Кисневий борг та відновлення енергетичних запасів організму. Аеробна система енергозабезпечення м'язів. Кисневий борг. Державний борг суб'єкта РФ. Муніципальний обов'язок

СПОЖИВАННЯ КИСНЕРУ І КИСНЕВИЙ борг СПОЖИВАННЯ КИСНЕДУ І КИСНЕВИЙ борг - Лекція, розділ Спорт, Курс лекцій з предмету Фізіологічні основи фізичної культури і спорту, навчально-методичний посібник Термін Споживання Кисло. Термін споживання кисню позначає кількість 2 . поглинене організмом протягом певного відрізку часу (зазвичай протягом 1 хв). У спокої та при помірній м'язовій діяльності, тобто коли ресинтез АТФ ґрунтується лише на аеробних процесах (окислювальне фосфорилювання), споживання 2 відповідає кисневому запиту організму. У міру збільшення інтенсивності діяльності (наприклад, при підвищенні потужності м'язової роботи) для ефективного ресинтезу АТФ включаються анаеробні процеси. Це зумовлено не тільки тим, що не вдається забезпечувати працюючі м'язи киснем достатньою мірою. В основному це пов'язано з тим, що окисне фосфорилювання щодо повільний процес і він не встигає при напруженій м'язовій діяльності забезпечити достатню швидкість ресинтезу АТФ. Тому й потрібна активація швидших анаеробних процесів. У зв'язку з цим після закінчення роботи виникає необхідність підтримувати споживання О2 протягом певного відрізку часу на підвищеному рівні, щоб ресинтезувати витрачені кількості креатинфосфату та усунути молочну кислоту. Термін «кисневий борг» було запропоновано англійським ученим А. Хіллом для позначення кількості кисню, яку необхідно додатково споживати після закінчення роботи, щоб за рахунок окисного фосфорилювання покрити витрати анаеробних енергетичних процесів. Кисневий запит при роботі, таким чином, складається із суми споживання О 2 під час роботи та кисневого боргу. Необхідність в анаеробних процесах виникає майже завжди на початку м'язової роботи, так як витрачання АТФ збільшується швидше, ніж розгортається окисне фосфорилювання. Тому ресинтез АТФ на початку м'язової роботи забезпечується з допомогою анаеробних процесів. Це призводить до кисневого дефіциту на початку роботи, який необхідно покрити за рахунок додаткового посилення окислювальних процесів після закінчення роботи або під час самої роботи. Останнє можливе за тривалої роботи помірної потужності. Кисневий борг включає два компоненти (Р. Маргарія): а) алактатний кисневий борг – це кількість Про 2 . яке необхідно витратити для ресинтезу АТФ і КФ та поповнення тканинного резервуару кисню (кисень, пов'язаний у м'язовій тканині з міоглобіном); б) лактатний кисневий борг - це кількість О 2 . яке необхідне усунення накопиченої під час роботи молочної кислоти. Усунення молочної кислоти полягає в окисленні однієї її частини до Н 2 Про і 2 і в ресинтезі глікогену з іншої частини. Алактатний кисневий обов'язок усувається на перших хвилинах після закінчення роботи. Усунення лактатного кисневого боргу може тривати 30 хв.

Природа надала нам можливість працювати і за умов недостатнього постачання тканин киснем. При нестачі кисню розрізняють дві реакції відновлення АТФ:

• алактатну ) , тобто. без утворення молочної кислоти (лактат – молочна кислота);
• лактатну , тобто. з її освітою.

Перша реакція ( анаеробна алактатна) – розпад особливої ​​хімічної сполуки – креатинфосфатної кислоти (КрФ), забезпечує швидке відновлення АТФ. Однак запаси КрФ також обмежені і при максимально інтенсивній роботі швидко (протягом 10 с) вичерпуються.

Друга реакція ( анаеробна лактатна) - відновлення АТФ за рахунок енергії, що утворюється при розпаді глікогену.

Анаеробна продуктивність (анаеробні можливості організму) - Це здатність людини працювати в умовах нестачі кисню за рахунок анаеробних джерел енергії. Вона залежить від низки факторів (див. рис. 1).

