Транспортировка газов во время тренировки на выносливость
Изучение функциональной системы транспортировки газов. Физиология сосудистой системы и сердца. Транспортировка кислорода и углекислого газа кровью. Особенности адаптации системы транспортировки газов при тренировке на выносливость и физической нагрузке.
| Рубрика | Спорт и туризм |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.05.2009 |
| Размер файла | 20,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
РЕФЕРАТ
Курсовая робота: 48 страниц, 16 источников, 5 таблиц, 17 рисунков.
Объект исследования - транспортировка газов во время тренировки на выносливость.
Цель исследования:
- изучить и выделить особенности системы транспортировки газов во время тренировки на выносливость.
Задачи исследования:
определить и выделить особенности внешнего дыхания;
определить и выделить особенности транспортировки газов кровью;
выделить особенности физиологии сердца;
выделить особенности физиологии сосудистой системы;
выделить особенности адаптации дыхательной системы при физической нагрузке;
выделить особенности адаптации системы крови в условиях повышенной потребности в кислороде;
выделить особенности адаптации сердечно-сосудистой системы при физической нагрузке;
выделить особенности адаптации системы транспортировки газов при тренировке на выносливость;
сделать определенные выводы.
Новизна исследования заключается в изучении и систематизации современного уровня проблемы.
Методы исследования - описание, анализ, синтез.
Сфера применения - уроки физического воспитания, методики преподавания физического воспитания, физиологии в высших учебных заведения.
ДЫХАНИЕ, ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ, СИСТОЛА, ДИАСТОЛА, КРУГ КРОВООБРАЩЕНИЯ, СЕРДЦЕ, СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА, СОСУДЫ, ЭНЕРГИЯ, ВЕНТИЛЯЦИЯ ЛЕГКИХ, ГАЗООБМЕН, КИСЛОРОД, УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ, ВЫНОСЛИВОСТЬ.
СОДЕРЖАНИЕ
РЕФЕРАТ
ВВЕДЕНИЕ
1 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ТРАНСПОРТИРОВКИ ГАЗОВ
2 ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ
2.1 Общее понятие о внешнем дыхании
2.2 Альвеолярная вентиляция
2.3 Газообмен в легких
3 ТРАНСПОРТИРОВКА КИСЛОРОДА И УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА КРОВЬЮ
3.1 Транспортировка кислорода
3.2 Транспортировка углекислого газа
4 ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА
4.1 Органы кровообращения. Сердце, его строение
4.2 Сердечный цикл. Работа сердца
5 ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
5.1 Кровеносные сосуды
5.2 Движение крови по сосудам
6 АДАПТАЦИЯ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ
7 АДАПТАЦИЯ СИСТЕМЫ КРОВИ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОЙ ПОТРЕБНОСТИ В КИСЛОРОДЕ
8 АДАПТАЦИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ПРИ физической нагрузке
9 ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТИРОВКИ ГАЗОВ ПРИ ТРЕНИРОВКЕ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ
9.1 Выносливость, как физическое качество
9.2 Выносливость и возраст
9.3 Методы развития выносливости
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Функциональная система транспортировки газов. Физиология сосудистой системы и сердца. Транспортировка кислорода и углекислого газа кровью. Особенности адаптации системы транспортировки газов при тренировке на выносливость и физической нагрузке.
Мышечная работа всегда связана с увеличением газообмена, поскольку энергия черпается в процессе окисления органических веществ. Изменения дыхания четко выражены даже при физических нагрузках, выполняемых малыми мышечными группами. При легкой работе обмен газов может повыситься в 2--3 раза, а при тяжелой -- в 20--30 раз по сравнению с уровнем покоя. Исключительно большой удельный вес потребления кислорода при работе зависит не только от его потребления мышцами, непосредственно участвующими в выполнении движений, но и от потребления кислорода мышцами, обеспечивающими высокую легочную вентиляцию, а также мышцей сердца и другими тканями тела.
Согласование дыхания с движениями осуществляется благодаря сложной системе приспособительных изменений в организме, прежде всего биохимическим изменениям в мышечном аппарате и изменениям биомеханических условий при различных движениях.
Активность окислительных процессов тем больше, чем больше мощность выполняемой работы. Это прослеживается в строгих лабораторных условиях, в которых увеличение мощностей сопровождается почти линейным повышением потребления кислорода. Однако в естественных условиях часто не наблюдается строгой пропорциональности между мощностью работы и величиной потребления кислорода. Это может быть связано с различным режимом выполненной работы, когда одна и та же мощность достигается либо путем учащения темпа при малом отягощении, либо путем увеличения перемещаемого груза при редком темпе работы. Исследования доказали, что больший удельный вес темпа при одной мощности работы вызывает достоверное усиление дыхания по сравнению с работой такой же мощности при большем удельном весе отягощения. В ряде случаев оказывается, что при одной и той же мощности работы потребление кислорода возрастает при нарушении координации движений или недостаточном использовании инерционных сил (например, при беге на коньках). Это объясняется вовлечением в двигательную деятельность мышц, не имеющих непосредственного отношения к данной работе, а также дополнительным усилением деятельности дыхательной мускулатуры и мышцы сердца, что приводит к повышению потребления кислорода и к понижению коэффициента полезного действия при выполнении работы. Возможны соотношения и обратного порядка, когда повышение мощности работы достигается без увеличения потребления кислорода или даже при понижении кислородной стоимости движений -- за счет более экономной координации движений, лучшего использования инерционных сил, более экономной работы дыхательных и сердечных мышц. Такое изменение экономичности работы происходит в процессе повышения тренированности спортсменов.
1 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ТРАНСПОРТИРОВКИ ГАЗОВ
Легкие в процессе дыхания выполняют газообменную функцию - главная их роль в организме. Функциональной единицей легкого является ацинус. В обоих легких насчитывается до 300 тысяч ацинусов. Каждый ацинус вентилируется концевой бронхиолой. Ацинус включает дыхательные бронхиолы, отходящие от концевой бронхиолы и делящиеся дихотомически [1;270]. Дыхательные бронхиолы переходят в альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки; и те, и другие несут на себе альвеолы легкого (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Воздухоносный путь, газообменная область и их объемы после спокойного выдоха; объем альвеолярных мешочков - 1300 мл, альвеол - 1200 мл
Диаметр альвеол составляет 0,3-0,4 мм. Суммарная площадь всех альвеол достигает 80 м2, их число около 300-350 млн. Совокупность альвеолярных ходов и мешочков, несущих на себе альвеолы, где происходит газообмен между газовой смесью и кровью организма, называют дыхательной зоной. Между ацинусами и дольками легких имеются дополнительные сообщения, обеспечивающие коллатеральную вентиляцию альвеол (до 30-40%) в случае закупорки бронхиол. Кроме газообменной функции легкие выполняют и ряд других - негазообменных функций [1;271].
