres, ťažkú ​​fyzickú námahu, zranenia a vyčerpanie v dôsledku znečistenia ovzdušia, konzumáciu konzervovaných a technologicky nesprávne spracovaných potravín, zeleniny a ovocia pestovaného pomocou herbicídov a pesticídov a ultrafialové žiarenie. zvýšenie počtu voľných radikálov a vystavenie žiareniu.

Starnutie je teda biologický proces spomaľovania bunkového delenia 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 prostredia a stresu.

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 sa zvyšuje počet metabolitov voľných radikálov, tých istých strašných „voľných radikálov“, ktoré sú vysoko aktívne a pôsobia ako oxidačné činidlá, ktoré môžu poškodiť biologické bunkové membrány.

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. V bežnom živote 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 života u mužov je tu 88 rokov, u žien - 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, sú všetky narodené na Okinawe od roku 1879 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 Okinawčania presťahujú do iných častí krajiny, medzi takýmito ľuďmi už nie sú dlhovekí. Vedci skúmajúci tento fenomén teda zistili, že genetický faktor nehrá rolu v dlhovekosti ostrovanov. . 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. Ak napríklad vstúpite do dostatočne chladnej sprchy, množstvo spotrebovaného kyslíka sa zvýši o 100 % v porovnaní s podmienkami pri izbovej teplote. To znamená, že čím viac človek vydáva teplo, tým rýchlejšia je jeho frekvencia 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%, pri pokojnej chôdzi - o 100%, pri ľahkej práci - o 200%, pri ťažkej práci fyzická práca- o 600 % alebo viac;


• Aktivita dýchacích procesov 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 môžu 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 žili roľníci, ktorí boli neustále na čerstvom vzduchu a slnku, oveľa menej ako ich páni – šľachtici, ktorí hrávali hudbu v uzavretých domoch a trávili čas kartovými hrami.

Ryža. 1. Štruktúra chrbtice.

Stavce sú spojené chrupavkovými, elastickými medzistavcovými platničkami a kĺbovými výbežkami. Medzistavcové platničky zvyšujú pohyblivosť chrbtice. Čím väčšia je ich hrúbka, tým väčšia je pružnosť. Ak sú krivky chrbtice silne vyjadrené (so skoliózou), pohyblivosť hrudník klesá. Plochý alebo zaoblený chrbát (hrbatý chrbát) naznačuje slabé chrbtové svaly. Korekciu držania tela vykonávajú všeobecní vývojoví špecialisti, silové cvičenia a strečingové cvičenia. Chrbtica umožňuje ohýbanie dopredu a dozadu, do strán a rotačné pohyby okolo zvislej osi.

Hrudný kôš zahŕňa hrudná kosť(sternum), 12 hrudných stavcov a 12 párov rebier (obr. 2).

Ryža. 2. Ľudská kostra.

Rebrá sú ploché, oblúkovo zakrivené dlhé kosti, ktoré sú pomocou pružných chrupavých koncov pohyblivo pripevnené k hrudnej kosti. Všetky spojenia rebier sú veľmi elastické, čo je dôležité pre dýchanie.

Hrudný kôš chráni srdce, pľúca, pečeň a časť tráviaceho traktu. Objem hrudníka sa môže počas dýchania meniť kontrakciou medzirebrových svalov a bránice.

Kostra Horné končatiny tvorený ramenným pletencom, pozostávajúcim z dvoch lopatiek a dvoch kľúčnych kostí, a voľnou hornou končatinou vrátane ramena, predlaktia a ruky. Rameno je jedna tubulárna ramenná kosť; predlaktie je tvorené kosťami rádiusu a lakťovej kosti; kostra ruky je rozdelená na zápästie (8 kostí usporiadaných v dvoch radoch), metakarpus (5 krátkych rúrkovitých kostí) a články prstov (5 článkov).

Kostra Dolná končatina zahŕňa panvový pletenec, pozostávajúci z dvoch panvových kostí a krížovej kosti, a kostru voľnej dolnej končatiny, ktorá pozostáva z troch hlavných častí – stehennej kosti (jedna stehenná kosť), dolná časť nohy (veľká a malá holennej kosti) a chodidlá (tarzus - 7 kostí, metatarsus - 5 kostí a 14 článkov prstov).

Všetky kosti kostry sú spojené cez kĺby, väzy a šľachy . Kĺby poskytujú pohyblivosť kĺbovým kostiam kostry. Kĺbové plochy sú zakryté tenká vrstva chrupavky, ktorá zabezpečuje kĺzanie kĺbových plôch s nízkym trením. Každý kĺb je úplne uzavretý kĺbového puzdra. Steny tejto burzy vylučujú kĺbovú tekutinu, ktorá pôsobí ako lubrikant. Väzivo-kapsulárny aparát a svaly obklopujúce kĺb ho posilňujú a fixujú. Hlavné smery pohybu, ktoré kĺby zabezpečujú, sú: flexia-extenzia, abdukcia-addukcia, rotácia a krúživé pohyby.

Základné funkcie pohybového aparátu pohybového aparátu- podpora a pohyb tela a jeho častí v priestore.

Hlavná funkcia kĺby - podieľajú sa na pohyboch. Plnia tiež úlohu tlmičov, tlmiacich zotrvačnosť pohybu a umožňujúce okamžité zastavenie počas pohybu.

Správne organizované hodiny telesnej výchovy nepoškodzujú vývoj kostry, tá sa stáva silnejšou v dôsledku zhrubnutia kortikálnej vrstvy kostí. To je dôležité pri vykonávaní fyzických cvičení, ktoré vyžadujú vysokú mechanickú silu (beh, skákanie atď.). Nesprávna konštrukcia tréningu môže viesť k preťaženiu nosného aparátu. Jednostrannosť vo výbere cvikov môže spôsobiť aj deformáciu kostry.

U ľudí s obmedzenou fyzickou aktivitou, ktorých práca je charakterizovaná dlhodobým udržiavaním určitej polohy, dochádza k výrazným zmenám kostného a chrupavkového tkaniva, čo nepriaznivo ovplyvňuje najmä stav chrbtice a medzistavcových platničiek. triedy fyzické cvičenie posilniť chrbticu a vďaka rozvoju svalového korzetu odstrániť rôzne zakrivenia, čo prispieva k produkcii správne držanie tela a rozšírenie hrudníka.

Akákoľvek motorická aktivita, vrátane športu, sa vykonáva pomocou svalov, kvôli ich kontrakcii. Štruktúru a funkčnosť svalov preto musí poznať každý človek, no najmä ten, kto sa venuje fyzickému cvičeniu a športu.

Ľudské kostrové svaly.

Človek má asi 600 svalov. Hlavné svaly sú znázornené na obr. 3.

Obr.3. Ľudské svaly.

Svaly hrudníka podieľať sa na pohyboch horných končatín a tiež poskytovať dobrovoľné a nedobrovoľné dýchacie pohyby. Dýchacie svaly hrudníka sa nazývajú vonkajšie a vnútorné medzirebrové svaly. TO dýchacie svaly To platí aj pre bránicu.

Chrbtové svaly pozostávajú z povrchových a hlbokých svalov. Povrchové zabezpečujú niektoré pohyby horných končatín, hlavy a krku. Hlboké („usmerňovače trupu“) sú pripevnené k tŕňovým výbežkom stavcov a tiahnu sa pozdĺž chrbtice. Chrbtové svaly sa podieľajú na udržiavaní vertikálna poloha telo, pri silnom napätí (kontrakcii) spôsobia prehnutie tela dozadu.

Brušné svaly udržiavať tlak vo vnútri brušnej dutiny (brucho), podieľať sa na niektorých pohyboch tela (predkláňanie trupu, ohýbanie a otáčanie do strán), počas procesu dýchania.

Svaly hlavy a krku- tvár, žuvanie a pohyb hlavy a krku. Tvárové svaly sú jedným koncom pripevnené ku kosti, druhým ku koži tváre, niektoré môžu začínať a končiť v koži. Svaly tváre zabezpečujú pohyb pokožky tváre, odrážajú rôzne psychické stavy človeka, sprevádzajú reč a sú dôležité pri komunikácii. Žuvacie svaly pri kontrakcii spôsobujú pohyb dolnej čeľuste dopredu a do strán. Krčné svaly sa podieľajú na pohyboch hlavy. Zadná skupina svaly, vrátane svalov zadnej časti hlavy, s tonickou (od slova „tón“) kontrakciou drží hlavu vo vzpriamenej polohe.

Svaly horných končatín poskytujú pohyb ramenného pletenca, predlaktia a pohyb ruky a prstov. Hlavnými antagonistickými svalmi sú biceps (flexor) a triceps (extensor) svaly ramena. Pohyby hornej končatiny a najmä ruky sú mimoriadne rôznorodé. Je to spôsobené tým, že ruka slúži ako ľudský orgán práce.

Svaly dolných končatín podporuje pohyb bedier, nôh a chodidiel. Stehenné svaly hrajú dôležitá úloha v udržiavaní vzpriamenej polohy tela, ale u človeka sú vyvinutejšie ako u iných stavovcov. Svaly, ktoré vykonávajú pohyby predkolenia, sa nachádzajú na stehne (napríklad štvorhlavý sval, ktorého funkciou je natiahnutie predkolenia v kolennom kĺbe; antagonistom tohto svalu je dvojhlavý stehenný sval). Chodidlo a prsty sú poháňané svalmi umiestnenými na dolnej časti nohy a chodidle. Ohyb prstov sa vykonáva kontrakciou svalov umiestnených na podrážke a predĺžením - kontrakciou svalov predného povrchu nohy a chodidla. Mnoho svalov stehna, nohy a chodidla sa podieľa na udržiavaní ľudského tela vo vzpriamenej polohe.

