Состав, объем и основные функции крови. Гемоглобин и эритроциты, их количество и функции. Изменение количества эритроцитов при мышечной работе.
Кровь состоит из жидкой части плазмы и взвешенных в ней форменных элементов: эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. На долю форменных элементов приходится 40 – 45%, на долю плазмы – 55 – 60% от объема крови. Это соотношение получило название гематокритного числа. Часто под гематокритным числом понимают только объем крови, приходящийся на долю форменных элементов. Среднее количество крови в теле взрослого человека 6—8 % от общей массы. То есть средний объём крови у взрослого мужчины составляет 5000—6000 мл. Функции: 1. Транспортную — в ней выделяют ряд подфункций: Дыхательная — перенос кислорода от лёгких к тканям и углекислого газа от тканей к лёгким; Питательная -доставляет питательные вещества к клеткам тканей; Экскреторная (выделительная) — транспорт ненужных продуктов обмена веществ к легким и почкам для их экскреции (выведения) из организма; Терморегуляторная — регулирует температуру тела, перенося тепло; Регуляторная — связывает между собой различные органы и системы, перенося сигнальные вещества(Гормоны), которые в них образуются; 2. Защитную — обеспечение клеточной и гуморальной защиты от чужеродных агентов. 3. Гомеостатическую - поддержание постоянства внутренней среды организма. Эритроциты (красные кровяные клетки) – безъядерные двояковогнутые клетки. Основная функция – связывание и перенос кислорода от легких к органам и тканям. В крови содержится 4,5-5 х 10 12эритроцитов/л У м. 5-5,5; у ж. 4,5-5; у спортсменов – 6, в горах – 7. По мере взросления детей кол-во эритроцитов и гемоглобина повышается, а к старости – уменьшаются. Эритроциты являются высокоспециализированными клетками, основная функция которых связана с наличием в них гемоглобина, обеспечивающего перенос кислорода и углекислого газа. Увеличение эритроцитов в крови называется эритроцитозом. Он бывает ложный и истинный. Ложный – повышение концентрации эритроцитов в крови в результате изменения соотношения объема эритроцитов и плазмы. При мышечной работе развивается ложный эритроцитоз. Он зависит от мощности и длительности мышечной работы, внешней температуры. Истинный эритроцитоз – повышение содержания эритроцитов в циркулирующей крови в результате усиления костномозгового кроветворения. Он развивается медленно. К 5-му дню от начала стимулирующих воздействий увеличиваются содержание молодых форм в крови и размеры эритроцитов, увеличивается концентрация гемоглобина в крови.
Лейкоциты, их количество и функции. Тромбоциты и свертывание крови. Изменение лейкоцитов и тромбоцитов при мышечной работе.
Лейкоциты - бесцветные клетки крови, имеющие ядро. В крови лейкоцитов в 800 раз меньше, чем эритроцитов, однако лейкоциты превосходят их по размеру. В среднем в 1 мл крови содержится 4500-8000 лейкоцитов. Лейкоциты делятся на гранулоциты и агранулопиты. Лейкоциты вырабатываются в костном мозге, лимфатических узлах и селезенке. Основная функция лейкоцитов - защита организма от микроорганизмов и инородных тел, проникающих в кровь или ткани. Лейкоциты могут самостоятельно передвигаться. По пути своего следования они захватывают и подвергают внутриклеточному перевариванию микробов и другие инородные тела (фагоцитоз). Тромбоциты, или кровяные пластинки — плоские клетки неправильной округлой формы. Тромбоциты человека не имеют ядер. Количество тромбоцитов в крови человека составляет 180-320x109/л, Имеют место суточные колебания: днем тромбоцитов больше, чем ночью. Увеличение содержания тромбоцитов в периферической крови называется тромбоцитозом, уменьшение — тромбоцитопенией. Главной функцией тромбоцитов является участие в гемостазе. Тромбоциты способны прилипать к чужеродной поверхности (адгезия), а также склеиваться между собой (агрегация) под влиянием разнообразных причин. Тромбоциты продуцируют и выделяют ряд биологически активных веществ: серотонин, адреналин, норадреналин, а также вещества, получившие название пластинчатых факторов свертывания крови. Тромбоциты способн передвижению за счет образования псевдоподий и фагоцитозу инородных тел, вирусов, иммунных комплексов, тем самым, выполняя защитную функцию. Тромбоциты содержат большое количество серотонина и гистамина, которые влияют на величину просвета и проницаемость капилляров. Тромбоциты образуются в красном костном мозге из гигантских клеток мегакариоцитов. Разрушаются кровяные пластинки в клетках системы макрофагов.
