Syrebehov. Kroppens behov av syre och möjligheten att möta det Kroppens behov av syre
Integrerande mål: i processen att studera arbetet med uppgiften måste du:
- studera andningssystemets struktur och funktion;
- avslöja essensen av andningsprocessen i ämnesomsättningen
- introducera essensen av andningsprocessen, dess betydelse för metabolism och energiomvandling i människokroppen;
- att bilda kunskap om andningsorganens struktur i samband med deras funktioner och ljudbildningens funktion och artikulerat tal;
- åtgärder för att förebygga stämbandssjukdom.
Utrustning:
- tabeller "Andningsorgan hos ryggradsdjur", "Luftvägar"; struphuvudet modeller;
- lättnadstabell "Andningsorgan".
UNDER KLASSERNA
I. Läxor s. 138-139. Svara på frågor och slutför uppgiften. Skapa en problemsituation och introducera ett nytt ämne. (1 min.)
Killar, håll andan i några minuter. Hur länge kan du gå utan att andas? Varför? Så vad ska vi prata om idag? (Om andning).
Skriv ner ämnet för lektionen "Det mänskliga andningssystemets struktur och funktioner" i din anteckningsbok. (2 minuter.).
| UE – 1 | Mål:
bestämma din initiala kunskapsnivå om levande organismers andning. I. Skriv ner datum och namn på ämnet du studerar i din anteckningsbok. II. Gör ett test på ämnet "Andning" Läs frågorna och svarsalternativen noggrant och bestäm det korrekta svaret. Skriv ner frågenumret i din anteckningsbok och bredvid den bokstav som motsvarar det korrekta svaret. |
Arbeta självständigt i din anteckningsbok |
1. Andningsprocessen är karakteristisk för:
2. Andningsorgan hos däggdjur:
3. En person andas in:
4. Som ett resultat av andningsprocessen:
|
||
5. Under processen med växtandning:
6. Ett bildat element av blod som kan transportera gaser kallas:
7. Andningsorganen hos däggdjur består av:
8. Arteriellt blod är blod som:
jag II. Bestäm din kunskapsnivå med hjälp av följande schema:
IV. Analysera felen. |
För att komma ihåg olika organismers andning, låt oss arbeta med testet.
Svarskoden finns på tavlan:
1-a;
2-b;
3-b;
4-tum;
5-a;
6-a;
7-b;
8-a. (5 minuter.)
Testets slutsats:
1. Alla levande organismer andas.
2. Vid andning absorberas O 2 och CO 2 frigörs.
3. O 2 transporteras till celler och vävnader av röda blodkroppar.
4. Syre är nödvändigt för oxidation av ämnen och frigöring av energi. (2 minuter.)
Vilka organ hos ryggradsdjur är involverade i andningen? (10 minuter.)
Eleverna arbetar med tabeller "Andningsorgan hos ryggradsdjur".
Vikten av andning hos människor (5 min.)
1. En person i hermetiskt slutna rum behöver 2 m 3 luft på 1 timme.
2. 1846 - skeppet "Mary Soames" - en bataljon soldater som gömde sig i lastrummet dog, även om skeppet förblev oskadat.
3. Syresvält i > 6 minuter leder till döden, eftersom det inte finns någon syretillförsel i kroppen och O2 måste tillföras jämnt till kroppen.
Andningsvägarna genom vilka O2 passerar in i kroppen börjar med näshålan, sedan rör sig luften genom struphuvudet, luftstrupen, bronkierna och slutar sin väg i lungblåsorna.
Låt oss nu titta på strukturen i luftvägarna.
2. Infoga de saknade orden i texten:
Du måste andas igenom...
Näshålan är fodrad..., täckt med många..., som behåller...
Celler i näshålan utsöndrar..., vilket fångar dammpartiklar och bakterier.
IV. Skriv ner nya ord i din anteckningsbok och förklara dem.
V. Förbered muntliga svar på frågor om texten i läroboken(på sidan 140, avsnittet "Testa dina kunskaper").
Arbeta skriftligt i din anteckningsbok
Arbeta muntligt
Arbeta i grupp: Grupp 1 – näshåla; Grupp 2 – struphuvudet,
Grupp 3 – lungor; Grupp 4 – expertgrupp (förbereder frågor till varje grupp). (10 minuter.)
Att slutföra uppgift III, IV. (3 min.). Undersökning.
Diskussion av bedömningar. (2 minuter.)
Mänskliga behov.
För att leva, vara friska och lyckliga behöver människor mat, luft, sömn osv. En person tillfredsställer självständigt dessa behov under hela sitt liv. De beror till stor del på beteendet eller livsstilen hos en person. Sjukdomen stör också behovstillfredsställelsen och leder till obehag.
1943, amerikansk psykolog A. Maslow utvecklat en teori om den behovshierarki som bestämmer (direkt) mänskligt beteende. Enligt hans teori är vissa behov viktigare för en person än andra. Denna bestämmelse gjorde det möjligt att klassificera dem enligt ett hierarkiskt system: från fysiologisk (lägsta nivå) till behov av självuttryck (högsta nivå).
A. Maslow arrangerade 14 vitala mänskliga behov i prioritetsordning för deras tillfredsställelse: från den lägsta fysiologiska, medfödda till den högsta psykosociala, förvärvad i processen av tillväxt och utveckling, i form av en pyramid. Samtidigt, vid basen av pyramiden finns det lägre fysiologiska behov, eftersom de är grunden för mänskligt liv, utan dem är livet i ordets biologiska mening omöjligt. Om en person inte tillfredsställer dessa behov, kommer han helt enkelt att dö, som alla levande varelser på jorden.
Människors förmåga att tillfredsställa sina behov varierar och beror på flera faktorer: ålder, miljö, kunskaper, färdigheter, önskemål och förmågor hos personen själv. Först och främst tillfredsställs behov av lägre ordning, d.v.s. fysiologisk.
