Човешките бели дробове осигуряват най-важната функция на тялото - вентилация. Благодарение на този сдвоен орган кръвта и всички тъкани на тялото се насищат с кислород, а въглеродният диоксид се освобождава във външната среда. При повишени физически натоварвания настъпват различни процеси и промени в дихателните органи. Именно за това ще говорим днес. Повишена физическа активност за белите дробове, последствията, тоест как точно се отразява физическата активност на дихателната система - за това ще говорим подробно на тази страница "Популярно за здравето".
Повишаване на дихателната активност при интензивна физическа работа – фази
Всеки знае, че когато тялото ни се движи активно, се засилва и работата на дихателната система. С прости думи, докато бягаме, например, всички се чувстваме недостиг на въздух. Вдишванията стават по-чести и по-дълбоки. Но ако разгледаме този процес по-подробно, какво точно се случва в дихателните органи? Има три фази на повишена дихателна активност по време на тренировка или тежка работа:
1. Дишането става по-дълбоко и по-често - такива промени настъпват през първите двадесет секунди след началото на активната мускулна работа. Когато мускулните влакна се свиват, възникват нервни импулси, които информират мозъка за необходимостта от увеличаване на притока на въздух, мозъкът веднага реагира - дава команда за ускоряване на дишането - в резултат на това възниква хиперпнея.
2. Втората фаза не е толкова мимолетна, колкото първата. На този етап, с увеличаване на физическата активност, вентилацията се увеличава постепенно и частта от мозъка, наречена мост, е отговорна за този механизъм.
3. Третата фаза на дихателната активност се характеризира с факта, че увеличаването на вентилацията в белите дробове се забавя и остава приблизително на същото ниво, но в същото време терморегулаторните и други функции влизат в процеса. Благодарение на тях тялото е в състояние да контролира обмена на енергия с външната среда.
Как работят белите дробове по време на упражнения с умерена и висока интензивност?
В зависимост от тежестта на физическата работа, вентилацията в тялото се извършва по различни начини. Ако човек е подложен на умерени натоварвания, тогава тялото му консумира само около 50 процента от кислорода от количеството, което обикновено може да абсорбира. В този случай тялото увеличава консумацията на кислород чрез увеличаване на обема на вентилация на белите дробове. Хората, които тренират редовно във фитнеса, имат по-висок вентилационен обем на белите дробове от тези, които не спортуват. Съответно консумацията на кислород на килограм телесно тегло (VO2) при такива хора е по-голяма.
Ето примери: в състояние на пълна почивка човек консумира средно около 5 литра въздух на минута, от който клетките и тъканите абсорбират само една пета от кислорода. С увеличаване на физическата активност дишането се увеличава и обемът на белодробната вентилация се увеличава. В резултат на това същият човек вече консумира около 35-40 литра въздух в минута, тоест 7-8 литра кислород. При хората, които спортуват редовно, тези цифри са 3-5 пъти по-високи.
Какви са последствията за белите дробове, ако човек е постоянно подложен на силно физическо претоварване? Не е ли вредно за дихателната система и за човешкото здраве като цяло? За хората, които не спортуват редовно, интензивните упражнения, като бягане на дълги разстояния или изкачване на стръмна планина, могат да бъдат опасни. Когато настъпи втората и третата фаза на дихателната активност, такива хора изпитват недостиг на кислород, въпреки факта, че потреблението му от тялото се увеличава драстично. Защо се случва това?
Тялото е принудено да произвежда огромно количество енергия, което изисква голямо количество кислород. Дишането става по-често и по-дълбоко, но тъй като нетрениран човек има малък обем на белодробна вентилация, кислородът (O2) все още не е достатъчен. За генериране на енергия се активира допълнителен механизъм - захарите се разграждат поради млечната киселина, която се отделя при мускулна работа, без участието на O2. Тялото чувства липса на глюкоза в такава ситуация, така че е принудено да я произвежда чрез разграждане на мазнините.