3. В состав плазмы крови входят вода (90 — 92%) и сухой остаток (8— 10%). Сухой остаток состоит из органических и неорганических веществ. К органическим веществам плазмы крови относятся: белки, которые составляют 7 — 8%. Белки представлены альбуминами D,5%), глобулинами B — 3,5%) и фибриногеном @,2 — 0,4%). Белки плазмы крови выполняют разнообразные функции: 1) коллоидно-осмотический и водный гомеостаз; 2) обеспечение агрегатного состояния крови; 3) кислотно-основной гомеостаз; 4) иммунный гомеостаз; 5) транспортная функция; 6) питательная функция; 7) участие в свертывании крови. Альбумины составляют около 60% всех белков плазмы. Альбумины создают 80% онкотического давления. Альбумины осуществляют питательную функцию, являются резервом аминокислот для синтеза белков. Их транспортная функция заключается в переносе холестерина, жирных кислот, билирубина, солей желчных кислот, солей тяжелых металлов, лекарственных препаратов. Альбумины синтезируются в печени. Глобулины подразделяются на несколько фракций: а-Глобулины включают гликопротеины, т.е. белки, простетической группой которых являются углеводы. Около 60% всей глюкозы плазмы циркулирует в составе гликопротеинов. Эта группа белков транспортирует гормоны, витамины, микроэлементы, липиды. К а-глобулинам относятся эритропоэтин, плазминоген, протромбин. Р-Глобулины участвуют в транспорте фосфолипидов, холестерина, стероидных гормонов, катионов металлов. К этой фракции относится белок трансферрин, обеспечивающий транспорт железа, а также многие факторы свертывания крови. у-Глобулины включают в себя различные антитела или иммуноглобулины защищающие организм от вирусов и бактерий. К у-глобулинам относятся также аир — агглютинины крови, определяющие ее групповую принадлежность. Глобулины образуются в печени, костном мозге, селезенке, лимфатических узлах. Фибриноген — первый фактор свертывания крови. Под воздействием тромбина переходит в нерастворимую форму — фибрин, обеспечивая образование сгустка крови. Фибриноген образуется в печени. К органическим веществам плазмы крови относятся также небелковые азотсодержащие соединения (аминокислоты, полипептиды, мочевина, мочевая кислота, креатинин, аммиак). В плазме крови содержатся также безазотистые органические вещества: глюкоза, нейтральные жиры, липиды, ферменты, расщепляющие гликоген, жиры и белки, проферменты и ферменты, участвующие в процессах свертывания крови и фибринолиза. Неорганические вещества плазмы крови составляют 0,9— 1%. В плазме постоянно присутствуют все витамины, микроэлементы, промежуточные продукты метаболизма. Соотношение альбуминов и глобулинов изменяется при утомлении, многих заболеваниях и может использоваться в спортивной медицине как диагностический показатель состояния здоровья. При длительной мышечной деятельности (несколько десятков минут и более), сопровождающейся обильным потоотделением, кровь теряет с потом дополнительное количество жидкой части плазмы, что еще больше увеличивает ее вязкость. Суммарное увеличение вязкости крови при мышечной деятельности может достигать 70 %. Если мышечная деятельность достаточно интенсивна и длительна (бег в течение нескольких десятков минут), часть плазмы уходит из сосудистого русла в межклеточную жидкость. Это увеличивает концентрацию в крови эритроцитов, транспортирующих кислород. В таких условиях один и тот же объем крови способен перенести больше кислорода работающим мышцам.
