Vücudun fizyolojik sistemleri. Beynin sanogenetik koruması
Vücudumuzda enerji üretim sürecinden oksijen sorumludur. Hücrelerimizde oksijenlenme yalnızca oksijen sayesinde gerçekleşir; besinlerin (yağlar ve lipitler) hücresel enerjiye dönüştürülmesi. Solunan seviyedeki oksijenin kısmi basıncı (içeriği) azaldığında, kandaki seviyesi azalır - vücudun hücresel düzeydeki aktivitesi azalır. Oksijenin %20'den fazlasının beyin tarafından tüketildiği bilinmektedir. Oksijen eksikliği buna katkıda bulunur: Buna göre, oksijen seviyeleri düştüğünde refah, performans, genel ton ve bağışıklık zarar görür.
Toksinleri vücuttan uzaklaştırabilen şeyin oksijen olduğunu bilmek de önemlidir.
Unutmayın, tüm yabancı filmlerde, bir kaza veya kişinin durumu ağır olması durumunda, acil servis doktorları, vücudun direncini arttırmak ve hayatta kalma şansını artırmak için öncelikle mağdura oksijen cihazı takarlar.
Oksijenin tedavi edici etkileri 18. yüzyılın sonlarından beri bilinmekte ve tıpta kullanılmaktadır. SSCB'de oksijenin önleyici amaçlarla aktif kullanımı geçen yüzyılın 60'lı yıllarında başladı.
Hipoksi
Hipoksi veya oksijen açlığı, vücutta veya bireysel organ ve dokularda oksijen içeriğinin azalmasıdır. Hipoksi, solunan havada ve kanda oksijen eksikliği olduğunda, doku solunumunun biyokimyasal süreçleri bozulduğunda ortaya çıkar. Hipoksi nedeniyle hayati organlarda geri dönüşü olmayan değişiklikler gelişir. Oksijen eksikliğine en duyarlı olanlar merkezi sinir sistemi, kalp kası, böbrek dokusu ve karaciğerdir.
Hipoksinin belirtileri solunum yetmezliği, nefes darlığıdır; organ ve sistemlerin işlev bozukluğu.
Oksijene zarar
Bazen “Oksijen vücudun yaşlanmasını hızlandıran oksitleyici bir maddedir” sözünü duyabilirsiniz.
Burada doğru öncülden yanlış sonuca varılır. Evet, oksijen oksitleyici bir maddedir. Sadece onun sayesinde gıdalardan alınan besinler vücut için enerjiye dönüştürülür.
Oksijen korkusu, oksijenin iki olağanüstü özelliğiyle ilişkilidir: serbest radikaller ve aşırı basınç nedeniyle zehirlenme.
1. Serbest radikaller nelerdir?
Vücudun sürekli olarak meydana gelen çok sayıda oksidatif (enerji üreten) ve redüksiyon reaksiyonlarından bazıları sonuna kadar tamamlanmaz ve daha sonra dış elektronik seviyelerde eşleşmemiş elektronlara sahip, “serbest radikaller” adı verilen kararsız moleküllerden maddeler oluşur. . Kayıp elektronu başka herhangi bir molekülden yakalamaya çalışırlar. Serbest radikale dönüşen bu molekül, bir sonraki elektrondan bir elektron çalar ve bu şekilde devam eder.
Bu neden gerekli? Belirli miktarda serbest radikal veya oksidan vücut için hayati öneme sahiptir. Her şeyden önce zararlı mikroorganizmalarla mücadele etmek. Serbest radikaller bağışıklık sistemi tarafından “işgalcilere” karşı “mermi” olarak kullanılır. Normalde insan vücudunda kimyasal reaksiyonlar sırasında oluşan maddelerin %5'i serbest radikallere dönüşür.
Bilim adamları, doğal biyokimyasal dengenin bozulmasının ana nedenleri olarak duygusal stres, ağır fiziksel efor, hava kirliliğine bağlı yaralanma ve bitkinlik, konserve ve teknolojik olarak yanlış işlenmiş gıdaların tüketimi, herbisit ve pestisitlerle yetiştirilen sebze ve meyveler ve ultraviyole radyasyonu gösteriyor. serbest radikallerin sayısında artış ve radyasyona maruz kalma.
Dolayısıyla yaşlanma, hücre bölünmesini yavaşlatan biyolojik bir süreçtir ve hatalı bir şekilde yaşlanmayla ilişkilendirilen serbest radikaller vücut için doğal ve gerekli savunma mekanizmalarıdır ve bunların zararlı etkileri, olumsuz çevresel faktörler nedeniyle vücuttaki doğal süreçlerin bozulmasıyla ilişkilidir. ve stres.
2. “Oksijenden zehirlenmek kolaydır.”
Aslında aşırı oksijen tehlikelidir. Aşırı oksijen, kandaki oksitlenmiş hemoglobin miktarının artmasına ve indirgenmiş hemoglobin miktarının azalmasına neden olur. Karbondioksiti uzaklaştıran şey indirgenmiş hemoglobin olduğundan dokularda tutulması hiperkapni - CO2 zehirlenmesine yol açar.
Aşırı oksijenle birlikte, biyolojik hücre zarlarına zarar verebilecek oksitleyici maddeler olarak hareket eden, oldukça aktif olan aynı korkunç "serbest radikaller" olan serbest radikal metabolitlerinin sayısı artar.
Korkunç, değil mi? Hemen nefes almayı bırakmak istiyorum. Neyse ki oksijen zehirlenmesi için basınç odasında (oksijen baroterapisi sırasında) veya özel solunum karışımlarıyla dalış yaparken oksijen basıncının arttırılması gerekir. Sıradan hayatta bu tür durumlar yaşanmaz.
3. “Dağlarda çok az oksijen var ama çok sayıda asırlık insan var! Onlar. Oksijen zararlıdır."
Aslında Sovyetler Birliği'nde Kafkasya ve Transkafkasya'nın dağlık bölgelerinde çok sayıda asırlık insan kayıtlıydı. Tarih boyunca dünyanın doğrulanmış (yani onaylanmış) asırlık insanlarının listesine bakarsanız, resim o kadar açık olmayacaktır: Fransa, ABD ve Japonya'da kayıtlı en yaşlı asırlık insanlar dağlarda yaşamıyordu.
Gezegendeki en yaşlı kadın olan ve halihazırda 116 yaşın üzerinde olan Misao Okawa'nın hala yaşadığı ve yaşadığı Japonya'da, aynı zamanda “asırlıkların adası” Okinawa da var. Burada erkekler için ortalama yaşam beklentisi 88 yıl, kadınlar için 92 yıl; bu Japonya'nın geri kalanından 10-15 yıl daha yüksektir. Ada, yüz yaşın üzerindeki yedi yüzden fazla yerel asırlık insan hakkında veri topladı. Şöyle diyorlar: "Kafkas dağlılarının, Kuzey Pakistan'ın Hunzakutlarının ve uzun ömürlülükleriyle övünen diğer halkların aksine, 1879'dan bu yana tüm Okinawan doğumları Japon aile kütüğü - koseki'de belgelenmiştir." Okinawan'lar uzun ömürlülüklerinin sırrının dört temele dayandığına inanıyor: beslenme, aktif yaşam tarzı, kendi kendine yeterlilik ve maneviyat. Yerel halk, "hari hachi bu" ilkesine bağlı kalarak asla fazla yemek yemiyor - onda sekizini tam olarak yiyin. Bu "onda sekiz" domuz eti, deniz yosunu ve tofu, sebzeler, daikon ve yerel acı salatalıktan oluşur. En yaşlı Okinawan'lar boş durmazlar: aktif olarak arazide çalışırlar ve eğlenceleri de aktiftir: en önemlisi yerel kroket çeşitlerini oynamayı severler.: Okinawa'ya en mutlu ada denir - tipik bir acele ve stres yoktur Japonya'nın büyük adalarından. Yerel halk, "iyi kalpli ve dostane bir ortak çaba" olan yuimaru felsefesine bağlı.
İlginçtir ki, Okinawanlar ülkenin diğer bölgelerine taşınır taşınmaz, bu tür insanlar arasında artık uzun ömürlü olmazlar.Böylece bu fenomeni inceleyen bilim adamları, genetik faktörün adalıların uzun ömürlülüğünde bir rol oynamadığını bulmuşlardır. . Biz de Okinawa Adaları'nın okyanusta aktif olarak rüzgar alan bir bölgede yer almasının ve bu bölgelerdeki oksijen seviyesinin en yüksek -% 21,9 - 22 oksijen olarak kaydedilmesinin son derece önemli olduğunu düşünüyoruz.
Hava saflığı
“Fakat dışarıdaki hava kirli ve oksijen tüm maddeleri yanında taşıyor.”
Bu nedenle OxyHaus sistemlerinde üç aşamalı bir hava girişi filtreleme sistemi bulunur. Zaten saflaştırılmış hava, hava oksijeninin ayrıldığı bir zeolit moleküler eleğe girer.
“Kendinizi oksijenle zehirlemek mümkün mü?”
Oksijen zehirlenmesi, hiperoksi, oksijen içeren gaz karışımlarının (hava, nitroks) yüksek basınçta solunması sonucu ortaya çıkar. Oksijen cihazları, rejeneratif cihazlar kullanıldığında, nefes almak için yapay gaz karışımları kullanıldığında, oksijenin yeniden sıkıştırılması sırasında ve ayrıca oksijen baroterapisi sürecinde terapötik dozların aşılması nedeniyle oksijen zehirlenmesi meydana gelebilir. Oksijen zehirlenmesi ile merkezi sinir sistemi, solunum ve dolaşım sistemi fonksiyon bozuklukları gelişir.
Oksijen insan vücudunu nasıl etkiler?
Büyüyen bir vücut ve yoğun fiziksel aktivite yapan kişiler için daha büyük bir miktara ihtiyaç duyulur. Genel olarak solunum aktivitesi büyük ölçüde birçok dış faktöre bağlıdır. Örneğin yeterince serin bir duşa girerseniz tükettiğiniz oksijen miktarı oda sıcaklığındaki koşullara göre %100 artacaktır. Yani kişi ne kadar çok ısı verirse nefes alma sıklığı da o kadar hızlı olur. İşte bununla ilgili bazı ilginç gerçekler:
- 1 saatte kişi 15-20 litre oksijen tüketir;
- tüketilen oksijen miktarı: uyanıklık sırasında% 30-35, sessiz yürüyüş sırasında -% 100, hafif iş sırasında -% 200, ağır fiziksel çalışma sırasında -% 600 veya daha fazla artar;
- Solunum süreçlerinin aktivitesi doğrudan akciğerlerin kapasitesine bağlıdır. Yani örneğin sporcular için normalden 1-1,5 litre daha fazladır, ancak profesyonel yüzücüler için 6 litreye kadar çıkabilmektedir!
- Akciğer kapasitesi ne kadar büyük olursa, solunum hızı o kadar düşük ve ilham derinliği de o kadar büyük olur. İyi bir örnek: Bir sporcu dakikada 6-10 nefes alırken, (sporcu olmayan) sıradan bir insan dakikada 14-18 nefes alır.
Peki neden oksijene ihtiyacımız var?
Dünyadaki tüm yaşam için gereklidir: hayvanlar onu nefes alma sürecinde tüketir ve bitkiler Fotosentez sırasında serbest bırakırlar. Her canlı hücre, diğer elementlerden daha fazla oksijen içerir; yaklaşık %70.
Lipitler, proteinler, karbonhidratlar, nükleik asitler ve düşük moleküler ağırlıklı bileşikler gibi tüm maddelerin moleküllerinde bulunur. Ve bu önemli unsur olmadan insan hayatı düşünülemezdi!