За този процес отново е необходим приток на кислород, потреблението му отново се увеличава. След това идва хипоксията. По този начин повишеното натоварване на белите дробове по време на физически тежка работа е опасно и има последици под формата на хипоксия, която в крайна сметка може да доведе до загуба на съзнание, конвулсии и други здравословни проблеми. Въпреки това хората, които спортуват редовно, не са изложени на риск. Техният обем на белодробна вентилация и други показатели на дихателната система са много по-високи, следователно, дори и при най-интензивната мускулна работа за дълго време, те не се чувстват.
Как да избегнем хипоксия при големи натоварвания?
За да се научи тялото да се адаптира към хипоксията, е необходимо постоянно да се занимавате с физически упражнения в продължение на поне 6 месеца. С течение на времето показателите на дихателната система ще станат по-високи - обемът на белодробната вентилация, дихателният обем, показателят за максимална консумация на O2 и др. Поради това, с активната дейност на мускулите, доставката на кислород ще бъде достатъчна за генериране на енергия и мозъкът няма да страда от хипоксия.
Олга Самойлова, www.site
Google
- Уважаеми наши читатели! Моля, маркирайте намерената правописна грешка и натиснете Ctrl+Enter. Уведомете ни какво не е наред.
- Моля, оставете вашия коментар по-долу! Питаме ви! Трябва да знаем вашето мнение! Благодаря ти! Благодаря ти!
ОТГОВОР: Образуването на енергия за осигуряване на мускулна работа може да се извърши чрез анаеробни аноксични и аеробни окислителни пътища. В зависимост от биохимичните характеристики на процесите, протичащи в този случай, е обичайно да се разграничават три обобщени енергийни системи, които осигуряват физическото представяне на човек:
алактоанаеробен или фосфагенен, свързан с процесите на ресинтез на АТФ главно поради енергията на друго високоенергийно фосфатно съединение - креатин фосфат CRF
гликолитичен лактациден анаероб, осигуряващ ресинтеза на АТФ и CrF поради реакциите на анаеробно разграждане на гликоген или глюкоза до млечна киселина UA
аеробно окислително, свързано със способността за извършване на работа поради окисляването на енергийни субстрати, които могат да се използват като въглехидрати, мазнини, протеини, като същевременно се увеличава доставката и използването на кислород в работещите мускули.
Почти цялата енергия, освободена в тялото по време на метаболизма на хранителните вещества, в крайна сметка се превръща в топлина. Първо, максималната ефективност на превръщането на хранителната енергия в мускулна работа, дори при най-добри условия, е само 20-25%; останалата част от хранителната енергия се превръща в топлина по време на вътреклетъчни химични реакции.
Второ, почти цялата енергия, която наистина отива за създаване на мускулна работа, обаче, се превръща в телесна топлина, тъй като тази енергия, с изключение на малка част от нея, се използва за: 1 преодоляване на вискозното съпротивление на движението на мускулите и ставите; 2 преодоляване на триенето на кръвта, протичаща през кръвоносните съдове; 3 други подобни ефекта, в резултат на които енергията на мускулните контракции се превръща в топлина. Включват се механизмите на терморегулация, изпотяване и др., на човек му е горещо.
Лекарството убинон (коензим Q) се използва като антиоксидант, който има антихипоксичен ефект. Лекарството се използва за лечение на заболявания на сърдечно-съдовата система, за подобряване на ефективността по време на физическо натоварване. Използвайки знанията за биохимията на енергийния метаболизъм, обяснете механизма на действие на това лекарство.
ОТГОВОР: Убихиноните са мастноразтворими коензими, намиращи се предимно в митохондриите на еукариотните клетки. Убихинонът е компонент на електронтранспортната верига и участва в окислителното фосфорилиране. Максимално съдържание на убихинон в органите с най-високи енергийни нужди, като сърцето и черния дроб.
Комплекс 1 на тъканното дишане катализира окислението на NADH убихинон.
С NADH и сукцинат в 1-ви и 2-ри комплекси на дихателната верига e се прехвърля в убинон.
И след това от убинон към цитохром c.
Проведени са два експеримента: в първото изследване митохондриите са третирани с олигомицин, инхибитор на АТФ синтазата, а във второто с 2,4-динитрофенол, разединител на окисляването и фосфорилирането. Как ще се промени синтезът на АТФ, стойността на трансмембранния потенциал, скоростта на тъканното дишане и количеството отделен CO2? Обяснете защо ендогенните разединители мастни киселини и тироксин имат пирогенен ефект?