Existujú dva typy svalov: hladké(nedobrovoľne) a pruhované(svojvoľný). Hladké svaly sa nachádzajú v stenách krvných ciev a niektorých vnútorných orgánov. Sťahujú alebo rozširujú krvné cievy, posúvajú potravu pozdĺž gastrointestinálneho traktu a sťahujú steny močového mechúra. Pruhované svaly sú všetky kostrové svaly, ktoré zabezpečujú rôzne pohyby tela. K priečne pruhovaným svalom patrí aj srdcový sval, ktorý automaticky zabezpečuje rytmické fungovanie srdca počas celého života.

Základom svalov sú bielkoviny, tvoriace 80-85% svalového tkaniva (bez vody). Hlavnou vlastnosťou svalového tkaniva je kontraktilita, zabezpečuje ho vďaka kontraktilným svalovým proteínom – aktínu a myozínu. Svalové tkanivo je veľmi zložité. Sval má vláknitú štruktúru, každé vlákno je sval v miniatúre, kombinácia týchto vlákien tvorí sval ako celok. Svalové vlákno, zase pozostáva z myofibrily. Každá myofibrila je rozdelená na striedavo svetlé a tmavé oblasti. Tmavé oblasti sú tvorené dlhými reťazcami molekúl myozín, svetlé sú tvorené tenšími bielkovinovými vláknami aktín.

Svalová činnosť je regulovaná centrálnym nervovým systémom. Každý sval obsahuje nerv, ktorý sa delí na tenké a jemné vetvy. Nervové zakončenia dosiahnuť jednotlivé svalové vlákna. Vlákna motorických nervov prenášajú impulzy z mozgu a miechy (vzrušenie), ktoré privádzajú svaly dovnútra pracovné podmienky, čo spôsobuje ich kontrakciu. Senzorické vlákna prenášajú impulzy v opačnom smere a informujú centrálny nervový systém o svalovej činnosti.

Kostrové svaly sú súčasťou stavby pohybového aparátu, sú pripevnené ku kostiam kostry a pri sťahovaní posúvajú jednotlivé časti kostry a páky. Podieľajú sa na udržiavaní polohy tela a jeho častí v priestore, zabezpečujú pohyb pri chôdzi, behu, žuvaní, prehĺtaní, dýchaní atď., pričom vytvárajú teplo.

Kostrové svaly majú schopnosť byť vzrušené pod vplyvom nervových impulzov. Excitácia sa vykonáva na kontraktilné štruktúry (myofibrily), ktoré ako odpoveď vykonávajú určitý motorický akt - pohyb alebo napätie.

Všetky kostrové svaly pozostávajú z priečne pruhovaných svalov. U ľudí je ich okolo 600 a väčšina z nich je párových. Svaly tvoria významnú časť suchej hmoty ľudského tela. U žien tvoria svaly až 35 % celková hmotnosť tela a u mužov až 50 %, resp. Špeciálny silový tréning môže výrazne zvýšiť svalovú hmotu. Fyzická nečinnosť vedie k úbytku svalovej hmoty a často k nárastu tukovej hmoty.

Kostrové svaly sú na vonkajšej strane pokryté hustou membránou spojivového tkaniva. Každý sval má aktívnu časť ( svalové telo) a pasívne ( šľacha). Šľachy majú elastické vlastnosti a sú konzistentným elastickým prvkom svalu. Šľachy majú väčšiu pevnosť v ťahu v porovnaní so svalovým tkanivom. Najslabšie a teda často poranené oblasti svalu sú prechody medzi svalom a šľachou. Preto je pred každým tréningom potrebné dobré predbežné zahriatie.

Svaly sa delia na dlhé, krátke A široký.

Svaly, ktorých činnosť smeruje opačným smerom, sa nazývajú antagonistov a zároveň - synergistov.

Podľa funkčného účelu a smeru pohybu v kĺboch ​​sa rozlišujú svaly ohýbače A extenzory, vedenie A odklonenie, zvieračov(kompresívne) a expandéry.

Všetky svaly sú preniknuté zložitým systémom krvných ciev. Krv, ktorá nimi preteká, im dodáva živiny a kyslík.

Funkcie muskuloskeletálneho systému:

Podpora - fixácia svalov a vnútorné orgány;

Ochranná – životne dôležitá ochrana dôležité orgány(mozog a miecha, srdce atď.);

Motor - zabezpečenie motorických úkonov;

Pružina - zmäkčovanie otrasov a otrasov;

Hematopoetický - krvotvorba;

Účasť na metabolizme minerálov.

Fyziologické systémy tela.

Nervový systém.Ľudský nervový systém spája všetky telesné systémy do jedného celku a pozostáva z niekoľkých miliárd nervových buniek a ich procesov. Dlhé procesy nervových buniek sa spájajú a vytvárajú nervové vlákna, ktoré sa spájajú so všetkými ľudskými tkanivami a orgánmi.

Nervový systém zahŕňa centrálny(mozog a miecha) a periférne(nervy vychádzajúce z mozgu a miechy a umiestnené na periférii nervové gangliá) oddelenia.

Centrálny nervový systém koordinuje činnosť rôznych orgánov a systémov tela a pomocou reflexného mechanizmu túto činnosť reguluje v meniacom sa vonkajšom prostredí. Základom všetkého sú procesy prebiehajúce v centrálnom nervovom systéme duševnej činnosti osoba.

Mozog je nahromadenie obrovského množstva nervových buniek. Skladá sa z prednej, strednej, strednej a zadné úseky. Štruktúra mozgu je neporovnateľne zložitejšia ako štruktúra akéhokoľvek orgánu. Ľudské telo. Mozog je aktívny nielen počas bdenia, ale aj počas spánku. Mozgové tkanivo spotrebuje 5-krát viac kyslíka ako srdce a 20-krát viac ako svaly. Mozog, ktorý tvorí len asi 2% hmotnosti ľudského tela, absorbuje 18-25% kyslíka spotrebovaného celým telom. Mozog je výrazne lepší ako ostatné orgány v spotrebe glukózy. Využíva 60-70% glukózy produkovanej pečeňou, napriek tomu, že mozog obsahuje menej krvi ako iné orgány. Zhoršenie prekrvenia mozgu môže súvisieť s fyzickou nečinnosťou. V tomto prípade existuje bolesť hlavy rôzna lokalizácia, intenzita a trvanie, závraty, slabosť, znížené duševný výkon, pamäť sa zhoršuje, objavuje sa podráždenosť.

Miecha leží v miechovom kanáli tvorenom oblúkmi stavcov. V rôznych častiach miechy sú motorické neuróny (motorické nervové bunky), ktoré inervujú svaly horných končatín, chrbta, hrudníka, brucha a dolných končatín. IN sakrálnej oblasti sú umiestnené centrá defekácie, močenia a sexuálnej aktivity. Tonus miechových centier regulujú vyššie časti centrálneho nervového systému. Všetky druhy poranení a chorôb miechy môžu viesť k poruchám citlivosti na bolesť a teplotu, narušeniu štruktúry komplexu dobrovoľné hnutia, svalový tonus.

Periférny nervový systém tvorené nervami vychádzajúcimi z mozgu a miechy. Existuje 12 párov hlavových nervov z mozgu a 31 párov miechových nervov z miechy.

Autor: funkčný princíp Nervový systém sa delí na somatický a autonómny. Somatické nervy inervujú priečne pruhované svaly kostry a niektorých orgánov (jazyk, hltan, hrtan atď.). Vegetatívny nervy regulujú fungovanie vnútorných orgánov (sťahovanie srdca, peristaltiku čriev atď.).

Hlavnými nervovými procesmi sú excitácia a inhibícia, ktoré sa vyskytujú v nervových bunkách. Vzrušenie- stav nervových buniek, keď sami prenášajú alebo usmerňujú nervové impulzy do iných buniek. Brzdenie- stav nervových buniek, keď je ich činnosť zameraná na obnovu.

Nervový systém funguje na princípe reflexu. Reflex- je to reakcia tela na vnútorné aj vonkajšie podráždenie, ktoré sa uskutočňuje za účasti centrálneho nervového systému (CNS).

Existujú dva typy reflexov: bezpodmienečné(vrodené) a podmienené(získané v procese života).

Všetky ľudské pohyby predstavujú nové formy motorických úkonov získané v procese individuálneho života. Motorická zručnosť- motorická akcia vykonávaná automaticky bez účasti pozornosti a myslenia.

V procese fyzického tréningu sa ľudský nervový systém zlepšuje a uskutočňuje jemnejšiu interakciu procesov excitácie a inhibície rôznych nervových centier. Tréning umožňuje zmyslovým orgánom vykonávať motorické činnosti diferencovanejším spôsobom a formuje schopnosť rýchlejšie osvojiť si nové motorické zručnosti. Hlavnou funkciou nervového systému je regulovať interakciu tela ako celku s jeho prostredím. vonkajšie prostredie a v regulácii činnosti jednotlivých orgánov a komunikácii medzi orgánmi.

Receptory a analyzátory. Schopnosť tela rýchlo sa prispôsobiť zmenám životného prostredia sa realizuje vďaka špeciálnemu vzdelaniu - receptory, ktoré s prísnou špecifickosťou premieňajú vonkajšie podnety (zvuk, teplota, svetlo, tlak) na nervové impulzy prichádzajúce cez nervové vlákna do centrálneho nervového systému.