Рис. 1. Фактори, що забезпечують анаеробну продуктивність організму (за В.М.Волковим, Е.Г.Мільнер, 1987).

У процесі розпаду глюкози утворюється (при нестачі кисню) молочна кислота. Накопичення молочної кислоти в організмі призводить до зміни кислотно-лужної рівноваги (рН). Коли в організмі накопичується дуже велика кількість кислих продуктів обміну речовин, людина змушена припинити роботу.

Для ліквідації цих продуктів також потрібен кисень, оскільки вони руйнуються окисленням. Але окислення це може відбуватися вже після закінчення роботи, відновлювальний період.

Кількість кисню, яка потрібна для окислення продуктів обміну, що утворилися при фізичній роботі, називається кисневим боргом .

Кисневий борг –найголовніший показник анаеробної продуктивності . Максимальний кисневий борг у людей, які не займаються спортом, не перевищує 4-5 літрів. У спортсменів високого класу може досягати 10–20 л.

Розрізняють дві частини кисневого боргу: алактатнуі лактатну.

Алактатна частина може становити у спортсменів 2-4 л. Вона йде відновлення КрФ, який віддав свою енергію ресинтезу АТФ, і навіть відновлення витрачених під час роботи запасів АТФ в м'язах.

Лактатна , велика частина кисневого боргу йде на ліквідацію молочної кислоти, що накопичилася при роботі в м'язах і крові, яка в відновлювальному періоді частково окислюється, частково використовується при утворенні запасів вуглеводів у печінці та м'язах.

Вміст молочної кислоти у спортсменів високого класу може сягати 300 мг у 100 мл крові (у спокої – 10–15 мг). Щоб продовжувати при цьому роботу, організм повинен мати потужні буферні системи. У спортсменів потужність буферних систем крові та інших тканин підвищена. Але все ж таки буферні системи не завжди можуть повністю нейтралізувати кислі продукти обміну речовин, що надходять у кров. Тоді відбувається зсув рН крові в кислий бік. Щоб людина могла виконувати роботу значної потужності в умовах різких змін внутрішнього середовища організму, її тканини повинні бути пристосовані до роботи при нестачі кисню та низькому рН. Таке пристосування тканин є одним з головних факторів, що забезпечують високу анаеробну продуктивність. Крім того, здатність людини працювати при великій кількості молочної кислоти, що накопичилася, багато в чому залежить і від кровопостачання мозку і серця. Ці органи повинні отримувати достатньо кисню навіть за тих умов, коли скелетні м'язи відчувають його дефіцит.

Поріг анаеробного обміну.При великій інтенсивності бігу подальше збільшення швидкості відбувається з допомогою анаеробних джерел енергії. Однак анаеробні процеси при бігу включаються у відновлення АТФ не в той момент, коли досягнуто максимального рівня споживання кисню (МПК), а дещо раніше. Поява в організмі перших ознак анаеробного ресинтезу АТФ називають порогом анаеробного обміну (ПАНО). Вимірюється ПАНО у відсотках МПК. У спортсменів різної кваліфікації ПАНО дорівнює 50-70% рівня максимального споживання кисню. Це означає, що анаеробний ресинтез АТФ починається, коли споживання кисню досягає 50-70% від МПК цієї людини. Чим вище ПАНО, тим більше важку роботу спортсмен виконує, відновлюючи АТФ за рахунок економніших аеробних джерел енергії.

Кислотно-лужна рівновага та буферні зони.У плазмі містяться іони водню. Вони входять до складу всіх кислот, і тому від їхньої концентрації в крові залежить її кислотність.Для характеристики кислотності крові користуються водневим показником, що позначається рН (водневий показник – логарифм концентрації водневих іонів, узятий із зворотним знаком). Для дистильованої води величина рН становить 7,07; кисле середовище має рН менше, лужне – більше. Водневий показник артеріальної крові в середньому дорівнює 7,4, венозної – дещо менше. Це означає, що кров має слабокислу реакцію. При фізичній роботі до плазми крові потрапляє велика кількість кислих продуктів обміну речовин. Однак при найважчій роботі рН крові не знижується нижче 7,0. При великому зрушенні рН крові у кислий бік людина змушена припинити роботу.