ОТГОВОР: синтезът на АТФ ще намалее; стойността на трансмембранния потенциал ще намалее; скоростта на тъканното дишане и количеството отделен CO2 ще намалеят.
Някои химикали могат да транспортират протони или други йони, заобикаляйки протонните канали на АТФ синтазата на мембраната, те се наричат протонофори и йонофори. В този случай електрохимичният потенциал изчезва и синтезът на АТФ спира. Това явление се нарича разединяване на дишането и фосфорилирането. Количеството АТФ намалява, АДФ се увеличава и във формата се освобождава енергия топлина, следователно се наблюдава повишаване на температурата, разкриват се пирогенни свойства.
56. Апоптоза - програмирана клетъчна смърт. При някои патологични състояния (например вирусна инфекция) може да настъпи преждевременна клетъчна смърт. Човешкото тяло произвежда защитни протеини, които предотвратяват преждевременната апоптоза. Един от тях е протеинът Bcl-2, който повишава съотношението NADH/NAD+ и инхибира освобождаването на Ca2+ от ER. Сега е известно, че вирусът на СПИН съдържа протеаза, която разгражда Bcl-2. Скоростта на какви реакции на енергийния метаболизъм се променя в този случай и защо? Защо смятате, че тези промени могат да бъдат вредни за клетките?
ОТГОВОР: Увеличава съотношението на NADH / NAD + оттук и увеличаването на скоростта на OVR реакциите на цикъла на Кребс.
Това ще ускори реакцията на окислително декарбоксилиране, тъй като Ca2 + участва в активирането на неактивен PDH.Тъй като съотношението NADH / NAD + ще бъде намалено по време на СПИН, скоростта на OVR реакциите на цикъла на Кребс ще намалее.
Барбитуратите (натриев амитал и др.) се използват в медицинската практика като сънотворни. Въпреки това, предозирането на тези лекарства, надвишаващо 10 пъти терапевтичната доза, може да бъде фатално. На какво се основава токсичният ефект на барбитуратите върху тялото?
Отговор: Барбитурати, група лекарствени вещества, получени от барбитуровата киселина, които имат хипнотичен, антиконвулсивен и наркотичен ефект, дължащ се на депресивен ефект върху централната нервна система. Барбитуратите, приети перорално, се абсорбират в тънките черва. Когато бъдат освободени в кръвта, те се свързват с протеини и се метаболизират в черния дроб. Приблизително 25% от барбитуратите се екскретират в урината непроменени.
Основният механизъм на действие на барбитуратите е свързан с факта, че те проникват във вътрешните липидни слоеве и изтъняват мембраните на нервните клетки, нарушавайки тяхната функция и невротрансмисия. Барбитуратите блокират възбуждащия невротрансмитер ацетилхолин, като същевременно стимулират синтеза и увеличават инхибиторните ефекти на GABA. С развитието на пристрастяването холинергичната функция се увеличава, докато синтезът и свързването на GABA намаляват. Метаболитният компонент е да индуцира чернодробните ензими, което намалява чернодробния кръвен поток. Тъканите стават по-малко чувствителни към барбитурати. Барбитуратите могат да причинят с течение на времето повишаване на устойчивостта на мембраните на нервните клетки. Като цяло барбитуратите имат инхибиторен ефект върху централната нервна система, което се проявява клинично чрез хипнотични, седативни ефекти. в токсични дози инхибират външното дишане, дейността на сърдечно-съдовата система (поради инхибиране на съответния център в продълговатия мозък). понякога нарушения на съзнанието: зашеметяване, ступор и кома. Причини за смъртта: дихателна недостатъчност, остра чернодробна недостатъчност, шокова реакция със сърдечен арест.
В същото време, поради смущения в дишането, се наблюдава повишаване на нивото на въглероден диоксид и намаляване на нивото на кислород в тъканите и кръвната плазма. Появява се ацидоза - нарушение на киселинно-алкалния баланс в организма.