5.Средняя ЧСС в покое составляет 60 — 80 ударов-мин"1. У людей среднего возраста, у малоподвижных и у тех, кто не занимается мышечной деятельностью, ЧСС в покое может превышать 100 ударов-мин"1. У отлично подготовленных спортсменов, занимающихся видами спорта, требующими проявления выносливости, ЧСС в покое составляет 28 — 40 ударов-мин"1 ЧСС обычно снижается с возрастом. На частоту сердечных сокращений также влияют факторы окружающей среды, например, она увеличивается в условиях высокой температуры и высокогорья. Уже до начала упражнения ЧСС, как правило, превышает обычный показатель в покое. Это так называемая предстартовая реакция. Она возникает вследствие выделения нейромедиатора норадреналина симпатической нервной системой и гормона адреналина надпочечниками. Поскольку ЧСС перед выполнением упражнения, как правило, повышена, определение ее в покое следует осуществлять только в условиях полного расслабления, например утром, перед тем как встать с постели после спокойного сна. Частоту сердечных сокращений перед выполнением упражнения нельзя считать ЧСС в покое. Систолический объем крови также увеличивается во время нагрузки, обеспечивая более эффективную работу сердца. Общеизвестно, что при почти максимальной и максимальной интенсивности нагрузки систолический объем является главным показателем кардиореспираторной выносливости. Систолический объем определяют четыре фактора: 1) объем венозной крови, возвращаемой в сердце; 2) растяжимость желудочков или их способность увеличиваться; 3)сократительная способность желудочков; 4) давление в аорте или давление в легочной артерии (давление, которое должно преодолевать сопротивление желудочков в процессе сокращения). Первые два фактора влияют на возможности заполнения желудочков кровью, определяя, какой объем крови имеется для их заполнения, а также, с какой легкостью они заполняются при данном давлении. Два последних фактора влияют на способность выталкивания из желудочков, определяя силу, с которой кровь выбрасывается, а также давление, которое она должна преодолеть, продвигаясь по артериям. Эти четыре фактора непосредственно контролируют изменения систолического объема, обусловленные увеличением интенсивности нагрузки.. Изменения сердечного выброса, поскольку он зависит от ЧСС и систолического объема, можно прогнозировать при увеличении нагрузок. Показатель сердечного выброса в состоянии покоя составляет приблизительно 5,0 л-мин"1. Показатель сердечного выброса возрастает пропорционально увеличению интенсивности мышечной деятельности до уровня 20— 40 л-мин"1. Абсолютные значения колеблются в зависимости от размеров тела и уровня тренированности. Наблюдается линейная взаимосвязь показателя сердечного выброса и интенсивности работы, так как главная цель увеличения сердечного выброса — удовлетворение повышенной потребности мышц в кислороде. Если в покое частота сердечных сокращений составляет 60-70 ударов в минуту у мужчин (у спортсменов 45-60 ударов в минуту) и 70-90 ударов в минуту у женщин, то при работе частота сердечных сокращений может повыситься до 180 ударов в минуту и более (до 220 ударов в минуту).
6. Функциональная организация сосудистой системы. Сосудистое сопротивление кровотоку, факторы, его определяющие. Объемная и линейная скорости кровотока в различных отделах системы кровообращения. Время кругооборота крови в покое и при мышечной работе.
Система кровообращения представляет собой замкнутую систему кровеносных сосудов, внутри которых непрерывно циркулирует кровь, движимая насосной деятельностью сердца. Делится на 3 основных участка: распределяющие сосуды, обменные, или истинные, капилляры, собирательные сосуды. Сосудистые отделы: сосуды компрессионной камеры (артерии); прекапиллярные (мелкие артерии, артериолы и метаартериолы); прекапилярные сфинктеры (скопление клеток в начале капилляров); истинные капилляры; артериовенозные шунтирующие сосуды (анастомозы); посткапиллярные резистентные сосуды (венулы, мелкие вены); ёмкостные сосуды (венозные сосуды). Сосудистое сопротивление и вязкость. Если общее сопротивление току крови в сосудистой системе большого круга принять за 100%, то в разных её отделах сопротивление распределяется следующим образом. В аорте, крупных артериях и их ветвях сопротивление току крови составляет около 19%; на долю мелких артерий (диаметром менее 100 мкм) и артериол приходится 50% сопротивления; в капиллярах сопротивление составляет примерно 25%, в венулах - 4%, в венах - 3%. Общее периферическое сопротивление (ОПС) - это суммарное сопротивление параллельных сосудистых сетей большого круга кровообращения. Оно зависит от градиента давления в начальном и конечном отделах большого круга кровообращения и объёмной скорости кровотока. В сосудах малого круга кровообращения общее сопротивление равно примерно 11 Па·с/мл. Линейная скорость зависит от общей площади сечения сосудов. За счёт низкой линейной скорости в капиллярах условия для транскапиллярного обмена. Эта скорость в центре сосуда болше, чем на периферии. Суммарное сопротивление сосудов разных регионов формирует системное диастолическое артериальное давление, изменяет его и удерживает на определённом уровне в результате общих нейрогенных и гуморальных изменений тонуса этих сосудов. Разнонаправленные изменения тонуса сосудов сопротивления разных регионов обеспечивает перераспределение объёмного кровотока между регионами. Если в покое, кровь совершает полный кругооборот (оба круга кровообращения) за 22-26 секунд (у здоровых людей эта величина зависит от размеров тела), то при работе время полного кругооборота может уменьшиться до 7-8 секунд.