Ľudské receptory sú rozdelené do dvoch hlavných skupín: extero- (externé) a intero- (vnútorné) receptory. Každý takýto receptor je neoddeliteľnou súčasťou analyzačný systém, ktorý sa nazýva analyzátor. Analyzátor pozostáva z troch sekcií – receptora, vodivej časti a centrálnej formácie v mozgu. Najvyššia časť analyzátora je kortikálna časť mozgu. Uveďme mená analyzátorov, ktorých úloha v ľudskom živote je známa mnohým:

Koža (citlivosť na dotyk, bolesť, teplo, chlad);

Motor (pod vplyvom tlaku a naťahovania sú excitované receptory vo svaloch, kĺboch, šľachách a väzivách);

Vestibulárny (nachádza sa vo vnútornom uchu a vníma polohu tela v priestore);

Vizuálne (svetlo a farba);

Sluchové (zvukové);

Čuchový (vôňa);

Aróma (chuť);

Viscerálny (stav viacerých vnútorných orgánov).

Zloženie a funkcie krvi.Krv- tekuté trofické spojivové tkanivo tela, cirkulujúce v cievach a vykonávajúce nasledujúce funkcie:

Transport - dodáva živiny do buniek; poskytuje humorálnu reguláciu.

Respiračné - dodáva kyslík do tkanív;

Vylučovacie - odstraňuje z nich metabolické produkty a oxid uhličitý;

Ochranné - zabezpečenie imunity a tvorby trombov počas krvácania;

Termoregulačné – reguluje telesnú teplotu.

Zloženie krvi je pomerne stabilné a má slabú zásaditú reakciu. Krv pozostáva z plazmy (55 %) a tvarované prvky (45 %).

Plazma- tekutá časť krvi (90-92% voda), obsahujúca organické látky a soli (8%), ako aj vitamíny, hormóny a rozpustené plyny.

Tvarované prvky: červené krvinky, biele krvinky a krvné doštičky. Tvorba krviniek sa uskutočňuje v rôznych hematopoetických orgánoch - kostnej dreni, slezine, lymfatických uzlinách.

červené krvinky- červená krvné bunky(4-5 miliónov na kubický mm), sú nositeľmi červeného pigmentu – hemoglobínu. Hlavnou fyziologickou funkciou červených krviniek je viazať a transportovať kyslík z pľúc do orgánov a tkanív. Tento proces sa uskutočňuje v dôsledku štrukturálnych vlastností červených krviniek a chemického zloženia hemoglobínu. Hemoglobín je výnimočný tým, že má schopnosť vytvárať látky v kombinácii s kyslíkom. V tele sa nachádza 750-800 g hemoglobínu, jeho koncentrácia v krvi u mužov je 14-15%, u žien 13-14%. Hemoglobín určuje maximálnu kapacitu krvi (maximálne množstvo kyslíka, ktoré môže byť obsiahnuté v 100 ml krvi). Každých 100 ml krvi môže viazať až 20 ml kyslíka. Kombinácia hemoglobínu s kyslíkom sa nazýva oxyhemoglobín. Červené krvinky sa tvoria v bunkách červenej kostnej drene.

Leukocyty- biele krvinky (6-8 tisíc v 1 kubickom mm krvi). Ich hlavnou funkciou je chrániť telo pred patogénmi. Chránia telo pred cudzorodými baktériami tým, že ich buď priamo ničia fagocytózou (absorpciou) alebo tvorbou protilátok na ich zničenie. Ich životnosť je 2-4 dni. Počet leukocytov sa neustále dopĺňa vďaka tým, ktoré sa novotvoria z buniek kostnej drene, sleziny a lymfatických uzlín.

Krvné doštičky- krvné doštičky (200-400 tis./mm3), podporujú zrážanlivosť krvi a pri rozklade uvoľňujú vazokonstrikčnú látku - seratonín.

Obehový systém.Činnosť všetkých systémov ľudského tela sa uskutočňuje prostredníctvom interakcie humorálnej (tekutiny) a nervovej regulácie. Humorálna regulácia vykonávané vnútorným transportným systémom cez krv a obehový systém, ktorý zahŕňa srdce, cievy, lymfatické cievy a orgány, ktoré produkujú špeciálne bunky - tvorené prvky.

Nervový systém zvyšuje alebo inhibuje činnosť všetkých orgánov nielen vlnami vzruchu alebo nervových vzruchov, ale aj vstupom do krvi, lymfy, miechy a tkanivový mok mediátorov, hormónov a metabolických produktov. Tieto chemikálie pôsobia na orgány a nervový systém. V prirodzených podmienkach teda neexistuje výlučne nervová regulácia činnosti orgánov, ale neurohumorálna.

Pohyb krvi a lymfy cez cievy prebieha nepretržite, vďaka čomu orgány, tkanivá a bunky neustále dostávajú to, čo potrebujú v procese asimilácie živiny a kyslík a produkty rozpadu sa počas metabolického procesu kontinuálne odstraňujú.

Obeh- Toto je proces riadeného pohybu krvi. Vyskytuje sa v dôsledku činnosti srdca a krvných ciev. Hlavné funkcie krvného obehu sú transportné, metabolické, vylučovacie, homeostatické, ochranné. Obehový systém zabezpečuje transport dýchacie plyny, živiny a biologicky aktívne látky, hormóny, prenos tepla v tele.

Krv v ľudskom tele prechádza uzavretý systém, v ktorej sa rozlišujú dve časti - veľké a malé kruhy krvného obehu. Pravá strana srdce hýbe krvou cez pľúcny obeh, ľavá strana srdca sa pohybuje cez systémový obeh (obr. 4).

Ryža. 4. Systémový a pľúcny obeh.

Pľúcny obeh začína z pravej srdcovej komory. Krv potom vstupuje pľúcny kmeň, ktorá je rozdelená na dve časti pľúcne tepny, ktoré sú zase rozdelené na menšie tepny, ktoré prechádzajú do kapilár alveol, kde dochádza k výmene plynov (v pľúcach krv uvoľňuje oxid uhličitý a je obohatená kyslíkom). Z každej pľúca vychádzajú dve žily a odtekajú do ľavej predsiene.

Systémový obeh začína z ľavej srdcovej komory. Krv obohatená kyslíkom a živinami prúdi do všetkých orgánov a tkanív, kde dochádza k výmene plynov a metabolizmu. Odoberaním oxidu uhličitého a produktov rozpadu z tkanív sa krv zhromažďuje v žilách a presúva sa do pravej predsiene.

Nepretržitý pohyb krvi cievami je spôsobený rytmickými sťahmi srdca, ktoré sa striedajú s jeho uvoľnením. V dôsledku čerpacej funkcie srdca, vytvárania tlakového rozdielu v arteriálnej a žilové úseky cievny systém v dôsledku periodického striedania kontrakcií a relaxácií komôr a predsiení krv prúdi cez cievy nepretržite, v určitom smere. Sťahovanie srdcového svalu sa nazýva systola a jej relax - diastola. Obdobie zahŕňajúce systolu a diastolu je srdcový cyklus.

Činnosť srdca je charakterizovaná systolou predsiení (0,1 s) a komorovou (0,35 s) a diastolou (0,45 s).

U ľudí existujú tri typy krvných ciev: tepny, žily a kapiláry. Tepny a žily sa navzájom líšia v smere pohybu krvi v nich. Tepny prenášajú krv zo srdca do tkanív a žily ju vracajú z tkanív do srdca. Kapiláry - najkvalitnejšie nádoby, sú tenšie ľudské vlasy 15 krát.

Srdce je centrálnym orgánom obehového systému. Srdce je duté svalový orgán, rozdelený pozdĺžnou priečkou na pravú a ľavú polovicu. Každá z nich pozostáva z predsiene a komôr, oddelených fibróznymi septami (obr. 5).

Ryža. 5. Ľudské srdce.

Ventilový aparát srdca- útvar umožňujúci prechod krvi cievny systém v jednom smere. V srdci sú medzi predsieňami a komorami listové chlopne a semilunárne chlopne - na výstupe krvi z komôr do aorty a pľúcnej tepny.

Automatika srdca- schopnosť srdca byť rytmicky excitovaný bez účasti regulácie centrálneho nervového systému. Pohyb krvi cievami zabezpečuje okrem čerpacej funkcie srdca sacia činnosť hrudníka a dynamické stláčanie svalových ciev pri fyzickej práci.

Arteriálna krv sa pohybuje cez cievy zo srdca pod vplyvom tlaku vytvoreného srdcovým svalom v čase jeho kontrakcie. Spätný pohyb krvi cez žily je ovplyvnený niekoľkými faktormi:

Po prvé, žilová krv sa pohybuje smerom k srdcu pôsobením kontrakcií kostrových svalov, ktoré akoby vytláčali krv zo žíl smerom k srdcu, zatiaľ čo spätný pohyb krvi je vylúčený, pretože chlopne umiestnené v žilách umožňujú prietok krvi. len smerom k srdcu. Mechanizmus nútenej propagácie žilovej krvi k srdcu prekonávanie gravitačných síl pod vplyvom rytmických kontrakcií a relaxácie kostrových svalov, nazývané svalová pumpa. Kostrové svaly teda pri cyklických pohyboch výrazne pomáhajú srdcu zabezpečiť krvný obeh v cievnom systéme;

Po druhé, pri nádychu sa roztiahne hrudník a vytvorí sa v ňom znížený tlak, ktorý zabezpečí nasávanie žilovej krvi do hrudnej oblasti;

Po tretie, v momente systoly (kontrakcie) srdcového svalu, keď sa predsiene uvoľnia, nastáva v nich sací efekt podporujúci pohyb venóznej krvi do srdca.

Srdce pracuje automaticky pod kontrolou centrálneho nervového systému, vlna kmitov šíriaca sa pozdĺž elastických stien tepien v dôsledku hydrodynamického šoku časti krvi vyvrhnutej do aorty pri kontrakcii ľavej komory sa nazýva tzv. tep srdca(tep srdca).

