жджджд. Курс лекций красноярск 2007
 Скачать 0.69 Mb.
|
|
5.1.2. Кровообращение Для поддержания жизни организма человека происходит постоянное движение крови в артериях и венах, и пока человек живет, это движение не может прекратиться ни на минуту. Для того чтобы обеспечить хорошее кро- вообращение, необходима правильная работа сердца и кровеносных сосудов, которые вместе образуют сердечно-сосудистую систему. В 1628 г. английский ученый У. Гарвей впервые описал круговое дви- жение крови по сосудам. Он открыл, что артерии и вены имеют противопо- ложное назначение. К органу кровь течет по артериям, а возвращается обрат- но к сердцу по вене. Образуются два замкнутых круга кровообращения - большой и малый. Оба начинаются и заканчиваются в сердце. Большой круг кровообращения начинается от левого предсердия (предсердие - это расши- ренная часть вены, обильно снабженная мышечными волокнами), затем - ле- вый желудочек (желудочек больше и мощнее предсердия и снабжен клапа- нами, закрывающими вход и выход из желудочков). Кровь под давлением 120 мм рт. ст. выталкивается из левого желудочка и направляется в главную артерию организма аорту и движется со скоростью 25 метров в секунду по сосудам (артериям, артериолам, прекапиллярам и капиллярам) во все органы тела, мышцы, кишечник, железы, мозг и т.д. Исключение составляют легкие. Питательные вещества, находящиеся в крови, попадают в клетки организма. В ткани кровь отдает кислород, а получает взамен углекислый газ и отрабо- танные продукты обмена. Далее идет обратный процесс. Кровь из капилля- ров поступает в посткапилляры, венулы, вены, которые, сливаясь, образуют верхнюю и нижнюю полые вены. Верхняя формируется в грудной полости и собирает кровь от головы, шеи, рук и верхней части тела. Нижняя собирает кровь от ног и нижней части тела. Эти обе вены впадают в правое предсер- дие, замыкают большой круг кровообращения. Малый круг кровообращения начинается там, где заканчивается боль- шой круг. Кровь из правого предсердия направляется в правый желудочек и затем выбрасывается в легочный ствол, который делится на две крупные вет- ви - правую и левую легочные артерии. Каждая легочная артерия входит в ворота своего легкого. Здесь опять крупные кровеносные сосуды измельча- ются до сети капилляров, которые оплетаются густой сетью легочных пу- зырьков - альвеол. В альвеолах кровь отдает углекислый газ и насыщается кислородом, а оттуда по всеукрупняющимся венозным сосудам снова попа- дает в сердце - в левое предсердие. Так заканчивается малый круг кровооб- ращения, и после поступления крови в левый желудочек начинается очеред- ной цикл движения крови в теле. Сердечная мышца функционирует в условиях гравитации земли, кото- рая противодействует любому движению, в том числе и потоку крови. Отсю- да напрашивается вопрос, каким же мощным должно быть сердце, обеспечи- 49 вающее эту уникальную циркуляцию крови, в условиях силы тяготения? От- вет на этот вопрос дали отечественные ученые. В.Н. Орлов, М.А. Юнусов, которые считают, что сердечно-сосудистая система адаптировалась к силе тяжести, а мышца сердца имеет собственную кинетическую энергию и рабо- тает против силы тяжести в артериальном отрезке системы циркуляции кро- ви. В большом круге кровообращения они выделили два сектора с различ- ной зависимостью от гравитации: первый - артериальный, второй - венозный. Артериальный сектор отнесен к «антигравитационному». Венозный сектор - к «гравизависимому», так как венозный отдел большого круга кровообраще- ния является более чувствительным и уязвимым в отношении положения те- ла. На малый круг кровообращения гравитационные силы оказывают не- значительное влияние, так как он находится под воздействием механики ды- хания, обеспечивающей компенсацию кровотока. Человек 2/3 времени находится в вертикальном положении (сидя или стоя), отсюда большая часть объема крови в венозном отделе сосудистого русла лежит ниже уровня сердца и находится под влиянием сил тяготения. Ток крови в венах, расположенных выше уровня сердца (сосуды шеи, голо- вы), совпадает с вектором гравитации. Вены, лежащие ниже сердца, под влиянием силы тяжести растягивают- ся. Венозное давление в них значительно повышено. Для поднятия крови из капилляров нижних конечностей до уровня сердца или для преодоления сил тяготения человеку требуется давление 30-100 мм рт. ст., но, несмотря на это, венозный ток к сердцу поддерживается непрерывно. Что же обеспечивает подъем крови до уровня сердца против градиента сил тяжести? Ответ на этот вопрос экспериментально обосновал Н.