7.Капилляры. Энергия, обеспечивающая движение крови по сосудам, создаётся сердцем. В результате постоянного циклического выброса крови в аорту создаётся и поддерживается высокое гидростатическое давление, которое является причиной движения крови. Важным вспомогательным фактором движения крови по артериям является эластичность их: уменьшает нагрузку на сердце, увеличивает ёмкость сосудов, содействует поддержанию кровяного давления. Основная движущая сила крови по венам – разность давлений в начальном и конечном отделах вен. Также играют роль вспомогательные факторы: сокращение скелетных мышц, венозные клапаны, пульсация артерий, присасывающее действие грудной клетки и сердца. Главной движущей силой крови в капиллярах является разность кровяного давления в артериальном и венозном конце капилляра. Вспомогательным фактором является сократительная деятельность мускулатуры. В капиллярах осуществляется транспорт веществ между кровью и межклеточной жидкостью. Кровь доставляет клеткам организма питательные вещества и О2, а уносит от них метаболиты и СО2. В артериальном конце имеется фильтрационное давление, далее гидростатическое и в венозном конце реабсорционное. Число капилляров в мышцах в результате тренировок увеличивается. Обильная капилляризация тренируемых мышц -один из важнейших механизмов повышения их работоспособности.Благодаря увеличению объема капиллярной сети максимально возможный мышечный кровоток у спортсменов выше, чем у неспортсменов. У спортсменов повышена и общая скорость диффузии различных веществ через капиллярные стенки, соответственно и максимальное количество кислорода,которое могут получать тренированные мышцы, больше того, которое могут получать натренированные мышцы. В ходе тренировок возрастает прежде всего число капилляров, приходящихся на одно мышечное волокно, поэтому, несмотря на утолщение(гипертрофию)волокон, дистанция от капилляра до наиболее удаленных митохондрий в них не уменьшается. Среднее число капилляров на 1 мм2 у нетренированных людей-325,а у тренированных-400.У хорошо тренированных спортсменов мышечное волокно может быть окружено 5-6 капиллярами(у мужчин это число в несколько раз больше, чем у женщин).В среднем плотность капилляров вокруг медленных волокон больше, чем вокруг быстрых(у спортсменов и неспортсменов одинакова). Повышенная плотность капилляров мышц увеличивает поверхность диффузии и укорачивает путь, который должны пройти молекулы из кровеносных сосудов в мышечные клетки. Это способствует повышению аэробной мышечной работоспособности и обеспечивает большую емкость кровотока в рабочих мышцах, облегчает передачу энергетических веществ через капиллярно-клеточные мембраны. У спортсменов-стаеров максимальный мышечный кровоток и капиллярная диффузионная способность намного выше, чем у неспортсменов и спринтеров.