Metabolizma süreci şu şekildedir: Önce akciğerler yoluyla kana girer, burada hemoglobin tarafından emilir ve oksihemoglobin oluşur. Daha sonra kan yoluyla tüm organ ve doku hücrelerine “taşınır”. Bağlı halde su formunda gelir. Dokularda esas olarak birçok maddenin metabolizmaları sırasında oksidasyonuna harcanır. Daha sonra su ve karbondioksite metabolize edilir, daha sonra solunum ve boşaltım sistemleri yoluyla vücuttan atılır.
Aşırı oksijen
Bu elementle zenginleştirilmiş havanın uzun süre solunması insan sağlığı için çok tehlikelidir. Yüksek O2 konsantrasyonları, biyopolimerlerin "yok edicileri" olan dokularda, daha doğrusu yapılarında ve işlevlerinde serbest radikallerin ortaya çıkmasına neden olabilir.
Ancak tıpta bazı hastalıkların tedavisinde hiperbarik oksijenasyon adı verilen yüksek basınç altında oksijen saturasyonu prosedürü hala kullanılmaktadır.
Aşırı oksijen, aşırı güneş radyasyonu kadar tehlikelidir. Hayatta insan, tıpkı bir mum gibi, oksijenle yavaş yavaş yanar. Yaşlanma bir yanma sürecidir. Geçmişte sürekli temiz havada ve güneşte olan köylüler, kapalı evlerde müzik çalan ve kart oyunları oynayarak vakit geçiren efendileri olan soylulardan çok daha az yaşıyorlardı.
Pirinç. 1. Omurganın yapısı.
Omurlar kıkırdak, elastik intervertebral diskler ve eklem süreçleri ile birbirine bağlanır. İntervertebral diskler omurganın hareketliliğini arttırır. Kalınlıkları arttıkça esneklik de artar. Omurganın eğrileri belirginse (skolyoz ile), göğsün hareketliliği azalır. Düz veya yuvarlak bir sırt (kamburluk), zayıf sırt kaslarını gösterir. Duruş düzeltmesi genel gelişim, kuvvet ve esneme egzersizleri ile gerçekleştirilir. Omurga, öne ve arkaya, yanlara doğru bükülmeye ve dikey bir eksen etrafında dönme hareketlerine izin verir.
Göğüs kafesi göğüs kemiği (sternum), 12 göğüs omurları ve 12 çift kaburgadan oluşur (Şekil 2).
Pirinç. 2. İnsan iskeleti.
Kaburgalar, esnek kıkırdak uçları kullanılarak göğüs kemiğine hareketli bir şekilde tutturulmuş düz, kemerli, uzun kemiklerdir. Tüm kaburga bağlantıları çok elastiktir ve bu da nefes almak için önemlidir.
Göğüs kafesi kalbi, akciğerleri, karaciğeri ve sindirim sisteminin bir kısmını korur. Solunum sırasında interkostal kasların ve diyaframın kasılmasıyla göğüs hacmi değişebilir.
İskelet üst uzuvlar iki kürek kemiği ve iki köprücük kemiğinden oluşan omuz kuşağı ile omuz, önkol ve el dahil olmak üzere serbest üst ekstremiteden oluşur. Omuz boru şeklinde bir humerus kemiğidir; önkol yarıçap ve ulna kemiklerinden oluşur; elin iskeleti el bileğine (iki sıra halinde düzenlenmiş 8 kemik), metacarpus'a (5 kısa tübüler kemik) ve parmak falankslarına (5 falanks) bölünmüştür.
İskelet alt ekstremite iki pelvik kemik ve sakrumdan oluşan pelvik kuşağı ve üç ana bölümden oluşan serbest alt ekstremite iskeletini içerir - uyluk (bir femur), tibia (tibia ve fibula) ve ayak (tarsus - 7 kemik, metatarsus - 5 kemik ve 14 falanks).
İskeletin tüm kemikleri eklemler, bağlar ve tendonlar aracılığıyla bağlanır . Eklemlerİskeletin eklemli kemiklerine hareketlilik sağlar. Eklem yüzeyleri, eklem yüzeylerinin çok az sürtünmeyle kaymasını sağlayan ince bir kıkırdak tabakasıyla kaplıdır. Her eklem tamamen bir eklem kapsülü içine alınmıştır. Bu bursanın duvarları, kayganlaştırıcı görevi gören eklem sıvısını salgılar. Ligamentöz-kapsül aparatı ve eklemi çevreleyen kaslar onu güçlendirir ve sabitler. Eklemlerin sağladığı ana hareket yönleri şunlardır: fleksiyon-ekstansiyon, abduksiyon-addüksiyon, rotasyon ve dairesel hareketler.
Kas-iskelet sisteminin temel işlevleri, vücudun ve parçalarının uzayda desteklenmesi ve hareket ettirilmesidir.
Eklemlerin temel işlevi hareketlere katılmaktır. Ayrıca amortisör görevi de üstlenerek hareketin ataletini azaltır ve hareket halindeyken anında durmanıza olanak tanır.
Düzgün organize edilmiş beden eğitimi dersleri iskeletin gelişimine zarar vermez, kemiklerin kortikal tabakasının kalınlaşması sonucu güçlenir. Bu, yüksek mekanik güç gerektiren (koşma, atlama vb.) fiziksel egzersizler yaparken önemlidir. Eğitim oturumlarının yanlış yapılandırılması, destekleyici aparatın aşırı yüklenmesine yol açabilir. Egzersiz seçiminde tek taraflı olmak da iskelet deformasyonuna neden olabilir.
Çalışmaları belirli bir pozisyonu uzun süre korumakla karakterize edilen sınırlı fiziksel aktiviteye sahip kişiler, kemik ve kıkırdak dokusunda, özellikle omurga ve omurlararası disklerin durumunu olumsuz yönde etkileyen önemli değişiklikler yaşarlar. Fiziksel egzersiz omurgayı güçlendirir ve kas korsesinin gelişmesi nedeniyle çeşitli eğrilikleri ortadan kaldırır, bu da doğru duruşun gelişmesine ve göğsün genişlemesine katkıda bulunur.
Spor dahil her türlü motor aktivite kasların kasılması sayesinde gerçekleştirilir. Bu nedenle kasların yapısı ve işlevselliğinin her insan tarafından, özellikle de fiziksel egzersiz ve spor yapan kişiler tarafından bilinmesi gerekir.
İnsan iskelet kasları.
Bir kişinin yaklaşık 600 kası vardır. Ana kaslar Şekil 2'de gösterilmektedir. 3.
Şek. 3. İnsan kasları.
Göğüs kaslarıüst ekstremite hareketlerine katılır ve ayrıca istemli ve istemsiz solunum hareketleri sağlar. Göğsün solunum kaslarına dış ve iç interkostal kaslar denir. Solunum kasları aynı zamanda diyaframı da içerir.
Sırt kasları yüzeysel ve derin kaslardan oluşur. Yüzeysel olanlar üst ekstremite, baş ve boynun bazı hareketlerini sağlar. Derin (“gövdenin doğrultucuları”) omurların dikenli süreçlerine bağlanır ve omurga boyunca gerilir. Sırt kasları vücudun dikey pozisyonunun korunmasında rol oynar, güçlü gerginlik (kasılma) ile vücudun geriye doğru bükülmesine neden olurlar.
Karın kasları nefes alma işlemi sırasında karın boşluğu (karın) içindeki basıncı koruyun, bazı vücut hareketlerine katılın (gövdeyi öne doğru bükme, eğilme ve yanlara dönme).
Baş ve boyun kasları- yüz bakımı, çiğneme ve baş ve boynun hareket ettirilmesi. Yüz kaslarının bir ucu kemiğe, diğer ucu yüz derisine bağlıdır, bir kısmı deride başlayıp bitebilir. Yüz kasları yüz derisinin hareketini sağlar, kişinin çeşitli zihinsel durumlarını yansıtır, konuşmaya eşlik eder ve iletişimde önemlidir. Çiğneme kasları kasıldığında alt çenenin öne ve yana doğru hareket etmesine neden olur. Boyun kasları baş hareketlerinde rol oynar. Başın arka kasları da dahil olmak üzere arka kas grubu, tonik ("ton" kelimesinden gelir) kasılmasıyla başı dik konumda tutar.
Üst ekstremite kasları omuz kuşağının, ön kolun hareketini sağlayın ve el ve parmakları hareket ettirin. Ana antagonist kaslar omuzun biseps (fleksör) ve triseps (ekstansör) kaslarıdır. Üst ekstremitenin ve özellikle elin hareketleri son derece çeşitlidir. Bunun nedeni, elin bir insan emeği organı olarak hizmet etmesidir.
Alt ekstremite kasları kalça, bacak ve ayağın hareketini destekler. Uyluk kasları vücudun dik durmasında önemli bir rol oynar, ancak insanlarda diğer omurgalılara göre daha gelişmiştir. Alt bacağın hareketlerini gerçekleştiren kaslar uylukta bulunur (örneğin, işlevi alt bacağı diz ekleminde uzatmak olan kuadriseps kası; bu kasın antagonisti biceps femoris kasıdır). Ayak ve ayak parmakları, alt bacak ve ayakta bulunan kaslar tarafından çalıştırılır. Ayak parmaklarının fleksiyonu, tabanda bulunan kasların kasılmasıyla ve uzama - bacağın ve ayağın ön yüzeyindeki kasların kasılmasıyla gerçekleştirilir. İnsan vücudunun dik pozisyonda tutulmasında uyluk, bacak ve ayağın birçok kası rol oynar.
İki tür kas vardır: düz(istemsiz) ve çizgili(keyfi). Düz kaslar kan damarlarının ve bazı iç organların duvarlarında bulunur. Kan damarlarını daraltır veya genişletirler, yiyecekleri gastrointestinal sistem boyunca hareket ettirirler ve mesanenin duvarlarını daraltırlar. Çizgili kasların tümü çeşitli vücut hareketleri sağlayan iskelet kaslarıdır. Çizgili kaslar arasında kalbin yaşam boyunca otomatik olarak ritmik çalışmasını sağlayan kalp kası da bulunur.
Kasların temeli, kas dokusunun (su hariç) %80-85'ini oluşturan proteinlerdir. Kas dokusunun temel özelliği kontraktilite Kasılma kas proteinleri - aktin ve miyozin sayesinde sağlanır. Kas dokusu çok karmaşıktır. Kas lifli bir yapıya sahiptir, her lif minyatür bir kastır, bu liflerin birleşimi kası bir bütün olarak oluşturur. Kas lifi sırasıyla şunlardan oluşur: miyofibriller. Her miyofibril dönüşümlü olarak aydınlık ve karanlık alanlara bölünmüştür. Karanlık alanlar uzun molekül zincirlerinden oluşur miyozin hafif olanlar daha ince protein iplikçiklerinden oluşur aktin.
Kas aktivitesi merkezi sinir sistemi tarafından düzenlenir. Her kas, ince ve ince dallara ayrılan bir sinir içerir. Sinir uçları bireysel kas liflerine ulaşır. Motor sinir lifleri beyinden ve omurilikten gelen uyarıları iletir (uyarma), bu da kasları çalışır duruma getirerek kasılmalarına neden olur. Duyusal lifler dürtüleri ters yönde ileterek merkezi sinir sistemini kas aktivitesi hakkında bilgilendirir.
İskelet kasları kas-iskelet sistemi yapısının bir parçasıdır, iskeletin kemiklerine bağlanır ve kasıldığında iskeletin ayrı kısımlarını ve kolları hareket ettirir. Vücudun ve parçalarının uzaydaki pozisyonunun korunmasında rol oynarlar, ısı üretirken yürürken, koşarken, çiğnerken, yutkunurken, nefes alırken vb. Hareket sağlarlar.