1. Выделительная - удаление воды и некоторых летучих веществ: ацетона, этилмеркаптана, этанола, эфира, закиси азота. Газообменная функция является также и выделительной (удаление СО2 из организма).
2. Выработка биологически активных веществ: гепарина, тромбоксана В2, простагландинов, тромбопластина, факторов свертывания крови VII и VIII, гистамина, серотонина, метилтрансферазы, моноаминоксидазы, гликозилтрансферазы. Легкие являются основным источником тромбопластина в организме: когда его мало в крови, выработка возрастает, когда много - выработка тромбопластина уменьшается.
3. Инактивация биологически активных веществ. Эндотелий капилляров легких инактивирует за счет поглощения или ферментативного расщепления многие биологически активные вещества, циркулирующие в крови: более 80% брадикинина, введенного в легочный кровоток, разрушается при однократном прохождении крови через легкое, в легких инактивируется 90-95% простагландинов групп Е и F, ангиотензин І в ангиотензин II превращается с помощью ангиотензиназы.
4. Легкие выполняют защитную функцию -- они являются барьером между внутренней и внешней средой организма, в них образуются антитела, осуществляется фагоцитоз, вырабатываются лизоцим, интерферон, лактоферрин, иммуноглобулины; в капиллярах задерживаются и разрушаются микробы, агрегаты жировых клеток, тромбоэмболы. Функцию фагоцитоза выполняют так называемые альвеолярные фагоциты.
5. Легкие участвуют в процессах терморегуляции - в них вырабатывается большое количество тепла.
6. Легкие являются резервуаром воздуха для голосообразования.
Воздухоносный путь -- это пространство, которое обеспечивает доставку атмосферного воздуха в газообменную область (рис. 1.1).
1. Очищение вдыхаемого воздуха от крупных пылевых частиц происходит в волосяном фильтре в преддверии носа.
2. Увлажнение вдыхаемого воздуха происходит до 100%. Оно начинается еще в верхних дыхательных путях, и в первую очередь в полости носа насыщением воздуха влагой слизистой оболочки.
3. Согревание воздуха также начинается в верхних дыхательных путях, в альвеолы воздух поступает при температуре 37°С.
4. Воздухоносные пути участвуют в процессах терморегуляции за счет теплоиспарения, конвекции и теплопродукции.
Грудная клетка является герметической полостью для легких. Она предохраняет их от высыхания и механического повреждения. Грудная клетка своими экскурсиями обеспечивает сужение и расширение легких, а значит - их вентиляцию.
2 ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ
2.1 Общее понятие о внешнем дыхании
Дыхание -- это совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ с освобождением энергии и выделением углекислого газа в окружающую среду. В среднем в состоянии покоя человек потребляет в течение минуты 250 мл О2 и выделяет 230 мл СО2. Процесс аэробного окисления является главным в организме и обеспечивает освобождение энергии.
Различают несколько этапов дыхания:
1) газообмен между альвеолами и окружающей средой - вентиляция легких;
2) газообмен между кровью организма и газовой смесью, находящейся в легких;
3) транспорт газов кровью - О2 от легких к тканям, С02 от тканей организма к легким;
4) газообмен между кровью и тканями организма - О2 поступает к тканям, а СО2 из тканей в кровь;
5) потребление О2 тканями и выделение С О2 - тканевое (внутреннее) дыхание.
Совокупность первого и второго этапов дыхания - это внешнее дыхание, обеспечивающее газообмен между окружающей средой и кровью. Оно осуществляется с помощью внешнего звена системы дыхания, включающего легкие с воздухоносными путями, грудную клетку и мышцы, приводящие ее в движение. Прочие этапы дыхания осуществляются посредством внутреннего звена системы дыхания, включающего кровь, сердечно-сосудистую систему, органеллы клеток, и в конечном итоге они обеспечивают тканевое (внутреннее) дыхание.
Значение дыхания заключается в обеспечении организма энергией. Следует отметить, что источником энергии являются органические соединения, поступающие в организм с пищевыми веществами. Дыхание обеспечивает лишь освобождение этой энергии. Энергия освобождается на последнем этапе - тканевом дыхании - при окислении органических соединений. Энергия необходима для деятельности живых клеток, органов, тканей, организма в целом. В процессе дыхания осуществляется регуляция рН внутренней среды.
Система дыхания участвует также в регуляции рН внутренней среды организма за счет выделения Н2СО3 в виде СО2. Механизмы тканевого (внутреннего) дыхания изучаются в курсе биохимии, в курсе физиологии изучаются внешнее дыхание, транспорт газов кровью, механизмы регуляции интенсивности дыхания.
2.2 Альвеолярная вентиляция
Вентиляция альвеол конвективным путем (непосредственное поступление свежего воздуха в альвеолы) происходит только при очень интенсивной физической работе. Значительно чаще вентиляция альвеол осуществляется диффузионным способом. Это объясняется тем, что многократное дихотомическое деление бронхиол ведет к увеличению суммарного поперечного сечения воздухоносного пути в дистальном направлении и, естественно, к увеличению его объема. Время диффузии газов в газообменной области и выравнивание состава газовой смеси в альвеолярных ходах и альвеолах составляет около 1с. Состав газов переходной зоны приближается к таковому альвеолярных ходов примерно за это же время - 1 с.
Газообмен между альвеолами и кровью организма
Газообмен осуществляется с помощью диффузии: СО2 выделяется из крови в альвеолы, О2 поступает из альвеол в венозную кровь, пришедшую в легочные капилляры из всех органов и тканей организма. При этом венозная кровь, богатая СО2 и бедная О2, превращается в артериальную, насыщенную О2 и обедненную С О2. Газообмен между альвеолами и кровью идет непрерывно, но во время систолы больше, чем во время диастолы.
Движущая сила, обеспечивающая газообмен в альвеолах, - это разность парциальных давлений Ро2 и Рсо2 в альвеолярной смеси газов и напряжений этих газов в крови. Парциальное давление газа (partialis - частичный) - это часть общего давления газовой смеси, приходящаяся на долю данного газа. Напряжение газа в жидкости зависит только от парциального давления газа над жидкостью, и они равны между собой [2;109].