Fysiologiska behov
För att leva behöver en person tillfredsställa de fysiologiska behoven av luft, mat och vatten. Dessutom behöver var och en av oss rörelse, sömn, uppfylla fysiologiska behov, samt kommunicera med människor och tillfredsställa våra sexuella intressen.
Man bör komma ihåg att fysiologiska behov är desamma för alla människor, men tillgodoses i varierande grad.
Syrebehov(normal andning) är ett grundläggande fysiologiskt behov hos en person. Andning och liv är oskiljaktiga begrepp. Man lärde sig för länge sedan: dum spiro spero(lat.) - medan jag andas, hoppas jag. Många ord på ryska har en "andning" betydelse: vila, inspiration, ande, etc. Att upprätthålla detta behov bör vara en prioritet för sjuksköterskan. Hjärnbarken är mycket känslig för syrebrist. Med syrebrist blir andningen frekvent och ytlig (takypné), och andnöd uppträder. Till exempel leder en långvarig minskning av syrekoncentrationen i vävnader till cyanos: huden och synliga slemhinnor får en blåaktig nyans.
Genom att tillfredsställa behovet av syre upprätthåller en person den blodgassammansättning som är nödvändig för livet.
Behov av mat. Näring är viktigt för att upprätthålla hälsa och välbefinnande. Föräldrar, som tillfredsställer barnets behov av balanserad näring, visar inte bara föräldravård, utan ger också barnet möjlighet till normal tillväxt och utveckling. En hälsosam kost för vuxna hjälper till att eliminera riskfaktorer för många sjukdomar. Till exempel orsakas kranskärlssjukdomar av att äta mat rik på mättade animaliska fetter och kolesterol.
Låt oss notera att ett otillfredsställt mänskligt behov av näring ofta leder till en försämring av välbefinnande och hälsa.
Vätskebehov. En frisk person bör dricka 12,5-3 liter vätska dagligen. Denna mängd vätska fyller på fysiologiska förluster i form av urin, svett, avföring och avdunstning under andning. För att upprätthålla vätskebalansen måste en person konsumera mer vätska än de utsöndrar, annars uppstår tecken på uttorkning. Patientens förmåga att undvika många komplikationer beror på sjuksköterskans kunskaper och färdigheter för att förutse uttorkning.
Behovet av fysiologiska funktioner. Den osmälta delen av maten utsöndras från kroppen i form av avföring. Handlingen med avföring och urinering är individuell för alla, och deras tillfredsställelse kan inte försenas under lång tid. De flesta anser att dessa processer är personliga och intima och föredrar att inte diskutera dem. I detta avseende ska sjuksköterskan, samtidigt som den ger hjälp till patienten,
som har problem med att tillgodose fysiologiska behov ska vara särskilt lyhörd och, med respekt för personens rätt till tystnadsplikt, ge denne möjlighet till privatliv.
Mängden syre som konsumeras av en person på fastande mage i ett tillstånd av muskelvila, liggande, är en indikator på den metabolism som är nödvändig för att bibehålla kroppens vitala funktioner i vila, d.v.s. basal metabolism. Grundläggande mänsklig metabolism kännetecknas av syreförbrukning i intervallet 200-250 ml/min med energiförbrukning på cirka 1-1,2 kcal/min. Basalmetabolismen påverkas av kön, ålder, vikt och kroppsyta, livsmedelssammansättning, klimatförhållanden, omgivningstemperatur etc. Normen för basalenergimetabolismen hos en vuxen är 1 kcal per 1 kg vikt per timme.
Ökad syreförbrukning under arbetet är nödvändig för oxidation av nedbrytningsprodukter av kolhydrater i den aeroba fasen (mjölksyra), fetter, såväl som för återsyntesen av kvävehaltiga ämnen i den anaeroba fasen. Ju mer intensivt arbetet är, desto större är kroppens behov av syre. Inom vissa gränser finns ett linjärt samband mellan det utförda arbetets svårighetsgrad och syreförbrukningen. Denna följsamhet säkerställs genom ökat arbete i det kardiovaskulära systemet och en ökning av diffusionskoefficienten för syre genom lungvävnad. Diffusionskoefficienten ökar från 50 vid drift med 450 kg/min till 61 vid drift med 1590 kg/min.
Mängden syre per minut som krävs för fullständig oxidation av sönderfallsprodukter kallas syrebehovet, eller syrebehovet, medan den maximala mängden syre som kroppen kan ta emot per minut kallas syretaket. Syretaket för personer otränade för fysiskt arbete är cirka 3 l/min och för utbildade kan det nå 4-5 l/min.
Energikostnaderna för dynamiskt negativt arbete är cirka 50 % av energikostnaderna för dynamiskt positivt arbete. Att flytta en last längs ett horisontellt plan är alltså 9-16 gånger lättare än att lyfta en last.
Ris. 1. Dynamik för syreförbrukning under fysiskt arbete. Rutig kläckning - syreförbrukning under drift; horisontell skuggning - syrebegäran; vertikal skuggning - syreskuld. Bilden till vänster är ett medeltungt arbete; Bilden till höger visar arbete med progressiv syrgasskuld.
Syreförbrukning under dynamiskt positivt arbete visas i fig. 1. Som framgår av denna figur ökar syreförbrukningskurvan i början av arbetet och först efter 2-3 minuter etableras den på en viss nivå, som sedan bibehålls under lång tid (steady state). Kärnan i detta förlopp av kurvan är att arbetet till en början utförs med ofullständig tillfredsställelse av syrebehovet och som ett resultat med en ökande syreskuld, eftersom energiprocesserna i muskeln under dess sammandragning sker omedelbart, och tillförseln av syre på grund av trögheten i hjärt- och kärl- och andningssystemen är långsam. Och endast när syretillförseln helt uppfyller syrebehovet uppstår ett stadigt tillstånd av syreförbrukningen.