И. Арин- чин, открыв микронасосную функцию скелетной мускулатуры - «малые мы- шечные насосы» или внутримышечные периферические «сердца». Они и обеспечивают венозный ток. Сокращение скелетной мускулатуры является одним из механизмов, обеспечивающих подъем крови до уровня сердца против градиента сил тяже- сти за счет непрерывной вибрации мышц, которые издают звук, похожий на гудение шмеля. Мышечные насосы Н.И. Аринчин классифицировал следующим обра- зом Сердце отнесено к I категории, так как оно является основным насо- сом. Внутримышечные периферические «сердца» по их количеству и значи- мости - к II категории, венозная помпа - к III категории, грудной -к IV кате- гории, брюшной - к V категории. Знать механизм мышечных насосов необходимо каждому человеку, чтобы уметь управлять системой кровообращения. Несмотря на совершенную систему кровообращения все же в нижних конечностях частично депонирует венозная кровь при вертикальном положе- 50 нии тела. Гипокинезия способствует, застою крови от чего, страдают в пер- вую очередь внутримышечные периферические «сердца» и ССС, которые ухудшают кровоснабжение и других органов. Недостаточное кровообраще- ние мозга ведет к снижению умственной деятельности; желез внутренней секреции - к уменьшению образования гормонов; гладких мышц - к пораже- нию стенок кровеносных сосудов, преждевременному одряхлению мышц; пищеварительного тракта - к появляется так называемого «старческого запо- ра»; и т.д. 5.1.3. Группа крови Группа крови, место жительства и раса переплелись друг с другом, об- разуя совокупность признаков, позволяющих идентифицировать человека. У нас могут быть различные культуры, но вы обнаружите их поверхностный (надстроечный) статус, взглянув на группы крови. Группа крови старше, чем раса, и имеет более фундаментальные свойства, чем этническое происхожде- ние. В начале XX века учёные установили, что кровь у людей разная и су- ществует 4 группы. Группа крови – это индивидуальная биологическая осо- бенность, которая формируется в раннем периоде внутриутробного развития и не изменяется в течение всей его жизни. Группа крови – показатель инди- видуальности (или подобия). Чем же отличается каждая группа крови друг от друга? Особенностями эритроцитов (красные кровяные тельца или шарики), их способностью к агглютинации (склеиванию). На поверхности красных кровяных клеток имеются разные антигены – биохимические структуры, ко- торые состоят из различных сахаров, соединённых с белками, которые вы- полняют свои важные физиологические функции. Таких антиген много, но первыми были открыты антигены А и В. В соответствии с наличием или от- сутствием их и названы 4 группы крови по системе АВО. Тип крови – 00 (первая группа) не содержит антигенов, но в сыворот- ке крови циркулируют соответствующие антитела. Эта самая древняя и наи- более распространенная группа крови в основном отмечается у европейцев – 45%, американцев – 35%, у грузинов – 44%, немцев – 40%, японцев –30%. Иммунная система обладателей этой группы крови сильная, они изначально имеют крепкое здоровье. Им присущи такие качества как: лидерство, напо- ристость, конкурентоспособность, высокий профессионализм и они настой- чиво им овладевают. Они обладают высоким нервно-психическим потенциа- лом. Люди с группой крови 00 – являются универсальными донорами. Тип крови – А0 (вторая группа) содержит антиген А, в сыворотке анти- тела В. Отмечается у европейцев – 35%, американцев – 35%, у грузинов – 36%, немцев – 44%, японцев – 38%. У обладателей этой группы крови хоро- шие адаптивные возможности, несмотря на то, что изначально преобладает слабое здоровье. Поэтому они озабочены своим гармоничным типом и идут в залы аэробики, занимаются любой двигательной активностью, их отличает хорошая коммуникация, лояльность к «своим» и «чужим» нормам поведения. 