Экологическая ф.ч. Конспект лекций. Конспект лекций Донецк 2016
 Скачать 1.94 Mb.
|
|
локальной деформации (изменении механического напряжения структур в огра- ниченных участках тела), изменении взаимного расположения одних частей тела относительно других, в сообщении телу ускорения, обуславливающего изменение кинетики движения их действие приводит к возникновению в теле деформаций, которые могут быть преходящими (упругими, или обратимыми, в случае, если исчезают после пре- кращения внешней силы) необратимыми (не исчезающими после применения внешней силы и приводя- щими к возникновению в теле различного рода травм) ГРАВИТАЦИОННЫЕ силы земного притяжения, интенсивность которого зависит от собственного веса организма действуют одновременно на все структуры тела ВНУТРЕННИЕ внутримолекулярные и внутриатомные силы ВНЕШНИЕ механические силы, возникающие в теле при сокращении скелет- ной и гладкой мускулатуры 160 ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ГРАВИТАЦИОННЫХ СИЛ НА ЖИВОЙ ОРГАНИЗМ Действие гравитационных сил на организм в случае затруднения его движения в гравитационном поле (при наличии опоры, силы трения) ощущается проявляется возникновением субъективного ощущения собственного веса действие гравитационных сил на человека, касающегося какой-то опоры (будь-то по- верхность земли, пола, кровати), проявляется в его некотором СЖАТИИ (под действием земного притяжения), но при этом и развитии в тканях СОБСТВЕННОГО УПРУГОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ (упругих деформаций), препятствующего дальней- шему сжатию сжатия и растяжения кожи, надкостницы, мышц, связок, костей, натяжения и смещения каркасных элементов (соединительнотканных оболочек и стромы) и паренхимы органов, перемещения жидкостей в межклеточном пространстве (межклеточных щелях, со- судах, полостях тела и органов), растяжения стенок сосудов в связи с перемещением масс крови и лимфы проявляются в виде УПРУГИЕ ДЕФОРМАЦИИ в различных тканях в связи с существенными различиями механических их свойств, а также особенностями анатомического строения тела (пре- допределяющими механические связи между различными его структурами) являются неоднородными и могут проявляться в виде сжатия, растяжения, сдвига кручения 161 ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЛЯ ЭЛАСТИЧЕСКИХ СИЛ В ОРГАНИЗМЕ И ОЩУЩЕНИЯ СОБСТВЕННОГО ВЕСА ТЕЛА ПРИ ДЕЙСТВИИ НА ЖИВОТНЫЙ ОРГАНИЗМ ГРАВИТАЦИИ различные слои тела должны уравновешивать различные массы тела величина упругих сил в разных слоях тела оказывается неодинаковой в связи с чем возникновение в теле сложного поля эластических сил деформации тем сильнее, чем больше величина действующих сил и чем слабее механи- ческие связи между структурами тела При действии на животный организм гравитационных сил наибольшие напряжения возникают в ОПОРНО-СВЯЗОЧНОМ АППАРАТЕ, в связи с тем, что через него передается действие внешних сил на организм, на него приходится основная на- грузка по уравновешиванию весо- мой массы органов и тканей тела при этом РАЗДРАЖЕНИЕ различных МЕХАНОРЕЦЕПТОРОВ, одни из которых реагируют только на на- чало процесса упругой деформации тка- ней, другие – сохраняют свою активность на протяжении всего периода существова- ния поля эластических сил, обуславливая постоянное ощущение человеком собствен- ного веса как следствие, возникает ХАРАКТЕР ПОЛЯ ЭЛАСТИЧЕСКИХ СИЛ и ВЫРАЖЕННОСТЬ ДЕФОРМАЦИЙ в теле под действием гравитации не являются постоянными и зависят от положения тела относительно вектора гравитационного поля, площадии