Кислотно-лужна рівновага в крові та тканинах забезпечується наявністю в них особливих речовин, що утворюють буферні системи. Існує кілька буферних систем:

• карбонатна система діяльність якої обумовлена ​​вугільною кислотою та її солями;
• фосфатна система , До складу якої входять солі фосфорної кислоти;
• буферна система білків плазми ;
• буферна система гемоглобіну (Їй належить найбільша роль, оскільки вона забезпечує близько 75% буферної здатності крові).

Наприклад, якщо в кров надходить якась кислотабільш сильна, ніж вугільна (наприклад, молочна), вона вступає в реакцію з бікарбонатом. В результаті утворюється сіль цієї кислоти та вугільна кислота, яка розщеплюється на СО 2 та Н 2 О. Вуглекислота виділяється з організму через легені, що забезпечує збереження рН крові на постійному рівні. Якщо в кров надходять лужні продукти, вони зв'язуються кислотами буферних систем. Це захищає організм від зсуву рН крові та тканин у лужну сторону.

Луги буферних систем крові, здатні пов'язувати кислоти, що утворюються в процесі обміну речовин, називаються лужним резервом . Він визначається кількістю вуглекислого газу (у мл), що знаходиться в хімічно зв'язаному стані (тобто у вигляді Н 2 3 і NаHCO 3) в 100 мл плазми крові. У здорової людини цей показник дорівнює 50-65 мл.

Постійність рН тканин і крові забезпечується легкими (звільнення організму від вуглекислого газу), нирками та потовими залозами.

При інтенсивній фізичній роботі в кров надходить значна кількість недоокислених продуктів обміну, з підвищенням потужності їх кількість збільшується. Наприклад, вміст молочної кислоти може досягати 200-250 мг на 100 мл крові, тобто. збільшитися у 20–25 разів у порівнянні зі станом спокою.

Заняття оздоровчим бігом підвищують можливості буферних систем крові та тканин.

Державна бюджетна освітня установа

Вищої професійної освіти

«Північно-Осетинська державна медична академія» Міністерства охорони здоров'я Російської Федерації

Кафедра внутрішніх хвороб №5

СТВЕРДЖУЮ

Зав. кафедрою, професор

Н.М. Бурдулі

«____» ____________________ 2014 р.

Матеріали лекції на тему: «Загальні зрушення в організмі при м'язовій діяльності. Фізіологічні та патофізіологічні основи ЛФК. Обґрунтування механізмів лікувальної та реабілітаційної дії фізичних вправ та масажу на організм людини.»

Дисципліна: «Лікувальна фізкультура та лікарський контроль»

За спеціальністю: 060105 «МЕДИКО-ПРОФІЛАКТИЧНА СПРАВА»

Форма навчання: очна

Упорядник розробки: помічник Е.Р.Антонянц

Розглянуто на засіданні кафедри _____________ 2014 року, № протоколу _____

Владикавказ 2014

Лекція № 2. Загальні зрушення в організмі за м'язової діяльності. Фізіологічні та патофізіологічні основи ЛФК. Обґрунтування механізмів лікувальної та реабілітаційної дії фізичних вправ та масажу на організм людини.

Анотація:У лекції дана фізіологічна характеристика станів організму при спортивній діяльності, описані функціональні та морфологічні зміни в організмі людини під впливом спортивного тренування, пояснюються поняття "вроблення", "мертвої точки", "другого дихання", "стійкого стану", "втоми". Наводиться схема відновлення енергетичного потенціалу функціональної системи із формуванням суперкомпенсації. У лекції дається фізіолого-педагогічна характеристика різних рухів, наводяться групи ознак, за якими оцінюється даний рівень здоров'я людини та її резервні можливості, крім того обґрунтовуються механізми лікувальної, реабілітаційної та оздоровчої дії фізичної культури при різних рівнях стану здоров'я людини. Окремо виділено розділ, присвячений одному з найважливіших методів оздоровчої фізичної культури – масажу. Пояснюється механізм його лікувально-профілактичної дії, перераховуються основні види та прийоми впливу.