Rytmus srdca závisí od veku, pohlavia, telesnej hmotnosti a kondície. U mladých zdravých ľudí je srdcová frekvencia (HR) 60-80 úderov za minútu. U dospelého muža v pokoji je to 65-75 úderov/min, u žien je to o 8-10 úderov viac ako u mužov. U trénovaných športovcov môže pokojová srdcová frekvencia dosiahnuť 40-50 úderov/min.

Srdcová frekvencia nižšia ako 60 úderov/min sa nazýva bradykardia a viac ako 90 - tachykardia.

Množstvo krvi vytlačené srdcovou komorou do aorty počas jednej kontrakcie sa nazýva systolický (mŕtvica) objem krvi, v kľude je to 60-80 ml. O fyzická aktivita u netrénovaných ľudí sa zvyšuje na 100-130 ml a u trénovaných až na 180-200 ml.

Množstvo krvi vytlačenej jednou srdcovou komorou za jednu minútu sa nazýva minútový objem krvi (MBV). V pokoji je toto číslo v priemere 4-6 litrov. Pri fyzickej aktivite sa zvyšuje u netrénovaných na 18-20 l, u trénovaných až na 30-40 l.

Tlak krvi pohybujúcej sa kardiovaskulárnym systémom je určený najmä prácou srdca, odporom stien krvných ciev a hydrostatickými silami. V aorte a centrálnych tepien systémový obeh, krvný tlak (krvný tlak) v pokoji počas systoly (moment kontrakcie srdca) je 115-125 mm Hg. Art., s diastolou (tlak v momente relaxácie srdcového svalu) je 60-80 mm Hg. čl.

Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie optimálny výkon krvný tlakčísla sú 120/80.

Normálna nízka hodnota pre dospelého je 100-110/60-70. Pod týmito hodnotami je tlak hypotonický.

Normálne vysoké hodnoty zahŕňajú čísla 130-139/85-89. Nad týmito hodnotami je tlak hypertenzná.

Starší ľudia majú vyšší krvný tlak ako mladší ľudia; u detí je nižšia ako u dospelých.

Hodnota krvného tlaku závisí od kontrakčnej sily myokardu, veľkosti IOC, dĺžky, kapacity a tonusu krvných ciev a viskozity krvi.

Pod vplyvom fyzického tréningu sa veľkosť a hmotnosť srdca zväčšujú v dôsledku zhrubnutia stien srdcového svalu a zväčšenia jeho objemu. Sval trénovaného srdca je hustejšie prekrvený cievami, čo zabezpečuje lepšiu výživu svalového tkaniva a jeho výkonnosť.

Dych.Dýchanie je komplex fyziologických, biochemických a biofyzikálnych procesov, ktoré zabezpečujú prísun kyslíka do organizmu, jeho transport do tkanív a orgánov, ako aj jeho tvorbu, uvoľňovanie a odvádzanie z tela oxid uhličitý a vodou. Rozlišujú sa tieto časti dýchacieho systému: vonkajšie dýchanie, transport plynov krvou a tkanivové dýchanie.

Vonkajšie dýchanie vykonávané pomocou dýchací prístroj pozostávajúce z dýchacích ciest (nosová dutina, nazofarynx, hrtan, priedušnica, priedušnica a priedušky). Steny nosovej dutiny sú lemované riasinkovým epitelom, ktorý zachytáva prach prichádzajúci vzduch. Vzduch vo vnútri nosového priechodu sa ohrieva. Pri dýchaní ústami sa vzduch dostáva priamo do hltana a z neho do hrtana, pričom sa nečistí ani neohrieva (obr. 6).

Ryža. 6. Štruktúra dýchacieho aparátu človeka.

Keď sa nadýchnete, vzduch vstupuje do pľúc, z ktorých každý je in pleurálna dutina a fungujú izolovane od seba. Každá pľúca má tvar kužeľa. Zo strany privrátenej k srdcu vstupuje do každej pľúca bronchus, ktorý sa delí na menšie priedušky, tvoriace takzvaný bronchiálny strom. Malé priedušky končia alveolami, ktoré sú poprepletané hustou sieťou kapilár, ktorými preteká krv. Pri prechode krvi cez pľúcne kapiláry dochádza k výmene plynov: oxid uhličitý, uvoľnený z krvi, vstupuje do alveol, ktoré uvoľňujú kyslík do krvi.

Ukazovateľmi výkonnosti dýchacích orgánov sú dychový objem, dychová frekvencia, vitálna kapacita, pľúcna ventilácia, spotreba kyslíka atď.

Dychový objem- objem vzduchu prechádzajúceho pľúcami v jednom dýchacom cykle (inhalácia, výdych), tento ukazovateľ sa výrazne zvyšuje u trénovaných ľudí a pohybuje sa od 800 ml alebo viac. U netrénovaných ľudí je dychový objem v pokoji na úrovni 350-500 ml.

Ak po bežnom nádychu vydýchnete čo najviac, tak z pľúc vyjde ďalších 1,0-1,5 litra vzduchu. Tento zväzok sa zvyčajne nazýva rezerva Množstvo vzduchu, ktoré je možné vdýchnuť nad dychový objem, sa nazýva dodatočný objem.

Súčet troch objemov: dýchacieho, prídavného a rezervného je vitálna kapacita pľúc. Vitálna kapacita pľúc (VC)- maximálny objem vzduchu, ktorý môže človek vydýchnuť po maximálnom nádychu (merané spirometriou). Vitálna kapacita pľúc do značnej miery závisí od veku, pohlavia, výšky, obvodu hrudníka, fyzický vývoj. U mužov sa vitálna kapacita pohybuje od 3200-4200 ml, u žien 2500-3500 ml. U športovcov, najmä tých, ktorí sa venujú cyklickým športom (plávanie, beh na lyžiach atď.), môže vitálna kapacita dosiahnuť 7000 ml alebo viac u mužov, 5000 ml alebo viac u žien.

Rýchlosť dýchania- počet dýchacích cyklov za minútu. Jeden cyklus pozostáva z nádychu, výdychu a dychovej pauzy. Priemerná pokojová dychová frekvencia je 15-18 cyklov za minútu. U trénovaných ľudí v dôsledku zvýšenia dychového objemu klesá dychová frekvencia na 8-12 cyklov za minútu. Pri fyzickej aktivite sa dychová frekvencia zvyšuje napríklad u plavcov až na 45 cyklov za minútu.

Pľúcna ventilácia- objem vzduchu, ktorý prejde pľúcami za minútu. Množstvo pľúcnej ventilácie sa určí vynásobením dychového objemu rýchlosťou dýchania. Pľúcna ventilácia v pokoji je na úrovni 5000-9000 ml. S fyzickou aktivitou sa toto číslo zvyšuje.

Spotreba kyslíka- množstvo kyslíka, ktoré telo spotrebuje v pokoji alebo počas cvičenia za 1 minútu. V pokoji človek spotrebuje 250-300 ml kyslíka za minútu. S fyzickou aktivitou sa táto hodnota zvyšuje. Najväčšie množstvo kyslík, ktorý dokáže telo spotrebovať maximálne za minútu svalová práca, volal maximálna spotreba kyslíka(IPC).

Dýchací systém najúčinnejšie rozvíjajú cyklické športy (beh, veslovanie, plávanie, lyžovanie atď.) (tabuľka 1)

Tabuľka 1. Niektoré morfofunkčné ukazovatele kardiovaskulárneho systému

E. ZVYAGINA.

Fyziológovia tvrdia, že nedostatok kyslíka môže byť v niektorých prípadoch pre telo prospešný a dokonca môže pomôcť pri liečbe mnohých chorôb.

Nedostatok kyslíka v orgánoch a tkanivách (hypoxia) sa vyskytuje z rôznych dôvodov.

Laureát Štátnej ceny Ukrajiny, profesor A. Z. Kolchinskaya. Pod jej vedením vznikol počítačový program, ktorý vyhodnocuje fungovanie dýchacieho systému a vyvinul sa hypoxický tréningový systém.

Hypoxický tréning. Pacient dýcha cez hypoxikátor niekoľko minút, potom masku odstráni a dýcha normálny vzduch. Postup sa opakuje štyri až šesťkrát.

Môžete zabudnúť, ako plávať alebo jazdiť na bicykli, ale dýchanie je proces, ktorý sa vyskytuje mimo nášho vedomia. Vďaka Bohu, tu nie je potrebný žiadny špeciálny tréning. Možno aj preto má väčšina z nás mimoriadne hrubé predstavy o tom, ako dýchame.

Ak sa na to spýtate od osoby vzdialenej prírodné vedy, odpoveď bude s najväčšou pravdepodobnosťou: dýchame pľúcami. V skutočnosti to nie je pravda. Ľudstvu trvalo viac ako dvesto rokov, kým pochopilo, čo je dýchanie a aká je jeho podstata.

Schematicky možno modernú koncepciu dýchania znázorniť takto: pohyby hrudníka vytvárajú podmienky pre nádych a výdych; vdychujeme vzduch as ním aj kyslík, ktorý sa cez priedušnicu a priedušky dostáva do pľúcnych alveol a ciev. Vďaka práci srdca a hemoglobínu obsiahnutému v krvi sa kyslík dodáva do všetkých orgánov, do každej bunky. Bunky obsahujú drobné zrnká – mitochondrie. Práve v nich sa spracováva kyslík, teda dochádza k samotnému dýchaniu.

Kyslík v mitochondriách „vychytávajú“ dýchacie enzýmy, ktoré ho dodávajú vo forme záporne nabitých iónov kladne nabitému vodíkovému iónu. Keď sa ióny kyslíka a vodíka spoja, uvoľnia sa veľké množstvo teplo potrebné na syntézu hlavného zásobníka biologickej energie – ATP (kyselina adenozínfosforečná). Energiu uvoľnenú pri rozklade ATP telo využíva na uskutočňovanie všetkých životných procesov a na akúkoľvek svoju činnosť.