Syreskulden som bildas i början av arbetet återbetalas efter att arbetet upphör, under återhämtningsperioden, under vilken syreförbrukningen når den ursprungliga nivån. Detta är dynamiken i syreförbrukningen under lätt och måttligt arbete. Under tungt arbete uppstår i princip aldrig en stabil syreförbrukning, syrebristen i början av arbetet kompletteras med den syrebrist som bildas under det. I detta fall ökar syreförbrukningen hela tiden upp till syretaket. Återhämtningstiden med sådant arbete är betydligt längre. I det fall då syrebehovet under drift överstiger syretaket uppstår det så kallade falska stationära tillståndet. Det återspeglar syretaket, inte det verkliga syrebehovet. Återhämtningsperioden är ännu längre.
Således kan nivån på syreförbrukningen i samband med arbete användas för att bedöma hur allvarligt det utförda arbetet är. En jämn syreförbrukning under arbetet kan tyda på att syrebehovet är helt tillfredsställt, att ansamling av mjölksyra i muskler och blod inte sker och att den hinner syntetiseras till glykogen. Frånvaron av ett stabilt tillstånd och en ökning av syreförbrukningen under arbetet indikerar svårighetsgraden av arbetet, ackumuleringen av mjölksyra, som kräver syre för dess återsyntes. Ännu svårare arbete kännetecknas av ett falskt steady state.
Varaktigheten av återhämtningsperioden för syreförbrukning indikerar också större eller mindre svårighetsgrad av arbetet. Vid lätt arbete är syreskulden liten. Den resulterande mjölksyran lyckas för det mesta syntetiseras om till glykogen i musklerna under arbetet, varaktigheten av återhämtningsperioden överstiger inte flera minuter. Efter hårt arbete sjunker syreförbrukningen först snabbt och sedan mycket långsamt, den totala varaktigheten av återhämtningsperioden kan nå -30 minuter eller mer.
Att återställa syreförbrukningen innebär inte att man återställer de försämrade funktionerna i kroppen som helhet. Många funktioner i kroppen, till exempel tillståndet för andnings- och kardiovaskulära system, andningskoefficient, biokemiska processer, etc., har ännu inte nått den initiala nivån vid det här laget.
För analys av gasutbytesprocesser kan förändringar i andningskoefficienten CO 2 /O 2 (RK) vara av särskilt intresse.
I ett stadigt tillstånd av syreförbrukning under drift kan DC indikera de oxiderade ämnenas natur. Under hårt arbete ökar DC till 1, vilket indikerar oxidation av kolhydrater. Efter arbete kan DC vara större än 1, vilket förklaras av en kränkning av syra-basbalansen i blodet och en ökning av koncentrationen av vätejoner (pH): det ökade pH-värdet fortsätter att excitera andningscentrumet och, eftersom ett resultat av detta tvättas koldioxid intensivt ur blodet medan syreförbrukningen minskar, dvs i förhållandet CO 2 /O 2 ökar täljaren och nämnaren minskar.
I ett senare skede av återhämtningen kan DC vara lägre än den initiala pre-working-indikatorn. Detta förklaras av det faktum att under återhämtningsperioden frigörs alkaliska blodreserver och koldioxid behålls för att bibehålla normalt pH.
Vid statiskt arbete är syreförbrukningen av en annan karaktär. I förlossningsprocessen är det mest konkreta uttrycket för statiskt arbete att bibehålla en persons arbetsställning. Arbetsställning som balanstillstånd för kroppen kan utföras för att aktivt motverka yttre krafter; i detta fall uppstår långvarig tetanisk muskelspänning. Denna typ av statiskt arbete är mycket oekonomiskt när det gäller innervation och energi. Arbetsställningen, där balansen upprätthålls genom att anpassa sig till tyngdkraftens riktning, är mycket mer ekonomisk, eftersom man i detta fall noterar tonisk snarare än tetanisk muskelspänning. I praktiken observeras båda typerna av statiskt arbete, som ofta ersätter varandra, men ur arbetsfysiologisk synvinkel är statiskt arbete åtföljt av tetanisk spänning av primär betydelse. Dynamiken för syreförbrukning med denna typ av statiskt arbete visas i fig. 2.
Diagrammet visar att under statisk spänning är syreförbrukningen betydligt mindre än syrebehovet, det vill säga muskeln arbetar nästan under anaeroba förhållanden. Under tiden omedelbart efter arbetet ökar syreförbrukningen kraftigt för att sedan gradvis minska (Lingard-fenomenet), och återhämtningsperioden kan vara lång, så nästan allt syrebehov är tillfredsställt efter arbetet. Lingard gav följande förklaring till fenomenet han upptäckte. Med tetanisk muskelkontraktion, på grund av kompression av blodkärl, skapas ett mekaniskt hinder för blodflödet och därigenom för leverans av syre och utflödet av nedbrytningsprodukter - mjölksyra. Statiskt arbete är anaerobt, därför beror det karakteristiska hoppet mot ökad syreförbrukning efter arbete på behovet av oxidation av nedbrytningsprodukter som bildas under arbetet.
Denna förklaring är inte uttömmande. Baserat på lärorna från N. E. Vvedensky kan låg syreförbrukning under statiskt arbete inte bero på en mekanisk faktor som på en minskning av ämnesomsättningen på grund av tryckreflexpåverkan, vars mekanism är som följer. Som ett resultat av statisk spänning (kontinuerliga impulser från muskeln) går vissa celler i hjärnbarken in i ett tillstånd av stark långvarig excitation, vilket i slutändan leder till hämmande fenomen som en parabiotisk blockering. Efter upphörandet av statiskt arbete (pessimalt tillstånd) börjar en period av upphöjelse - ökad excitabilitet och, som en konsekvens, en ökning av ämnesomsättningen. Tillståndet av ökad excitabilitet sträcker sig till andnings- och kardiovaskulära centra. Den beskrivna typen av statiskt arbete är lågenergikrävande, syreförbrukningen, även med mycket betydande statisk spänning, överstiger sällan 1 l/min, men trötthet kan uppstå ganska snabbt, vilket förklaras av förändringar som har skett i centrala nervsystemet .