Життєдіяльність організму або виконання певної роботи (тренування) – це постійна робота морфологічних структур організму. Регулюється кількість включених у роботу структур зміною умов довкілля.

Живий матерії властиво відображення зовнішнього середовища, яке починається зі сприйняття інформації. Інформація завжди матеріальна, оскільки веде до різних (хімічних, біохімічних, електричних) зрушень в організмі. Зміна сили потоку інформації, його частоти, зменшення чи збільшення - завжди призводить до реакцій у відповідь з боку окремих систем організму. Потік інформації, що зникає або з'являється (це може бути і слово) називається подразником.

Сприйняття інформації виробляється спеціальними структурами, які називаються рецепторами. Рецептор, інакше приймач, як правило, це спеціалізоване нервове закінчення, здатне трансформувати подразник біоелектричний сигнал. Вони можуть сприймати роздратування, як із зовнішнього, так і з внутрішнього середовища.

Рецептори, що несуть інформацію від м'язів (м'язово-суглобових веретен), сухожиль, фасцій, суглобових сумок, окістя, отримують назву пропріорецепторів. Вони сигналізують ЦНС про стан натягу і розслаблення перерахованих утворень і тим самим створюють умови для характеристики окремих суглобів або тіла в цілому. Завдяки цьому при м'язовій роботі пропріоцептивні імпульси з рецепторів м'язів, зв'язок, сухожилля тощо. надходять до ЦНС, звідки через центри вегетативної нервової системи регулюють діяльність внутрішніх органів та обмін речовин. Такий взаємозв'язок М.Р. Могендович був визначений як моторно-вісцеральні рефлекси. Саме їх слід вважати фізіологічною основою оздоровчого впливу фізичних вправ і здоровий, і хворий організм.

Пропріоцептори тобто моторний аналізатор, мають великий трофічний вплив. Основним рушієм організму є скелетна мускулатура. Від активності скелетної мускулатури залежить резервування енергетичних ресурсів, економічне їхнє витрачання в умовах спокою, а також постійне оновлення, і вдосконалення морфологічних структур, що забезпечують рух. З погляду біології характерною особливістю м'язів є їхня здатність вибірково перетворювати хімічну енергію на механічну. Остання проявляється у вигляді рухів усередині організму (перистола, перистальтика, скорочення порожнистих органів тощо) або у виконанні роботи, пов'язаної з переміщенням тіла у силовому полі при взаємодії організму та зовнішнього середовища. У першому випадку використовується енергія гладких м'язів, у другому – поперечно-смугастих.

Широкий діапазон застосування фізичних вправ визначається значенням локомоторного апарату у всій життєдіяльності людини. Моторна активність - необхідна умова нормального функціонування та вдосконалення всіх найважливіших систем організму, зокрема внутрішніх органів. Моторний аналізатор структурно пов'язані з вищими вегетативними центрами у вигляді різноманітних шляхів і рівнів нервової системи. Виключення цих зв'язків - функціональне або морфологічне - призводить до розрегулювання моторно-вісцеральних співвідношень.

Вплив фізичних вправ на гемодинаміку характеризується активізацією всіх основних та допоміжних гемодинамічних факторів (кардіальний, екстракардіальний судинного походження, тканинного обміну та група допоміжних екстракардіальних факторів). Процес дозованого тренування, що веде до підвищення адаптації та функціональної здатності серцево-судинної системи та, таким чином, до покращення функції кровообігу, забезпечується розвитком тимчасових зв'язків між корою та внутрішніми органами, корою та м'язовою системою, створенням єдиної інтегральної функціонуючої системи, що характеризується більш високим рівнем працездатності.

Тренування фізичними вправами раціоналізує процеси тканинного обміну, активізує окислювально-відновний процес у м'язах, сприяє більш економному витрачанню поживних речовин і, таким чином, накопиченню їх у тканинах. Все це знову ж таки веде до економізації роботи серця і всієї серцево-судинної системи, оскільки зменшуються запити периферії до центрального апарату кровообігу.