Действието на барбитуратите нарушава метаболизма: инхибира окислителните процеси в организма, намалява образуването на топлина. При отравяне съдовете се разширяват и топлината се отделя в по-голяма степен. Поради това температурата на пациента намалява
58. При сърдечна недостатъчност се предписват инжекции с кокарбоксилаза, съдържаща тиамин дифосфат. Като се има предвид, че сърдечната недостатъчност е придружена от хипоенергично състояние и използвайки знанията за ефекта на коензимите върху ензимната активност, обяснете механизма на терапевтичното действие на лекарството. Назовете процеса, който се ускорява в клетките на миокарда, когато се прилага това лекарство
Отговор: Кокарбоксилазата е витаминоподобно лекарство, коензим, който подобрява метаболизма и енергийното снабдяване на тъканите. Подобрява метаболитните процеси на нервната тъкан, нормализира работата на сърдечно-съдовата система, спомага за нормализиране работата на сърдечния мускул.
В организма кокарбоксилазата се образува от витамин В1 (тиамин) и играе ролята на коензим. Коензимите са една от частите на ензимите - вещества, които многократно ускоряват всички биохимични процеси. Кокарбоксилазата е коензим от ензими, участващи в метаболизма на въглехидратите. В комбинация с протеинови и магнезиеви йони, той е част от ензима карбоксилаза, който има активно действие върху въглехидратния метаболизъм, намалява нивото на млечната и пирогроздената киселина в организма и подобрява усвояването на глюкозата. Всичко това допринася за увеличаване на количеството освободена енергия, което означава подобряване на всички метаболитни процеси в тялото и тъй като нашият пациент има хипоенергийно състояние, такова лекарство като кокарбоксилаза, състоянието на медиалната активност ще се подобри.
Кокарбоксилазата подобрява усвояването на глюкозата, метаболитните процеси в нервната тъкан и допринася за нормализиране на работата на сърдечния мускул. Дефицитът на кокарбоксилаза води до повишаване на киселинността на кръвта (ацидоза), което води до тежки нарушения във всички органи и системи на тялото, може да доведе до кома и смърт на пациента.
НА КАКЪВ ПРОЦЕС СЕ УСКОРЯВА В МИОКАРДА С ВЪВЕЖДАНЕТО НА ТОВА ЛЕКАРСТВО НЕ НАМЕРИХ НИЩО ТАКОВА.
59 Известно е, че Hg 2+ се свързва необратимо с SH-групите на липоевата киселина. Какви промени в енергийния метаболизъм могат да бъдат причинени от хронично отравяне с живак?
Отговор: Според съвременните представи живакът и особено живачно-органичните съединения са ензимни отрови, които, попадайки в кръвта и тъканите, дори и в следи, проявяват там своето отровно действие. Токсичността на ензимните отрови се дължи на тяхното взаимодействие с тиолови сулфхидрилни групи (SH) на клетъчни протеини, в този случай липоева киселина, която участва в редокс процесите на цикъла на трикарбоксилната киселина (цикъл на Кребс) като коензим, оптимизиращ реакции на окислително фосфорилиране, също така липоевата киселина играе важна роля в оползотворяването на въглехидратите и осъществяването на нормалния енергиен метаболизъм, подобрявайки "енергийния статус" на клетката. В резултат на това взаимодействие се нарушава активността на основните ензими, за нормалното функциониране на които е необходимо наличието на свободни сулфхидрилни групи. Живачните пари, влизайки в кръвния поток, първо циркулират в тялото под формата на атомен живак, но след това живакът претърпява ензимно окисление и влиза в съединения с протеинови молекули, взаимодействайки предимно със сулфхидрилните групи на тези молекули. Живачните йони засягат преди всичко множество ензими и на първо място тиоловите ензими, които играят основна роля в метаболизма в живия организъм, в резултат на което се нарушават много функции, особено нервната система. Следователно, при интоксикация с живак, нарушенията на нервната система са първите признаци, показващи вредното въздействие на живака.
Промените в такива жизненоважни органи като нервната система са свързани с нарушения на тъканния метаболизъм, което от своя страна води до нарушаване на функционирането на много органи и системи, проявяващо се в различни клинични форми на интоксикация.