En annan typ av statiskt arbete - att bibehålla en pose genom stärkande muskelkontraktion - kräver lite energiförbrukning och är mindre tröttsamt. Detta förklaras av sällsynta och mer eller mindre enhetliga impulser från det centrala nervsystemet, karakteristiska för tonisk innervation, och egenskaperna hos själva kontraktila reaktionen, sällsynta och svaga impulser, viskositet och enhet av impulser, och stabilitet i effekten. Ett exempel är en persons vanliga stående position.
Ris. 2. Schema för Lingard-fenomenet.
Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan
Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.
Postat på http://www.allbest.ru
1. Hypoxi
Hypoxi - syrebrist - ett tillstånd som uppstår när det finns otillräcklig tillförsel av syre till kroppens vävnader eller en kränkning av dess användning i processen för biologisk oxidation. Kroppens kompensatoriska reaktion är att öka nivån av hemoglobin i blodet. Utlösaren för utvecklingen av hypoxi är associerad med hypoxemi - en minskning av syrehalten i arteriellt blod.
En frisk kropp kan hamna i ett tillstånd av hypoxi om behovet av syre (syrebehov) är högre än förmågan att tillfredsställa det. De vanligaste orsakerna till detta tillstånd är:
2. tillfälligt upphörande eller försvagning av lungventilationen vid dykning till olika djup;
3. ökande syrebehov vid muskelarbete.
I de två första situationerna, med ett bevarat eller till och med minskat behov av syre, minskar möjligheten att erhålla det, medan vid muskelarbete släpar möjligheten att ge syre efter det växande behovet som är förknippat med ökad energiförbrukning. Att vistas på höjden, utföra fysiskt arbete, dyka till olika djup är en normal del av förekomsten av många högre organismer, vilket indikerar möjligheten att anpassa sig till de hypoxiska tillstånd som uppstår i dessa fall.
2. Fria radikaler
Enligt moderna koncept förvandlas cirka 2% av allt syre som kommer in i kroppen till fria radikaler - aggressiva fragment av molekyler som förstör kroppen. Det har fastställts i ett stort antal experiment att fria radikaler tar bort mer än ett dussin år av våra liv och provocerar fram de farligaste sjukdomarna, som cancer, hjärtsjukdomar, hjärnsjukdomar etc. Av alla faktorer som förstör kroppen skador på den av fria radikaler brukar placeras i första hand. Fria radikaler oxiderar kroppen, med andra ord bidrar de till dess försurning. (Lomonosov och Lavoisier jämförde också andning med förbränning.) Vissa forskare formulerar det så här: åldrande försämrar. Allt verkar logiskt: ju mindre syre kommer in i kroppen, desto färre fria radikaler, desto långsammare försurning, desto längre livslängd. Med hjälp av de mest kraftfulla ämnena som neutraliserar fria radikaler var det möjligt att förlänga djurens liv med 60%.
3. Anpassning
Livets huvuduppgift är att anpassa sig, med andra ord, att anpassa sig till miljön. Naturen var uppenbarligen tvungen att ta hand om detta och förse organismer med lämpliga mekanismer. Och en sådan universell mekanism finns. Den består av följande.
Antag att någon skadlig destruktiv effekt har gjorts på kroppen och att destruktiva förändringar har inträffat i kroppen. Som svar på detta lanseras restaureringsprocesser i den. Men naturens visdom ligger i det faktum att efter den fullständiga återställandet av den förstörda funktionen inträffar den så kallade superrestaureringen. Det vill säga att kroppen under en tid blir ännu mer motståndskraftig än den var tidigare.
Det är på denna princip som till exempel fysisk träning av idrottare bygger. Fysisk aktivitet leder till en viss förstörelse av strukturerna i muskler eller andra celler, varefter de förstörda strukturerna under vila återställs först till det normala och sedan bortom det normala. Om varje efterföljande träning utförs i ögonblicket för superåterhämtning, kommer idrottaren ständigt att utvecklas. Det är mycket viktigt att notera att varje kroppsfunktion reagerar olika på stress. Således behöver idrottare vanligtvis träna flera gånger i veckan; högtränad varje dag och mer än en gång. Belastningens intensitet är också oerhört viktig. Om den är liten kommer inte tillräcklig förstörelse att ske i kroppen, då kommer inte heller superåterhämtning och ökning av kroppens motstånd att ske. Om belastningen är för hög uppstår ett så kallat anpassningsfel med svåra konsekvenser för kroppen.
Det är anmärkningsvärt att alla funktioner i kroppen är föremål för principen om super-återhämtning. Förespråkare av livslängd, till exempel, kan vara intresserade av detta faktum. Fysiker från Pushchino-centret genomförde en engångsstrålning av unga möss med en viss stråldos. Som svar på bestrålning visade mössen en liten ökning av mutationer i sina DNA-molekyler. Men med tiden återgick djurens tillstånd till det normala. Sedan blev de friskare än vanligt: de led mindre, framför allt av cancer, och deras förväntade livslängd ökade markant.
Så vår kropp, som svar på en skadlig destruktiv påverkan, svarar med en adaptiv reaktion, vilket gör den mer motståndskraftig mot denna påverkan, och ibland inte bara mot den utan också mot vissa andra. I det första fallet har vi att göra med specifik anpassning, i det andra med ospecifik eller generell anpassning.