Таблица 2.1
Ро2 и Рсо2 в альвеолах и напряжение этих газов в крови в мм рт. ст. и кПа (цифры в скобках)
|
Газы |
Венозная кровь, поступающая в легкие |
Альвеолярная смесь газов |
Капиллярная кровь в легких (артерилизованная) |
|
|
О2 |
40(5.3) |
100(13.3) |
100(13.3) |
|
|
СО2 |
46(6.1) |
40(5.3) |
40(5.3) |
Ро2 и Рсо2 в альвеолах и капиллярах уравниваются.
Кроме градиента парциального давления-напряжения, обеспечивающего газообмен в легких, имеется и ряд других, вспомогательных факторов, играющих важную роль в газообмене.
Факторы, способствующие диффузии газов в легких.
1. Огромная поверхность контакта легочных капилляров и альвеол (60- 120 м2). Альвеолы представляют собой пузырьки диаметром 0,3-0,4 мм, образованные эпителиоцитами. Причем каждый капилляр контактирует с 5-7 альвеолами.
2. Большая скорость диффузии газов через тонкую легочную мембрану около 1 мкм. Выравнивание Ро2 в альвеолах и крови в легких происходит за 0,25 с; кровь находится в капиллярах легких около 0,5 с, т.е. в 2 раза больше. Скорость диффузии СО2 в 23 раза больше таковой О2, т.е. имеется высокая степень надежности в процессах газообмена в организме.
3. Интенсивная вентиляция легких и кровообращение - активация вентиляции легких и кровообращения в них, естественно, способствует диффузии газов в легких.
4. Корреляция между кровотоком в данном участке легкого и его вентиляцией. Если участок легкого плохо вентилируется, то кровеносные сосуды в этой области суживаются и даже полностью закрываются. Это осуществляется с помощью механизмов местной саморегуляции - посредством реакций гладкой мускулатуры: при снижении в альвеолах Ро2 возникает вазоконстрикция.
Изменение содержания О2 и СО2 в легких. Газообмен в легком, естественно, ведет к изменению газового состава в легком по сравнению с составом атмосферного воздуха. В покое человек потребляет около 250 мл О2 и выделяет около 230 мл СО2. Поэтому в альвеолярном воздухе уменьшается количество О2 и увеличивается - СО2 (табл. 2.2).
Таблица 2.2
Состав атмосферного воздуха и газовой смеси легких (в %)
|
Компоненты |
Атмосферный воздух |
Выдыхаемая смесь газов |
Альвеолярная смесь газов |
|
|
О2 |
20,93 |
16,0 |
14,0 |
|
|
СО2 |
0,04 |
4,0 |
5,5 |
|
|
Азот и инертные газы |
78,5 |
74,9 |
74,5 |
|
|
Пары воды |
0,5 |
5,5 |
5,6 |
Изменения содержания О2 и СО2 в альвеолярной смеси газов являются следствием потребления организмом О2 и выделения СО2. В выдыхаемом воздухе количество О2 несколько возрастает, а СО2 - уменьшается по сравнению с альвеолярной газовой смесью вследствие того, что к ней добавляется воздух воздухоносного пути, не участвующий в газообмене и, естественно, содержащий СО2 и О2 в таких же количествах, как и атмосферный воздух. Кровь, обогащенная О2 и отдавшая СО2, из легких поступает в сердце и с помощью артерий и капилляров распределяется по всему организму, в различных органах и тканях отдает О2 и получает СО2 [2;111].
2.3 Газообмен в легких
Изменение состава воздуха в легких
В состав атмосферного воздуха входит почти 21 % кислорода, около 79 % азота, примерно 0,03 % углекислого газа, небольшое количество водяного пара и инертных газов. Такой воздух мы вдыхаем. Благодаря изменениям частоты и глубины дыхания в альвеолах поддерживается относительно стабильный состав газов. Процентный состав выдыхаемого воздуха иной: количество кислорода в нем понижается, а углекислого газа увеличивается (табл. 2.3). Содержание водяного пара в выдыхаемом воздухе больше по сравнению с вдыхаемым, только азот и инертные газы остаются неизменными.
Таблица 2.3
Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха
Обмен газов в легких
В легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови переходит в легкие с помощью диффузии через стенки альвеол и кровеносных капилляров (рис. 2.1). Направление и скорость диффузии определяются парциальным давлением.
Рис. 2.1. Строение альвеол
Парциальное давление - это давление, под которым была бы та часть газа из общего состава, если бы она занимала весь объем, равный смеси газов. А диффузия -- это движение частичек, благодаря которому вещества проходят через мембраны, выравнивая свою концентрацию [3; 134].
Механизм газообмена в легких состоит в том, что во время вдоха атмосферный воздух поступает в легкие и в альвеолах смешивается с оставшимся в них после выдоха воздухом (этот воздух, даже при самом интенсивном выдохе, не позволяет легким спадать). Поступающий в легкие воздух отличается по своему составу от воздуха в альвеолах (табл. 2.3).
Каким образом кислород переходит из альвеолярного воздуха, а углекислый газ в альвеолярный воздух? У здорового человека при условиях нормального барометрического давления парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе составляет 100 мм рт. ст. и значительно выше, чем в венозной крови, протекающей по капиллярам альвеол (40 мм рт. ст.).
Парциальное давление углекислого газа выше в венозной крови (46 мм рт. ст.), чем в альвеолярном воздухе (40 мм рт. ст.). Таким образом, благодаря разнице парциальных давлений обеспечивается переход кислорода из альвеолярного воздуха в кровь, а углекислого газа в альвеолярный воздух. Поступившие в кровь молекулы кислорода взаимодействуют с гемоглобином эритроцитов, образуя оксигемоглобин. Так кровь из венозной превращается в артериальную.
По легочным венам артериальная кровь поступает в левое предсердие, потом - в левый желудочек, отсюда -- в большой круг кровообращения, которым переносится к тканям.
Углекислый газ из венозной крови поступает в легочные пузырьки и во время выдоха выводится из организма. Скорость диффузии газов в легочных капиллярах довольно велика: за время течения крови по легочным капиллярам (в среднем 0,3 с) давление газов в крови и альвеолах выравнивается. Это связано с большой общей поверхностью капилляров и особенностями строения альвеолярно-капиллярного барьера [3; 135].
Несмотря на периодическое поступление атмосферного воздуха, состав альвеолярного воздуха постоянный, хотя и отличается от вдыхаемого. Это обеспечивается интенсивным обменом газов, то есть непрерывным поступлением кислорода и удалением углекислого газа, и имеет большое значение для поддержания постоянства внутренней среды организма (гомеостаза).