Takto prúdi dýchanie normálnych podmienkach: to znamená, že vzduch obsahuje dostatočné množstvo kyslíka a človek je zdravý a nepociťuje preťaženie. Čo sa však stane, keď sa rovnováha naruší?

Dýchací systém možno prirovnať k počítaču. Počítač má citlivé prvky, prostredníctvom ktorých sa informácie o priebehu procesu prenášajú do riadiaceho centra. Rovnaké citlivé prvky sú prítomné v dýchacom reťazci. Ide o chemoreceptory aorty a krčných tepien, prenos informácií o znížení koncentrácie kyslíka v arteriálnej krvi alebo zvýšení obsahu oxidu uhličitého v nej. Stáva sa to napríklad v prípadoch, keď sa množstvo kyslíka vo vdychovanom vzduchu zníži. Signál o tom sa prenáša cez špeciálne receptory do dýchacieho centra medulla oblongata a odtiaľ ide do svalov. Práca hrudníka a pľúc sa zvyšuje, človek začína častejšie dýchať, a preto sa zlepšuje ventilácia pľúc a dodávka kyslíka do krvi. Excitácia receptorov v krčných tepnách tiež spôsobuje zvýšenie srdcovej frekvencie, čím sa zvyšuje krvný obeh a kyslík sa rýchlejšie dostáva do tkanív. Tomu napomáha aj uvoľňovanie nových červených krviniek do krvi, a teda hemoglobínu, ktorý obsahujú.

Toto vysvetľuje priaznivý vplyv horský vzduch na vitalita osoba. Po príchode do horských stredísk – povedzme na Kaukaz – si veľa ľudí všimne, že sa im zlepšuje nálada, zdá sa, že im rýchlejšie prúdi krv. A tajomstvo je jednoduché: vzduch v horách je riedky, je v ňom menej kyslíka. Telo funguje v režime „boja o kyslík“: aby sa zabezpečilo úplné dodanie kyslíka do tkanív, potrebuje mobilizovať vnútorné zdroje. Zrýchľuje sa dýchanie, zvyšuje sa krvný obeh a v dôsledku toho sa aktivujú životné sily.

Ak sa ale vyberiete vyššie do hôr, kde vzduch obsahuje ešte menej kyslíka, telo na jeho nedostatok zareaguje úplne inak. Hypoxia (z vedeckého hľadiska nedostatok kyslíka) bude nebezpečná a ako prvý ňou bude trpieť centrálny nervový systém.

Ak nie je dostatok kyslíka na podporu funkcie mozgu, človek môže stratiť vedomie. Ťažká hypoxia niekedy dokonca vedie k smrti.

Ale hypoxia nie je nevyhnutne spôsobená nízky obsah kyslík vo vzduchu. Môže to byť spôsobené jednou alebo druhou chorobou. Napríklad s chronickou bronchitídou, bronchiálnou astmou a rôzne choroby pľúc (zápal pľúc, pneumoskleróza), nie všetok vdýchnutý kyslík sa dostáva do krvi. Výsledkom je nedostatočné zásobovanie celého tela kyslíkom. Ak je v krvi málo červených krviniek a hemoglobínu v nich obsiahnutého (ako sa to stáva pri anémii), trpí celý proces dýchania. Môžete často a zhlboka dýchať, ale dodávka kyslíka do tkanív sa výrazne nezvýši: koniec koncov, za jeho transport je zodpovedný hemoglobín. Vo všeobecnosti obehový systém priamo súvisí s dýchaním, takže prerušenia srdcovej činnosti nemôžu ovplyvniť dodávku kyslíka do tkanív. Tvorba krvných zrazenín v cievach tiež vedie k hypoxii.

Takže fungovanie dýchacieho systému sa pokazí výrazným nedostatkom kyslíka vo vzduchu (napríklad vysoko v horách), ako aj rôznymi chorobami. Ale ukazuje sa, že človek môže zažiť hypoxiu, aj keď je zdravý a dýcha vzduch bohatý na kyslík. K tomu dochádza, keď sa zvyšuje zaťaženie tela. Faktom je, že v aktívnom stave človek spotrebuje podstatne viac kyslíka ako v pokojnom stave. Akákoľvek práca - fyzická, intelektuálna, emocionálna - vyžaduje určité náklady na energiu. A energia, ako sme zistili, vzniká kombináciou kyslíka a vodíka v mitochondriách, teda pri dýchaní.

Samozrejme, telo má mechanizmy, ktoré regulujú prísun kyslíka pri zvyšovaní záťaže. Platí tu rovnaký princíp ako pri riedkom vzduchu, kedy receptory aorty a krčných tepien registrujú pokles koncentrácie kyslíka v arteriálnej krvi. Excitácia týchto receptorov sa prenáša do kôry mozgových hemisfér mozog a všetky jeho časti. Zvyšuje sa ventilácia pľúc a zásobovanie krvou, čo zabraňuje zníženiu rýchlosti dodávania kyslíka do orgánov a buniek.

Je zvláštne, že v niektorých prípadoch môže telo vopred prijať opatrenia proti hypoxii, najmä ku ktorej dochádza počas cvičenia. Základom je predpovedanie budúceho nárastu zaťaženia. V tomto prípade má telo aj špeciálne citlivé prvky – reagujú na zvukové, farebné signály, zmeny vône a chuti. Napríklad športovec, ktorý počul príkaz „Choď!“, dostane signál na reorganizáciu fungovania dýchacieho systému. Do pľúc, krvi a tkanív začne prúdiť viac kyslíka.

Netrénované telo však často nedokáže zabezpečiť adekvátnu dodávku kyslíka pod značnou záťažou. A potom osoba trpí hypoxiou.

Problém hypoxie už dlho priťahuje pozornosť vedcov. Vážny vývoj sa uskutočnil pod vedením akademika N. N. Sirotinina vo Fyziologickom ústave pomenovanom po ňom. Akadémia vied A. A. Bogomolets Ukrajinskej SSR. Pokračovaním týchto štúdií bola práca profesorky A. Z. Kolchinskej, nositeľky Štátnej ceny Ukrajiny, a jej študentov. Vytvorili počítačový program, ktorý umožňuje hodnotiť fungovanie ľudského dýchacieho systému pomocou rôznych ukazovateľov (objem vdychovaného vzduchu, rýchlosť vstupu kyslíka do krvi, srdcovú frekvenciu atď.). Práce sa vykonávali na jednej strane so športovcami a horolezcami a na druhej strane s ľuďmi trpiacimi niektorými chorobami (chronická bronchitída, bronchiálna astma, anémia, cukrovka, krvácanie z maternice, detská mozgová obrna, krátkozrakosť atď.). Počítačová analýza ukázala, že aj tie choroby, ktoré zdanlivo priamo nesúvisia s dýchacím systémom, majú naň negatívny vplyv. Je logické predpokladať spätná väzba: fungovanie dýchacieho systému môže ovplyvniť stav celého tela.

A potom vznikla myšlienka hypoxického tréningu. Pamätajme: pri miernom znížení množstva kyslíka vo vzduchu (napríklad v podhorí) telo aktivuje životné sily. Dýchací systém je prestavaný, prispôsobuje sa novým podmienkam. Zvyšuje sa objem dýchania, zvyšuje sa krvný obeh, zvyšuje sa počet červených krviniek a hemoglobínu a zvyšuje sa počet mitochondrií. Takéto výsledky možno dosiahnuť v klinickom prostredí poskytnutím prúdenia vzduchu pacientovi znížený obsah kyslík. Na tento účel bol vytvorený špeciálny prístroj - hypoxikátor.

Ale človek nemôže byť neustále pripojený k zariadeniu. Je potrebné dosiahnuť udržateľné výsledky a kvalitatívne zmeny v dýchacom systéme. Na tento účel sa rozhodlo rozdeliť reláciu hypoxickej expozície na série: ukázalo sa, že práve v tomto režime sa posilnili mechanizmy vyvinuté telom na prispôsobenie sa hypoxii. Pacient niekoľko minút dýcha cez hypoxikátor (obsah kyslíka v privádzanom vzduchu je 11 - 16 %), potom masku zloží a nejaký čas dýcha normálny vzduch. Toto striedanie sa opakuje štyri až šesťkrát. Výsledkom je, že od sedenia k sedeniu sa trénujú dýchacie, obehové, krvotvorné orgány a tie bunkové organely, ktoré sa podieľajú na využití kyslíka – mitochondrie.

Pre každého pacienta sa intervalový hypoxický tréningový režim vyberá individuálne. Dôležité je určiť koncentráciu kyslíka vo vdychovanom vzduchu, pri ktorej začnú v organizme pôsobiť adaptačné mechanizmy na hypoxiu. Samozrejme, tieto koncentrácie nie sú rovnaké pre športovca a pre pacienta s bronchiálnou astmou. Preto pred predpísaním liečebného postupu sa vykoná hypoxický test, ktorý určí reakciu tela na vdychovanie vzduchu s nízkym obsahom kyslíka.

Dnes už hypoxický tréning preukázal svoju účinnosť pri liečbe širokej škály chorôb. V prvom rade samozrejme pri ochoreniach dýchacích ciest, ako napr

obštrukčná chronická bronchitída a bronchiálna astma. To samo o sebe viac ako ospravedlňuje prácu vedcov, ktorí metódu vyvinuli. Ale najúžasnejšie je, že s jeho pomocou sa dajú liečiť tie choroby, ktoré na prvý pohľad nemajú nič spoločné s dýchaním.