8.Кровоснабжение головного мозга. Во время мышечной работы при почти неизменном общем кровотоке в головном мозге региональный кровоток в моторных его областях, вовлекаемых в управлении движениями, подымается более чем на 50% по отношению к уровню покоя. Вместе с тем, при самых различных условиях кровоснабжения головного мозга в целом остается неизменным. Сосудистая область головного мозга мало подвержена внешним влияниям: сосудосуживающие симпат. нервные влияния на мозговые сосуды очень не значительны. Основную роль играет местная ауторегуляция кровотока в головном мозге благодаря контролирующему влиянию на мозговые сосуды содержащие СО2 в артериальной крови (рСО2). Повышение рСО2 в арт крови. Увеличивая церебральный кровоток, приводит к вымыванию изменников СО2 из мозговой ткани и установлению его нормальной концентрации. Наоборот, снижение содержания СО2 снижает мозговой кровоток и тем самым задерживает удаление СО2, образуемою в мозговой ткани. Кровоснабжение сердца. При мышечной работе возрастает сердце выброс в результате повышение ЧСС и систолического объема. Увеличение сердце выброса возникает в результате действия нескольких механизмов. 1 при работе усиливается положительное хроно- и инотропные влияния на сердце вследствие повышения активности симпатической НС и увеличения секреции катехаломинов мозговым слоем надпочечников. 2сниж-ся отрицательные хроно- и инотропные влияния на сердце из-за торможения тонической парасимпатической активности.3усилив-ся эффект механизма Франка-старлинга (когда тело в вертикального положения) в связи с увеличением венозного возврата крови к сердцу. Сердечный выброс зависит от объема циркулирующей крови в малом круге кровообращения, который определяет венозный возврат. Венозная часть сосудистого русла и особенно системные вены представляет собой депо, или резервуары, или емкости для крови. При необходимости эти емкости могут в большей или меньшей степени опорожняться и обеспечивать увеличение центрального объема крови за счет ее перемещения по направлению к правому сердцу, а затем через легочный круг-к левому сердцу. Кровообращение в коже. Основная функция кожного кровообращения - регуляция теплоотдачи с поверхности тела и потоотделения для поддержания нормальной температуры тела. В зависимости от потребностей теплоотдачи объемная скорость кровотока через кожу человека может изменяется как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения в 100 и более раз. Благодаря большой емкости кожная сосудистая сеть служит одним из главных депо крови, из которого при определенных условиях, например при кратковременной мышечной работе в нормальных условиях или при длительной работе в холодных условиях, происходит перераспределение объема крови в центральную циркуляцию (для увеличения венозного возврата). Объем крови в коже зависит отчасти от тонуса кожных сосудов, который, в свою очередь, определяется температурой окружающей среды и тела. Мышечная работа вызывает усиленный симпатический вазомоторный разряд к кожным сосудам, как и к другим сосудам неактивных (неработающих) областей. В результате кожные сосуды в начале мышечной работы суживаются. Если работа достаточно длительная и если она выполняется при повышенной температуре окружающей среды, кожная сеть постепенно расширяется и кожный кровоток увеличивается. В результате усиливается теплоотдача. Кровоток в коже в покое состоит около 500 мл/мин, что соответствует 10% минутного объема сердца. Он подвержен значительным изменениям, связывающим с окружающей средой, физ. нагрузками и другими факторами. Под влиянием физ. нагрузок сосуды кожи расширяются, кровоток возрастает в 3-4 раза, что создает оптимальные условия для теплоотдачи. Кровообращение в скелетных мышцах. В условиях покоя около 20% сердечного выброса направляется к скелетным мышцам, что составляет примерно 1000-1200 мл/мин. Кровоток в покоящейся мышце равен 7-5 мл/мин/100г. Во время мышечной работы кровоток в активных мышцах возрастает пропорционально ее интенсивности(силе сокращения мышцы) и может в 30 раз превышать кровоток покоя. Интенсификация кровоснабжения мышц во время работы становиться возможной благодаря их богатой капиллярной сети, что создает хорошие возможности для снабжения работающих мышц кислородом и питательными веществами и удаления продуктов метаболической активности. Регуляция мышечного кровотока составляет важное звено деятельности сердечнососудистой системы, поскольку сосудистое русло мышц у человека образует ее самую большую часть. При мышечной работе она еще сильнее увеличивается. Большие изменения в мышечном кровотоке возможны благодаря эффектному действию 2-х механизмов регуляции просвета сосудов внешнему (нейрональному) и внутреннему (ауторегуляторному). В условиях покоя просвет мышечных сосудов определяется главным образом базальным, миогенным, тонусом гладкомышечных элементов и лишь в небольшой степени зависит от интенсивности тонических разрядов симпатических сосудосуживающих волокон.