51 Тип крови – В0 (третья группа) содержит антиген В, в сыворотке ан- титела А. Отмечается у европейцев – 15%, американцев – 15%, у грузинов – 15%, немцев – 11%, японцев – 23%. По одной из теорий группа В0 появилась вследствие слияния популяций адаптации к новым климатическим условиям. В ней, представлено стремление природы, установить баланс между усилен- ной умственной деятельностью и запросами иммунной системы. Обладатели отличаются такими характеристиками: свободолюбие, неподчинение, изна- чально крепкое здоровье. Тип крови – АВ (четвёртая группа) антигены А и В – равно- правны , в сыворотке нет антител. Отмечается у европейцев – 5%, американ- цев – 5%, у грузинов – 5%, немцев – 5%, японцев – 9%. Человек с группой крови АВ является реципиентом (принимающий). По одной из версий изна- чально существовало 3 расы и соответственно три группы крови. В результа- те смещения рас образовалась четвёртая группа, группа АВ. Эта группа еще не достаточно изучена и встречается реже других. Уже известно, что особая предрасположенность к определенным забо- леваниям у некоторых людей диктуется параметрами их группы крови. Обнаружено критическое (а может, и ключевое) звено связи между группой крови и старением, точнее, между агглютинирующим воздействием лектинов (лектины склеивают эритроциты в тромбы, но в кровь их попадает всего 5%) и двумя наиболее важными физиологическими аспектами старения – отказом почек и ухудшением работы мозга. 5.1.4. Роль дыхательной системы в обеспечении жизнедеятельности организма. Дыхательная система - это совокупность органов, участвующих в процессе газообмена между организмом и внешней средой. При дыхании организм получает из воздуха кислород, который разно- сится кровью по всему телу. Кислород участвует в сложных окислительных процессах органических веществ, при этом освобождается необходимая ор- ганизму энергия. Конечные продукты распада - углекислота и частично вода - выводятся из организма в окружающую среду через органы дыхания. Органы, по которым циркулирует вдыхаемый и выдыхаемый воздух, объединяются в дыхательный аппарат (apparatus respiratorus). В дыхательном аппарате выделяют воздухоносные пути (носовую по- лость, гортань, трахею и бронхи) и респираторный (дыхательный) отдел, представленный альвеолами легких, в которых происходит газообмен. Человек испытывает постоянную потребность в кислороде, которая удовлетворяется за счет дыхания. Из вдыхаемого воздуха в кровь поступает кислород, а с выдохом удаляется углекислый газ. Этот газообмен осуществ- ляется в легких. 52 Строение лёгких Правое и левое легкие занимают почти всю полость грудной клетки, за исключением ее средней части. Легкие имеют глубокие борозды, разделяю- щие их на доли. В правом легком различают три доли: верхнюю, среднюю и нижнюю, а в левом две: верхнюю и нижнюю. Размеры легких неодинаковы. Правое несколько больше левого, при этом оно короче и шире, что соответствует более высокому стоянию правого купола диафрагмы в связи с правосторонним расположением печени. Плевра (pleura) является серозной оболочкой, покрывающей каждое легкое. Остов плевры состоит из соединительной ткани, свободная поверх- ность плевры выстлана мезотелием. В плевре различают два листка: висце- ральный и париентальный. Между ними находится щелевидное пространство плевральная полость. Плевральная полость содержит серозную жидкость, которая облегчает скольжение легких при дыхательных движениях. В плев- ральной полости давление ниже атмосферного, что создает хорошие условия для заполнения легких воздухом во время вдоха. При носовом дыхании, прежде чем попасть