Значній активізації венозного кровообігу сприяє група допоміжних екстракардіальних факторів гемодинаміки, що включається при м'язовій діяльності: дихальні рухи грудної клітки та діафрагми, зміна внутрішньочеревного тиску, ритмічні скорочення та розслаблення скелетної мускулатури. скелетних м'язів в еволюції людини і кровообігу, випливає, що як тільки людина встала на ноги, і її серце піднялося вище над землею, кров із судин голови, шиї, верхньої частини тулуба в силу земного тяжіння стала сама притікати до серця. Проте кров із капілярів нижніх кінцівок серце без «помічників» підняти до себе не може. Яким чином венозна кров у людини піднімається до серця? Дублерів серця, подібно до парних органів зору, слуху, легень, нирок тощо, не було знайдено. Скелетні ж м'язи довше помилково розглядалися як споживачі крові, утриманці серця, а м'язова діяльність - як навантаження на серце. Проте в результаті досліджень з'ясувалося: скелетні м'язи - це насамперед присмоктує-нагнітальні мікронасоси, що самозабезпечуються кров'ю. Це своєрідні периферичні серця, ефективні помічники головного серця. При виконанні м'язами тієї чи іншої фізичної роботи приводяться в дію ув'язнені в них мікронасоси, які присмоктують до себе артеріальну кров, а потім повертають венозну кров до серця, збільшуючи його наповнення. Помічниками серця є також грудний, черевний та діафрагмальний внутрішні насоси, система венозних клапанів.

Принципово важливо, що активізація пропріоцептивної аферентації забезпечує ще одну дуже важливу ланку вдосконалення організму – підвищення узгодженості функцій двох взаємопов'язаних систем – кровообігу та дихання. Моторна домінанта як нормалізує і підвищує функціональну здатність кожної окремої системи, а й зумовлює кореляцію своєї діяльності більш рівні.

Поняття кисневого запиту та боргу

Всі без винятку фізичні вправи супроводжуються збільшенням потреби в кисні при обмеженій можливості доставки до працюючих м'язів. Утворення енергії в клітинах людського організму відбувається за рахунок складних перетворень тварин та рослинних білків, жирів, вуглеводів та кисню, що надходять до організму. У кожній клітині окремо шляхом анаеробного та аеробного розщеплення глюкози та жирних кислот утворюється універсальний носій енергії – АТФ, який і забезпечує всі функції клітини.

Гліколіз - процес розпаду однієї молекули глюкози з виділенням енергії, достатньої для зарядки двох молекул АТФ, протікає в саркоплазмі під впливом 10 спеціальних ферментів.

C6H12O6 + 2H3PO4 + 2АДФ = 2C3H6O3 + 2АТФ + 2H2O.

Гліколіз може протікати без споживання кисню (такі процеси називаються анаеробними) та із споживанням кисню (аеробний гліколіз) здатний швидко відновлювати запаси АТФ у м'язі.

Анаеробний гліколіз, попри невеликий енергетичний ефект, є основним джерелом енергії для скелетних м'язів у початковий період інтенсивної роботи, тобто. в умовах, коли постачання киснем м'язової тканини обмежене (потужність механізму транспорту кисню до мітохондрії і потужність мітохондріального апарату синтезу АТФ виявляються недостатніми для забезпечення всієї енергетичної потреби). Особливо велике значення анаеробний гліколіз має при короткочасній інтенсивній роботі. Так, біг протягом 30 с (дистанція близько 200 м) повністю забезпечується анаеробним гліколізом. Через 4-5 хв бігу (дистанція близько 1,5 км) енергія поставляється порівну аеробним та анаеробним процесами, а через 30 хв (близько 10 км) - майже повністю аеробним процесом.

Молочна кислота, накопичуючись у м'язах при інтенсивній м'язовій діяльності, впливає на нервові закінчення, тим самим викликаючи біль у м'язах. Більшість молочної кислоти, що утворюється в м'язі, вимивається в кров'яне русло. Зміні рН крові перешкоджає бікарбонатна буферна система: у спортсменів буферна ємність крові підвищена порівняно з нетренованими людьми, тому вони можуть переносити вищий вміст молочної кислоти.