области тела, через которую передается реакция опоры, от характера движений человека при ВЕРТИКАЛЬНОМ ПОЛОЖЕНИИ человека кости его нижних конечностей, таза и позвоночника испытывают деформацию сжатия, в костях верхних конечностей, закрепленных в плечевом поясе, напротив, возникают деформа- ции растяжения в положении ЧЕЛОВЕКА СИДЯ, не касаясь опоры ногами, местом приложения внешних сил опоры является поверхность бедер и ягодиц в бедренных костях возникает сжатие, в голени – рястяжение при ПОГРУЖЕНИИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА В ВОДУ ПОЛЕ ЭЛАСТИЧЕСКИХ СИЛ, обусловленное действием гравитации, ОСЛАБЕВАЕТ настолько, сколько весит вытесненная телом жидкость при этом возникает субъективное ощущение потери веса, которое связано не с прекращением действия внешних сил, обуславливающих эффект веса, а с тем, что выталкивающая сила воды, выступающая в роли внешней силы, действует на большую часть поверхности тела но при этом все органы и ткани тела продолжают сохранять неизменным свой первоначальный вес, а, следовательно, и упругие напряжения, обусловленные их деформацией что обуславливает развитие нарушений координации движений тела 162 ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ВЕСА, ПЕРЕГРУЗКИ И НЕВЕСОМОСТИ ЖИВОТНОГО ФОРГАНИЗМА ЭФФЕКТ ВЕСА отражают ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТЕЛА: выраженность деформаций напряженность поля эластических сил в те- ле ДИНАМИЧЕСКАЯ НЕВЕСОМОСТЬ ПЕРЕГРУЗКА возникает в результате механических напряжений в тканях, противодействующих ГРАВИТАЦИОННЫМ СИЛАМ возникает в результате механических напряжений в тканях, противодействующих СИЛАМ, ПРЕВОСХОДЯЩИМ ГРАВИТАЦИОННЫЕ состояние тела, при котором в нем ОТСУТСТВУЮТ какие-либо МЕХАНИЧЕСКИЕ НАПРЯЖЕНИЯ, обуслов- ленные действием внешних сил 163 ВЛИЯНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ ГРАВИТАЦИИ НА КОСТНО-МЫШЕЧНУЮ СИСТЕМУ Переход животных из водной в НАЗЕМНУЮ СРЕДУ ОБИТАНИЯ УВЕЛИЧЕНИЕМ ГРАВИТАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ на организм, поскольку в водной среде вытал- кивающая сила воды, выступаю- щая в роли внешней силы, действует на большую часть поверхности тела, а не на ограниченную область (как это имеет место когда человек стоит, сидит или лежит на мягкой кровати) и способствует снятию большей части нагрузки с опор- но-двигательного аппарата сопровождался необходимость уравновешивания массы тела, постоянного преодоления действия грави- тационных сил при локомоциях обусловил значительное увеличение массы скелета, появление хорды, заменившейся в процессе эволюции позвоночным столбом, развитие мощной антигравитационной мускулатуры (преимущественно мышц- разгибателей с преобладанием медленных фазных единиц, способных к длительному тоническому напряжению) что предопределило относительная МАССА СКЕЛЕТА у наземных животных и птиц БОЛЬШЕ ТАКОВОЙ водных животных у наземных животных и птиц почти 50% от общей массы скелета приходится на те его отделы, которые имеют непосредственное отношение к уравновешива- нию силы тяжести направление костных трабекул в губчатом веществе большинства костей пол- ностью совпадает с направлением действия упругих сил, вызванных гравитаци- онным полем (расположение трабекул таково, что они всегда "работают" только на сжатие, но не на изгиб или скручивание) согласно данным сравнительной морфологии Закон Вольфа ВЫСОКИЕ НАГРУЗКИ всегда ведут к КОМПЕНСАТОРНОМУ РОСТУ КОСТЕЙ длительная гипервесомость животных сопровождается утолщением костей, разрастанием соединительной