Дыхательная ф-ция крови обеспечив-ся доставкой к тканям необходимого им кол-ва О2. О2 в крови наход-ся в 2 агрегатных состояниях: растворен-ный в плазме (0,3%) и связанный с гемоглобином (оксигемоглобин 20%). Отдавший О2 гемоглобин считают восстановленным. Молекулы Hb содержат 4 частицы гема (гема – железосодержащее в-во, белок глобин – основная часть Hb), они связы-аются с 4-я молекулами О2. Кол-во кислорода, связанного гемоглобином в 100 мл крови носит название кис-лородной емкости крови и составляет ~ 20 мл О2. В различных условиях деят-ти может возникать острое снижение насыщенности крови кислородом – гипоксемия. Она может развиваться вследствие снижения парциального давления О2 в альвеолярном воздухе (напр. произвольная задержка дыхания), при физ. нагрузках, а так же при нерав-номерной вентиляции различных отделов легких. Образующийся в тканях СО2 диффундирует в тканевые капилляры, откуда переносится венозной кросью в легкие, где переходт в альвеолы и удаляется выдыхаемым воздухом. Вместе с СО2 из крови уходит такое же число ионов водорода. Таким образом дыхание участвует в регуляции кислотно-щелочного состояния во внутренней среде организма. Обмен газами между кровью и тканями осущся также путем диффузии. На обмен О2 и СО2 в тканях влияет площадь обменной пов-ти, кол-во эритроцитов в крови, скорость кровотока, коэффициент диффузии газов в тех средах, через которые осущ-ся их перенос. Разность между О2 в притекающей к тканям артериальной крови и оттекающей от них венозной крови называется артерио-венозной разностью по кислороду. Эта величина показывает какое кол-во О2 доставляется тканям с каждыми 100 мл крови. Чтобы установить какая часть приносимого кро-вью О2 переходит в ткани, вычисляют коэф-т утилизации. В снабжении мышц кислородом при тяжелой работе большое значение имеет внутримышечный пигмент миоглобин, который связывает дополнительно 1-1,5 л О2. Эта связь более прочная, чем с Hb и разрушается только при выраженной гипоксемии. Транспорт СО2, как и О2,осуществляется кровью в виде физического растворения и хим. связи. Причем СО2, как и О2,переносится и плазмой и эритроцитами. Однако соотношением юфракцией СО», перенесенных плазмой и эритроцитами, существенно отличается от таковых для О2.
14. Регуляция дыхания при мышечной работе. Кислородный запрос и кислородный долг.
Снабжение тканей кислородом и удаление из них углекислою газа обеспечивается совместной деятельностью систем крови, кровообращения и дыхания. В этой комплексной работе на долю органов дыхания приходится поддержание оптимального газового состава альвеолярного воздуха, достаточная вентиляция легких. Это обеспечивает полноценное насыщение крови, протекающей через капилляры легких, кислородом и выход из нее углекислоты. Следовательно, регуляция дыхания сводится к установлению такой величины МОД, которая соответствует уровню обмена веществ, кислородному запросу организма в каждый конкретный момент. В этом отношении дыхательная система обладает весьма широкими приспособительными возможностями. Гуморальная регуляция дыхания. Раньше считалось, что усиление дыхания, увеличение МОД при изменениях функционального состояния организма происходит потому, что накопившаяся в крови углекислота раздражает дыхательные нейроны продолговатого мозга. Сам факт повышения возбудимости дыхательного центра под влиянием избыточного содержания в крови углекислого газа бесспорен. Нейроны дыхательного центра очень чувствительны к действию углекислоты. Если, например, в течение небольшого отрезка времени подышать, используя один и тот же объем воздуха (скажем, заключенный в небольшой резиновый мешок), то по мере накопления в нем углекислого газа дыхание будет учащаться, МОД увеличиваться. Если же при помощи химического поглотителя удалять углекислый газ из мешка, усиления дыхания не произойдет. Однако при физической работе содержание углекислого газа и кислорода в артериальной крови, притекающей к дыхательным нейронам, не отличается от величин, наблюдаемых в покое. Возрастание ЮД наблюдается в самом начале работы, в первые ее секунды, до того, как могло бы возникнуть отклонение от нормы парциального давления углекислоты в артериальной крови. Следовательно, увеличение ЮД при работе нельзя объяснять действием избытка углекислоты ни недостатка кислорода на нейроны, управляющие дыханием. Это показывает, что гуморальная регуляция дыхания не играет существенной роли при физической работе. Понятие кислородного запроса и долга Все без исключения физические упражнения сопровождаются увеличением потребности в кислороде при ограниченной возможности его доставки к работающим мышцам. Количество кислорода, необходимое для окислительных процессов, обеспечивающих ту или иную работу, называется кислородным запросом. Различают суммарный, или общий, кислородный запрос, т.е. количество кислорода, необходимое для выполнения всей работы, и минутный кислородный запрос, т.е. количество кислорода, потребляемое при данной работе в течение 1 мин. Кислородный запрос очень колеблется при разных видах спортивной деятельности, при разной мощности (интенсивности) мышечных усилий. Поскольку не весь запрос удовлетворяется во время работы возникает кислородный долг, т.е. то количество кислорода, которое человек поглощает после конца работы сверх уровня потребления в покое. Кислород идет на окисление недоокисленных продуктов. Во многих случаях длительность работы определяется предельно переносимой величиной кислородного долга.