3 ТРАНСПОРТИРОВКА КИСЛОРОДА И УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА КРОВЬЮ
3.1 Транспортировка кислорода
Практически весь О2 (около 20 об % - 20 мл О2 на 100 мл крови) переносится кровью в виде химического соединения с гемоглобином. В виде физического растворения транспортируется только 0,3 об %. Однако эта фаза весьма важна, так как О2 из капилляров к тканям и О2 из альвеол в кровь и в эритроциты проходит через плазму крови в виде физически растворенного газа.
Свойства гемоглобина и его соединения
Этот красный кровяной пигмент, содержащийся в эритроцитах как переносчик О2, обладает замечательным свойством присоединять О2, когда кровь находится в легком, и отдавать О2, когда кровь проходит по капиллярам всех органов и тканей организма. Гемоглобин является хромопротеидом, его молекулярный вес составляет 64 500, он состоит из четырех одинаковых групп - гемов. Гем представляет собой протопорфирин, в центре которого расположен ион двухвалентного железа, играющего ключевую роль в переносе О2. Кислород образует обратимую связь с гемом, причем валентность железа не изменяется. При этом восстановленный гемоглобин (Нb) становится окисленным НbО2, точнее, Нb(О2)4. Каждый гем присоединяет по одной молекуле кислорода, поэтому одна молекула гемоглобина связывает четыре молекулы О2. Содержание гемоглобина в крови у мужчин 130-160 г/л, у женщин 120-140 г/л. Количество О2, которое может быть связано в 100 мл крови, у мужчин составляет около 20 мл (20 об %) - кислородная емкость крови, у женщин она на 1-2 об % меньше, так как у них меньше Нb. После разрушения старых эритроцитов в норме и в результате патологических процессов прекращается и дыхательная функция гемоглобина, поскольку он частично «теряется» через почки, частично фагоцитируется клетками мононуклеарной фагоцитирующей системы [4;203].
Гем может подвергаться не только оксигенации, но и истинному окислению. При этом железо из двухвалентного превращается в трехвалентное. Окисленный гем носит название гематина (метгема), а вся полипептидная молекула в целом - метгемоглобина. В крови человека в норме метгемоглобин содержится в незначительных количествах, но при отравлениях некоторыми ядами, при действии некоторых лекарств, например, кодеина, фенацетина, его содержание увеличивается. Опасность таких состояний заключается в том, что окисленный гемоглобин очень слабо диссоциирует (не отдает О2 тканям) и, естественно, не может присоединять дополнительно молекулы О2, то есть он теряет свои свойства переносчика кислорода. Так же опасно соединение гемоглобина с угарным газом (СО) - карбоксигемоглобин, поскольку сродство гемоглобина к СО в 300 раз больше, чем к кислороду, и НbСО диссоциирует в 10000 раз медленнее, чем НbО2. Даже при крайне низких парциальных давлениях угарного газа гемоглобин превращается в карбоксигемоглобин: Hb+СО = HbСО. В норме на долю HbСО приходится лишь 1 % общего количества гемоглобина крови, у курильщиков - значительно больше: к вечеру оно достигает 20%. Если в воздухе содержится 0,1% СО, то около 80% гемоглобина переходит в карбоксигемоглобин и выключается из транспорта О2. Опасность образования большого количества НbСО подстерегает пассажиров на автомобильных дорогах.
Образование оксигемоглобина происходит в капиллярах легких очень быстро. Время полунасыщения гемоглобина кислородом составляет всего лишь 0,01 с (длительность пребывания крови в капиллярах легких в среднем 0,5 с). Главным фактором, обеспечивающим образование оксигемоглобина, является высокое парциальное давление О2 в альвеолах (100 мм рт.ст.) [4;205].
Пологий характер кривой образования и диссоциации оксигемоглобина в верхней ее части свидетельствует о том, что в случае значительного падения Ро2 в воздухе содержание О2 в крови будет сохраняться достаточно высоким (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Кривые образования и диссоциации оксигемоглобина (Hb) и оксимиоглобина (Mb) при рН 7,4 и t 37°C
Так, даже при падении РО, в артериальной крови до 60 мм рт.ст. (8,0 кПа) насыщение гемоглобина кислородом равно 90% - это весьма важный биологический факт: организм все еще будет обеспечен О2 (например, при подъеме в горы, полетах на низких высотах - до 3 км), т. е. имеется высокая надежность механизмов обеспечения организма кислородом.
Процесс насыщения гемоглобина кислородом в легких отражает верхняя часть кривой от 75 % до 96-98%. В венозной крови, поступающей в капилляры легких, РО, равно 40 мм рт.ст. и достигает в артериальной крови 100 мм рт.ст., как Ро2 в альвеолах. Имеется ряд вспомогательных факторов, способствующих оксигенации крови:
1) отщепление от карбгемоглобина СО2 и удаление его (эффект Вериго);
2) понижение температуры в легких;
3) увеличение рН крови (эффект Бора).
Диссоциация оксигемоглобина происходит в капиллярах, когда кровь от легких приходит к тканям организма. При этом гемоглобин не только отдает О2 тканям, но и присоединяет образовавшийся в тканях СО2. Главным фактором, обеспечивающим диссоциацию оксигемоглобина, является падение Ро2, который быстро потребляется тканями. Образование оксигемоглобина в легких и диссоциация его в тканях проходят в пределах одного и того же верхнего участка кривой (75-96% насыщения гемоглобина кислородом). В межклеточной жидкости Ро2 уменьшается до 5-20 мм рт.ст., а в клетках падает до 1 мм рт.ст. и меньше (когда Ро2 в клетке становится равным 0,1 мм рт.ст., клетка погибает). Поскольку возникает большой градиент Ро2 (в пришедшей артериальной крови он около 95 мм рт.ст.), диссоциация оксигемоглобина идет быстро, и О2 переходит из капилляров в ткань. Длительность полудиссоциации равна 0,02 с (время прохождения каждого эритроцита через капилляры большого круга около 2,5 с), что достаточно для отщепления О2 (огромный запас времени) [4;207].
Кроме главного фактора (градиента Ро2) имеется и ряд вспомогательных факторов, способствующих диссоциации оксигемоглобина в тканях. К ним относятся:
1) накопление СО2 в тканях;
2) закисление среды;
3) повышение температуры.