ткани, увеличением содержания коллагена в связочном аппарате действие динамической невесомости приводит к потере кальция и фосфора костной тканью, уменьшению прочности костей некоторой атрофии антигравитационнной мускулатуры у вторично водных млекопитающих (тюленей, дельфинов, ки- тов), у которых выталкивающее действие воды частично ком- пенсирует гравитационное притяжение Земли наблюдается некоторая редукция скелета, но при этом хорошее развитие локомоторной мускулатуры, по- скольку перемещение в воде сопряжено с преодолением значи- тельно большего сопротивления среды, чем в воздухе 164 ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ЖИВОТНЫХ В ЕСТЕСТВЕННОМ ГРАВИТАЦИОННОМ ПОЛЕ ЗЕМЛИ НА ФОРМИРОВАНИЕ СКЕЛЕТА Передвижение наземных животных с помощью конечностей УМЕНЬШЕНИЕ ТРЕНИЯ о по- верхность земли по сравнению с унду- лирующим способом движения обеспечило необходимость динамической фиксации подвижных сочленений, сохранения нормального положения тела в системе пространственных ко- ординат как в состоянии покоя, так и при движениях при той же мощности локомоторного аппарата ЗАТРАТЫ ЭНЕРГИИ, свя- занные с передвижением тела, значи- тельно УМЕНЬШИЛИСЬ развитие специальных мышечных групп формирование центров автоматичес- кого поддержания тонуса муску- латуры со сложной системой стати- ческих и статокинетических рефлексов благодаря чему обусловило что предопределило ОРТОСТАЗ у человека выраженное развитие ряда структур, обеспечивающих уравновешивание массы тела, развитие тканей, выполняющих роль амортизационных устройств (межпозвоноч- ные диски, мениски), появление изогнутости позвоночного столба, формирование сводчатости стопы, значительное развитие тазовых костей, обеспечивающих наряду с мышцами живо- та уравновешивание массы органов брюшной полости повышенную нагрузку не только на НИЖНИЕ КОНЕЧНОСТИ, но и на ОСЕВОЙ СКЕЛЕТ обусловил что предопределило к ПЕРЕМЕЩЕНИЮ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ на значительное расстоя- ние от поверхности земли но при этом привело обеспечения постоянного противо- действия силе тяжести, сохранения равновесия тела, как в состоянии покоя, так и при переме- щениях отдельных его частей в свя- зи с изменением позы и локомоциями что потребовало 165 ВЛИЯНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ ГРАВИТАЦИИ НА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТУЮ СИСТЕМУ НАЗЕМНЫХ ЖИВОТНЫХ ОРГАНИЗМОВ Действие естественной гравитации на СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТУЮ СИСТЕМУ человека ПРЯМЫМ путем ОПОСРЕДОВАННЫМ путем осуществляется гравитационные силы оказы- вают непосредственное влияние на МАССУ КРОВИ под действием силы тяжести по- является ВЕСОМАЯ МАССА КРОВИ в связи с чем заключается в том, что в возникновении ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ крови что проявляется МЕХАНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ окружающей среды создают определенный запрос на развитие и функционирование АНТИГРАВИТАЦИОННОЙ МУСКУЛАТУРЫ заключается в том, что УРОВЕНЬ ЭНЕРГОЗАТРАТ организма что во многом определяет интенсивность работы сердечно-сосудистой сис- темы, предопределяющая доставку субстратов окисления и кислорода к периферическим тканям, в том числе к экстензорной антигравитационной мускулатуре от которых зависит уровень доставки питательных веществ и ки- слорода определяет массу циркулирующей крови, в определенной мере – степень развития всей сердечно-сосудистой системы, в том числе и размеры сердца с увеличением линейных размеров животного