15.Водно-солевой обмен — совокупность процессов поступления воды и солей (электролитов) в организм, их всасывания, распределения во внутренних средах и выделения. Суточное потребление человеком воды составляет около 2,5 л, из них около 1 л он получает с пищей. Тело человека на 2/3 состоит из воды. Она является непременной составной частью каждой клетки, имеется в межклеточной жидкости, составляет жидкую основу крови и лимфы. В небольшом количестве вода образуется при окислении питательных веществ. Особенно много воды выделяется при окислении жиров—118 г при окислении 100 г жира. Однако в основном она поступает извне в виде питья и в составе пищи. Из организма вода выделяется главным образом с мочой (1,5 л), отчасти с выдыхаемым воздухом (500 мл), а также испаряется с поверхности кожи (500 мл). Постоянное поступление воды в организм жизненно необходимо: она обновляет состав жидких сред организма. Длительное голодание возможно только при условии поступления в организм достаточного количества воды и минеральных солей. В организме поддерживается постоянный уровень воды, так как вода является растворителем многих веществ, находящихся в организме, и в ней протекают все физико-химические реакции. Вода играет важную роль в транспорте веществ. Минеральные вещества поступают в организм с пищевыми продуктами и водой. Потребность организма в различных минеральных солях неодинакова. Минеральные вещества постоянно выводятся из организма с мочой и экскрементами, поэтому они должны ежесуточно поступать в организм в количестве, равном выведенному. Если в пищевом рационе отсутствуют минеральные соли, то это приводит к смерти быстрее, чем полное голодание. Особенно большая потребность в поваренной соли обусловлена тем, что раствор ее играет главную роль в создании и поддержании осмотического давления. В крови и других жидкостях организма содержится около I % солей, среди которых примерно 0,9 % приходится на поваренную соль. Организм экономно расходует соли. Большую роль в регуляции содержания поваренной соли играют почки. Суточная потребность в поваренной соли определяется ее расходом. При выполнении тяжелой физической работы, особенно при высокой температуре окружающей среды, например в горячих цехах, с потом теряется значительное количество солей. Для восполнения потерь рекомендуется пить подсоленную воду.
16. Обмен белков в покое и при мышечной работе, его регуляция. Белки — это сложные высокомолекулярные соединения, содержащие в отличие от жиров и углеводов азот. Они состоят из 20 различных аминокислот, не обладающих видовой специфичностью. Из всосавшихся в кишечнике аминокислот строятся специфические для каждого индивидуума белки. Аминокислоты делятся на заменимые и незаменимые. Заменимые аминокислоты (гликокол, аланин, цистеин и др.) могут синтезироваться в организме. Десять незаменимых аминокислот (аргинин, лейцин, лизин, триптофан и др.) не синтезируются в организме и обязательно должны поступать с пищей. Наиболее полноценными по аминокислотному составу продуктами являются белки яйца, молока, мяса. Белки растительного происхождения биологически менее полноценны, В распоряжении организма должны быть все аминокислоты в определенном соотношении и количестве, иначе белок не может быть синтезирован. Белки являются основным пластическим материалом, т. е. основной частью клетки. Они принимают участие в обеспечении большинства функций организма. Так, гемоглобин переносит О2 и СО2, фибриноген обусловливает свертывание крови, нуклеопротеиды обеспечивают передачу наследственных признаков. Велико значение белков в водном обмене. В отличие от жиров и углеводов белок не может откладываться в запас. Для характеристики белкового обмена и расчета потребностей организма в белке обычно пользуются определением азотистого баланса для чего необходимо знать количество поступившего белка и количество расщепленного в организме, т. е. установить и сопоставить приход и расход белка. Белок поступает с пищей, а неусвоенная его часть выводится с калом. Следовательно, если из количества белка в пище вычесть белок, содержащийся в кале, то разность составит приход белка. Потребность в белках значительно больше у растущего организма, при беременности, а также после тяжелой болезни. Потребность в белках зависит также от профессии и климатических условий. Для взрослого потребность в белке составляет 1,5 г на 1 кг массы тела, для ребенка грудного возраста — 3,0—3,5 г, для ребенка 10 лет —2,5 г.