Napríklad, ako ukázal B. Kh. Khatsukov, metóda sa ukázala ako účinná pri liečbe krátkozrakosti. Viac ako 60 % krátkozrakých detí, ktoré podstúpili kurz hypoxického tréningu, úplne obnovilo zrak, u ostatných sa výrazne zlepšil. Faktom je, že príčinou krátkozrakosti je zlý prísun krvi a kyslíka do ciliárneho svalu oka a okcipitálnych lalokov mozgovej kôry, ktoré regulujú videnie. U krátkozrakých detí dýchací systém zaostáva vekový vývoj. A keď sa normalizuje, videnie sa obnoví.

Dirigovali A. 3. Kolchinskaya a jej študenti M. P. Zakusilo a 3. Kh. úspešný experiment o využití hypoxického tréningu na liečbu hypotyreózy (nedostatočná činnosť štítnej žľazy). Keď pacient vdychoval vzduch so zníženým obsahom kyslíka, jeho štítna žľaza začala produkovať viac hormónov. Po niekoľkých sedeniach sa hladina hormónov v krvi znormalizovala.

V súčasnosti už v Rusku a krajinách SNŠ pôsobí niekoľko špecializovaných centier hypoxickej terapie. Tieto centrá úspešne liečia pacientov s anémiou, ischemickou chorobou srdca, hypertenziou v počiatočnom štádiu, neurocirkulačná dystónia, cukrovka, niektoré gynekologické ochorenia.

Dobré výsledky sa dosiahli aj pri príprave športovcov. Po 15-dňovom kurze hypoxického tréningu sa maximálna spotreba kyslíka u cyklistov, veslárov a lyžiarov zvyšuje o 6 %. Pri bežnom systematickom športovom tréningu to trvá približne rok. Ale dýchanie pri takýchto športoch je kľúčom k úspechu. Navyše, ako vieme, závisí od všeobecný stav organizmu, jeho potenciálu.

Účinok hypoxického tréningu je podobný ako pri otužovaní alebo ranných cvičeniach. Rovnako ako si precvičujeme svaly alebo posilníme imunitu premoknutím. studená voda, môžete „trénovať“ dýchací systém. Je len škoda, že tento druh gymnastiky nemôžete robiť doma. Stále musíte platiť za svoje zdravie.

Pôvod mozgu Savelyev Sergey Vyacheslavovič

§ 6. Spotreba kyslíka mozgu

Je úplne nesprávne dávať do súvislosti rýchlosť metabolizmu mozgu s celkovou spotrebou kyslíka v tele (Schmidt-Nielsen, 1982). U piskora je spotreba kyslíka na 1 kg telesnej hmotnosti 7,4 l/h a u slona 0,07 l/h. Ide však o celkovú spotrebu kyslíka, ktorá sa v rôznych častiach tela slona aj piskora mení rádovo. Okrem toho sa u zvierat s odlišnou biológiou výrazne líši aj množstvo spotreby kyslíka rovnakými telesnými orgánmi. Myšlienka, že spotreba kyslíka v mozgu sa mení úmerne k veľkosti tela, zostáva podivnou mylnou predstavou. Ak spotreba kyslíka v mozgu ktoréhokoľvek cicavca klesne pod 12,6 l/(kg-h), nastáva smrť. Pri tejto hladine kyslíka môže mozog zostať aktívny iba 10–15 sekúnd. Po 30-120 s reflexná aktivita vymizne a po 5-6 minútach začína smrť neurónov. Inými slovami, nervové tkanivo nemá prakticky žiadne vlastné zdroje. Ani piskor a dokonca ani slon by nemali šancu na prežitie, ak by spotreba kyslíka mozgom nebola zabezpečená špeciálnymi mechanizmami. Mozog dostáva kyslík, vodu s roztokmi elektrolytov a živiny podľa zákonov, ktoré nemajú nič spoločné s rýchlosťou metabolizmu iných orgánov. Hodnoty spotreby všetkých „spotrebných“ komponentov sú relatívne stabilné a nemôžu byť pod určitou úrovňou, ktorá zabezpečuje funkčnú činnosť mozgu.

Treba si uvedomiť, že mozog má často rozhodujúci vplyv na metabolizmus celého zvieraťa. Spotreba energie mozgu nemôže byť pod určitou hodnotou. Poskytnutie tejto úrovne sa dosahuje v rôznych systematických skupinách zmenou rýchlosti krvného obehu v cievach nervového systému. Dôvodom týchto rozdielov sú zmeny v počte kapilár na 1 mm mozgového tkaniva. Samozrejme, v rôzne oddelenia V mozgu sa dĺžka kapilár môže výrazne líšiť. V závislosti od fyziologického zaťaženia sa môže dynamicky meniť aj priesvit kapilár. Napriek tomu tento veľmi priemerný ukazovateľ osvetľuje dôvody zvýšenia srdcovej frekvencie u malých cicavcov. Čím menšia je kapilárna sieť mozgu, tým väčšia musí byť rýchlosť prietoku krvi, aby sa zabezpečil potrebný prietok kyslíka a živín. Metabolizmus môžete zvýšiť vďaka srdcovej frekvencii, dýchaniu a rýchlosti konzumácie potravy. To sa deje u malých cicavcov. Informácie o hustote kapilár v mozgu zvierat sú veľmi kusé. Existuje však všeobecný trend, ktorý ukazuje evolučný vývoj kapilárna sieť mozog U žaby rybničnej je dĺžka kapilár v 1 mm3 mozgového tkaniva asi 160 mm, u žaby celohlavej chrupavkovité ryby- 500, u žraloka - 100, u ambystómu - 90, u korytnačky - 350, u tuateria - 100 mm, u piskora - 400, u myši 700, u potkana - 900, u králika - 600 , u mačky - 900, u psa - 900 a u primátov a ľudí - 1200-1400 mm. Malo by sa vziať do úvahy, že keď sa dĺžka kapilár zníži, plocha ich kontaktného povrchu s nervové tkanivo klesá exponenciálne. To naznačuje, že na udržanie minimálnej úrovne prísunu kyslíka do mozgu musí srdce piskora biť niekoľkokrát rýchlejšie ako srdce primátov a ľudí. V skutočnosti je táto hodnota pre človeka 60 - 90 za minútu a pre rejska je to 130 - 450. Hmotnosť srdca piskora by mala byť úmerne väčšia. U ľudí je to asi 4%, u kapucínky - 8% a u piskora - 14% z celkovej telesnej hmotnosti. V dôsledku toho je jedným z kľúčových orgánov, ktorý určuje metabolizmus zvierat, mozog.

Skúsme odhadnúť skutočný podiel energie spotrebovanej organizmom živočíchov s rôznou hmotnosťou mozgu a tela. Veľká relatívna hmotnosť nervového systému malých cicavcov kladie vysoké nároky na úroveň metabolizmu samotného mozgu. Náklady na jeho údržbu sú porovnateľné s nákladmi na údržbu ľudského mozgu, ktoré sú dobre preskúmané. Základná spotreba živín a kyslíka ľudským mozgom je približne 8-10% celého tela. Pri nečinnosti organizmu je táto hodnota viac-menej konštantná, aj keď medzi veľkými a malými zástupcami daného druhu môže výrazne kolísať. Aj táto hodnota je však neúmerne veľká. Ľudský mozog tvorí 1/50 hmotnosti tela a spotrebuje 1/10 všetkej energie – 5-krát viac ako ktorýkoľvek iný orgán. Tieto čísla sú trochu podhodnotené, pretože samotná spotreba kyslíka je 18 %. Pripočítajme náklady na údržbu miechy a periférneho systému a dostaneme približne 1/7. V dôsledku toho ľudský nervový systém v nečinnom stave spotrebuje asi 15% energie celého tela. Teraz zvážte situáciu s aktívne pracujúcim mozgom a periférnym nervovým systémom. Podľa najkonzervatívnejších odhadov sú náklady na energiu jedného mozgu viac ako dvojnásobné. Vzhľadom na zovšeobecnené zvýšenie aktivity celého nervového systému možno s istotou predpokladať, že asi 25 – 30 % celkových výdavkov organizmu pripadá na jeho údržbu (obr. I-8).

Nervový systém cicavcov sa ukazuje ako mimoriadne „drahý“ orgán, takže čím menej času mozog pracuje v intenzívnom režime, tým je jeho údržba lacnejšia. Problém sa rieši rôznymi spôsobmi. Jedna z metód je spojená s minimalizáciou času intenzívnej prevádzky nervového systému. Dosahuje sa to veľkým súborom vrodených, inštinktívnych programov správania, ktoré sú uložené v mozgu ako súbor pokynov. Pokyny pre rôzne správanie vyžadujú len drobné úpravy, aby vyhovovali špecifickým podmienkam. Mozog sa takmer nepoužíva na prijímanie individuálnych rozhodnutí na základe osobných skúseností zvieraťa. Prežitie sa stáva štatistický proces aplikácia hotových foriem správania na konkrétne podmienky prostredia. Energetické náklady na udržiavanie mozgu sa stávajú obmedzovačom intelektuálnej aktivity malých zvierat.

Povedzme napríklad, že krtko hrebenatka sa rozhodla použiť svoj mozog ako primáty alebo ľudia. Zoberme si počiatočné podmienky. Krtko s hmotnosťou 40 g má mozog s hmotnosťou 1,2 g a miechu spolu s periférnym nervovým systémom s hmotnosťou približne 0,9 g. S nervovým systémom, ktorý tvorí viac ako 5 % jeho telesnej hmotnosti, strávi krtko asi 30 % celkové energetické zdroje tela na jeho údržbu . Ak premýšľa o vyriešení šachového problému, náklady jeho tela na údržbu mozgu sa zdvojnásobia a samotný krtek okamžite zomrie od hladu. Aj keď krtko tlačí nekonečnú dážďovku z čierny kaviár, potom aj tak zomrie. Mozog bude potrebovať toľko energie, že vzniknú nerozpustné problémy s rýchlosťou produkcie kyslíka a dodávaním počiatočných metabolických zložiek z gastrointestinálneho traktu. Podobné ťažkosti vzniknú pri odstraňovaní produktov látkovej premeny z nervového systému a jeho základnom ochladzovaní. Malé hmyzožravce a hlodavce sú teda odsúdené nestať sa šachistami. Ich mozog je inštinktívny a energetické problémy jeho obsahu predstavujú neprekonateľné bariéry pre rozvoj individuálneho správania. Na individuálnej úrovni môže vzniknúť len variabilita v uplatňovaní vrodených programov správania.