в легкие, воздух проходит через носовую полость. Здесь он согревается, увлажняется, очищается, затем попадает в носоглотку, ротовую часть глотки и в ее гортанную часть. При дыхании через рот воздух также попадает в ротовую часть глотки и её гортанную часть, но при этом он не очищается и не согревается. Непосредственным продолжением гортани является трахея (дыхатель- ное горло). На уровне 5-го грудного позвонка трахея делится на два бронха - правый и левый, которые направляются к воротам соответствующего легкого. Каждый из бронхов ветвится на более мелкие бронхи, образуя так называе- мое бронхиальное дерево. Легкие делятся не только на доли, но и в соответствии с ветвлениями бронхов на более мелкие структурные образования: сегменты и дольки. Сег- менты имеют форму пирамид, верхушки которых направлены в сторону во- рот легких, а их основания составляют наружную поверхность. Каждый сег- мент снабжен собственными бронхом, нервами, артерией, а вот вены прохо- дят между сегментами. Сегменты сложены из еще более мелких пирамид - долек; число их в одном легком достигает 800. В дольке бронх продолжает ветвиться, и диа- метр его воздухоносных трубочек - бронхиол становится все меньше и мень- ше. Бронхиолы - безхрящевые пластины. Их стенка состоит из слизистой оболочки, выстланной мерцательным эпителием, кнаружи от которой распо- лагаются пучки гладких мышечных клеток. Внутри дольки бронхиола делится на бронхиолы, которые, в свою оче- редь, разветвляются на альвеолярные ходы, усеянные гроздями микроскопи- ческих тонкостенных пузырьков-альвеол. Альвеолы и составляют дышащую ткань легкого. В каждом легком 300-350 миллионов альвеол и примерно 14 миллио- нов альвеолярных ходов. 53 Толщина стенки альвеолы колеблется от 0,1 до 4 микрометров. Диа- метр такого пузырька всего 0,15-0,3 миллиметра. Но если бы можно было развернуть все альвеолы легких, то они заняли бы площадь в 100 м 2 , а это значит, что дыхательная поверхность легких более чем в 50 раз превышает поверхность тела. Стенка альвеол очень тонка, она образована лишь слоем клеток альвео- лярного эпителия и густо оплетена сеткой капилляров. По капиллярам течет венозная кровь, поступающая в легкие из правой половины сердца и насы- щенная углекислым газом. Через тонкую альвеолярно-капиллярную мембра- ну постоянно происходит двойной обмен: углекислый газ поступает в альве- олы и во время выдоха выводится из организма, а из альвеол в кровь посту- пает кислород, и гемоглобин крови быстро его поглощает. В акте дыхания легкие играют пассивную роль. В них нет мышечной ткани, поэтому они не могут активно сокращаться. Ритмическую смену вдоха и выдоха обеспечивают дыхательный центр и скелетные дыхательные мыш- цы, к которым относятся диафрагма и мышцы грудной клетки. Сама же грудная клетка является костно-мышечным панцирем, защищающим трахею и бронхолёгочную систему от внешних повреждений. Дыхательный центр координирует деятельность дыхательных мышц, обеспечивая тем самым удовлетворение организма в кислороде. Афферентные влияния на ДЦ осуществляются по центростремитель- ным волокнам блуждающего нерва. Эфферентные импульсы дыхательного центра передаются на дыха- тельные мышцы и диафрагму через мотонейроны спинного мозга. Пневмотаксический центр управляет деятельностью центров вдоха и выдоха, посредством чего достигаются ритм и частота дыхания. Во время вдоха далеко не все альвеолы заполняются целиком атмо- сферным воздухом. Воздух обновляется лишь в части альвеол. А остальные составляют функциональный резерв, к которому организм прибегает в случае необходимости, в частности, когда повышается физическая нагрузка. В обычных условиях дыхательные движения совершаются автоматиче- ски - рефлекторным путем: за каждым вдохом следует выдох. При изменении условий внешней среды, при выполнении интенсивной мышечной работы ак- тивность ДЦ повышается, что выражается в изменении частоты дыхания. Частота дыханий у человека непостоянна. В покое взрослый нетрени- рованный человек делает 16-18 дыханий в минуту. За каждый вдох в легкие попадает около 500 мл воздуха. У тренированного человека 8-12 дыханий. При мышечной работе дыхание учащается в 2-3 раза. У лыжника-гонщика во время выполнения интенсивной работы частота дыхания составляет около 50-60 раз в минуту. Частота дыхания увеличивается при повышении систолического арте- риального давления, сильных болевых ощущениях при перегревании, отрица- тельных эмоциях, переедании, приеме алкоголя и наркотических средств. При гипотермии наступает задержка дыхания. 