Таким образом, усиление метаболизма любой ткани ведет к улучшению диссоциации оксигемоглобина. Кроме того, диссоциации оксигемоглобина способствует 2,3-дифосфоглицерат - промежуточный продукт, образующийся в эритроцитах при расщеплении глюкозы. При гипоксии его образуется больше, что улучшает диссоциацию оксигемоглобина и обеспечение тканей организма кислородом. Ускоряет диссоциацию оксигемоглобина также и АТФ, но в значительно меньшей степени, так как 2,3-дифосфоглицерата в эритроцитах содержится в 4-5 раз больше, чем АТФ.
Миоглобин также присоединяет О2. По последовательности аминокислот и третичной структуре молекула миоглобина очень сходна с отдельной субъединицей молекулы гемоглобина. Однако молекулы миоглобина не соединяются между собой с образованием тетрамера, что, по-видимому, объясняет функциональные особенности связывания О2. Сродство миоглобина к О2 больше, чем у гемоглобина: уже при напряжении Ро2 3-4 мм рт.ст. 50% миоглобина насыщено кислородом, а при 40 мм рт.ст. насыщение достигает 95%. Однако миоглобин труднее отдает кислород. Это своего рода запас О2, который составляет 14% от общего количества О2, содержащегося в организме. Оксимиоглобин начинает отдавать кислород только после того, как парциальное давление О2 падает ниже 15 мм рт.ст. Благодаря этому он играет в покоящейся мышце роль кислородного депо и отдает О2 только тогда, когда исчерпываются запасы оксигемоглобина, в частности, во время сокращения мышцы кровоток в капиллярах может прекращаться в результате их сдавливания, мышцы в этот период используют запасенный во время расслабления кислород. Это особенно важно для сердечной мышцы, источником энергии которой является в основном аэробное окисление. В условиях гипоксии содержание миоглобина возрастает. Сродство миоглобина с СО меньше, чем гемоглобина.
3.2 Транспортировка углекислого газа
Транспорт углекислого газа, как и кислорода, осуществляется кровью в виде физического растворения и химической связи. Причем СО2, как и О2, переносится и плазмой, и эритроцитами. Однако соотношение фракций СО2, переносимых плазмой и эритроцитами, существенно отличается от таковых для О2. Ниже приведены усредненные показатели содержания СО2 в крови.
Распределение СО2 в плазме и эритроцитах. Большая часть СО2 транспортируется плазмой крови, причем около 60 % всего СО2 находится в виде бикарбоната натрия (NaHCO3, 34 об %), т.е. в виде химической связи, 4,5 об % - в виде физически растворенного СО2 и около 1,5 % СО2 находится в виде Н2CO3. Всего в венозной крови содержится 58 об % СО2. В эритроците СО2 находится в форме химических соединений карбгемоглобина (ННbСО2, 5,5 об %) и бикарбоната калия (КНCO3, 14 об %). Углекислый газ, образуемый в организме, выделяется в основном через легкие (около 98%,) и только 0,5% - через почки, около 2% - через кожу в виде НCO3 - бикарбонатов.
Следует отметить, что некоторое увеличение содержания СО2 в крови оказывает благоприятное влияние на организм: увеличивает кровоснабжение мозга и миокарда, стимулирует процессы биосинтеза и регенерацию поврежденных тканей. Увеличение содержания СО2 в крови стимулирует также сосудодвигательный и дыхательный центры [5;119].
Образование соединений углекислого газа. В результате окислительных процессов и образования СО2 его напряжение в клетках и, естественно, в межклеточных пространствах значительно больше (достигает 60- 80 мм рт.ст.), чем в поступающей к тканям артериальной крови (40 мм рт.ст.). Поэтому СО2, согласно градиенту напряжения, из интерстиция переходит через стенку капилляров в кровь. Небольшая его часть остается в плазме в виде физического растворения. В плазме образуется также небольшое количество Н2CO3 (Н2О+ СО2 - Н2CO3), но этот процесс идет очень медленно, так как в плазме крови нет фермента карбоангидразы, катализирующего образование Н2CO3.
Карбоангидраза имеется в различных клетках организма, в том числе в лейкоцитах и тромбоцитах. СО2 поступает и в эти клетки, где также образуются угольная кислота и ионы НCO3. Однако роль этих клеток в транспорте СО2невелика, так как они не содержат гемоглобина, их число значительно меньше, нежели эритроцитов, их размеры очень маленькие (тромбоциты имеют диаметр 2-3 мкм, эритроциты - 8 мкм).
Гемоглобин транспортирует не только О2, но и СО2. При этом образуется так называемая карбаминовая связь: ННb + СО2 = ННbСО2 (Hb-NH-COOH-карбгемоглобин, точнее - карбамино-гемоглобин).
Небольшое количество СО2 (1 - 2 %) переносится белками плазмы крови также в виде карбаминовых соединений.
Диссоциация соединений углекислого газа. В легких происходят обратные процессы - выделение из организма СО2 (за сутки выделяется около 850 г СО2). В первую очередь начинается выход в альвеолы физически растворенного СО2 из плазмы крови, поскольку парциальное давление Рсо2 в альвеолах (40 мм рт.ст.) ниже, чем в венозной крови (46 мм рт.ст.). Это ведет к уменьшению напряжения Рсо2 в крови. Причем, присоединение кислорода к гемоглобину ведет к уменьшению сродства углекислого газа к гемоглобину и расщеплению карбгемоглобина (эффект Холдена) [5;121]. Общая схема процессов образования и диссоциации всех соединений кислорода и углекислого газа, происходящих во время прохождения крови в капиллярах тканей и легких, представлена на рис. 3.2.
Рис. 3.2. Общая схема основных процессов газообмена между кровью и тканями организма (А), между кровью и альвеолами легких (Б)
В процессе дыхания регулируется рН внутренней среды вследствие удаления СО2 из организма, так как Н2CO3 диссоциирует на Н2O и СО2. При этом предотвращается закисление внутренней среды организма постоянно образующейся Н2CO3.
4 ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА
4.1 Органы кровообращения. Сердце, его строение
Значение кровообращения
Движение крови по сосудам называют кровообращением. Система органов кровообращения состоит из сердца и кровеносных сосудов (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Схема сердечно-сосудистой системы
Свои функции (транспортную, регуляторную и защитную) кровь выполняет благодаря постоянному движению по кровеносным сосудам. Это движение обеспечивается ритмическими сокращениями сердца, которое работает как насос, перекачивая по кровеносной системе кровь. Прекращение движения крови даже на короткое время является смертельно опасным для организма. Клетки организма, особенно нервные, не могут функционировать даже несколько минут без кислорода и питательных веществ, которые переносятся кровью. Продукты распада питательных веществ, которые не выводятся из клеток кровью, отравляют их [3; 107].