Genom att på ett klokt sätt använda kroppens förmåga att anpassa sig kan vi göra vår kropp starkare, mer motståndskraftig, friskare och avsevärt öka vår förväntade livslängd! Förmågan att anpassa sig till hypoxi (syrebrist) upptar en av de första platserna här.
4. Adaptiva strategier
De huvudsakliga adaptiva strategierna för alla tre övervägda fall av hypoxi är vanliga:
1. försök att upprätthålla kroppens energiförsörjning, det vill säga ATP-syntes, på den nivå som krävs genom att kämpa för syre;
2. minska kroppens behov av energi, det vill säga minska aktiviteten och ämnesomsättningen;
3. använda anaeroba processer för ATP-syntes, men öka toleransen, det vill säga förmågan att tolerera förändringar i syra-basbalansen.
Men med tanke på den grundläggande likheten mellan adaptiva mekanismer lämnar ursprunget till det hypoxiska tillståndet ett visst avtryck på anpassningsstrukturen. Till exempel, under höga höjder, i kampen för syre, faller huvudbelastningen på transportsystem (andning och blodcirkulation), vilket leder till en adaptiv ökning av deras kraft. Men vid dykning är denna strategi meningslös och att säkerställa att syretillförseln till vävnader uppnås genom att öka dess reserver i kroppen. Det är också uppenbart att minskning av aktiviteten och följaktligen ämnesomsättningsnivån är en bra strategi för att anpassa sig till dykning eller vistas på höga höjder, men det är oacceptabelt när man utför muskelarbete.
Ändå finns det många vanligare drag i anpassning till hypoxi av olika ursprung än skillnader, så vi kommer att överväga i detalj bilden av anpassning till hypoxi på hög höjd och sedan vända oss till egenskaperna hos adaptiva förändringar under muskelarbete och dykning.
5. Anpassning till hypoxi under muskelarbete
Hela organismens reaktion när man utför muskelarbete syftar både till att säkerställa muskelaktivitet och samtidigt upprätthålla grundläggande homeostatiska parametrar. Orsaken till hypoxi är den ökade energiförbrukningen av ATP och följaktligen det kraftigt ökande behovet av muskler för syre, som aktivt spenderas på processerna för oxidativ fosforylering i mitokondrier. Under kortvarig anpassning sker neuroendokrin stimulering av transportsystem: volymen av lungventilation och hjärtminutvolymen ökar. Blodflödet omfördelas till förmån för de arbetande musklerna, hjärtat, hjärnan på bekostnad av de inre organen och huden (så att med högintensivt arbete kan anemi i de inre organen till och med observeras). Samtidigt begränsas aktiveringen av andnings- och cirkulationssystemen både av deras strukturella och funktionella förmågor och av funktionaliteten hos den centrala apparaten för deras reglering. En otränad organism har mindre av dessa förmågor än en tränad. Frekvensen, men inte andningsdjupet, ökar, det finns en diskordination mellan ventilation och blodflöde i lungorna, samt mellan andning och rörelser, hjärtminutvolymen ökar främst på grund av en ökning av hjärtfrekvensen. Således, som med hypoxi på hög höjd, finns det en maximal nivå och oekonomisk hyperfunktion av de system som är ansvariga för anpassning och förlust av funktionell reserv. Som ett resultat visar sig motoriska reaktioner vara otillräckliga i intensitet, varaktighet och noggrannhet. Under långvarig träning, såväl som under anpassning till bergshypoxi, överförs huvudbördan från transportprocesser till processer för syreanvändning, för att öka deras effektivitet. Mindre syre förbrukas per utförd arbetsenhet. Allt detta stöds av förändringar på molekylär, subcellulär, cellulär och vävnadsnivå. Samtidigt ökar kraften och effektiviteten i motorsystemets funktion, och den intermuskulära koordinationen förbättras.
Funktioner för anpassning till hypoxi under muskelarbete manifesteras i naturen av förändringarna som observeras i själva musklerna, beroende på svårighetsgraden och varaktigheten av fysisk aktivitet. Vid måttliga men långvariga belastningar är graden av hypoxi som uppstår lägre än vid intensivt arbete, som inte kan utföras under lång tid.
I detta avseende, med konstant träning för måttligt arbete, tillväxten av det vaskulära nätverket i muskler, hjärta, lungor, en ökning av antalet mitokondrier och förändringar i deras egenskaper, en ökning av syntesen av oxidativa enzymer, ökad erytropoes, leder till en ökning av syrekapaciteten i blodet, kan minska nivån av hypoxi eller förhindra det . Att utföra intensivt arbete leder till hypoxi under vilken träningsperiod som helst. Det specifika med sådant arbete är att förbrukningen av syre och oxidationssubstrat i muskler per tidsenhet är så stor att det är orealistiskt att snabbt fylla på sina reserver genom att öka transportsystemens arbete. Muskler som kan utföra en sådan belastning arbetar faktiskt självständigt och förlitar sig på sina egna resurser. Processerna för anaerob glykolys kommer i förgrunden - ineffektiva, åtföljda av ackumulering av en oönskad metabolit - mjölksyra och följaktligen en förändring i pH, men de enda pålitliga i denna situation.
Därför, i processen för anpassning till intensivt (vanligtvis kortvarigt) arbete, utvecklas ett annat utbud av adaptiva anpassningar i musklerna än till långvarigt måttligt arbete. Kraften i det anaeroba glykolyssystemet ökar på grund av ökad syntes av glykolytiska enzymer, och reserverna av glykogen och kreatinfosfat - energikällor för ATP-syntes - ökar. Kraften hos det endoplasmatiska retikulum i muskelfibrer och mängden Ca2+ som lagras i det, vilket spelar en stor roll vid sammandragning, ökar. Detta gör att du kan svara med en kraftfull salva av kalcium från nätverkstanken som svar på en excitationsimpuls som kommer till musklerna och därigenom öka sammandragningskraften. Biosyntesen av kontraktila proteiner förbättras och aktiviteten hos ATPase, enzymet som bryter ner ATP, nödvändigt för sammandragning, ökar.