İskelet kasları sinir uyarılarının etkisi altında uyarılma yeteneğine sahiptir. Uyarı, yanıt olarak belirli bir motor hareketini (hareket veya gerginlik) gerçekleştiren kasılma yapılarına (miyofibriller) gerçekleştirilir.
Tüm iskelet kasları çizgili kaslardan oluşur. İnsanlarda yaklaşık 600 tane vardır ve çoğu eşleşmiştir. Kas, insan vücudunun kuru kütlesinin önemli bir bölümünü oluşturur. Kadınlarda kaslar toplam vücut ağırlığının %35'ini, erkeklerde ise %50'sini oluşturur. Özel kuvvet antrenmanı kas kütlesini önemli ölçüde artırabilir. Fiziksel hareketsizlik kas kütlesinde azalmaya ve sıklıkla yağ kütlesinde artışa neden olur.
İskelet kasları dıştan yoğun bir bağ dokusu zarıyla kaplıdır. Her kasın aktif bir kısmı vardır ( kas vücut) ve pasif ( tendon). Tendonlar elastik özelliklere sahiptir ve kasın tutarlı bir elastik elemanıdır. Tendonlar kas dokusuna göre daha fazla çekme mukavemetine sahiptir. Kasın en zayıf ve dolayısıyla sıklıkla yaralanan bölgeleri kas ile tendon arasındaki geçişlerdir. Bu nedenle her antrenmandan önce iyi bir ön ısınma yapılması gerekir.
Kaslar ikiye ayrılır uzun kısa Ve geniş.
Hareketi ters yöne yönlendirilen kaslara denir. düşmanlar, ve aynı zamanda - sinerjistler.
Eklemlerdeki fonksiyonel amaç ve hareket yönüne göre kaslar ayırt edilir. fleksörler Ve uzatıcılar, önde gelen Ve Yönlendirici, sfinkterler(sıkıştırma) ve genişleticiler.
Tüm kaslara karmaşık bir kan damarı sistemi nüfuz eder. İçlerinden akan kan onlara besin ve oksijen sağlar.
Kas-iskelet sisteminin fonksiyonları:
Destek - kasların ve iç organların sabitlenmesi;
Koruyucu - hayati organların korunması (beyin, omurilik, kalp vb.);
Motor - motor hareketlerinin sağlanması;
Yay - yumuşatıcı şoklar ve şoklar;
Hematopoietik - hematopoez;
Mineral metabolizmasına katılım.
Vücudun fizyolojik sistemleri.
Gergin sistem.İnsan sinir sistemi, tüm vücut sistemlerini tek bir bütün halinde birleştirir ve birkaç milyar sinir hücresinden ve bunların süreçlerinden oluşur. Sinir hücrelerinin uzun süreçleri birleşerek tüm insan dokularına ve organlarına bağlanan sinir liflerini oluşturur.
Gergin sistem oluşur merkezi(beyin ve omurilik) ve Çevresel(beyin ve omurilikten uzanan ve sinir ganglionlarının periferinde yer alan sinirler) bölümleri.
Merkezi sinir sistemi vücudun çeşitli organ ve sistemlerinin faaliyetlerini koordine eder ve bu aktiviteyi değişen dış ortamda refleks mekanizmasını kullanarak düzenler. Merkezi sinir sisteminde meydana gelen süreçler, insanın tüm zihinsel faaliyetlerinin temelini oluşturur.
Beyinçok sayıda sinir hücresinin birikmesidir. Ön, orta, orta ve arka bölümlerden oluşur. Beynin yapısı, insan vücudundaki herhangi bir organın yapısıyla kıyaslanamayacak kadar karmaşıktır. Beyin sadece uyanıkken değil, uyku sırasında da aktiftir. Beyin dokusu kalpten 5 kat, kaslardan 20 kat daha fazla oksijen tüketir. İnsan vücut ağırlığının yalnızca %2'sini oluşturan beyin, tüm vücudun tükettiği oksijenin %18-25'ini emer. Beyin, glikoz tüketiminde diğer organlara göre önemli ölçüde üstündür. Beyin diğer organlara göre daha az kan içermesine rağmen karaciğer tarafından üretilen glikozun %60-70'ini kullanır. Beyne kan akışının bozulması fiziksel hareketsizlikle ilişkili olabilir. Bu durumda lokalizasyonu, şiddeti ve süresi değişen baş ağrıları, baş dönmesi, halsizlik meydana gelir, zihinsel performans azalır, hafıza bozulur, sinirlilik ortaya çıkar.
Omurilik Omurga kemerlerinin oluşturduğu omurga kanalında bulunur. Omuriliğin çeşitli yerlerinde üst ekstremite, sırt, göğüs, karın ve alt ekstremite kaslarını innerve eden motor nöronlar (motor sinir hücreleri) bulunur. Dışkılama, idrara çıkma ve cinsel aktivite merkezleri sakral bölgede bulunur. Omurilik merkezlerinin tonusu merkezi sinir sisteminin üst kısımları tarafından düzenlenir. Omuriliğin her türlü yaralanması ve hastalığı, ağrı ve sıcaklık hassasiyetinde bozukluklara, karmaşık istemli hareketlerin yapısının bozulmasına ve kas tonusuna yol açabilir.
Periferik sinir sistemi beyin ve omurilikten çıkan sinirler tarafından oluşturulur. Beyinden 12 çift kranyal sinir ve omurilikten 31 çift omurilik siniri vardır.
Fonksiyonel prensibe göre sinir sistemi somatik ve otonomik olarak ikiye ayrılır. Somatik sinirler iskeletin çizgili kaslarına ve bazı organlara (dil, yutak, gırtlak vb.) zarar verir. Bitkisel sinirler iç organların işleyişini düzenler (kalp kasılması, bağırsak peristaltizmi vb.).
Ana sinir süreçleri sinir hücrelerinde meydana gelen uyarılma ve inhibisyondur. Uyarma- Sinir hücrelerinin, sinir uyarılarını diğer hücrelere ilettikleri veya yönlendirdikleri andaki durumu. Frenleme- aktiviteleri restorasyonu hedeflediğinde sinir hücrelerinin durumu.
Sinir sistemi refleks prensibiyle çalışır. Refleks- bu, merkezi sinir sisteminin (CNS) katılımıyla gerçekleştirilen, vücudun hem iç hem de dış tahrişe verdiği tepkidir.
İki tür refleks vardır: şartsız(doğuştan) ve koşullu(yaşam sürecinde edinilir).
Tüm insan hareketleri, bireysel yaşam sürecinde edinilen yeni motor eylem biçimlerini temsil eder. Motor yeteneği- Dikkat ve düşünmenin katılımı olmadan otomatik olarak gerçekleştirilen bir motor eylemi.
Beden eğitimi sürecinde, insan sinir sistemi, çeşitli sinir merkezlerinin uyarılması ve engellenmesi süreçleri arasında daha ince bir etkileşimi gerçekleştirerek gelişir. Eğitim, duyu organlarının motor eylemleri daha farklı bir şekilde gerçekleştirmesine olanak tanır ve yeni motor becerilerde daha hızlı ustalaşma yeteneğini oluşturur. Sinir sisteminin temel işlevi, bir bütün olarak vücudun dış çevreyle etkileşimini düzenlemek ve bireysel organların faaliyetlerini ve organlar arasındaki bağlantıları düzenlemektir.
Reseptörler ve analizörler. Vücudun çevresel değişikliklere hızla uyum sağlama yeteneği özel eğitim sayesinde gerçekleştirilir - reseptörler kesin bir spesifikliğe sahip olan, dış uyaranları (ses, sıcaklık, ışık, basınç) sinir lifleri boyunca merkezi sinir sistemine giden sinir uyarılarına dönüştüren.
İnsan reseptörleri iki ana gruba ayrılır: dış- (harici) ve ara- (dahili) reseptörler. Bu tür reseptörlerin her biri, analizör adı verilen bir analiz sisteminin ayrılmaz bir parçasıdır. Analizörüç bölümden oluşur: reseptör, iletken kısım ve beyindeki merkezi oluşum. Analizörün en yüksek kısmı beynin kortikal kısmıdır. İnsan hayatındaki rolü pek çok kişi tarafından bilinen analizcilerin isimlerini sıralayalım:
Cilt (dokunma, ağrı, ısı, soğuk hassasiyeti);
Motor (kaslar, eklemler, tendonlar ve bağlardaki reseptörler, basınç ve gerilme etkisi altında uyarılır);
Vestibüler (iç kulakta bulunur ve vücudun uzaydaki konumunu algılar);
Görsel (ışık ve renk);
İşitsel (ses);
Koku alma (koku);
Aroma verici (tat);
Visseral (bir dizi iç organın durumu).
Kanın bileşimi ve fonksiyonları.Kan- damarlarda dolaşan ve aşağıdaki işlevleri yerine getiren vücudun sıvı trofik bağ dokusu:
Taşıma - besin maddelerini hücrelere iletir; Humoral düzenlemeyi sağlar.
Solunum - dokulara oksijen sağlar;
Boşaltım - onlardan metabolik ürünleri ve karbondioksiti uzaklaştırır;
Koruyucu - kanama sırasında bağışıklık ve trombüs oluşumunun sağlanması;
Termoregülatör – vücut ısısını düzenler.
Kanın bileşimi nispeten stabildir ve zayıf bir alkali reaksiyona sahiptir. Kan, plazma (%55) ve şekillendirilmiş elementlerden (%45) oluşur.
Plazma- Kanın sıvı kısmı (%90-92 su), organik maddeler ve tuzların (%8) yanı sıra vitaminler, hormonlar ve çözünmüş gazlar içerir.
Şekilli elemanlar: kırmızı kan hücreleri, beyaz kan hücreleri ve trombositler. Kan hücrelerinin oluşumu çeşitli hematopoietik organlarda (kemik iliği, dalak, lenf düğümleri) gerçekleştirilir.
Kırmızı kan hücreleri- kırmızı kan hücreleri (mm küp başına 4-5 milyon), kırmızı pigmentin - hemoglobinin taşıyıcısıdır. Kırmızı kan hücrelerinin temel fizyolojik işlevi, oksijeni akciğerlerden organlara ve dokulara bağlamak ve taşımaktır. Bu işlem kırmızı kan hücrelerinin yapısal özellikleri ve hemoglobinin kimyasal bileşimi nedeniyle gerçekleştirilir. Hemoglobin, oksijenle kombinasyon halinde maddeler oluşturma kabiliyetine sahip olması bakımından benzersizdir. Vücutta 750-800 gr hemoglobin vardır, kandaki konsantrasyonu erkeklerde %14-15, kadınlarda %13-14'tür. Hemoglobin maksimum kan kapasitesini (100 ml kanda bulunabilecek maksimum oksijen miktarını) belirler. Her 100 ml kan 20 ml'ye kadar oksijen bağlayabilir. Hemoglobin ile oksijenin birleşimine oksihemoglobin denir. Kırmızı kan hücreleri kırmızı kemik iliği hücrelerinde oluşur.
Lökositler- beyaz kan hücreleri (1 mm3 kanda 6-8 bin). Ana işlevleri vücudu patojenlerden korumaktır. Yabancı bakterileri ya doğrudan fagositoz (emilim) yoluyla yok ederek ya da yok edecek antikorlar üreterek vücudu yabancı bakterilerden korurlar. Ömürleri 2-4 gündür. Kemik iliği, dalak ve lenf düğümlerinin hücrelerinden yeni oluşanlar nedeniyle lökositlerin sayısı sürekli olarak yenilenir.
Trombositler- kan trombositleri (200-400 bin/mm3), kanın pıhtılaşmasını teşvik eder ve parçalandıklarında vazokonstriktör bir madde olan seratonin salgılarlar.