Сердце человека находится в левой части грудной полости. Оно является полым мышечным органом. Верхушка его направлена вниз и влево (рис. 4.2).
Рис. 4.2. Размещение сердца в грудной полости (І). Внешний вид сердца (ІІ). Вид сердца в разрезе (ІІІ).
Стенки сердца образованы тремя оболочками: внутренней (эндокардом), средней мышечной (миокардом) и наружной соединительнотканной (эпикардом). Снаружи сердце окружено эластичной околосердечной сумкой (перикардом), оберегающей его от перерастяжения при наполнении кровью. Между околосердечной сумкой и сердцем находится жидкость, увлажняющая сердце и уменьшающая его трение во время сокращений. Масса сердца человека колеблется в пределах 250-360 граммов. Cердце человека четырехкамерное: состоит из двух предсердий (верхняя часть сердца) и двух желудочков (нижняя часть сердца). Левая и правая его части разделены сплошной перегородкой. Между предсердиями и желудочками имеются отверстия, закрытые соединительнотканными клапанами, прикрепляющимися с помощью нитей к внутренней оболочке сердца. При сокращении предсердий клапаны открываются и пропускают кровь в желудочки. При сокращении желудочков клапаны закрываются, не пропуская кровь назад в предсердия [3; 109]. Таким образом, кровь в сердце движется только в одном направлении -- от предсердий к желудочкам. Клапаны имеют форму створок, поэтому их называют створчатыми. В левой части клапан имеет две створки (двустворчатый), в правой - три створки (трехстворчатый). На выходе аорты из левого желудочка и легочной артерии из правого желудочка расположены полулунные (карманные) клапаны, не пропускающие после сокращения желудочков кровь назад из сосудов к желудочкам.
Свойства сердечной мышцы
Сердечная мышца имеет такие физиологические свойства: возбудимость, проводимость, сократимость, автоматизм. Возбудимость - это способность сердца переходить из состояния покоя к рабочему состоянию под влиянием разных раздражителей (механических, химических, электрических). Например, после остановки сердца его функцию можно снова восстановить, ритмически нажимая руками на грудную клетку. Возбуждение, возникающее в любом участке сердца, распространяется по всему сердцу. Это свойство называют проводимостью. При распространении возбуждения по сердцу в нем возникают электрические токи, которые могут быть зарегистрированы с помощью специального прибора - электрокардиографа. Запись электрических токов сердца называют электрокардиограммой. Возбуждение сердечной мышцы сопровождается сокращением благодаря ее способности, как и скелетных мышц, сокращаться.
Автоматизм сердца -- это способность сердца сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в самом сердце. Еще в 1902 году русский ученый А. А. Кулябко доказал возможность поддержания жизнедеятельности изолированного сердца человека [3; 109].
В сердечной мышце находятся специальные клетки, в которых автоматически возникают ритмические импульсы. Эти импульсы распространяются по сердечной мышце и задают ритм ее сокращению. Благодаря автоматизму сердце сокращается независимо от нервных и гуморальных влияний. Автоматизм сердца дает возможность поддерживать жизнедеятельность организма даже при нарушении деятельности нервной системы.
Движение крови по сосудам является необходимым условием для поддержания жизнедеятельности организма.
4.2 Сердечный цикл. Работа сердца
Сердечный цикл
Сердце работает ритмично. Сокращение сердца (систола) чередуется с его расслаблением (диастолой). Сокращение и расслабление предсердий и желудочков в нормальных условиях строго взаимосогласованы и составляют единый цикл работы сердца. Частота сердечных сокращений в состоянии покоя индивидуальна и колеблется от 60 до 80 ударов в минуту (уд/мин). Сердечный цикл (рис. 4.3) начинается сокращением предсердий, длящимся 0,1 секунды. За это время кровь из предсердий через клапаны выталкивается в расслабленные желудочки. После окончания сокращения предсердий сокращаются желудочки. Венозная кровь из правого желудочка выталкивается в легочную артерию, а артериальная кровь из левого желудочка - в аорту. Сокращение желудочков длится приблизительно 0,3 секунды. После этого они расслабляются и на протяжении следующих 0,4 секунды вся сердечная мышца находится в состоянии покоя или общего расслабления [3; 110].
Рис. 4.3. Цикл сокращений сердца
Продолжительность сердечного цикла при частоте сердечных сокращений 72 уд/мин составляет 0,8 секунды. Период отдыха в 0,4 секунды достаточен для того, чтобы сердце полностью восстановило свою работоспособность. При увеличении частоты сердечных сокращений продолжительность сердечного цикла сокращается, в основном, за счет периода отдыха.
Работа сердца
Количество крови, выбрасываемой сердцем за одно сокращение, называют систолическим объемом. За каждое сокращение сердце выбрасывает в аорту 70 мл крови. Зная систолический объем крови (СО) и частоту сердечных сокращений (ЧСС), можно определить, сколько крови сердце перекачивает за тот или иной промежуток времени (например, за одну минуту) и какую работу при этом оно выполняет [3; 111].
При частоте сердечных сокращений 72 уд/мин минутный объем крови (МОК) составляет МОК = СО * ЧСС = 70 * 72 = 5000 мл/мин, или 5 л за одну минуту. При физической нагрузке во время спортивных соревнований у спортсменов минутный объем крови может достичь 40 л/мин, а за час -- около 2,5 тонны.
5 ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
5.1 Кровеносные сосуды
Было время, когда люди не имели конкретных представлений о движении крови в организме. И только в 1628 году английский ученый У. Гарвей доказал, что кровь у человека движется по замкнутой системе сосудов благодаря работе сердца. Кровеносные сосуды, пронизывая весь организм, доходят до каждой его клетки [3; 114].
Система кровообращения состоит из различных по строению и функциям сосудов (рис. 5.1).
Рис. 5.1. Схема кровообращения человека
Самые крупные сосуды - артерии. По ним кровь движется от сердца. Благодаря прочным стенкам и неисчерченным мышцам артерии способны выдерживать большое давление крови. Большие артерии разветвляются на более мелкие, а те, в свою очередь, на артериолы, распадающиеся на тоненькие сосуды - капилляры. Именно в капиллярах происходит обмен веществ между кровью и клетками (через тканевую жидкость). Капилляры собираются сначала в венулы, те в большие вены, по которым кровь возвращается в сердце. Вены имеют тонкие стенки, способные расширяться и вмещать значительный объем крови [3; 114].