Далі молочна кислота транспортується до печінки та нирок, де вона майже повністю переробляється в глюкозу та глікоген, беручи участь у глюконеогенезі та глікогенезі. Незначна частина молочної кислоти знову перетворюється на піровиноградну кислоту, яка в аеробних умовах окислюється до кінцевих продуктів обміну.

Під час динамічних навантажень, таких як біг, плавання тощо відбувається аеробний гліколіз.

Аеробний гліколіз відбувається в мітохондріях під впливом спеціальних ферментів і потребує витрат кисню, а відповідно і часу на його доставку. Окислення відбувається в кілька етапів, спочатку йде гліколіз, але дві молекули пірувату, що утворилися в ході проміжного етапу цієї реакції, не перетворюються на молекули молочної кислоти, а проникають у мітохондрії, де окислюються в циклі Кребса до вуглекислого газу СО2 і води Н2О і дають енергію для виробництва ще 38 молекул АТФ. Сумарне рівняння реакції окислення глюкози виглядає так:

C6H12O6 + 6O2 + 38АДФ + 38H3PO4 = 6CO2 + 44H(2)О + 38АТФ

Розпад глюкози аеробним шляхом (аеробний гліколіз) дає енергію для відновлення 38 молекул АТФ. Аеробне окислення в 19 разів ефективніше за анаеробний гліколіз.

Цикл Кребса - це ключовий етап дихання всіх клітин, що використовують кисень, центр перетину множини метаболічних шляхів в організмі. Крім значної енергетичної ролі циклу відводиться також істотна пластична функція, тобто це важливе джерело молекул-попередників, з яких у ході інших біохімічних перетворень синтезуються такі важливі для життєдіяльності клітини сполуки як амінокислоти, вуглеводи, жирні кислоти та ін.

Кількість кисню, необхідне окислювальних процесів, що забезпечують ту чи іншу роботу, називається кисневим запитом. Розрізняють сумарний, чи загальний, кисневий запит, тобто. кількість кисню, необхідне виконання всієї роботи, і хвилинний кисневий запит, тобто. кількість кисню, що споживається при даній роботі протягом 1 хв. Кисневий запит дуже коливається за різних видів спортивної діяльності, за різної потужності (інтенсивності) м'язових зусиль.

Оскільки діяльність дихальної та серцево-судинної систем, що забезпечують доставку О2 до працюючих м'язів, посилюється поступово, на початку майже будь-якої роботи скорочення м'язів здійснюється головним чином за рахунок енергії анаеробних механізмів, тобто за рахунок розщеплення АТФ, анаеробного гліколізу з утворенням молочної кислоти . Наявність на початку роботи невідповідність між потребами організму (працюючих м'язів) у кисні та їх реальним задоволенням у період впрацьовування призводить до утворення кисневого дефіциту, або кисневого боргу.

Фізіологічно будь-яка фізична м'язова діяльність відбувається в кілька етапів, що змінюють один одного. Зупинимося на них докладніше.

Впрацьовування

Врабатывание відбувається у початковий період роботи, протягом якого швидко посилюється діяльність функціональних систем, які забезпечують виконання цієї роботи. У процесі впрацьовування відбуваються:

1) налаштування нервових та нейрогормональних механізмів управління рухами та вегетативних процесів;

2) поступове формування необхідного стереотипу рухів (по характеру, формі, амплітуді, швидкості, силі та ритму), тобто поліпшення координації рухів;

3) досягнення необхідного рівня вегетативних функцій, що забезпечують цю м'язову діяльність.

Перша особливість впрацьовування - відносна уповільненість у посиленні вегетативних процесів, інертність у розгортанні вегетативних функцій, що значною мірою пов'язане з характером нервової та гуморальної регуляції цих процесів у цей період.

Друга особливість впрацьовування - гетерохроїїзм, тобто неодночасність, у посиленні окремих функцій організму. Впрацьовування рухового апарату протікає швидше, ніж вегетативних систем. З неоднаковою швидкістю змінюються різні показники діяльності вегетативних систем, концентрація метаболічних речовин у м'язах і крові, наприклад, ЧСС зростає швидше, ніж серцевий викид та артеріальний тиск, ЛВ посилюється швидше, ніж споживання О2.