Ryža. I-8. Metabolické procesy v mozgu primátov.

V metabolizme nervového systému možno rozlíšiť tri hlavné dynamické procesy: výmenu kyslíka a oxidu uhličitého, spotrebu organických látok a uvoľňovanie katabolických produktov, výmenu roztokov vody a elektrolytov. Podiel týchto látok spotrebovaných ľudským mozgom je uvedený v spodnej časti. Výmena vody a roztokov elektrolytov sa vypočíta ako čas potrebný na to, aby všetka telesná voda prešla mozgom. Horná línia je pasívny stav, spodná línia je intenzívna práca nervového systému.

Stačí však mierne zväčšiť telesné rozmery a nastáva kvalitatívne iná situácia. Sivá krysa (Rattus rattus) má nervový systém vážiaci približne 1/60 telesnej hmotnosti. To už na dosiahnutie stačí citeľný pokles relatívny metabolizmus mozgu. Výsledky intelektuálnych experimentov a pozorovaní potkanov nemá zmysel prerozprávať a miera individualizácie správania nie je porovnateľná s krtkami a piskormi. Zjavná výhoda Zvýšenie telesnej hmotnosti znamená zníženie nákladov na udržiavanie mozgu. Neustále pracujúce periférne časti nie sú také drahé ako mozog, takže zvýšenie telesnej hmotnosti vedie k relatívnemu „lacnejšiemu“ mozgu.

Preto na vytvorenie prispôsobeného mozgu potrebujete zviera s dostatočne veľkou telesnou hmotnosťou. Inými slovami, existuje akási bariéra, ktorá prostredníctvom veľkosti tela a mozgovej hmoty obmedzuje schopnosť zvierat učiť sa a individualizovať správanie. Malé zviera s veľkým mozgom a vysokými nákladmi na jeho údržbu nebude schopné zabezpečiť náklady na energiu na zvýšenie svojej aktivity. Nemožno teda očakávať riešenia zložitých problémov alebo hlbokú individualizáciu adaptívneho správania. Ak je zviera veľké a veľkosť mozgu je relatívne malá, potom sú prijateľné významné výkyvy v nákladoch na energiu na jeho údržbu. V tejto situácii ako individualizácia správania, tak aj zložité procesy učenie. Avšak aj veľké zviera s dobrým vyvinutý mozog existujú energetické problémy. Nervový systém je príliš drahý na to, aby sa dal intenzívne využívať. Malý a intenzívne pracujúci nervový systém spotrebúva obrovský podiel telesných zdrojov. Táto situácia je nerentabilná. Energeticky opodstatneným riešením môže byť len krátkodobé využitie mozgu na riešenie konkrétnych problémov. To je to, čo sa pozoruje u veľkých cicavcov. Krátka činnosť je rýchlo nahradená dlhodobým odpočinkom.

Malý a veľký nervový systém má teda svoje výhody. Na implementáciu inštinktívneho správania môžete mať malý mozog, ale jeho prispôsobivosť závisí od modifikácií inštinktov. Veľký mozog Jeho majiteľa to stojí pomerne veľa, ale vysoké náklady na energiu sú celkom opodstatnené. Veľký mozog vám umožňuje vyrovnať sa so zložitými úlohami, ktoré nemajú hotové inštinktívne riešenia. Náklady na implementáciu takýchto mechanizmov adaptívneho správania sú veľmi vysoké, preto sa zvieratá aj ľudia snažia využívať mozog čo najmenej.

Privilégium nervového systému

Nervový systém mnohých živočíchov (a najmä cicavcov) má jednu vlastnosť, ktorá ho stavia do výnimočného postavenia. Táto vlastnosť je spôsobená jeho izoláciou od zvyšku tela. Ako hlavný mechanizmus integrácie práce vnútorných orgánov a základu správania je to „cudzie telo“ pre vlastné telo. Imunitný systém vníma nervový systém podobne ako triesku. Ak sa imunitný systém „dostane“ do mozgu, začnú ťažké autoimunitné procesy, ktoré sú nezlučiteľné so životom.

Nastáva paradoxná situácia. Nervový systém spotrebúva obrovskú časť kyslíka a živín celého tela, ktoré prijíma krvou. Zároveň musí byť starostlivo izolovaný od obehového systému, pretože ho bunky imunitného systému považujú za cudzí predmet.

Z hľadiska biologickej účelnosti je viditeľný zjavný rozpor. Hlavný integrujúci orgán by nemal byť pre imunitný systém cudzí. Napriek tomu je to skutočnosť, pre ktorú je celkom ľahké nájsť jasné vysvetlenie. Mozog obsahuje príliš veľa špecializovaných organických zložiek, ktoré sa nikde inde v tele nevyužívajú. Vytvorenie mechanizmu v imunitnom systéme, ktorý by ich rozpoznal ako „naše“ bunky, je mimoriadne ťažké a neopodstatnené. Je oveľa „lacnejšie“ jednoducho oddeliť nervový systém od zvyšku tela. Tento princíp izolácie je implementovaný v semenníkoch, vaječníkoch a nervovom systéme. Vo veľmi všeobecný pohľad Izoláciu nervového systému udržuje hematoencefalická bariéra, ktorá pozostáva z niekoľkých typov špecializovaných buniek. Aby sme pochopili izoláciu nervového systému od zvyšku tela, je potrebné zvážiť základné princípy jeho štruktúry.

Z knihy Najnovšia kniha faktov. Zväzok 1 [Astronómia a astrofyzika. Geografia a iné vedy o Zemi. Biológia a medicína] autora

Z knihy Eye of the Mind autora Hofstadter Douglas Robert

Z knihy Mozog a duša [Ako nervová aktivita formuje náš vnútorný svet] od Fritha Chrisa

26 DAGLAS HOFSTADTER Rozhovor s Einsteinovým mozgom Achilles a korytnačka sa náhodne zrazia na brehu osemuholníkového rybníka v Luxemburských záhradách v Paríži. Tento rybník vždy slúžil ako obľúbené miesto na výlety loďou pre mladé páry; v týchto dňoch sú ich lode často

Z knihy Najnovšia kniha faktov. 1. zväzok. Astronómia a astrofyzika. Geografia a iné vedy o Zemi. Biológia a medicína autora Kondrashov Anatolij Pavlovič

Nevnímame svet, ale jeho model vytvorený mozgom. To, čo vnímame, nie sú tie surové a nejednoznačné signály prichádzajúce z vonkajšieho sveta do našich očí, uší a prstov. Naše vnímanie je oveľa bohatšie – spája to všetko surové

Z knihy Krv: Rieka života [Od starovekých legiend k vedeckým objavom] od Isaaca Asimova

Akú energiu spotrebuje ľudský mozog? Zistilo sa, že v stave bdelosti spotrebuje ľudský mozog asi 20

Z knihy Chov rýb, rakov a vodného vtáctva domáce autora Zadorozhnaya Lyudmila Alexandrovna

Prečo je pravidelná konzumácia alkoholu, dokonca aj mierna, pre telo škodlivá? Alkoholizmus je jedným z typov drogovej závislosti. Aj mierna konzumácia alkoholu môže viesť k ťažkej, niekedy takmer neodolateľnej závislosti na ňom. Mechanizmus tohto

Z knihy Aktuálny stav biosférickej a environmentálnej politiky autor Kolesnik Yu. A.

Kapitola 4 Prekážky pre kyslík V normálnej atmosfére viaže hemoglobín iba kyslík. To znamená, že viazanie kyslíka neovplyvňujú iné zložky vzduchu: dusík, oxid uhličitý, vodná para alebo argón. Zhromažďuje sa hemoglobín

Z knihy Biologická chémia autora Lelevič Vladimír Valeryanovič

Z knihy autora

7.5. Kyslíkový cyklus Zo všetkých plynov prítomných v atmosfére, ako aj rozpustených vo svetovom oceáne, je kyslík mimoriadne zaujímavý, pretože poskytuje vysoký energetický výťažok počas aeróbnej disimilácie pre takmer všetky organizmy na Zemi a v podstate leží v

Z knihy autora

Reaktívne formy kyslíka (voľné radikály) V tele v dôsledku redoxných reakcií neustále dochádza k tvorbe reaktívnych foriem kyslíka (ROS) pri jednoelektrónovej redukcii kyslíka (molekula má na sebe nepárový elektrón

Množstvo kyslíka spotrebovaného človekom nalačno v stave svalového kľudu, poležiačky, je ukazovateľom látkovej výmeny potrebnej na udržanie životných funkcií organizmu v pokoji, teda bazálneho metabolizmu. Základný metabolizmus človeka je charakterizovaný spotrebou kyslíka v rozmedzí 200-250 ml/min so spotrebou energie približne 1-1,2 kcal/min. Základný metabolizmus ovplyvňuje pohlavie, vek, hmotnosť a povrch tela, zloženie potravy, klimatickými podmienkami, teplota okolia atď. Za bazálny energetický metabolizmus dospelého človeka sa považuje 1 kcal na 1 kg hmotnosti za hodinu.