Сосуды кровеносной системы образуют малый и большой круг кровообращения (рис. 5.1). Малый круг кровообращения начинается из правого желудочка, из которого венозная кровь через легочные артерии поступает в более мелкие артерии, а из них в легочные капилляры. Легочные капилляры густо оплетают легочные пузырьки, заполненные атмосферным воздухом, Здесь происходит обмен газов: кислород переходит в кровь, а углекислый газ - в легкие. Насыщенная кислородом кровь становится артериальной и по легочным венам возвращается в левое предсердие. Путь крови от правого желудочка через легкие к левому предсердию называется малым кругом кровообращения.
Большой круг кровообращения начинается из левого желудочка, который, сокращаясь, выталкивает кровь в аорту. По сосудистой сети артериальная кровь несет кислород и питательные вещества ко всем клеткам тела, а из клеток в капилляры переходят углекислый газ и продукты распада питательных веществ. Кровь из артериальной превращается в венозную и по венозным сосудам возвращается в правое предсердие. Кровь от головы, шеи и рук собирается в верхнюю полую вену, а от всех остальных частей тела -- в нижнюю полую вену. Путь крови от левого желудочка через артерии, капилляры, вены всех органов тела к правому предсердию называется большим кругом кровообращения [3; 115].
Итак, можно сделать выводы, что сосуды системы кровообращения человека составляют большой и малый круг кровообращения. По малому кругу кровообращения кровь от сердца поступает в легкие, где насыщается кислородом и отдает углекислый газ. По большому кругу кровообращения кровь разносит кислород и питательные вещества в клетки всего тела и забирает от них углекислый газ.
5.2 Движение крови по сосудам
Кровь по сосудам движется непрерывно, хотя сердце выталкивает кровь в аорту периодически. Это возможно потому, что объем выталкиваемой в аорту крови во время систолы сердца растягивает стенки аорты. Вследствие своей эластичности стенки аорты сокращаются во время диастолы сердца и обеспечивают непрерывное движение крови. Кровь движется по сосудам благодаря разнице давлений в начале и в конце большого и малого круга кровообращения. Давление крови неодинаково в разных частях кровеносной системы. Самое высокое оно в аорте (120--130 мм рт. ст.), а самое низкое -- в конце большого круга кровообращения в полых венах (3--8 мм рт. ст.). Согласно законам физики жидкость движется от участка с более высоким давлением к участку с более низким давлением. Давление крови измеряют на плечевой артерии с помощью манометра. У здоровых людей в состоянии покоя оно составляет 120 ± 10 мм рт. ст. при сокращении сердца и 70 ± 10 мм рт. ст. при его расслаблении. В норме сосуды находятся в состоянии некоторого напряжения - тонуса. При определенных заболеваниях тонус сосудов нарушается. Когда увеличивается тонус, сосуды сужаются, давление в кровеносной системе повышается. Это состояние повышенного кровяного давления называют гипертонией. При этом возрастает нагрузка на сердце. Оно работает с перенапряжением. При уменьшении тонуса сосуды расширяются, давление понижается и возникает гипотония. В этом случае нарушается кровоснабжение органов, ухудшаются условия их работы [3; 116].
Пульс
Выбрасывание крови в артерии вызывает колебание их стенок. В местах, где большие артерии подходят близко к поверхности тела, например на внутренней стороне запястья, на висках, по бокам шеи, ритмические колебания легко ощутить под пальцами, если их положить на эти места. Эти колебания называют артериальным пульсом. Каждое колебание отвечает сокращению сердца. Поэтому по пульсу можно определить частоту сердечных сокращений за одну минуту. Пульс дает также информацию о состоянии сосудов и работе сердца. В норме пульс упругий и хорошо прослушивается. Частота пульса индивидуальна и составляет у подростков 72-85 уд/мин, а у взрослых - 60-75 уд/мин.
Скорость движения крови
При частоте сердечных сокращений 72 уд/мин кровь по сосудам большого и малого круга протекает за 25 секунд. Однако ее скорость не всегда одинакова. В аорте она наибольшая и составляет 0,5 м/с, а в капиллярах самая маленькая -- 0,5--1 мм/с. Это связано с тем, что поперечное сечение всех капилляров превышает более чем в 500 раз диаметр аорты. Малая скорость движения крови в капиллярах обеспечивает достаточное время для обмена веществ между кровью и клетками [3; 117].
Движение крови по венам. Кровообращение в венах имеет важное значение для наполнения сердца кровью во время диастолы. Сколько крови возвратится по полым венам, такое ее количество попадет в аорту. Стенки вен тоньше и менее эластичны, чем у артерий. Движение крови по венам обеспечивается сокращением сердца и скелетных мышц. Кровь в венах течет только в одном направлении -- к сердцу. Обратному ее движению препятствуют карманные клапаны (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Движение крови по венам
Сокращения скелетных мышц проталкивают кровь в сторону сердца. Это предотвращает застой крови в нижней части тела и помогает сердцу двигать кровь по кровеносной системе.
Лимфатическая система
Кроме кровеносной системы, в организме человека имеется разветвленная сеть сосудов разного диаметра, образующая лимфатическую систему (рис. 5.3).
Рис. 5.3. Лимфатическая система человека
Начинается лимфатическая система из лимфатических капилляров, расположенных между клетками. По ним перетекает межклеточная жидкость, которая фильтруется сквозь стенки лимфатических капилляров и превращается в лимфу. Лимфа - прозрачная жидкость, похожая по химическому составу на плазму крови. Сливаясь, лимфатические капилляры образуют лимфатические сосуды, по которым лимфа поступает в венозную систему. В разных местах лимфатической системы расположены лимфатические узлы (рис. 5.3), в которых образуется большое количество лимфоцитов, играющих значительную роль в иммунитете. В лимфатических узлах задерживаются и обезвреживаются микроорганизмы [3; 118].
6 АДАПТАЦИЯ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ
Организм осуществляет тонкое регулирование напряжения О2 и СО2 в крови - их содержание остается относительно постоянным, несмотря на колебания количества доступного кислорода и потребности в нем, которая во время интенсивной мышечной работы может увеличиваться в 20 раз. Частота и глубина дыхания регулируются дыхательным центром, нейроны которого расположены в различных отделах ЦНС; главными из них являются продолговатый мозг и мост. Дыхательный центр по соответствующим нервам ритмично посылает к диафрагме и межреберным мышцам импульсы, которые вызывают дыхательные движения. В основе своей ритм дыхания является непроизвольным, но может изменяться в некоторых пределах высшими центрами головного мозга, что свидетельствует о возможности произвольного влияния на нижележащие отделы дыхательного центра.