20-21. Выполнение организмом любой физиологической функции представляет собой работу, во время которой образуется тепло. Оно рассеивается в тканях и вызывает повышение температуры отдельных органов. Человек и некоторые животные называются теплокровными, так как у них температура тела поддерживается на постоянном уровне и не зависит от колебаний температуры внешней среды. У других животных температура тела зависит от температуры внешней среды. Они называются холоднокровными. Нормальная температура тела человека, измеренная в подмышечной впадине, колеблется в пределах 36,5—37°. Температура тела ниже 24° и выше 43° для человека смертельна. Постоянство температуры тела имеет большое значение для процессов обмена веществ и ферменты, с помощью которых протекают биохимические и физиологические процессы, сохраняют активность при температуре 35-40°. Обмен тепла между разными органами осуществляется кровью, которая переносит его от более нагретых органов к менее нагретым. Самая высокая температура наблюдается в печени (38—38,5°), в мозгу, почках, мышцах и других внутренних органах, наименьшая — коже конечностей (на стопе и кисти 25—30°). Эти различия изъясняются неодинаковой интенсивностью энергетического обмена и относительно большей теплоотдачей наружных областей тела. Избыток тепла выводится из организма в результате сложных физиологических процессов в окружающую среду, температура которой может быть и выше и ниже температуры тела. В условиях, когда теплоотдача превышает его образование, в организме усиливается образование тепла за счет усиления окислительно-восстановительных процессов. Постоянство температуры тела поддерживается путем теплоотдачи и теплообразования. Если теплообразование равно теплоотдаче, то температура тела сохраняется на постоянном уровне. Если теплопродукция преобладает над теплоотдачей, то температура тела повышается. Такое состояние в условиях покоя может возникнуть, когда температура воздуха превышает 60°. В этих условиях человек не способен сохранять тепловой баланс, в организме накапливается тепло и повышается температура тела. Когда образование тепла меньше теплоотдачи, температура тела понижается. Теплоотдачу при низкой температуре окружающей среды человек может уменьшать, используя теплозащитные свойства одежды. Человек может в теплой одежде эффективно работать даже при очень сильных морозах (до —50°). Приспособление организма к различным внешним условиям осуществляется при помощи нервной системы. В тканях организма имеются терморецепторы, одни их которых реагируют на тепло, другие — на холод. Сигналы от них поступают в центральную нервную систему, которая регулирует процессы теплообразования и теплоотдачи. Регуляция температуры тела осуществляется по множеству величин. К ним относятся: уровень температуры, скорость ее изменения и различия температуры в разных областях. В регуляции температуры тела принимают участие и железы внутренней секреции. Гормоны щитовидной железы и мозгового слоя надпочечников вызывают повышение теплопродукции в организме.
22.ЦНС функционально объединяет клетки, ткани, отдельные органы и системы органов в одно целое. Она осуществляет регуляцию всех процессов жизнедеятельности, обеспечивает связь организма с окружающей средой и приспособление к ее постоянным изменениям. С функциями ЦНС связаны процессы, лежащие в основе поведения и психической деятельности человека. ЦНС — это сложно организованная высокоспецифичная система быстрой передачи информации, ее обработки и управления. Различные нейроны представляют собой единую структуру. Активность нервных клеток выражается в генерации и передаче нервных импульсов, которые служат общим механизмом взаимодействия различных отделов ЦНС. Нервная система воспринимает огромное число импульсов от различных сенсорных систем, интегрирует всю эту информацию, анализирует ее и дает команду исполнительным органам, обеспечивая адекватную ответную реакцию. В мозге находятся чувствительные центры, анализирующие изменения, которые происходят как во внешней, так и внутренней среде. Основной формой деятельности ЦНС является рефлекс. Рефлекс — это ответная реакция организма на раздражение рецепторов, осуществляемая при участ