60. Как дефицитът на витамини РР, В1, В2 ще повлияе на енергийния метаболизъм на тялото? Обяснете отговора. Кои ензими се нуждаят от тези витамини, за да „работят“?
Отговор: Причината за хипоенергийното състояние може да бъде хиповитаминоза, тъй като в реакциите на вит RR е неразделна част от коензимите; Достатъчно е да се каже, че редица коензимни групи, които катализират тъканното дишане, включват амид на никотиновата киселина. Липсата на никотинова киселина в храната води до нарушаване на синтеза на ензими, които катализират окислително-възстановителните реакции (оксидоредуктази: алкохол дехидрогеназа)), и води до нарушаване на механизма на окисляване на определени субстрати на тъканното дишане. Витамин РР (никотинова киселина) също е част от ензимите, участващи в клетъчното дишане Храносмилане Никотиновата киселина се амидира в тъканите, след това се свързва с рибоза, фосфорна и аденилова киселина, образувайки коензими, а последната със специфични протеини образува дехидрогеназни ензими, участващи в множество окислителни реакции в организма. Витамин В1 е най-важният витамин в енергийния метаболизъм, важен е за поддържане дейността на митохондриите. Като цяло нормализира дейността на централната, периферната нервна система, сърдечно-съдовата и ендокринната система. Витамин B1, като коензим на декарбоксилазата, участва в окислителното декарбоксилиране на кето киселини (пирогроздена, α-кетоглутарова), е инхибитор на ензима холинестераза, който разцепва медиатора на ЦНС ацетилхолин и участва в контрола на транспорта на Na + през невронната мембрана.
Доказано е, че витамин В1 под формата на тиамин пирофосфат е неразделна част от поне четири ензима, участващи в междинния метаболизъм. Това са две сложни ензимни системи: пируват и α-кетоглутарат дехидрогеназни комплекси, катализиращи окислителното декарбоксилиране на пирогроздена и α-кетоглутарова киселина (ензими: пируват дехидрогеназа, α-кетоглутарат дехидрогеназа). витамин B2 В комбинация с протеини и фосфорна киселина в присъствието на микроелементи като магнезий, той създава ензими, необходими за метаболизма на захаридите или за преноса на кислород, и следователно за дишането на всяка клетка в нашето тяло.Витамин B2 е необходим за синтеза на серотонин, ацетилхолин и норепинефрин, които са невротрансмитери, както и хистамин, който се освобождава от клетките по време на възпаление. Освен това рибофлавинът участва в синтеза на три есенциални мастни киселини: линолова, линоленова и арахидонова.Рибофлавинът е необходим за нормалния метаболизъм на аминокиселината триптофан, която в организма се превръща в ниацин.
Дефицитът на витамин B2 може да причини намаляване на способността за производство на антитела, които повишават устойчивостта към болести.
1. Всички листа имат жилки. От какви структури се формират? Каква е тяхната роля в транспорта на веществата в растението?
Жилките са образувани от съдово-влакнести снопове, които проникват в цялото растение, свързвайки неговите части - издънки, корени, цветя и плодове. Те се основават на проводими тъкани, които осъществяват активното движение на веществата, и механични. Водата и разтворените в нея минерали се движат в растението от корените към надземните части през съдовете на дървесината, а органичните вещества - през ситовидните тръби на лика от листата към други части на растението.
В допълнение към проводящата тъкан, вената включва механична тъкан: влакна, които придават здравина и еластичност на листовата плоча.
2. Каква е ролята на кръвоносната система?
Кръвта пренася хранителни вещества и кислород в тялото и отстранява въглеродния диоксид и други продукти на гниене. Така кръвта изпълнява дихателната функция. Белите кръвни клетки изпълняват защитна функция: те унищожават патогени, които са влезли в тялото.
3. От какво е съставена кръвта?
Кръвта се състои от безцветна течност - плазма и кръвни клетки. Разграничете червените и белите кръвни клетки. Червените кръвни клетки придават на кръвта червен цвят, тъй като включват специално вещество - пигментът хемоглобин.
4. Предложете прости диаграми на затворена и отворена кръвоносна система. Посочете им сърцето, кръвоносните съдове и телесната кухина.