Саморегуляция вдоха и выдоха
Локализация дыхательного центра. В продолговатом мозге находится главная часть дыхательного центра. Об этом свидетельствуют исследования П.Флуранса (1794-1867) [6;217]. Он обнаружил, что разрушение медиальной части продолговатого мозга в нижнем углу ромбовидной ямки ведет к полной остановке дыхания. Позже (1885) Н. А. Миславский [7;39] установил наличие двух структур, ответственных за вдох и выдох.
Мост играет важную роль в регуляции продолжительности фаз вдоха, выдоха и паузы между ними.
Мотонейроны спинного мозга получают импульсы от нейронов продолговатого мозга и посылают их к дыхательным мышцам по диафрагмальному и межреберным нервам. Центр диафрагмальных нервов находится в основном в 3-4-м шейных сегментах спинного мозга. Центры межреберных нервов, иннервирующих мускулатуру грудной клетки, локализуются в грудном отделе спинного мозга (4 - 10 сегменты), иннервация мышц живота осуществляется Th4 - L3 - сегментами.
В регуляции дыхания принимают участие также средний мозг, гипоталамус, лимбико-ретикулярный комплекс, кора большого мозга.
Дыхательные нейроны (нейроны, которые возбуждаются в различные фазы дыхательного цикла) обнаружены почти на всем протяжении продолговатого мозга. Однако в обеих половинах продолговатого мозга есть участки ретикулярной формации, где имеются основные скопления дыхательных нейронов. В правой и левой половинах продолговатого мозга имеется по два таких скопления - дорсальное и вентральное. Они локализуются вблизи задвижки (obex), которая расположена у нижнего угла ромбовидной ямки.
Нейронная организация автоматии дыхательного центра. Под автоматией дыхательного центра понимают циркуляцию возбуждения в его нейронах, обеспечивающую саморегуляцию вдоха и выдоха. Взаимодействие нейронов дыхательного центра заключается в следующем. Ритмическая смена вдоха и выдоха (постоянное их чередование) обеспечивается циркуляцией возбуждения вдыхательных нейронах продолговатого мозга- главной части дыхательного центра, а также взаимодействием импульсации нейронов продолговатого мозга с импульсацией дыхательных нейронов моста и рефлексогенных зон, главной из которых является легочная (механорецепторы). При этом эфферентные импульсы ритмично поступают по диафрагмальному и межреберным нервам к дыхательным мышцам, что ведет к их сокращению (вдох). Прекращение импульсации сопровождается расслаблением дыхательной мускулатуры (выдох) [8;238].
Цикл дыхания у человека состоит из вдоха, выдоха и паузы. С учетом этого дыхательные нейроны классифицируют на группы, основными из которых являются: 1) ранние инспираторные и экспираторные нейроны; 2) поздние инспираторные и экспираторные нейроны; 3) полные инспираторные и экспираторные нейроны.
Большинство экспираторных нейронов являются антиинспираторными, и только часть из них посылают свои импульсы к мышцам выдоха. Они возбуждаются под влиянием афферентной импульсации блуждающих нервов и нейронов моста. Большинство инспираторных нейронов обладают непрерывной спонтанной импульсной активностью, которая преобразуется в фазную благодаря тормозным реципрокным влияниям экспираторных и поздних инспираторных нейронов [9;218].
Каждый дыхательный цикл начинается с возбуждения ранних инспираторных нейронов. Затем возбуждение переходит на полные инспираторные нейроны. В процессе циркуляции возбуждения импульсы по возвратным связям поступают к предшествующим нейронам и тормозят их. Полные инспираторные и экспираторные нейроны по нисходящим путям посылают импульсы к мотонейронам спинного мозга, иннервирующим дыхательную мускулатуру (рис. 6.1).
Подобные документы
Изучение путей транспортировки газов в организме человека во время тренировки на выносливость. Характеристика внешнего дыхания, физиологии сердца, особенностей адаптации дыхательной, сердечно-сосудистой системы и системы крови при физической нагрузке.
курсовая работа [58,5 K], добавлен 10.06.2010Классификация факторов, оказывающих влияние на спортивный результат в беге на средние и длинные дистанции. Особенности физической подготовки бегунов на выносливость. Специфика технической, тактической и психической подготовки бегунов на выносливость.
курсовая работа [44,5 K], добавлен 03.12.2013Основные направления организации, нормативные основы первоначального отбора, прогнозирования спортивных способностей. Характеристика системы отбора бегунов на выносливость. Факторы, обуславливающие спортивный результат, их использование в процессе отбора.
дипломная работа [59,4 K], добавлен 17.04.2011Общая и специальная выносливость в скалолазании. Тренировочный процесс спортсменов-скалолазов 15-16 лет, занимающихся в группе спортивного совершенствования первого года обучения. Принципы тренировки на аэробную и анаэробную выносливость; нагрузки, отдых.
дипломная работа [110,5 K], добавлен 19.04.2015Скоростная, силовая и координационная выносливость. Особенности проведения уроков физической культуры в 8-9 классах. Возрастные особенности учащихся. Эффективность применения методик воспитания выносливости на уроках физической культуры в старших классах.
дипломная работа [59,2 K], добавлен 01.05.2015Общая характеристика процесса подготовки спортсменов высокого класса. Локальная мышечная выносливость и ее составляющие. Сравнительный анализ методик тренировки конькобежца в молодежной сборной команды России и сборной команде Архангельской области.
дипломная работа [736,4 K], добавлен 19.12.2013Характеристика выносливости как физической способности человека. Определение понятий "двигательные способности", "физические качества", "выносливость". Факторы проявления, показатели, виды выносливости. Тесты для определения уровня развития выносливости.
курсовая работа [161,0 K], добавлен 06.04.2010Изучение морфофункциональных особенностей сердечно-сосудистой системы. Характеристика влияния гиподинамии и физической нагрузки на нее. Определение индивидуального тренировочного пульса и оценка деятельности сердечно-сосудистой системы учеников 9 класса.
курсовая работа [558,9 K], добавлен 21.10.2014Учебно-воспитательный процесс по физическому воспитанию в школе с учетом возрастных особенностей детей. Выносливость - физическое качество, анализ ее видов и способы тренировки. Оценка воспитания выносливости у школьников подросткового возраста ОШ № 98.
курсовая работа [108,9 K], добавлен 14.12.2010Что происходит с сердечно-сосудистой системой под влиянием длительных занятий физической культурой. Связь между видом спорта и объемом сердца, влияние тренировок. Разработка комплекса упражнений для профилактики заболеваний сердечно-сосудистой системы.
реферат [288,3 K], добавлен 17.08.2011