Третьою особливістю впрацьовування є наявність прямої залежності між інтенсивністю (потужністю) виконуваної роботи та швидкістю зміни фізіологічних функцій: чим інтенсивніше виконується робота, тим швидше відбувається початкове посилення функцій організму, безпосередньо пов'язаних з її виконанням. Тому тривалість періоду впрацьовування перебуває у зворотній залежності від інтенсивності (потужності) вправи.

Четверта особливість впрацьовування полягає в тому, що воно протікає при виконанні однієї й тієї ж вправи тим швидше, чим вищий рівень тренованості людини.

Укорочення впрацьовування досягається правильно організованою розминкою, яка поділяється на загальну та спеціальну частини. Перша сприяє створенню оптимальної збудливості центральної нервової системи та рухового апарату, підвищенню обміну речовин та температури тіла, діяльності органів кровообігу та дихання. Вона однакова всім видів спорту. Друга частина спрямована на підвищення працездатності тих ланок рухового апарату, які братимуть участь у майбутній діяльності.

"мертва точка", "друге дихання"

Через кілька хвилин після початку напруженої та тривалої роботи у нетренованої людини часто виникає особливий стан, який називається «мертвою точкою» (іноді воно відзначається і у тренованих спортсменів). Надмірно інтенсивний початок роботи підвищує ймовірність появи цього стану. Воно характеризується важкими суб'єктивними відчуттями, серед яких головне відчуття задишки. Крім того, людина відчуває сором у грудях, запаморочення, відчуття пульсації судин головного мозку, іноді болі в м'язах, бажання припинити роботу. Об'єктивними ознаками стану «мертвої точки» служать часте і відносно поверхневе дихання, підвищене споживання О2 і збільшене виділення СО2 з повітрям, що видихається, великий вентиляційний еквівалент кисню, висока ЧСС, підвищений вміст СО2 в крові і альвеолярному повітрі, знижене рН крові, значне.

Загальна причина настання «мертвої точки» полягає, ймовірно, у невідповідності, що виникає в процесі впрацьовування між високими потребами робочих м'язів у кисні і недостатнім рівнем функціонування кисневотранспортної системи, покликаної забезпечувати організм киснем. В результаті в м'язах та крові накопичуються продукти анаеробного метаболізму, і насамперед молочна кислота. Це стосується і дихальних м'язів, які можуть відчувати стан відносної гіпоксії через повільний перерозподіл серцевого викиду на початку роботи між активними та неактивними органами та тканинами тіла.

Подолання тимчасового стану "мертвої точки" потребує великих вольових зусиль. Якщо робота триває, то змінюється почуттям раптового полегшення, яке найчастіше проявляється у появі нормального («комфортного») дихання. Тому стан, що змінює "мертву точку", називають "другим диханням". З настанням цього стану ЛЗ зазвичай зменшується, частота дихання уповільнюється, а глибина збільшується, ЧСС також може дещо знижуватися. Споживання О2 і виділення СО2 з повітрям, що видихається, зменшуються, рН крові зростає. Потовиділення стає дуже помітним. Стан «другого дихання» показує, що організм досить мобілізований задоволення робочих запитів. Чим інтенсивніша робота, тим раніше настає друге дихання.

При інтенсивніших навантаженнях - середньої, субмаксимальної і околомаксимальной аеробної потужності - за періодом швидкого збільшення швидкості споживання О2 (врабатывания) слідує період, протягом якого вона хоч і дуже мало, але поступово підвищується. Тому другий робочий період у цих вправах можна позначити лише умовно стійке стан. У аеробних вправах великої потужності вже немає повної рівноваги між кисневим запитом та її задоволенням під час роботи. Тому після них реєструється кисневий борг, який тим більший, чим більша потужність роботи та її тривалість.

У процесі виконання вправи безперервно зростає електрична активність м'язів, що говорить про посилення пульсації спинальних мотонейронів. Це посилення відбиває процес рекрутування нових рухових одиниць (ДЕ) компенсації м'язового втоми. Така втома полягає в поступовому зниженні скоротливої ​​здатності м'язових волокон активних ДЕ, протягом вправи посилюється діяльність одних залоз внутрішньої секреції та послаблюється діяльність інших.