Kan dolaşım sistemi.İnsan vücudundaki tüm sistemlerin aktivitesi, humoral (sıvı) ve sinirsel düzenlemenin etkileşimi yoluyla gerçekleştirilir. Humoral düzenleme, kalbi, kan damarlarını, lenfatik damarları ve özel hücrelerden oluşan elementler üreten organları içeren kan ve dolaşım sistemi yoluyla bir iç taşıma sistemi tarafından gerçekleştirilir.
Sinir sistemi, yalnızca uyarı dalgaları veya sinir uyarıları yoluyla değil, aynı zamanda aracıların, hormonların ve metabolik ürünlerin kan, lenf, beyin omurilik ve doku sıvılarına girişi yoluyla da tüm organların aktivitesini artırır veya engeller. Bu kimyasallar organlara ve sinir sistemine etki eder. Bu nedenle, doğal koşullarda organ aktivitesinin yalnızca sinirsel bir düzenlemesi yoktur, nörohumoral bir düzenleme vardır.
Kan ve lenflerin damarlar boyunca hareketi, organların, dokuların ve hücrelerin asimilasyon sürecinde ihtiyaç duydukları besinleri ve oksijeni sürekli olarak alması ve metabolik süreç sırasında çürüme ürünlerinin sürekli olarak uzaklaştırılması nedeniyle sürekli olarak meydana gelir.
Dolaşım- Bu yönlendirilmiş kan hareketi sürecidir. Kalp ve kan damarlarının aktivitesi nedeniyle oluşur. Kan dolaşımının ana fonksiyonları taşıma, metabolik, boşaltım, homeostatik ve koruyucudur. Dolaşım sistemi, solunum gazlarının, besin maddelerinin ve biyolojik olarak aktif maddelerin, hormonların vücutta taşınmasını ve ısı transferini sağlar.
İnsan vücudundaki kan, sistemik ve pulmoner dolaşım olmak üzere iki bölümün ayırt edildiği kapalı bir sistemden geçer. Kalbin sağ tarafı kanı pulmoner dolaşıma, sol tarafı ise sistemik dolaşıma doğru iter (Şekil 4).
Pirinç. 4. Sistemik ve pulmoner dolaşım.
Akciğer dolaşımı kalbin sağ karıncığından başlar. Daha sonra kan, iki pulmoner artere bölünen pulmoner gövdeye girer ve bunlar da gaz değişiminin meydana geldiği alveollerin kılcal damarlarına geçen daha küçük arterlere bölünür (akciğerlerde kan karbondioksit verir ve zenginleşir) oksijen ile). Her akciğerden iki damar çıkar ve sol atriyuma boşalır.
Sistemik dolaşım kalbin sol karıncığından başlar. Oksijen ve besinlerle zenginleştirilmiş kan, gaz değişiminin ve metabolizmanın gerçekleştiği tüm organ ve dokulara akar. Kan, dokulardan karbondioksit ve çürüme ürünlerini alarak toplardamarlarda toplanır ve sağ kulakçığa doğru hareket eder.
Kanın damarlar boyunca kesintisiz hareketi, kalbin gevşemesiyle dönüşümlü ritmik kasılmalarından kaynaklanır. Ventrikül ve atriyumların periyodik kasılma ve gevşemeleri sonucunda damar sisteminin arteriyel ve venöz kısımlarında basınç farkı yaratan kalbin pompalama fonksiyonu sayesinde kan, damarlar içerisinde belirli bir aralıkta sürekli olarak hareket eder. yön. Kalp kasının kasılmasına denir sistol ve onun rahatlaması - diyastol. Sistol ve diyastol dönemini kapsayan dönem kalp döngüsü.
Kalbin aktivitesi atriyal sistol (0,1 sn) ve ventriküler (0,35 sn) ve diyastol (0,45 sn) ile karakterize edilir.
İnsanlarda üç tip kan damarı vardır: atardamarlar, toplardamarlar ve kılcal damarlar. Arterler ve damarlar, içlerindeki kan hareketi yönünde birbirlerinden farklıdır. Atardamarlar kanı kalpten dokulara taşır, toplardamarlar ise kanı dokulardan kalbe geri getirir. Kılcal damarlar en ince damarlardır, insan saçından 15 kat daha incedirler.
Kalp dolaşım sisteminin merkezi organıdır. Kalp, uzunlamasına bir septumla sağ ve sol yarıya bölünmüş içi boş, kaslı bir organdır. Her biri fibröz septalarla ayrılmış bir atriyum ve ventriküllerden oluşur (Şekil 5).
Pirinç. 5. İnsan kalbi.
Kalbin kapak aparatı- Kanın damar sisteminden tek yönde geçişini sağlayan bir oluşum. Kalpte, atriyum ve ventriküller arasında yaprakçık valfleri ve kanın ventriküllerden aorta ve pulmoner artere çıkışında yarım ay valfleri vardır.
Kalbin otomatikliği- Merkezi sinir sisteminin düzenlenmesinin katılımı olmadan kalbin ritmik olarak uyarılma yeteneği. Kanın damarlar içindeki hareketi, kalbin pompalama fonksiyonunun yanı sıra, fiziksel çalışma sırasında göğsün emme hareketi ve kas damarlarının dinamik olarak sıkıştırılmasıyla da sağlanır.
Arteriyel kan, kalp kasının kasılması sırasında yarattığı basıncın etkisi altında kalpten damarlar boyunca hareket eder. Kanın damarlardan geri dönüş hareketi çeşitli faktörlerden etkilenir:
Birincisi, venöz kan, kanı damarlardan kalbe doğru itiyor gibi görünen iskelet kaslarının kasılmalarının etkisi altında kalbe doğru hareket ederken, damarlarda bulunan kapakçıklar kanın geçişine izin verdiği için kanın ters hareketi hariç tutulur. sadece kalp yönünde. İskelet kaslarının ritmik kasılmaları ve gevşemesinin etkisi altında yer çekimi kuvvetlerini yenerek venöz kanın kalbe zorla hareket etme mekanizmasına kas pompası denir. Böylece döngüsel hareketler sırasında iskelet kasları, kalbin damar sistemindeki kan dolaşımını sağlamasına önemli ölçüde yardımcı olur;
İkincisi, nefes alırken göğüs genişler ve içinde venöz kanın torasik bölgeye emilmesini sağlayan azaltılmış bir basınç oluşturulur;
Üçüncüsü, kalp kasının sistol (kasılma) anında, atriyumlar gevşediğinde, içlerinde venöz kanın kalbe hareketini teşvik eden bir emme etkisi meydana gelir.
Kalbin otomatik olarak merkezi sinir sisteminin kontrolü altında çalışması; sol ventrikülün kasılması sırasında aortaya atılan kanın bir kısmının hidrodinamik şoku sonucu atardamarların elastik duvarları boyunca yayılan salınım dalgasına denir. kalp atış hızı(kalp atış hızı).
Kalbin ritmi yaşa, cinsiyete, vücut ağırlığına ve kondisyona bağlıdır. Genç sağlıklı insanlarda kalp atış hızı (KAH) dakikada 60-80 atımdır. Yetişkin bir erkekte istirahat halindeyken 65-75 atım/dakikadır, kadınlarda ise erkeklere göre 8-10 atım daha fazladır. Antrenmanlı sporcularda istirahatte kalp atış hızı 40-50 atım/dk'ya ulaşabilir.
Kalp hızının 60 atım/dk'nın altına düşmesine ne ad verilir? bradikardi ve 90'dan fazla - taşikardi.
Bir kasılma sırasında kalbin karıncıklarından aortaya itilen kan miktarına denir. sistolik (inme) kan hacmi istirahatte 60-80 ml'dir. Fiziksel aktivite sırasında antrenmansız kişilerde 100-130 ml'ye, antrenmanlı kişilerde ise 180-200 ml'ye çıkar.
Kalbin bir ventrikülünden bir dakikada atılan kan miktarına ne ad verilir? dakika kan hacmi (MBV). Dinlenme halinde bu rakam ortalama 4-6 litredir. Fiziksel aktivite sırasında antrenmansız kişilerde 18-20 l'ye, eğitimli kişilerde ise 30-40 l'ye kadar çıkar.
Kardiyovasküler sistemden geçen kanın basıncı esas olarak kalbin çalışması, kan damarlarının duvarlarının direnci ve hidrostatik kuvvetler tarafından belirlenir. Sistemik dolaşımın aort ve merkezi arterlerinde, sistol sırasında (kalbin kasılma anı) istirahat halindeki kan basıncı (kan basıncı) 115-125 mm Hg'dir. Art., diyastol ile (kalp kasının gevşemesi sırasındaki basınç) 60-80 mm Hg'dir. Sanat.
Dünya Sağlık Örgütü'ne göre optimal kan basıncı seviyesi 120/80'dir.
Bir yetişkin için normal düşük değer 100-110/60-70'dir. Bu değerlerin altında basınç hipotonik.
Normal yüksek değerler 130-139/85-89 rakamlarını içerir. Bu değerlerin üzerinde basınç hipertansif.
Yaşlı insanların kan basıncı gençlere göre daha yüksektir; çocuklarda yetişkinlere göre daha düşüktür.
Kan basıncının değeri, miyokardın kasılma kuvvetine, IOC'nin boyutuna, kan damarlarının uzunluğuna, kapasitesine ve tonuna ve kanın viskozitesine bağlıdır.
Beden eğitiminin etkisi altında, kalp kası duvarlarının kalınlaşması ve hacminin artması nedeniyle kalbin büyüklüğü ve kütlesi artar. Eğitimli bir kalbin kasına kan damarları daha yoğun nüfuz eder, bu da kas dokusunun daha iyi beslenmesini ve performansını sağlar.
Nefes.Nefes alma vücuda oksijen tedarikini, dokulara ve organlara taşınmasını, ayrıca karbondioksit ve suyun vücuttan oluşumunu, salınmasını ve uzaklaştırılmasını sağlayan fizyolojik, biyokimyasal ve biyofiziksel süreçlerin bir kompleksidir. Solunum sisteminin aşağıdaki kısımları ayırt edilir: dış solunum, kan yoluyla gaz taşınması ve doku solunumu.
Dış solunum solunum yollarından (burun boşluğu, nazofarenks, gırtlak, nefes borusu, trakea ve bronşlardan) oluşan bir solunum cihazı kullanılarak gerçekleştirilir. Burun geçişinin duvarları, gelen havayı hapseden siliyer epitel ile kaplıdır. Nazal pasajın içindeki hava ısıtılır. Ağızdan nefes alırken, hava temizlenmeden veya ısıtılmadan doğrudan farenkse ve oradan da gırtlağa girer (Şekil 6).
Pirinç. 6. İnsan solunum cihazının yapısı.
Nefes aldığınızda hava, her biri plevral boşlukta bulunan ve birbirinden ayrı olarak çalışan akciğerlere girer. Her akciğer bir koni şeklindedir. Kalbe bakan taraftan her akciğere bir bronş girer ve daha küçük bronşlara bölünerek bronş ağacını oluşturur. Küçük bronşlar, içinden kanın aktığı yoğun bir kılcal damar ağıyla iç içe geçmiş olan alveollerde sona erer. Kan akciğer kılcal damarlarından geçerken gaz değişimi meydana gelir: kandan salınan karbondioksit alveollere girer ve oksijeni kana bırakır.
Solunum organlarının performansının göstergeleri gelgit hacmi, solunum hızı, hayati kapasite, pulmoner ventilasyon, oksijen tüketimi vb.'dir.
Gelgit hacmi- bir solunum döngüsünde (soluma, ekshalasyon) akciğerlerden geçen havanın hacmi, bu gösterge eğitimli kişilerde önemli ölçüde artar ve 800 ml veya daha fazla arasında değişir. Eğitimsiz kişilerde istirahat halindeki tidal hacim 350-500 ml düzeyindedir.