54 Гуморальная регуляция дыхания может осуществляться несколькими путями: • гиперкапния - увеличение парциального давления углекислого газа (СО 2 ) в крови, повышает возбудимость ДЦ, увеличиваются частота и глубина дыхания; • эпноэ - резкое падение парциального давления СО 2 в крови приводит к временной остановке дыхания. Изменение химического состава крови дыхание усиливается или за- медляется: • рефлекторный путь - сигнализирует о сдвигах pH крови, обуслов- ленных накоплением избытка ионов H + - снижается, кислотно-щелочное рав- новесие нормализуется за счет выведения избытка СО 2 с помощью гипервен- тиляции; • гипоксия - недостаток кислорода в крови - вызывает усиление дыха- ния и даже внезапную потерю сознания, при этом необходимо различать фи- зиологическую гипоксию и высотную (экзогенную), при которой уровень ги- поксического состояния может переходить в патологическую форму. Физиологическая гипоксия может возникать при трудовой и спортив- ной деятельности, после приема обильной белковой пищи (мяса, яиц, рыбы и т.д.), в организме плода и матери во время беременности и т.д. Под влиянием систематических психофизиологических и физических тренировок, а также с помощью специальной гипоксической тренировки можно повысить устойчивость организма к O 2 недостаточности, что очень важно учитывать в спорте, в современных условиях конкурентной борьбы, за рекордное достижение. Во время задержки дыхания концентрация O 2 в крови понижается, а CO 2 повышается, происходит возбуждение дыхательного центра. Время, на которое кора головного мозга может затормозить ДЦ, и будет временем за- держки дыхания. Длительность задержки дыхания является показателем устойчивости организма к кислородной недостаточности. Естественная задержка дыхания после неглубокого выдоха равная 45-60 с, является показателем физиологи- ческой нормы здорового человека. Одним из показателей мощности дыхательного аппарата служит жиз- ненная емкость легких (ЖЕЛ). Эта величина показывает, сколько может вы- дохнуть человек, предварительно вдохнувший в легкие максимальное коли- чество воздуха. Жизненную ёмкость легких характеризуют три объема: ды- хательный, резервный объем вдоха и резервный объем выдоха. Для измере- ния ЖЕЛ используют водяной и сухой спирометры. Дыхательный объём - это вдох и выдох в спокойном состоянии. У взрослого человека в среднем он равен 500 см 3 . Дыхательный объем не весь поступает в легочные альвеолы, часть его остается в ротовой полости, носо- глотке, гортани, трахее и бронхах. В этой части дыхательных путей погло- щенный воздух не приходит в соприкосновение с кровью и называется вред- ным или мертвым пространством, его объем составляет 140-160 см 3 55 Резервный объем вдоха - это дополнительный максимальный вдох, ко- торый может сделать человек после спокойного вдоха. Таким образом, мож- но набрать в легкие еще 1500 см 3 Резервный объем выдоха - это объем воздуха, который можно вдохнуть только после полного выдоха. Если до спокойного вдоха сделать максималь- ный выдох, а затем максимальный вдох, то можно набрать еще 1500 см 3 Таким образом, жизненная емкость легких представляет собой наи- больший объем воздуха в легких, который может быть набран при однократ- ном вдохе. Величина ЖЕЛ зависит от пола, роста, веса, положения грудной клет- ки, работы дыхательных мышц, техногенных загрязнений окружающей сре- ды, уровня физической подготовленности, профессиональной и спортивной деятельности |