Zvýšená spotreba kyslíka pri práci je potrebná na oxidáciu produktov rozkladu sacharidov v aeróbnej fáze (kyselina mliečna), tukov, ako aj na resyntézu látok s obsahom dusíka v anaeróbnej fáze. Potreba kyslíka v tele je tým väčšia, čím viac ťažšia práca. V rámci určitých limitov existuje lineárna závislosť medzi náročnosťou vykonanej práce a spotrebou kyslíka. Táto poddajnosť je zabezpečená zvýšenou prácou kardiovaskulárneho systému a zvýšením koeficientu difúzie kyslíka cez pľúcne tkanivo. Difúzny koeficient sa zvyšuje z 50 pri prevádzke pri 450 kg/min na 61 pri prevádzke pri 1590 kg/min.

Množstvo kyslíka za minútu potrebné na úplnú oxidáciu produktov rozpadu sa nazýva spotreba kyslíka alebo spotreba kyslíka, zatiaľ čo maximálne množstvo kyslíka, ktoré môže telo prijať za minútu, sa nazýva kyslíkový strop. Kyslíkový strop pre ľudí netrénovaných na fyzickú prácu je približne 3 l/min a pre trénovaných môže dosiahnuť 4-5 l/min.

Náklady na energiu pri dynamickej negatívnej práci predstavujú približne 50 % nákladov na energiu pri dynamickej pozitívnej práci. Pohyb bremena po vodorovnej rovine je teda 9-16 krát jednoduchší ako zdvíhanie bremena.

Ryža. 1. Dynamika spotreby kyslíka pri fyzickej práci. Kockované šrafovanie - spotreba kyslíka počas prevádzky; horizontálne tienenie - požiadavka na kyslík; vertikálne tienenie – kyslíkový dlh. Obrázok vľavo je stredne ťažká práca; Obrázok vpravo ukazuje prácu s progresívnym kyslíkovým dlhom.

Spotreba kyslíka pri dynamickej pozitívnej práci je znázornená na obr. 1. Ako vidno z tohto obrázku, krivka spotreby kyslíka na začiatku práce stúpa a až po 2-3 minútach sa ustáli na určitej úrovni, ktorá sa potom dlhodobo udržiava (ustálený stav). Podstatou tohto priebehu krivky je, že práca sa vykonáva najskôr s neúplným uspokojením potreby kyslíka a v dôsledku toho so zvyšujúcim sa kyslíkovým dlhom, pretože energetické procesy vo svale počas jeho kontrakcie prebiehajú okamžite a dodávka kyslíka v dôsledku zotrvačnosti kardiovaskulárneho a dýchacieho systému je pomalá. A iba vtedy, keď dodávka kyslíka úplne pokryje potrebu kyslíka, dôjde k ustálenému stavu spotreby kyslíka.

Kyslíkový dlh vytvorený na začiatku práce sa spláca po ukončení práce, počas obdobia zotavenia, počas ktorého spotreba kyslíka dosiahne počiatočnú úroveň. Ide o dynamiku spotreby kyslíka pri ľahkej a miernej práci. Pri ťažkej práci v podstate nikdy nenastane rovnovážny stav spotreby kyslíka, kyslíkový deficit na začiatku práce je doplnený o kyslíkový deficit vznikajúci pri nej. V tomto prípade sa spotreba kyslíka neustále zvyšuje až po kyslíkový strop. Obdobie zotavenia pri takejto práci je výrazne dlhšie. V prípade, že spotreba kyslíka počas prevádzky presiahne kyslíkový strop, nastáva takzvaný falošný ustálený stav. Odráža strop kyslíka, nie skutočnú spotrebu kyslíka. Obdobie zotavenia je ešte dlhšie.

Úroveň spotreby kyslíka v súvislosti s prácou sa teda môže použiť na posúdenie náročnosti vykonávanej práce. Ustálený stav spotreby kyslíka počas práce môže naznačovať, že potreba kyslíka je plne uspokojená, že nedochádza k hromadeniu kyseliny mliečnej vo svaloch a krvi a že má čas na resyntézu na glykogén. Neprítomnosť ustáleného stavu a zvýšenie spotreby kyslíka počas práce naznačujú náročnosť práce, akumuláciu kyseliny mliečnej, ktorá si vyžaduje kyslík na svoju resyntézu. Ešte náročnejšia práca sa vyznačuje falošným ustáleným stavom.

Trvanie obdobia zotavenia pre spotrebu kyslíka tiež naznačuje väčšiu alebo menšiu náročnosť práce. Pri ľahkej práci je kyslíkový dlh malý. Výsledná kyselina mliečna sa z väčšej časti počas práce dokáže resyntetizovať na glykogén vo svaloch, doba zotavenia nepresiahne niekoľko minút. Po ťažkej práci spotreba kyslíka klesá najskôr rýchlo a potom veľmi pomaly, celková doba zotavenia môže dosiahnuť -30 minút alebo viac.

Obnovenie spotreby kyslíka neznamená obnovenie narušených funkcií organizmu ako celku. Mnohé funkcie tela, napríklad stav dýchacieho a kardiovaskulárneho systému, respiračný koeficient, biochemické procesy atď., v tomto čase ešte nedosiahli počiatočnú úroveň.

Na analýzu procesov výmeny plynov môžu byť obzvlášť zaujímavé zmeny respiračného koeficientu CO2/02 (RK).

V ustálenom stave spotreby kyslíka počas prevádzky môže DC indikovať povahu oxidovaných látok. Počas tvrdej práce sa DC zvýši na 1, čo naznačuje oxidáciu sacharidov. Po práci môže byť DC väčšia ako 1, čo sa vysvetľuje porušením acidobázickej rovnováhy krvi a zvýšením koncentrácie vodíkových iónov (pH): zvýšené pH naďalej vzrušuje dýchacie centrum v dôsledku toho sa oxid uhličitý intenzívne vyplavuje z krvi, zatiaľ čo spotreba kyslíka klesá, t.j. v pomere CO 2 / O 2 rastie čitateľ a menovateľ klesá.

V neskoršom štádiu zotavenia môže byť DC nižšia ako počiatočný predpracovný indikátor. Vysvetľuje to skutočnosť, že v obdobie zotavenia Zásoby alkalickej krvi sa uvoľňujú a oxid uhličitý sa zadržiava na udržanie normálneho pH.

Pri statickej práci je spotreba kyslíka iného charakteru. V pracovnom procese je najkonkrétnejším vyjadrením statickej práce udržiavanie pracovnej polohy človeka. Pracovná poloha ako stav rovnováhy tela sa môže vykonávať s cieľom aktívne pôsobiť proti vonkajším silám; v tomto prípade dochádza k predĺženému tetanickému svalovému napätiu. Tento typ statickej práce je veľmi neekonomický z hľadiska inervácie a energie. Pracovná poloha, v ktorej je udržiavaná rovnováha prispôsobením sa smeru gravitácie, je oveľa ekonomickejšia, pretože v tomto prípade je zaznamenané skôr tonické než tetanické svalové napätie. V praxi sa dodržiavajú oba druhy statickej práce, často sa navzájom nahrádzajú, no z hľadiska fyziológie pôrodu má primárny význam statická práca sprevádzaná tetanickým napätím. Dynamika spotreby kyslíka pri tomto type statickej práce je znázornená na obr. 2.

Diagram ukazuje, že počas statického napätia je spotreba kyslíka výrazne nižšia ako spotreba kyslíka, t.j. sval pracuje takmer v anaeróbnych podmienkach. V období bezprostredne po práci spotreba kyslíka prudko stúpa a potom postupne klesá (Lingardov fenomén) a doba zotavenia môže byť dlhá, takže takmer všetka spotreba kyslíka je po práci uspokojená. Lingard dal nasledujúce vysvetlenie javu, ktorý objavil. Pri tetanickej kontrakcii svalov v dôsledku stláčania krvných ciev vzniká mechanická prekážka prietoku krvi a tým aj prísunu kyslíka a odtoku produktov rozkladu – kyseliny mliečnej. Statická práca je anaeróbna, preto charakteristický skok smerom k zvýšeniu spotreby kyslíka po práci je spôsobený potrebou oxidácie produktov rozkladu vznikajúcich pri práci.

Toto vysvetlenie nie je vyčerpávajúce. Na základe učenia N. E. Vvedenského môže byť nízka spotreba kyslíka pri statickej práci spôsobená ani nie tak mechanickým faktorom, ako znížením metabolizmu v dôsledku presoro-reflexných vplyvov, ktorého mechanizmus je nasledujúci. V dôsledku statického napätia (nepretržité impulzy zo svalu) sa určité bunky mozgovej kôry dostanú do stavu silnej predĺženej excitácie, čo v konečnom dôsledku vedie k inhibičným javom, ako je parabiotický blok. Po ukončení statickej práce (pesimálny stav) začína obdobie exaltácie - zvýšená excitabilita a v dôsledku toho zvýšenie metabolizmu. Stav zvýšenej excitability sa rozširuje na dýchacie a kardiovaskulárne centrá. Popísaný typ statickej práce je nízkoenergetický, spotreba kyslíka aj pri veľmi výraznom statickom napätí zriedka prekračuje 1 l/min, ale únava sa môže dostaviť pomerne rýchlo, čo sa vysvetľuje zmenami, ktoré nastali v centrálnom nervovom systéme. .

Iný typ statickej práce – udržiavanie pózy prostredníctvom tonickej svalovej kontrakcie – vyžaduje malý výdaj energie a je menej únavný. To sa vysvetľuje zriedkavými a viac-menej jednotnými impulzmi z centrálneho nervového systému, charakteristickými pre tonickú inerváciu a charakteristikami samotnej kontraktilnej reakcie, zriedkavými a slabými impulzmi, viskozitou a jednotou impulzov a stabilitou účinku. Príkladom je obvyklá poloha človeka v stoji.

Ryža. 2. Schéma Lingardovho javu.