Диаграма на отворена кръвоносна система
5. Предложете експеримент, доказващ движението на веществата в тялото.
Доказваме, че веществата се движат през тялото, използвайки примера на растение. Нека поставим във водата, оцветена с червено мастило, млад издънка на дърво. След 2-4 дни ще извадим издънката от водата, ще измием мастилото от нея и ще отрежем парче от долната част. Помислете първо за напречно сечение на издънката. На разреза можете да видите, че дървото е оцветено в червено.
След това изрежете останалата част от издънката. Появиха се червени ивици на местата на оцветени съдове, които са част от дървото.
6. Градинарите размножават някои растения от отрязани клони. Засаждат клонки в земята и покриват с буркан, докато се вкоренят напълно. Обяснете значението на бурканите.
Под буркана се образува висока постоянна влажност поради изпарението. Поради това растението изпарява по-малко влага и няма да изсъхне.
7. Защо отрязаните цветя увяхват рано или късно? Как можете да предотвратите бързото им избледняване? Начертайте диаграма на транспорта на веществата в рязаните цветя.
Нарязаните цветя не са пълноценно растение, тъй като те са премахнали конската система, която осигурява адекватно (замислено от природата) усвояване на вода и минерали, както и част от листата, които осигуряват фотосинтеза.
Цветето избледнява главно защото в отрязаното растение, цветето, поради повишеното изпарение, няма достатъчно влага. Започва от момента на отрязването и особено когато цветът и листата са без вода дълго време, имат голяма изпарителна повърхност (отрязан люляк, отрязана хортензия). Много оранжерийни рязани цветя трудно понасят разликата в температурата и влажността на мястото, където са отгледани, със сухотата и топлината на всекидневните.
Но едно цвете може да избледнее или да остарее, този процес е естествен и необратим.
За да избегнете увяхването и да удължите живота на цветята, букетът цветя трябва да бъде в специална опаковка, която служи за защита от смачкване, проникване на слънчева светлина и топлина от ръцете. На улицата е препоръчително да носите букета с цветя надолу (влагата винаги ще тече директно към пъпките по време на прехвърлянето на цветята).
Една от основните причини за увяхване на цветя във ваза е намаляването на съдържанието на захар в тъканите и дехидратацията на растението. Това се случва най-често поради запушване на кръвоносните съдове от въздушни мехурчета. За да се избегне това, краят на стъблото се спуска във водата и се прави наклонен разрез с остър нож или градинска ножица. След това цветето вече не се изважда от водата. Ако възникне такава необходимост, операцията се повтаря отново.
Преди да поставите нарязаните цветя във вода, отстранете всички долни листа от стъблата, а розите също имат бодли. Това ще намали изпарението на влагата и ще предотврати бързото развитие на бактерии във водата.
8. Каква е ролята на кореновите власинки? Какво е коренов натиск?
Водата навлиза в растението през кореновите власинки. Покрити със слуз, в близък контакт с почвата, те абсорбират вода с разтворени в нея минерали.
Кореновото налягане е силата, която причинява еднопосочното движение на водата от корените към издънките.
9. Какво е значението на изпарението на водата от листата?
Попадайки в листата, водата се изпарява от повърхността на клетките и под формата на пара през устицата излиза в атмосферата. Този процес осигурява непрекъснат възходящ поток на вода през растението: след като се откажат от водата, клетките на пулпата на листа, като помпа, започват интензивно да я абсорбират от съдовете, които ги заобикалят, където водата навлиза през стъблото от корен.
10. През пролетта градинарят намери две повредени дървета. При една мишка кората беше частично повредена, при друга зайците изгризаха ствола с пръстен. Какво дърво може да умре?
Може да умре дърво, в което зайците са изгризали ствола с пръстен. В резултат на това вътрешният слой на кората, който се нарича лико, ще бъде унищожен. По него се движат разтвори на органични вещества. Без техния приток клетките под увреждането ще умрат.
Камбият се намира между кората и дървото. През пролетта и лятото камбият се дели интензивно и в резултат на това към кората се отлагат нови ликови клетки, а към дървото нови дървесни клетки. Следователно животът на дървото ще зависи от това дали камбият е повреден.