Normal bir nefes almanın ardından mümkün olduğu kadar nefes verirseniz akciğerlerden 1,0-1,5 litre hava daha çıkacaktır. Bu birime genellikle denir rezerv Gelgit hacminin ötesinde solunabilen hava miktarına denir ek hacim.
Üç cildin toplamı: Solunum, ek ve yedek, akciğerlerin hayati kapasitesidir. Akciğerlerin hayati kapasitesi (VC)- Bir kişinin maksimum inhalasyondan sonra soluyabileceği maksimum hava hacmi (spirometri ile ölçülür). Akciğerlerin hayati kapasitesi büyük ölçüde yaş, cinsiyet, boy, göğüs çevresi ve fiziksel gelişime bağlıdır. Erkeklerde hayati kapasite 3200-4200 ml, kadınlarda 2500-3500 ml arasında değişmektedir. Özellikle döngüsel sporlarla (yüzme, kros kayağı vb.) uğraşan sporcularda yaşamsal kapasite erkeklerde 7000 ml ve üzerine, kadınlarda ise 5000 ml veya daha fazlasına ulaşabilir.
Solunum hızı- Dakikadaki solunum döngüsü sayısı. Bir döngü nefes alma, nefes verme ve nefes alma duraksamasından oluşur. Ortalama dinlenme solunum hızı dakikada 15-18 döngüdür. Eğitimli kişilerde tidal hacmin artması nedeniyle solunum hızı dakikada 8-12 döngüye düşer. Fiziksel aktivite sırasında, örneğin yüzücülerde solunum hızı dakikada 45 devire kadar artar.
Akciğer havalandırması- bir dakika içinde akciğerlerden geçen havanın hacmi. Pulmoner ventilasyon miktarı, tidal hacmin solunum hızıyla çarpılmasıyla belirlenir. İstirahatte pulmoner ventilasyon 5000-9000 ml düzeyindedir. Fiziksel aktivite ile bu rakam artar.
Okşijen tüketimi- Vücudun dinlenme halinde veya egzersiz sırasında 1 dakika içinde kullandığı oksijen miktarı. Dinlenme sırasında kişi dakikada 250-300 ml oksijen tüketir. Fiziksel aktivite ile bu değer artar. Maksimum kas çalışması sırasında vücudun dakikada tüketebileceği en fazla oksijen miktarına denir. maksimum oksijen tüketimi(IPC).
Solunum sistemi en etkili şekilde döngüsel sporlarla (koşma, kürek çekme, yüzme, kayak vb.) geliştirilir (Tablo 1)
Masa 1. Kardiyovasküler sistemin bazı morfonksiyonel göstergeleri
E. ZVYAGINA.
Fizyolojik bilim adamları, bazı durumlarda oksijen eksikliğinin vücuda faydalı olabileceğini ve hatta birçok hastalığın iyileşmesine yardımcı olabileceğini iddia ediyor.
Organ ve dokularda oksijen eksikliği (hipoksi) çeşitli nedenlerle ortaya çıkar.
Ukrayna Devlet Ödülü sahibi Profesör A. Z. Kolchinskaya. Onun liderliğinde solunum sisteminin işleyişini değerlendiren bir bilgisayar programı oluşturuldu ve hipoksik bir eğitim sistemi geliştirildi.
Hipoksik eğitim oturumu. Hasta birkaç dakika boyunca hipoksikatörden nefes alır, ardından maskeyi çıkarır ve normal havayı solur. Prosedür dört ila altı kez tekrarlanır.
Yüzmeyi veya bisiklete binmeyi unutabilirsiniz ama nefes almak bilincimizin dışında gerçekleşen bir süreçtir. Allah'a şükür burada özel bir eğitime gerek yok. Belki de çoğumuzun nasıl nefes aldığımız konusunda son derece kaba fikirleri olmasının nedeni budur.
Bunu doğa bilimlerinden uzak bir kişiye sorarsanız, cevap büyük olasılıkla şu olacaktır: Akciğerlerimizle nefes alırız. Aslında, bu doğru değil. İnsanlığın nefes almanın ne olduğunu ve özünün ne olduğunu anlaması iki yüz yıldan fazla zaman aldı.
Şematik olarak modern nefes alma kavramı şu şekilde temsil edilebilir: göğsün hareketleri nefes alma ve verme için koşullar yaratır; havayı ve onunla birlikte trakea ve bronşlardan geçerek pulmoner alveollere ve kan damarlarına giren oksijeni soluruz. Kalbin çalışması ve kanın içerdiği hemoglobin sayesinde oksijen tüm organlara, her hücreye ulaştırılır. Hücreler küçük tanecikler içerir - mitokondri. Oksijen işlenir, yani nefes almanın kendisi gerçekleşir.
Mitokondrideki oksijen, onu negatif yüklü iyonlar halinde pozitif yüklü bir hidrojen iyonuna ileten solunum enzimleri tarafından "alınır". Oksijen ve hidrojen iyonları birleştiğinde, biyolojik enerjinin ana deposu olan ATP'nin (adenozin fosforik asit) sentezi için gerekli olan büyük miktarda ısı açığa çıkar. ATP'nin parçalanması sırasında açığa çıkan enerji, vücut tarafından tüm yaşam süreçlerini ve herhangi bir faaliyeti gerçekleştirmek için kullanılır.
Normal şartlarda nefes alma bu şekilde gerçekleşir: yani havada yeterli miktarda oksijen bulunur ve kişi sağlıklıdır ve aşırı yüklenme yaşamaz. Peki denge bozulduğunda ne olur?
Solunum sistemi bir bilgisayara benzetilebilir. Bilgisayar, sürecin ilerleyişi hakkındaki bilgilerin kontrol merkezine iletilmesini sağlayan hassas unsurlara sahiptir. Aynı hassas elementler solunum zincirinde de mevcuttur. Bunlar aort ve karotid arterlerin kemoreseptörleridir ve arteriyel kandaki oksijen konsantrasyonundaki azalma veya içindeki karbondioksit içeriğindeki artış hakkında bilgi iletirler. Bu, örneğin solunan havadaki oksijen miktarının azaldığı durumlarda meydana gelir. Bununla ilgili sinyal, özel reseptörler aracılığıyla medulla oblongata'nın solunum merkezine iletilir ve oradan kaslara gider. Göğüs ve akciğerlerin çalışması artar, kişi daha sık nefes almaya başlar ve buna bağlı olarak akciğerlerin havalandırılması ve kana oksijen verilmesi iyileşir. Şah damarlarındaki reseptörlerin uyarılması da kalp atış hızının artmasına neden olur, bu da kan dolaşımını artırır ve oksijenin dokulara daha hızlı ulaşmasını sağlar. Bu aynı zamanda yeni kırmızı kan hücrelerinin ve dolayısıyla içerdikleri hemoglobinin kana salınmasıyla da kolaylaştırılır.
Bu, dağ havasının kişinin canlılığı üzerindeki olumlu etkisini açıklar. Dağ tatil yerlerine - örneğin Kafkasya'ya - gelen birçok insan ruh hallerinin iyileştiğini, kanlarının daha hızlı aktığını fark ediyor. Ve işin sırrı basit: Dağlardaki hava incedir, içinde daha az oksijen vardır. Vücut "oksijen mücadelesi" modunda çalışır: oksijenin dokulara tam olarak verilmesini sağlamak için iç kaynakları harekete geçirmesi gerekir. Nefes alma hızlanır, kan dolaşımı artar ve bunun sonucunda yaşam güçleri harekete geçer.
Ancak havanın daha az oksijen içerdiği dağların daha yükseğine çıkarsanız, vücut oksijen eksikliğine tamamen farklı bir şekilde tepki verecektir. Hipoksi (bilimsel anlamda oksijen eksikliği) tehlikeli olacak ve bundan ilk zarar gören merkezi sinir sistemi olacaktır.
Beyin fonksiyonunu destekleyecek yeterli oksijen yoksa kişi bilincini kaybedebilir. Şiddetli hipoksi bazen ölüme bile yol açar.
Ancak hipoksi mutlaka havadaki düşük oksijen seviyelerinden kaynaklanmaz. Bir veya başka bir hastalıktan kaynaklanabilir. Örneğin, kronik bronşit, bronşiyal astım ve çeşitli akciğer hastalıklarında (zatürre, pnömoskleroz), solunan oksijenin tamamı kana girmez. Sonuç, tüm vücuda yetersiz oksijen sağlanmasıdır. Kanda az sayıda kırmızı kan hücresi ve bunların içerdiği hemoglobin varsa (anemide olduğu gibi), tüm solunum süreci zarar görür. Sık ve derin nefes alabilirsiniz, ancak dokulara oksijen dağıtımı önemli ölçüde artmayacaktır: sonuçta taşınmasından hemoglobin sorumludur. Genel olarak dolaşım sistemi doğrudan solunumla ilgilidir, bu nedenle kalp aktivitesindeki kesintiler oksijenin dokulara dağıtımını etkilemekten başka bir şey yapamaz. Kan damarlarında kan pıhtılarının oluşması da hipoksiye yol açar.
Dolayısıyla solunum sisteminin işleyişi, havadaki önemli oksijen eksikliği (örneğin dağların yükseklerinde) ve çeşitli hastalıklarla bozulur. Ancak bir kişinin sağlıklı olsa ve oksijen açısından zengin hava solusa bile hipoksi yaşayabileceği ortaya çıktı. Bu, vücuttaki yük arttığında olur. Gerçek şu ki, aktif bir durumda bir kişi, sakin bir duruma göre önemli ölçüde daha fazla oksijen tüketir. Herhangi bir iş - fiziksel, entelektüel, duygusal - belirli enerji maliyetleri gerektirir. Ve öğrendiğimiz gibi enerji, mitokondride, yani solunum sırasında oksijen ve hidrojenin birleşimiyle üretiliyor.
Elbette vücudun yük arttığında oksijen tedarikini düzenleyen mekanizmaları vardır. Aort ve karotid arterlerin reseptörleri, arteriyel kandaki oksijen konsantrasyonunda bir azalma kaydettiğinde, seyreltilmiş hava durumunda olduğu gibi aynı prensip burada da geçerlidir. Bu reseptörlerin uyarılması serebral kortekse ve tüm kısımlarına iletilir. Akciğerlerin havalanması ve kan akımı artar, bu da organlara ve hücrelere oksijen dağıtım hızının azalmasını önler.
Bazı durumlarda vücudun, özellikle egzersiz sırasında ortaya çıkan hipoksiye karşı önceden önlem alabilmesi ilginçtir. Bunun temeli gelecekteki yük artışlarının tahmin edilmesidir. Bu durumda vücudun özel hassas unsurları da vardır - sese, renk sinyallerine, koku ve tat değişikliklerine tepki verirler. Örneğin “Git!” komutunu duyan bir sporcu, solunum sisteminin işleyişini yeniden düzenlemek için bir sinyal alır. Akciğerlere, kana ve dokulara daha fazla oksijen akmaya başlar.
Bununla birlikte, eğitimsiz bir vücut genellikle ciddi yük altında yeterli oksijen dağıtımını sağlayamaz. Ve sonra kişi hipoksiden muzdariptir.
Hipoksi sorunu uzun zamandır bilim adamlarının dikkatini çekmektedir. Adını taşıyan Fizyoloji Enstitüsü'nde Akademisyen N. N. Sirotinin önderliğinde ciddi gelişmeler gerçekleştirildi. A. A. Bogomolets Ukrayna SSR Bilimler Akademisi. Bu çalışmaların devamı, Ukrayna Devlet Ödülü sahibi Profesör A. Z. Kolchinskaya ve öğrencilerinin çalışmalarıydı. Çeşitli göstergeler (solunan hava hacmi, kana giren oksijen oranı, kalp atış hızı vb.) kullanarak insanın solunum sisteminin işleyişini değerlendirmeye olanak tanıyan bir bilgisayar programı oluşturdular. Çalışma bir yandan sporcular ve dağcılarla, diğer yandan belirli hastalıklardan (kronik bronşit, bronşiyal astım, anemi, şeker hastalığı, rahim kanaması, beyin felci, miyop vb.) muzdarip insanlarla gerçekleştirildi. Bilgisayar analizi, solunum sistemiyle doğrudan ilişkili görünmeyen hastalıkların bile solunum sistemi üzerinde olumsuz etkisi olduğunu gösterdi. Bir geri bildirim varsaymak mantıklıdır: Solunum sisteminin işleyişi tüm organizmanın durumunu etkileyebilir.