Alla dessa reaktioner eliminerar inte utvecklingen av vävnadshypoxi och leder till ackumulering av stora mängder underoxiderade produkter. Därför är en viktig aspekt av adaptiva reaktioner i detta fall bildandet av tolerans, det vill säga motstånd mot pH-skiftningar. Detta säkerställs genom en ökning av kraften i buffertsystemen i blodet och vävnaderna, en ökning av den så kallade alkaliska reserv i blodet. Kraften hos antioxidantsystemet i musklerna ökar också, vilket försvagar eller förhindrar lipidperoxidation av cellmembran - en av de främsta skadliga effekterna av stressresponsen.
Vid träning för intensivt arbete minskar andningscentrets känslighet för koldioxid, vilket skyddar andningsorganen från onödig överansträngning. När man systematiskt utför måttlig fysisk aktivitet, åtföljd av ökad lungventilation, ökar andningscentret tvärtom känsligheten för CO2, vilket beror på en minskning av dess innehåll på grund av läckage från blodet under ökad andning.
6. Anpassning av organismer till hypoxi under dykning
Om en organism som andas luft genom lungorna tvingas sjunka ner under vatten, uppstår hypoxi på grund av oförmågan att extrahera syre från vattnet eller föra det med sig under vattnet i obegränsade mängder. När energiresurserna är uttömda och det råder syrebrist sätter kroppen på anaerob glykolys, vilket leder till samma konsekvenser som vid hypoxi på hög höjd. Varaktigheten av vistelsen under vatten är från 1-4 minuter för en person. Samtidigt som man följer de allmänna strategierna för anpassning till hypoxi under dykning, kommer dess specifika egenskaper också till uttryck. På grund av behovet av att hålla andan under vattnet blir det omöjligt att aktivera extern andning, vilket är typiskt för kortvarig anpassning till höghöjdshypoxi eller hypoxi under muskelarbete. Därför manifesteras kampen för att upprätthålla syrehomeostas tydligast i ökningen av syrereserver som bärs under vatten. Huvudtillförseln av syre för dykare finns inte i lungorna, utan i blodet och musklerna, i kombination med Hb och Mb (myoglobin). En hög koncentration av Hb i kombination med proliferationen av kärlbädden leder till en signifikant ökning av blodets syrekapacitet. Vid dykning är en minskning av den allmänna ämnesomsättningen och energibehovet i de flesta organ och vävnader särskilt uttalad. Detta beror på avslappning av de flesta av musklerna och en minskning av den funktionella aktiviteten hos de flesta organ, inklusive hjärtat. Blodsyre används främst för att försörja hjärtat och hjärnan. Under nedsänkningen kopplas blodtillförseln till resten av kroppen från det allmänna blodflödet på grund av närvaron av speciella sfinktrar. Efter att ha använt syreförsörjningen i samband med myoglobin, byter skelettmuskler och andra organ som inte har blodtillförsel till ett anaerobt energitillförselläge. Kraften hos anaerob glykolys är hög och gör att du kan förse kroppen med energi under lång tid. Metaboliter som ackumuleras i stora mängder - respirationsaktivatorer - kan inte nå de huvudsakliga receptorzonerna som skickar signaler till andningscentrumet. Först efter att ha flytit till ytan kommer mjölksyra in i huvudblodet, och andningsintensiteten ökar avsevärt. Eftersom CO2 och sura metaboliter minskar styrkan i bindningen av Hb till syre, när de ackumuleras, sker en mer fullständig frisättning av syre till vävnader.
7. Skillnader i adaptiva strategier
I alla övervägda exempel på anpassning till hypoxi används samma grundläggande adaptiva strategier, som kombinerar processer som syftar till att upprätthålla syrehomeostas med ökande motståndskraft mot syrebrist, inklusive genom att minska behovet av det. De befintliga skillnaderna är i de flesta fall kvantitativa till sin natur (till exempel i nivån av minskning av basalmetabolism eller i koncentrationen av myoglobin), men ibland är de mycket grundläggande (till exempel en minskning av andningscentrumets känslighet för CO2 i dykande organismer och dess adaptiva ökning av invånare i höga berg). Universella utlösare av adaptiva processer förekommer på alla nivåer av reglering.
8. Hypoxisk träning
Kroppen behåller ett genetiskt minne av liv i miljöer med låg syrehalt och anpassar sig vid behov relativt lätt till hypoxi. Till exempel vet vilken sportspecialist som helst att av alla fysiska egenskaper (hastighet, styrka, etc.) är det uthållighet, som är förknippat med utvecklingen av anpassning till syrebrist, som är lättare att träna än andra. Detsamma gäller för hypoxisk träning.
Som under all träning eller belastning sker ett antal destruktiva processer under hypoxisk träning, som är så nödvändiga för efterföljande superåterhämtning.
9. Förändringar i kroppen
När anpassningen till syrebrist utvecklas börjar förändringar ske i kroppen som gör vår kropp mer motståndskraftig mot syresvält – förändringar som gör kroppen friskare och låter den leva längre! Djupgående biokemiska och strukturella förändringar inträffar. Vi talar om anpassning av cellulära strukturer till nya driftsförhållanden.
Orsakerna till biokemiska anpassningsreaktioner under hypoxisk exponering verkar vara förändringar i intracellulär metabolism och en avmattning i förnyelsen av biomembran. Partiell förstörelse av biomembrankomponenter frisätter proteolytiska enzymer, vilket i sin tur leder till nedbrytning av vissa proteiner och bildandet av polyceptider. De senare spelar rollen som regulatorer av DNA- och RNA-syntes.