увеличиваются размеры сердца, масса циркулирующей крови величина артериального давления 166 МОРФО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА В СВЯЗИ С ОРТОСТАЗОМ ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПОЗА человека расположение магистральных сосудов ВДОЛЬ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСИ тела обуславливает возникновение инерционного напора крови, обращенного к СОСУДАМ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ возникновение при вертикальной позе НАИБОЛЕЕ ВЫСОГО ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ в СОСУДАХ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ увеличение, наряду с артериальным, и ВЕНОЗНОГО ДАВЛЕНИЯ в нижних конеч- ностях повышение ГРАДИЕНТА ДАВЛЕНИЯ между венами нижних конечностей и венами, доставляющими кровь к сердцу облегчение ВЕНОЗНОГО ВОЗВРАТА от нижних конечностей к сердцу при одинаковой степени повышения давления в артериях и венах ЕМКОСТЬ ВЕН в силу большей растяжимости их стенок ВОЗРАСТАЕТ в НЕСКОЛЬКО РАЗ БОЛЬШЕ, чем артерий вместе с тем возникновение некоторого ВЕНОЗНОГО ЗАСТОЯ при длительном вертикальном по- ложении тела что может обусловить варикозное расширение вен нижних конечностей (т.н. плата за ортостаз) как следствие может развиться в норме препятствуют значительному ВЕНОЗНОМУ ЗАСТОЮ клапаны, имеющиеся в изобилии в венах нижних конечностей, сокращение скелетных мышц нижних конечностей, имеющее место при ходьбе, беге, любых позных движениях, которое сдавливает вены нижних конечностей и способствует венозному оттоку из них 167 СРОЧНЫЕ И ОТСРОЧЕННЫЕ ПЕРЕСТРОЙКИ В АППАРАТЕ КРОВООБРАЩЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА ПРИ РЕЗКОЙ ПЕРЕМЕНЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕЛА В ПРОСТРАНСТВЕ С ГОРИЗОНТАЛЬНОГО НА ВЕРТИКАЛЬНОЕ (при ортостатической пробе) Срочные адаптационные реакции в ответ на принятие телом человекавертикального по- ложения Резкая перемена положения тела человека в пространстве с горизонтального на вертикальное первоначальному уменьшению ВЕНОЗНОГО ВОЗВРАТА по сосудам нижних конеч- ностей и венам туловища, лежащим ниже уровня сердца приводит к уменьшение КРОВЕНАПОЛНЕНИЯ правой половины сердца первоначальное значительное уменьшение УДАРНОГО ОБЪЕМА СЕРДЦА (до 45%) и МИНУТНОГО ОБЪЕМА КРОВОТОКА (на 20-40%, до 1-1,5 л/мин) что обуславливает как следствие возникает снижение АКТИВНОСТИ ПРЕССОРЕЦЕПТОРОВ магистральных сосудов (вследствие снижения системного артериального давления) повышение АКТИВНОСТИ ХЕМОРЕЦЕПТОРОВ магистральных сосудов (по- ниженным рО 2 и повышенным рСО 2 ) 2. УВЕЛИЧЕНИЕ АРТЕРИО-ВЕНОЗНОЙ РАЗНОСТИ ПО КИСЛОРОДУ (почти на 70% по сравнению с исходным уровнем), обусловлено снижением сродства гемоглобина к кислороду на уровне тканей в связи с накоплением в них на фоне понижения уровня пе- риферического кровообращения недооокисленных продуктов метаболизма 1. ЗАПУСК КОМПЕНСАТОРНЫХ РЕФЛЕКТОРНЫХ РЕАКЦИЙ активация ПРЕССОРНОГО ОТДЕЛА сосудодвигательного центра и СИМПАТИЧЕСКИХ ЦЕНТРОВ регуляции деятельности сердца, а также активация ДЫХАТЕЛЬНОГО ЦЕНТРА приводит к возникновению ТАХИКАРДИИ (способствующей нормализации минутного объема кровотока), начинает проявляться почти одновременно с возникновением изменений гидро- статических условий ПОВЫШЕНИЮ ТОНУСА АРТЕРИОЛ (достигает своего максимума лишь через 10-20 с после перемены положения тела в пространстве) основную роль в компенсации гемодинамических сдвигов СРАЗУ ПОСЛЕ ПЕРЕМЕНЫ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕЛА В ПРОСТРАНСТВЕ играет |