Ve sonra hipoksik eğitim fikri ortaya çıktı. Hatırlayalım: Havadaki (örneğin dağ eteklerinde) oksijen miktarının hafif bir azalmasıyla vücut hayati güçleri harekete geçirir. Solunum sistemi yeni koşullara uyum sağlayacak şekilde yeniden inşa edilir. Solunum hacmi artar, kan dolaşımı artar, kırmızı kan hücreleri ve hemoglobin artar, mitokondri sayısı artar. Bu tür sonuçlar, klinik ortamda hastaya azaltılmış oksijen içeriğine sahip bir hava akışı sağlanarak elde edilebilir. Bu amaçla özel bir aparat oluşturuldu - bir hipoksikatör.
Ancak bir kişi cihaza sürekli bağlanamaz. Solunum sisteminde sürdürülebilir sonuçlar ve niteliksel değişiklikler elde etmek gereklidir. Bu amaçla hipoksiye maruz kalma seansının serilere bölünmesine karar verildi: Vücudun hipoksiye uyum sağlamak için geliştirdiği mekanizmaların bu rejim altında güçlendirildiği ortaya çıktı. Hasta birkaç dakika boyunca hipoksikatörden nefes alır (tedarik edilen havadaki oksijen içeriği %11 - 16'dır), ardından maskeyi çıkarır ve bir süre normal havayı solur. Bu değişim dört ila altı kez tekrarlanır. Sonuç olarak, seanstan seansa solunum, dolaşım, hematopoietik organlar ve oksijen kullanımında rol alan hücre organelleri - mitokondri - eğitilir.
Her hasta için aralıklı hipoksik eğitim rejimi ayrı ayrı seçilir. Vücutta hipoksiye adaptasyon mekanizmalarının çalışmaya başlayacağı, solunan havadaki oksijen konsantrasyonunun belirlenmesi önemlidir. Elbette bu konsantrasyonlar bir atlet için ve bronşiyal astımı olan bir hasta için aynı değildir. Bu nedenle, bir tedavi yöntemi reçete etmeden önce, vücudun düşük oksijen içeriğine sahip havanın solunmasına tepkisini belirleyen hipoksik bir test yapılır.
Günümüzde hipoksik eğitimin çok çeşitli hastalıkların tedavisinde etkinliği zaten kanıtlanmıştır. Her şeyden önce elbette solunum yolu hastalıkları için
obstrüktif kronik bronşit ve bronşiyal astım. Bu bile tek başına yöntemi geliştiren bilim adamlarının çalışmalarını fazlasıyla haklı çıkarıyor. Ancak en şaşırtıcı şey, ilk bakışta nefes almayla hiçbir ilgisi olmayan hastalıkların yardımıyla tedavi edilebilmesidir.
Örneğin B. Kh. Khasukov'un gösterdiği gibi, yöntemin miyop tedavisinde etkili olduğu ortaya çıktı. Hipoksik eğitim gören miyop çocukların %60'ından fazlasının görüşleri tamamen düzeldi; geri kalanların ise önemli ölçüde iyileşti. Gerçek şu ki, miyopinin nedeni, gözün siliyer kasına ve görmeyi düzenleyen serebral korteksin oksipital loblarına zayıf kan temini ve oksijen sağlanmasıdır. Miyop çocuklarda solunum sistemi yaşa bağlı gelişimde geride kalır. Ve normalleştiğinde görme geri gelir.
A. 3. Kolchinskaya ve öğrencileri M. P. Zakusilo ve Z. X. Abazova, hipotiroidizmin (tiroid bezinin düşük aktivitesi) tedavisinde hipoksik eğitimin kullanımına ilişkin başarılı bir deney gerçekleştirdi. Hasta oksijen içeriği azalmış havayı soluduğunda tiroid bezi daha fazla hormon üretmeye başladı. Birkaç seanstan sonra kandaki hormon seviyesi normale döndü.
Şu anda, Rusya ve BDT ülkelerinde faaliyet gösteren çok sayıda uzmanlaşmış hipoksik tedavi merkezi bulunmaktadır. Bu merkezlerde anemi, koroner kalp hastalığı, erken dönem hipertansiyon, nöro-dolaşım distonisi, diyabet ve bazı kadın hastalıkları olan hastalar başarıyla tedavi edilmektedir.
Sporcuların antrenmanlarında da iyi sonuçlar elde edildi. 15 günlük hipoksik antrenmanın ardından bisikletçilerin, kürekçilerin ve kayakçıların maksimum oksijen tüketimi %6 oranında artar. Normal sistematik spor eğitimi ile bu yaklaşık bir yıl sürer. Ancak bu tür sporlarda nefes almak başarının anahtarıdır. Ayrıca bildiğimiz gibi vücudun genel durumu ve potansiyeli de buna bağlıdır.
Hipoksik antrenmanın etkisi sertleşme veya sabah egzersizlerine benzer. Tıpkı kaslarımızı çalıştırdığımız veya bağışıklığımızı güçlendirdiğimiz gibi, kendimizi soğuk suyla ıslatarak da solunum sistemimizi "eğitebiliriz". Bu tür jimnastiği evde yapamamanız üzücü. Sağlığınız için hala ödeme yapmanız gerekiyor.
Beynin Kökeni Savelyev Sergey Vyacheslavovich
§ 6. Beyin oksijen tüketimi
Beyin metabolizmasının hızını vücudun toplam oksijen tüketimiyle ilişkilendirmek tamamen yanlıştır (Schmidt-Nielsen, 1982). Nitekim farede 1 kg vücut ağırlığı başına oksijen tüketimi 7,4 l/saat, filde ise 0,07 l/saattir. Ancak bu, hem filin hem de sivri farenin vücudunun farklı yerlerinde büyüklük derecelerine göre değişen toplam oksijen tüketimidir. Üstelik farklı biyolojiye sahip hayvanlarda aynı vücut organlarının tükettiği oksijen miktarı da önemli ölçüde farklılık gösterir. Beyindeki oksijen tüketiminin vücut büyüklüğüyle orantılı olarak değiştiği fikri garip bir yanılgı olmaya devam ediyor. Herhangi bir memelinin beyin oksijen tüketimi 12,6 L/(kg-saat)'in altına düşerse ölüm meydana gelir. Bu oksijen seviyesinde beyin yalnızca 10-15 saniye aktif kalabilir. 30-120 saniye sonra refleks aktivite kaybolur ve 5-6 dakika sonra nöronların ölümü başlar. Başka bir deyişle sinir dokusunun neredeyse kendine ait hiçbir kaynağı yoktur. Beynin oksijen tüketimi özel mekanizmalarla sağlanmasaydı ne bir farenin ne de bir filin hayatta kalma şansı olurdu. Beyin, diğer organların metabolizma hızıyla hiçbir ilgisi olmayan yasalara göre oksijen, elektrolit çözeltili su ve besinleri alır. Tüm “sarf malzemesi” bileşenlerinin tüketim değerleri nispeten stabildir ve beynin fonksiyonel aktivitesini sağlayan belirli bir seviyenin altında olamaz.
Beynin çoğu zaman tüm hayvanın metabolizması üzerinde belirleyici bir etkiye sahip olduğu unutulmamalıdır. Beynin enerji tüketimi belli bir değerin altında olamaz. Bu seviyenin sağlanması, sinir sisteminin damarlarındaki kan dolaşımının hızının değiştirilmesiyle farklı sistematik gruplarda sağlanır. Bu farklılıkların nedeni beyin dokusunun 1 mm'sine düşen kılcal damar sayısında meydana gelen değişikliklerdir. Tabii ki kılcal damarların uzunluğu beynin farklı bölgelerinde önemli ölçüde farklılık gösterebilir. Fizyolojik yüke bağlı olarak kılcal damarların lümeni de dinamik olarak değişebilir. Yine de bu oldukça ortalama gösterge, küçük memelilerde kalp atış hızındaki artışın nedenlerini aydınlatıyor. Beynin kılcal ağı ne kadar küçükse, gerekli oksijen ve besin akışını sağlamak için kan akış hızının da o kadar yüksek olması gerekir. Kalp atış hızı, nefes alma ve besin tüketim hızına bağlı olarak metabolizmayı artırabilirsiniz. Küçük memelilerde olan budur. Hayvanların beynindeki kılcal damarların yoğunluğu hakkındaki bilgiler oldukça parçalıdır. Ancak beyindeki kılcal damar ağının evrimsel gelişimini gösteren genel bir eğilim vardır. Bir gölet kurbağasında, 1 mm3 beyin dokusundaki kılcal damarların uzunluğu yaklaşık 160 mm'dir, tam başlı kıkırdaklı balıklarda - 500, köpekbalığında - 100, ambystomada - 90, kaplumbağada - 350, hatteria - 100 mm, farelerde - 400, farelerde - 700, sıçanlarda - 900, tavşanlarda - 600, kedilerde - 900, köpeklerde - 900 ve primatlarda ve insanlarda - 1200-1400 mm. Kılcal damarların uzunluğu azaldıkça sinir dokusuyla temas yüzeylerinin alanının katlanarak azaldığı dikkate alınmalıdır. Bu, beyne minimum seviyede oksijen sağlamak için farenin kalbinin primatların ve insanlarınkinden birkaç kat daha hızlı atması gerektiğini gösteriyor. Nitekim insan için bu değer dakikada 60-90, fare için ise 130-450'dir. Farenin kalbinin kütlesi orantılı olarak daha büyük olmalıdır. İnsanlarda toplam vücut ağırlığının yaklaşık %4'ü, kapuçinlerde %8 ve farelerde %14'tür. Sonuç olarak hayvanların metabolizmasını belirleyen en önemli organlardan biri de beyindir.
Farklı beyin ve vücut kütlelerine sahip hayvanların vücudu tarafından tüketilen enerjinin gerçek payını tahmin etmeye çalışalım. Küçük memelilerin sinir sisteminin göreceli olarak büyük kütlesi, beynin metabolizma düzeyine yüksek talepler getirir. Bunu sürdürmenin maliyetleri, iyi araştırılmış olan insan beynini korumanın maliyetleriyle karşılaştırılabilir. İnsan beyninin temel besin ve oksijen tüketimi tüm vücudun yaklaşık %8-10'udur. Organizma aktif olmadığında, bu değer az çok sabittir, ancak belirli bir türün büyük ve küçük temsilcileri arasında önemli ölçüde dalgalanabilmektedir. Ancak bu değer bile orantısız derecede büyüktür. İnsan beyni vücut ağırlığının 1/50'sini oluşturur ve tüm enerjinin 1/10'unu, diğer organlardan 5 kat daha fazla tüketir. Tek başına oksijen tüketimi %18 olduğu için bu rakamlar biraz eksik tahmin ediliyor. Omurilik ve periferik sistemin bakım masraflarını da eklersek yaklaşık 1/7 elde ederiz. Sonuç olarak, aktif olmayan bir durumda, insan sinir sistemi tüm vücudun enerjisinin yaklaşık% 15'ini tüketir. Şimdi aktif olarak çalışan bir beyin ve çevresel sinir sistemi ile durumu düşünün. En ihtiyatlı tahminlere göre, bir beynin enerji maliyeti iki katından fazladır. Tüm sinir sisteminin aktivitesinde genel bir artış göz önüne alındığında, vücudun toplam harcamasının yaklaşık %25-30'unun bakımına harcandığı rahatlıkla varsayılabilir (Şekil I-8).