Aktivering av proteinsyntes, som sker under förhållanden av ackumulering av underoxiderade produkter, leder till modifiering av strukturen och egenskaperna hos makromolekyler, skapar en säkerhetsmarginal för biokemiska reaktioner och möjligheten att deras fulla förekomst under förhållanden med låg syrehalt.
Samtidigt med omstruktureringen av strukturen i den oxidativa fosforyleringskedjan inträffar processen för aktivering av anaerob glykolys, vilket bidrar till kroppens energiförsörjning.
Strukturella förändringar sker i celler, särskilt i cellmembran. Sammansättningen av enzymer etc förändras till det bättre, i allmänhet får celler förmågan att bättre utnyttja och använda syre.
Mikrocirkulationen i organ och vävnader förbättras på grund av öppnandet av reservkapillärer, såväl som bildandet av nya kärl. Blodets syretransportfunktion ökar och den röda grodden i benmärgen stimuleras och hemoglobinhalten ökar också. I kliniska studier på organ- och systemnivå, när anpassning till hypoxiska belastningar inträffar, observeras ett antal effekter:
1. Förbättring av mikrocirkulationen i organ och vävnader på grund av öppnandet av reservkapillärer, samt bildandet av nya, tidigare obefintliga kärl. Öka blodets syretransportfunktion på grund av frisättning av blodkroppar från depån och stimulering av den röda grodden i benmärgen, samt öka hemoglobinhalten.
2. Immunmodulerande effekt, som uttrycks genom undertryckande av patologiska komponenter i immunsystemet och aktivering av depressiva komponenter. Det finns en ökning av antalet antikroppsproducerande celler och syntesen av immunglobuliner och aktivering av fagocytos. Aktiviteten av allergiska reaktioner minskar.
3. Öka aktiviteten av antioxidantsystemet - systemet för att skydda cellmembran. Aktiviteten av lipidperoxidation i cellmembran minskar.
4. Mobilisering av endokrina mekanismer för funktionell reglering "hypothalamus-hypofys-binjurebarken", som realiseras genom att öka nivån av allmänt motstånd i kroppen i förhållande till olika extrema miljöfaktorer.
5. Ökad motståndskraft mot kemiska förgiftningar (inklusive läkemedel, till exempel under kemoterapi), mot fysiska miljöfaktorer.
6. Antistresseffekt. Tillståndet av kronisk stress kännetecknas av närvaron av ett dominerande stillastående fokus i centrala nervsystemet, karakteristiska förändringar i blodets formel och biokemi.
7. Ökad prestation, minskad trötthet, regression av de sjukdomar som de kom in med. Mot bakgrund av förbättrad hälsa är det möjligt att minska den dagliga dosen av läkemedelsunderhållsbehandling.
8. Strålskyddseffekt. För det första, kronologiskt - detta är det första seriösa testet av metoden på kliniken (1975). Det har visat sig att användning av hypoxisk träning under preoperativ strålbehandling av maligna neoplasmer kan öka den totala fokala stråldosen med 25 %. Om vi anser att denna grupp av patienter är mycket talrik, blir möjligheten att använda hypoxisk strålbehandling uppenbar. För det andra kallas den strålskyddande effekten av hypoxi vanligtvis specifik, eftersom den är direkt relaterad till patogenesen av strålningssjuka, vilket förhindrar en ökning av koncentrationen av syreradikaler. För det tredje är det metodologiska tillvägagångssättet för hypoxiradioterapi något annorlunda: under hela varaktigheten av strålningsexponeringen (till exempel en gammaterapisession) är patienten kontinuerligt i ett tillstånd av doserad hypoxi och andas konstant in HGS-10.
Men förutom specifik anpassning, det vill säga anpassning specifikt till hypoxi, utvecklas också ospecifik anpassning - kroppen som helhet blir mer motståndskraftig. Detta sker på grund av förstärkningen av endokrina mekanismer - hypotalamus/hypofysen/binjurebarken, etc.
Under påverkan av hypoxisk träning får vår kropp förmågan att bättre förse sig med mindre syre. Nu är våra celler, vävnader och organ bättre skyddade från syresvält.
Och dessutom, eftersom mindre syre kommer in i kroppen, bildas mindre fria radikaler.
10. Hypoxiterapi
hypoxisk adaptiv normobarisk
Hypoxisk terapi är en teknik för att förbättra funktionstillståndet, prestationsförmågan, vitaliteten och livskvaliteten hos en sjuk person genom doserade hypoxiska effekter.
Även med en lätt hypoxisk belastning reagerar människokroppen våldsamt, inklusive ett stort antal skyddsmekanismer för självreglering. Användningen av dessa kraftfulla mekanismer utgjorde grunden för den behandlingsmetod som föreslogs på 1970-talet av Prof. R.B. Strelkov (nu ordförande för Academy of Hypoxia Problems) - metoden för "Intermittent normobarisk hypoxisk terapi".
Under de senaste åren har vi sett ett ökat intresse för naturliga metoder för förebyggande och behandling. Dessa inkluderar örtmedicin, magnetisk laserterapi, saltgrottor och ett antal andra metoder och tillvägagångssätt, inklusive homeopatiska. Intermittent normobarisk hypoxisk terapi (INH) passar naturligt in i denna cirkel som en naturlig stimulans för ospecifik motståndskraft hos människokroppen (”Mountain Air”-metoden).
Idag använder många kliniker hypoxisk terapi vid behandling av neurocirkulatorisk dystoni, kranskärlssjukdom, hypertoni, organiska och funktionella störningar i det centrala nervsystemet, bronkial astma, anemi, astenoneurotiska och psykasteniska tillstånd.
Fysiologiska, psykofysiologiska, biokemiska och immunologiska mekanismer för den helande effekten av hypoxiterapi används för att öka fysisk, mental och operatörsprestanda, tolerans mot temperatur, buller, gravitationell och vestibulär påverkan.
Under behandlingen upplever patienterna en förbättring av sitt allmänna välbefinnande, ökat motstånd mot stressiga situationer, en minskning av allmän psyko-emotionell stress, huvudvärk förknippad med överansträngning försvinner, sömnen förbättras, irritabilitet och trötthet minskar och prestationsförmågan ökar. Forskning under senare år har visat att hypoxisk behandling har en djupgående normaliserande effekt på hela kroppen, kolhydrater, fett, protein och elektrolytmetabolism förbättras, mikrocirkulationen återställs och energiprocesser på cellnivå ökar. Detta gjorde det möjligt att framgångsrikt tillämpa metoden för att behandla allvarliga sjukdomar. Som ett resultat av vetenskaplig forskning har goda resultat erhållits vid behandling och förebyggande av kranskärlssjukdom, högt blodtryck, bronkialastma, reumatoid artrit, och det har skett en betydande minskning av dödligheten efter hjärtinfarkt. Hypoxiterapi har egenskapen att öka immuniteten. Efter avslutad kurs ökar kroppens motståndskraft mot infektioner med 3-5 gånger. För praktiskt taget friska människor är hypoxisk terapi indikerad för att öka fysisk (särskilt för idrottare) och mental prestation.
Som ett resultat är metoden för normobarisk hypoxisk terapi indikerad:
I. Praktiskt taget friska människor:
* att öka fysisk prestation och motstånd mot känslomässig överbelastning;
* för att öka motståndskraften mot biverkningar av farmakologiska medel (kemoterapeutiska läkemedel, etc.) och mot verkan av gifter av mineral- och animaliskt ursprung;
* att öka motståndskraften mot infektionssjukdomar;
* som ett förebyggande av komplikationer under förlossningen;
* för att öka varaktigheten av fysiskt och intellektuellt liv.
II. För behandling och rehabilitering av patienter:
* för kroniska sjukdomar i det kardiorespiratoriska systemet (hypertoni i steg 1-11, kranskärlssjukdom, kardioskleros efter infarkt, kronisk bronkit, bronkial astma);
* för sjukdomar i de hematopoetiska organen (hypoplastisk och järnbristanemi, hematopoetiska störningar efter strålning);
* för sjukdomar i mag-tarmkanalen (bortom det akuta stadiet);
* för kroniska inflammatoriska processer i könsorganet, för toxicos under andra hälften av graviditeten;
* för metabola störningar (diabetes, etc.);
* för asteniska och depressiva tillstånd, neuroser, somatiserade psykopatologiska syndrom);
* med minskat motstånd hos kroppen mot ogynnsamma miljöförhållanden (ekologiska, klimatiska och meteorologiska faktorer, stress, etc.).
Postat på Allbest.ru
...Liknande dokument
Mekanismen och den fysiologiska grunden för kroppens anpassning till hypoxi på hög höjd, olika organs känslighet för syrebrist och reaktionen på den. Sätt att eliminera överskott av mjölksyra. Anpassning till höga tryck och härdning.
abstrakt, tillagt 2009-09-20
Kroppens funktionella system. Externa och interna stimuli av människokroppen, uppfattning om tillståndet i den yttre miljön. Funktioner i människokroppen, fenomenet synestesi, synestetik. Funktioner av temperament när du väljer ett yrke.
abstrakt, tillagt 2013-06-02
Korsanpassning av kroppen till en miljöfaktor, dess främjande av anpassning till andra faktorer. Molekylär grund för mänsklig anpassning och dess praktiska betydelse. En levande organisms anpassningsförmåga till skadliga miljöfaktorer.
abstrakt, tillagt 2009-09-20
Kroppens behov av syre i vila och på jobbet. Anpassningsförmåga av andningsfrekvens och djup till förändrade förhållanden. Reaktioner på förändringar i koncentrationen av koldioxid och syre i blodet. Lokalisering och funktionella egenskaper hos andningsneuroner.
abstrakt, tillagt 2010-05-06
Den höga reaktiviteten hos molekylärt syre i grundtillståndet och bildandet av dess mycket aktiva former som kan döda en levande cell. Mekanismer för förekomst av reaktiva syreämnen. Handling, funktioner och huvudsakliga metoder för att skydda kroppen.
kursarbete, tillagt 2012-01-05
Målen att anpassa kroppen till förändrade tillvaroförhållanden. Snabb homeostatisk reglering av fysiologiska funktioner, sammansättning och egenskaper hos kroppens inre miljö. Funktionen hos det sympatiska binjuresystemet och katekolaminenergikällor.
abstrakt, tillagt 2009-09-20
Funktioner i cellens struktur, fysiologi och kemiska sammansättning. Typer och egenskaper hos tyger. Egenskaper hos ett organsystem - delar av kroppen som endast har sin karakteristiska form och struktur och utför en specifik funktion. Reglering av funktioner i kroppen.
abstrakt, tillagt 2010-03-07
Studie av strukturen, aktiviteten hos kroppens funktionella system, funktioner och principer för deras organisation. Teorier för att studera utvecklingsmönstren för ett barns kropp och särdragen i hur dess fysiologiska system fungerar i olika stadier av ontogenes.
test, tillagt 2009-08-08
Cellen är den grundläggande strukturella enheten i kroppen. Beskrivning av dess struktur, vitala och kemiska egenskaper. Struktur och funktioner hos epitel- och bindväv, muskel- och nervvävnader. Organ och en lista över det mänskliga organsystemet, deras syfte och funktioner.
presentation, tillagd 2012-04-19
Studiet av typerna av vävnader i den inre miljön - ett komplex av vävnader som bildar den inre miljön i kroppen och upprätthåller dess beständighet. Bindväv är kroppens huvudsakliga stöd. Trofisk, muskuloskeletal, skyddande funktion av vävnaden i den inre miljön.