Memelilerin sinir sisteminin son derece "pahalı" bir organ olduğu ortaya çıkıyor, bu nedenle beyin yoğun modda ne kadar az çalışırsa bakımı da o kadar ucuz olur. Sorun farklı şekillerde çözülür. Yöntemlerden biri, sinir sisteminin yoğun çalışma süresinin en aza indirilmesiyle ilişkilidir. Bu, beyinde bir dizi talimat olarak depolanan çok sayıda doğuştan gelen, içgüdüsel davranış programıyla gerçekleştirilir. Farklı davranışlara yönelik talimatlar, belirli koşullara uyacak şekilde yalnızca küçük ayarlamalar gerektirir. Beyin, hayvanın kişisel deneyimine dayanarak bireysel kararlar vermek için pek kullanılmaz. Hayatta kalma, hazır davranış biçimlerinin belirli çevresel koşullara uygulanmasından oluşan istatistiksel bir süreç haline gelir. Beyni korumanın enerji maliyetleri, küçük hayvanlar için entelektüel aktiviteyi sınırlayıcı hale gelir.
Örneğin Amerikan deniz tarağı köstebeğinin primatlar veya insanlar gibi beynini kullanmaya karar verdiğini varsayalım. Başlangıç koşullarını ele alalım. 40 gr ağırlığındaki bir köstebek, 1,2 gr ağırlığında bir beyne, omuriliğe ve yaklaşık 0,9 gr ağırlığında bir periferik sinir sistemine sahiptir. Vücut ağırlığının %5'inden fazlasını oluşturan bir sinir sistemine sahip olan köstebek, vücudunun yaklaşık %30'unu harcar. bakımında vücudun toplam enerji kaynakları. Bir satranç problemini çözmeyi düşünürse, vücudunun beyni korumak için yaptığı harcamalar iki katına çıkacak ve köstebeğin kendisi de anında açlıktan ölecek. Bir köstebek, siyah havyardan yapılmış sonsuz bir solucanı bağırsaklarına itse bile yine de ölür. Beynin o kadar çok enerjiye ihtiyacı olacak ki, oksijen üretiminin hızı ve ilk metabolik bileşenlerin gastrointestinal sistemden iletilmesiyle ilgili çözülemeyen sorunlar ortaya çıkacak. Metabolik ürünlerin sinir sisteminden uzaklaştırılması ve temel soğutulmasında da benzer zorluklar ortaya çıkacaktır. Bu nedenle küçük böcek öldürücüler ve kemirgenler satranç oyuncusu olamamaya mahkumdur. Beyinleri içgüdüseldir ve içeriğindeki enerji sorunları, bireysel davranışın gelişmesinin önünde aşılmaz engeller oluşturur. Bireysel düzeyde, yalnızca doğuştan gelen davranış programlarının uygulanmasında değişkenlik ortaya çıkabilir.
Pirinç. I-8. Primatların beynindeki metabolik süreçler.
Sinir sisteminin metabolizmasında üç ana dinamik süreç ayırt edilebilir: oksijen ve karbondioksit değişimi, organik maddelerin tüketimi ve katabolik ürünlerin salınması, su ve elektrolit çözeltilerinin değişimi. Bu maddelerin insan beyni tarafından tüketilen oranı altta belirtilmektedir. Su ve elektrolit çözeltilerinin değişimi, vücuttaki tüm suyun beyinden geçmesi için geçen süre olarak hesaplanır. En üst sıradaki pasif durum, alt sıradaki sinir sisteminin yoğun çalışmasıdır.
Ancak vücut boyutunu biraz artırmak yeterlidir ve niteliksel olarak farklı bir durum ortaya çıkar. Gri sıçan (Rattus rattus) Vücut ağırlığının yaklaşık 1/60'ı kadar bir sinir sistemine sahiptir. Bu zaten beynin göreceli metabolizmasında gözle görülür bir azalma elde etmek için yeterli. Sıçanlara ilişkin entelektüel deneylerin ve gözlemlerin sonuçlarını yeniden anlatmanın bir anlamı yok ve davranışın bireyselleşme derecesi benler ve farelerinkiyle karşılaştırılamaz. Vücut ağırlığını artırmanın bariz bir yararı, beynin bakım maliyetini azaltmaktır. Sürekli çalışan çevresel kısımlar beyin kadar pahalı değildir, dolayısıyla vücut ağırlığındaki artış göreceli olarak daha "ucuz" bir beyine yol açar.
Bu nedenle özelleştirilmiş bir beyin yaratmak için yeterince büyük vücut kütlesine sahip bir hayvana ihtiyacınız var. Başka bir deyişle, vücut büyüklüğü ve beyin kütlesi yoluyla hayvanların öğrenme ve davranışları bireyselleştirme yeteneğini sınırlayan bir tür engel vardır. Beyni büyük olan ve bakım maliyeti yüksek olan küçük bir hayvan, aktivitesini artıracak enerji maliyetini karşılayamayacaktır. Bu nedenle, karmaşık sorunlara çözüm veya uyarlanabilir davranışın derinlemesine bireyselleştirilmesi beklenemez. Hayvan büyükse ve beyin boyutu nispeten küçükse, bakımının enerji maliyetlerinde önemli dalgalanmalar kabul edilebilir. Bu durumda hem davranışın bireyselleştirilmesi hem de karmaşık öğrenme süreçleri mümkündür. Ancak beyni iyi gelişmiş büyük bir hayvanın bile enerji sorunları vardır. Sinir sistemi yoğun olarak kullanılamayacak kadar pahalıdır. Küçük ve yoğun bir şekilde çalışan sinir sistemi, vücut kaynaklarının muazzam bir kısmını tüketir. Bu durum kârsızdır. Enerji açısından haklı bir çözüm, beynin belirli sorunları çözmek için yalnızca kısa vadeli kullanımı olabilir. Büyük memelilerde görülen şey budur. Kısa aktivitenin yerini hızla uzun süreli dinlenme alır.
Dolayısıyla küçük ve büyük sinir sistemlerinin kendilerine göre avantajları vardır. İçgüdüsel davranışı uygulamak için küçük bir beyniniz olabilir, ancak onun uyarlanabilirliği içgüdülerin modifikasyonuna bağlıdır. Büyük bir beyin, sahibi için oldukça pahalıdır, ancak yüksek enerji maliyetleri oldukça haklıdır. Büyük bir beyin, hazır içgüdüsel çözümleri olmayan karmaşık görevlerle başa çıkmanıza olanak tanır. Bu tür uyarlanabilir davranış mekanizmalarını uygulamanın maliyeti çok yüksektir, bu nedenle hem hayvanlar hem de insanlar beyni mümkün olduğunca az kullanmaya çalışır.
Sinir sisteminin ayrıcalığı
Birçok hayvanın (ve özellikle memelilerin) sinir sistemi, onu istisnai bir konuma getiren bir özelliğe sahiptir. Bu özellik vücudun geri kalanından izolasyonundan kaynaklanmaktadır. İç organların çalışmasını ve davranışın temelini bütünleştirmenin ana mekanizması olan bu, kişinin kendi bedeni için “yabancı bir cisimdir”. Bağışıklık sistemi sinir sistemini bir kıymık gibi görür. Bağışıklık sistemi beyne "ulaşırsa", yaşamla bağdaşmayan ciddi otoimmün süreçler başlar.
Paradoksal bir durum ortaya çıkıyor. Sinir sistemi, kan yoluyla aldığı tüm vücudun oksijen ve besin maddelerinin büyük bir kısmını tüketir. Aynı zamanda bağışıklık sistemi hücreleri tarafından yabancı bir cisim olarak algılandığı için dolaşım sisteminden dikkatlice izole edilmesi gerekir.
Biyolojik uygunluk açısından bakıldığında bariz bir çelişki görülmektedir. Ana entegre organ bağışıklık sistemine yabancı olmamalıdır. Ancak bu, net bir açıklama bulmanın oldukça kolay olduğu bir gerçektir. Beyin, vücudun başka hiçbir yerinde kullanılmayan çok fazla özelleşmiş organik bileşen içerir. Bağışıklık sisteminde onları “bizim” hücrelerimiz olarak tanıyacak bir mekanizma oluşturmak son derece zor ve yersizdir. Sinir sistemini vücudun geri kalanından basitçe ayırmak çok daha “ucuzdur”. Bu izolasyon ilkesi testislerde, yumurtalıklarda ve sinir sisteminde uygulanır. En genel haliyle, sinir sisteminin yalıtımı, çeşitli özelleşmiş hücre türlerinden oluşan kan-beyin bariyeri tarafından sağlanır. Sinir sisteminin vücudun geri kalanından izolasyonunu anlamak için yapısının temel prensiplerini dikkate almak gerekir.
En Yeni Gerçekler Kitabı kitabından. Cilt 1 [Astronomi ve Astrofizik. Coğrafya ve diğer yer bilimleri. Biyoloji ve Tıp] yazar Aklın Gözü kitabından yazar Hofstadter Douglas Robert Beyin ve Ruh kitabından [Sinirsel aktivite iç dünyamızı nasıl şekillendirir] kaydeden Frith Chris26 DAGLAS HOFSTADTER Einstein'ın Beyni ile Bir Konuşma Aşil ve Kaplumbağa, Paris'teki Lüksemburg Bahçeleri'ndeki sekizgen bir göletin kıyısında kazara çarpışırlar. Bu gölet her zaman genç çiftlerin tekne gezileri için favori mekanı olmuştur; bu günlerde tekneleri sıklıkla
En Yeni Gerçekler Kitabı kitabından. Cilt 1. Astronomi ve astrofizik. Coğrafya ve diğer yer bilimleri. Biyoloji ve tıp yazar Kondrashov Anatoly PavlovichBiz dünyayı değil, onun beynimizin yarattığı bir modelini algılıyoruz.Algıladığımız, dış dünyadan gözümüze, kulağımıza, parmaklarımıza gelen o ham ve belirsiz sinyaller değil. Algımız çok daha zengindir; tüm bu ham şeyleri birleştirir.
Kan: Yaşam Nehri kitabından [Eski efsanelerden bilimsel keşiflere] kaydeden Isaac Asimovİnsan beyninin tükettiği güç nedir? Uyanıklık durumunda insan beyninin yaklaşık 20 enerji tükettiği tespit edilmiştir.
Balık, Kerevit ve Evcil Su Kuşları Yetiştiriciliği kitabından yazar Zadorozhnaya Lyudmila AleksandrovnaDüzenli alkol tüketimi, ölçülü de olsa neden vücuda zararlıdır? Alkolizm uyuşturucu bağımlılığı türlerinden biridir. Orta düzeyde alkol tüketimi bile ciddi, bazen neredeyse karşı konulmaz bir bağımlılığa yol açabilir. Bunun mekanizması
Biyosferin Mevcut Durumu ve Çevre Politikası kitabından yazar Kolesnik Yu.A.Bölüm 4 Oksijenin Önündeki Engeller Normal bir atmosferde hemoglobin yalnızca oksijeni bağlar. Bu, oksijenin bağlanmasının havanın diğer bileşenlerinden etkilenmediği anlamına gelir: nitrojen, karbon dioksit, su buharı veya argon. Hemoglobin toplanır
Biyolojik Kimya kitabından yazar Leleviç Vladimir Valeryanoviç Yazarın kitabından7.5. Oksijen döngüsü Atmosferde bulunan ve Dünya Okyanusunda çözünmüş tüm gazlar arasında oksijen özellikle ilgi çekicidir, çünkü aerobik disimilasyon sırasında Dünya üzerindeki hemen hemen tüm organizmalar için yüksek enerji verimi sağlar ve esasen oksijenin içinde yer alır.
Yazarın kitabındanReaktif oksijen türleri (serbest radikaller) Vücutta, redoks reaksiyonlarının bir sonucu olarak, oksijenin bir elektron indirgenmesi sırasında sürekli olarak reaktif oksijen türlerinin (ROS) üretimi meydana gelir (molekülün üzerinde eşleşmemiş bir elektron vardır).
Aç karnına, kas dinlenmesi durumunda, yatar durumda olan bir kişinin tükettiği oksijen miktarı, dinlenme halindeyken vücudun hayati fonksiyonlarını sürdürmek için gerekli olan metabolizmanın, yani bazal metabolizmanın bir göstergesidir. Temel insan metabolizması, 200-250 ml/dk aralığında oksijen tüketimi ve yaklaşık 1-1,2 kcal/dk enerji tüketimi ile karakterize edilir. Bazal metabolizma cinsiyet, yaş, ağırlık ve vücut yüzeyinden, gıda bileşiminden, iklim koşullarından, ortam sıcaklığından vb. etkilenir. Bir yetişkinin bazal enerji metabolizması için norm, saatte 1 kg ağırlık başına 1 kcal'dir.
Aerobik fazdaki (laktik asit) karbonhidratların parçalanma ürünlerinin, yağların oksidasyonu ve ayrıca anaerobik fazda nitrojen içeren maddelerin yeniden sentezi için çalışma sırasında artan oksijen tüketimi gereklidir. İş ne kadar yoğun olursa vücudun oksijene olan ihtiyacı da o kadar artar. Belirli sınırlar dahilinde yapılan işin ciddiyeti ile oksijen tüketimi arasında doğrusal bir ilişki vardır. Bu uyum, kardiyovasküler sistemin artan çalışması ve akciğer dokusu yoluyla oksijenin difüzyon katsayısının artmasıyla sağlanır. Difüzyon katsayısı 450 kg/dk'da çalışırken 50'den 1590 kg/dk'da çalışırken 61'e yükselir.
Çürüme ürünlerinin tamamen oksidasyonu için gereken dakikadaki oksijen miktarına oksijen talebi veya oksijen talebi denir, vücudun dakikada alabileceği maksimum oksijen miktarına ise oksijen tavanı denir. Fiziksel çalışma konusunda eğitim almamış kişiler için oksijen tavanı yaklaşık 3 l/dk'dır ve eğitimli kişiler için bu değer 4-5 l/dk'ya ulaşabilir.
Dinamik negatif işe ilişkin enerji maliyetleri, dinamik pozitif çalışmaya ilişkin enerji maliyetlerinin yaklaşık %50'sidir. Böylece bir yükü yatay düzlemde hareket ettirmek, yükü kaldırmaktan 9-16 kat daha kolaydır.
Pirinç. 1. Fiziksel çalışma sırasında oksijen tüketiminin dinamikleri. Damalı tarama - çalışma sırasında oksijen tüketimi; yatay gölgeleme - oksijen talebi; dikey gölgeleme - oksijen borcu. Soldaki resim orta-ağır bir iş; Sağdaki resim artan oksijen borcuyla çalışmayı göstermektedir.
Dinamik pozitif çalışma sırasında oksijen tüketimi Şekil 2'de gösterilmektedir. 1. Bu şekilden de görülebileceği gibi, işin başlangıcındaki oksijen tüketim eğrisi artar ve ancak 2-3 dakika sonra belirli bir seviyeye getirilir ve bu daha sonra uzun süre korunur (kararlı durum). Eğrinin bu seyrinin özü, ilk başta işin oksijen talebinin eksik karşılanmasıyla ve bunun sonucunda artan oksijen borcuyla gerçekleştirilmesidir, çünkü kas kasılması sırasında kastaki enerji süreçleri anında meydana gelir ve Kardiyovasküler ve solunum sistemlerinin ataleti nedeniyle oksijen dağıtımı yavaştır. Ve yalnızca oksijen dağıtımı, oksijen talebini tamamen karşıladığında, istikrarlı bir oksijen tüketimi durumu ortaya çıkar.
İşin başında oluşan oksijen borcu, iş durdurulduktan sonra, oksijen tüketiminin başlangıç seviyesine ulaştığı toparlanma döneminde geri ödenir. Bu, hafif ve orta düzeyde çalışma sırasında oksijen tüketiminin dinamiğidir. Ağır çalışma sırasında, oksijen tüketiminin sabit bir durumu esasen asla gerçekleşmez; işin başlangıcındaki oksijen eksikliği, çalışma sırasında oluşan oksijen eksikliği ile tamamlanır. Bu durumda oksijen tüketimi oksijen tavanına kadar sürekli artar. Bu tür çalışmalarda iyileşme süresi önemli ölçüde daha uzundur. Çalışma sırasında oksijen talebinin oksijen tavanını aşması durumunda, yanlış kararlı durum adı verilen durum ortaya çıkar. Gerçek oksijen talebini değil, oksijen tavanını yansıtır. İyileşme süresi daha da uzundur.
Böylece, işle bağlantılı oksijen tüketimi düzeyi, yapılan işin ciddiyetinin değerlendirilmesinde kullanılabilir. Çalışma sırasında oksijen tüketiminin sabit kalması, oksijen ihtiyacının tamamen karşılandığını, kaslarda ve kanda laktik asit birikiminin meydana gelmediğini ve glikojene yeniden sentezlenmesi için zamanının olduğunu gösterebilir. Kararlı bir durumun olmaması ve çalışma sırasında oksijen tüketiminin artması, işin ciddiyetini, yeniden sentezi için oksijen gerektiren laktik asit birikimini gösterir. Daha da zor işler, yanlış bir kararlı durumla karakterize edilir.
Oksijen tüketimi için toparlanma süresinin süresi aynı zamanda işin daha fazla veya daha az ciddiyetini de gösterir. Hafif işlerde oksijen borcu azdır. Ortaya çıkan laktik asit, çoğunlukla çalışma sırasında kaslarda glikojene yeniden sentezlenmeyi başarır, iyileşme süresinin süresi birkaç dakikayı geçmez. Yoğun çalışma sonrasında oksijen tüketimi önce hızlı, sonra çok yavaş bir şekilde düşer, iyileşme süresinin toplam süresi -30 dakika veya daha fazla olabilir.
Oksijen tüketimini eski haline getirmek, vücudun bozulmuş işlevlerini bir bütün olarak eski haline getirmek anlamına gelmez. Vücudun birçok işlevi, örneğin solunum ve kardiyovasküler sistemlerin durumu, solunum katsayısı, biyokimyasal süreçler vb. bu zamana kadar henüz başlangıç seviyesine ulaşmamıştır.
Gaz değişim proseslerinin analizi için, solunum katsayısı CO2/O2'deki (RK) değişiklikler özellikle ilgi çekici olabilir.
Çalışma sırasında sabit bir oksijen tüketimi durumunda DC, oksitlenmiş maddelerin doğasını gösterebilir. Ağır çalışma sırasında DC 1'e yükselir, bu da karbonhidratların oksidasyonunu gösterir. İşten sonra DC 1'den büyük olabilir; bu, kanın asit-baz dengesinin ihlali ve hidrojen iyonlarının (pH) konsantrasyonundaki bir artışla açıklanır: artan pH, solunum merkezini uyarmaya devam eder ve Bunun sonucunda oksijen tüketimi azalırken karbondioksit kandan yoğun bir şekilde yıkanır, yani CO 2/O 2 oranında pay artar, payda azalır.
İyileşmenin daha sonraki bir aşamasında DC, başlangıçtaki çalışma öncesi göstergeden daha düşük olabilir. Bu, iyileşme döneminde alkali kan rezervlerinin serbest bırakılması ve normal pH'ı korumak için karbondioksitin tutulmasıyla açıklanmaktadır.
Statik çalışma sırasında oksijen tüketimi farklı niteliktedir. Emek sürecinde statik çalışmanın en somut ifadesi kişinin çalışma duruşunu korumasıdır. Dış kuvvetlere aktif olarak karşı koymak için vücudun denge durumu olarak çalışma duruşu gerçekleştirilebilir; bu durumda uzamış tetanik kas gerginliği meydana gelir. Bu tip statik çalışma, innervasyon ve enerji açısından çok ekonomik değildir. Yer çekiminin yönüne uyum sağlanarak dengenin korunduğu çalışma duruşu çok daha ekonomiktir çünkü bu durumda tetanik kas gerginliğinden ziyade tonik kas gerginliği fark edilir. Pratikte her iki tür statik çalışma da sıklıkla birbirinin yerine geçer, ancak doğum fizyolojisi açısından tetanik gerilimin eşlik ettiği statik çalışma birincil öneme sahiptir. Bu tür statik işlerde oksijen tüketiminin dinamikleri Şekil 1'de gösterilmektedir. 2.
Diyagram, statik gerilim sırasında oksijen tüketiminin oksijen talebinden önemli ölçüde daha az olduğunu, yani kasın neredeyse anaerobik koşullar altında çalıştığını göstermektedir. İşten hemen sonraki dönemde, oksijen tüketimi keskin bir şekilde artar ve daha sonra yavaş yavaş azalır (Lingard fenomeni) ve iyileşme süresi uzun olabilir, dolayısıyla oksijen ihtiyacının neredeyse tamamı işten sonra karşılanır. Lingard keşfettiği olayla ilgili şu açıklamayı yaptı. Tetanik kas kasılmasıyla, kan damarlarının sıkışması nedeniyle, kan akışında ve dolayısıyla oksijenin verilmesinde ve parçalanma ürünlerinin (laktik asit) çıkışında mekanik bir engel oluşturulur. Statik çalışma anaerobiktir, bu nedenle işten sonra artan oksijen tüketimine yönelik karakteristik sıçrama, çalışma sırasında oluşan ayrışma ürünlerinin oksidasyonuna duyulan ihtiyaçtan kaynaklanmaktadır.
Bu açıklama kapsamlı değildir. N. E. Vvedensky'nin öğretilerine dayanarak, statik çalışma sırasında düşük oksijen tüketimi, mekanizması aşağıdaki gibi olan baskı refleksi etkileri nedeniyle metabolizmadaki azalma kadar mekanik bir faktörden de kaynaklanmıyor olabilir. Statik gerilimin (kastan gelen sürekli uyarılar) bir sonucu olarak, serebral korteksin belirli hücreleri, uzun süreli güçlü bir uyarılma durumuna girer ve sonuçta parabiyotik blokaj gibi engelleyici olaylara yol açar. Statik çalışmanın sona ermesinden sonra (kötü durum), bir coşku dönemi başlar - artan uyarılabilirlik ve bunun sonucunda metabolizmada bir artış. Artan uyarılabilirlik durumu solunum ve kardiyovasküler merkezlere kadar uzanır. Tanımlanan statik çalışma türü düşük enerji yoğundur, çok önemli statik voltajda bile oksijen tüketimi nadiren 1 l/dak'yı aşar, ancak yorgunluk oldukça hızlı bir şekilde ortaya çıkabilir, bu da merkezi sinir sisteminde meydana gelen değişikliklerle açıklanmaktadır. .
Diğer bir statik çalışma türü - tonik kas kasılması yoluyla duruşun sürdürülmesi - daha az enerji harcaması gerektirir ve daha az yorucudur. Bu, merkezi sinir sisteminden gelen nadir ve az çok tek biçimli dürtüler, tonik innervasyonun karakteristiği ve kasılma reaksiyonunun kendisinin özellikleri, nadir ve zayıf dürtüler, dürtülerin viskozitesi ve birliği ve etkinin stabilitesi ile açıklanır. Bir örnek, bir kişinin alışılmış ayakta durma pozisyonudur.
Pirinç. 2. Lingard fenomeninin şeması.