Локалізація та механізми втоми

Ступінь участі тих чи інших фізіологічних систем у виконанні вправ різного характеру та потужності неоднакова. У виконанні будь-якої вправи можна виділити основні, провідні, найбільш завантажувані системи, функціональні можливості яких визначають здатність людини виконати дану вправу на необхідному рівні інтенсивності та (або) якості. Ступінь завантаженості цих систем по відношенню до їх максимальних можливостей визначає граничну тривалість виконання цієї вправи, тобто період настання стану втоми. Таким чином, функціональні можливості провідних систем не тільки визначають, а й лімітують інтенсивність та граничну тривалість та (або) якість виконання даної вправи.

При виконанні різних вправ причини втоми неоднакові. Розгляд основних причин втоми пов'язані з двома основними поняттями. Перше поняття - локалізація втоми, т. е. виділення тієї провідної системи (чи систем), функціональні зміни у якій визначають наступ стану втоми. Друге поняття – механізми втоми, тобто. ті конкретні зміни у діяльності провідних функціональних систем, які зумовлюють розвиток втоми.

По локалізації втоми можна, по суті, розглядати три основні групи систем, що забезпечують виконання будь-якої вправи:

1) регулюючі системи – центральна нервова система, вегетативна нервова система та гормонально-гуморальна система;

2) система вегетативного забезпечення м'язової діяльності – системи дихання, крові та кровообігу.

3) безпосередньо м'язова тканина.

Зрушення, що виникли під час роботи і стомлення, після закінчення роботи поступово зникають – спостерігаються відновлювальні процеси. Працездатність відновлюється до початкового рівня, а потім вона підвищується з поступовим поверненням до норми. Вивчено, що після виконання фізичної роботи на певному етапі відновлення, енергетика та працездатність організму виявляються вищими за вихідне значення - це явище називають суперкомпенсацією. І. А. Аршавський пояснює її так: «Рухаючись, організм і заповнює витрачене. Він намагається не просто «добрати» брак, повернутися до вихідного стану, а обов'язково накопичити більше, ніж витратив. Це – процес індукції надлишкового анаболізму, те, що в економіці – «розширене відтворення». Розвиток суперкомпенсації означає, що максимальний обсяг повторної роботи, виконаної в цей період, може бути вищим, після виконання роботи ніж попередній, а суперкомпенсація після повторної роботи виявиться на ще вищому рівні, вищою за першу, - в цьому, власне, і полягає ефект тренування системи.

Описувана закономірність властива як м'язової роботі, а й діяльності будь-якої функціональної системи, що було показано на слинної залозі в лабораторії І. П. Павлова.

Фізіологічні зрушення в організмі під час м'язової діяльності

Джерело всіх фізіологічних зрушень в організмі людини лежить у змінах, які відбуваються в м'язах, що працюють, а саме енергетичні перетворення, що вимагають мобілізації енергетичних резервів; утворюється тепло, яке потрібно видалити з організму; поява продуктів обміну, які підлягають виведенню з організму. Саме продукти обміну, що надходять у кров, є основними подразниками, що викликають рефлекторним та гуморальним шляхом відповідні зміни у вегетативних системах (дихання, кровообіг, виділення) та у регуляторних системах (ЦНС, залози внутрішньої секреції).

Кров, що протікає через працюючі м'язи, збіднює киснем і глюкозою, збагачується вуглекислотою та іншими продуктами обміну та нагрівається. Зміна її складу та температури є джерелом регуляторних впливів з боку ЦНС та залоз внутрішньої секреції на вегетативні системи.

При інтенсивній роботі рН крові зменшується з 7,36 до 7,01 та навіть 6,95. Здатність підтримувати рН залежить від лужного резерву крові, він більший у тренованих людей. Збільшується в'язкість крові від 10 до 80%. Знижується вміст глюкози зі 110 мг% до 40 мг%. Вміст кисню у венозній крові падає з 11 до 8%. Кількість молочної кислоти може збільшуватися з 10 до 200–250 мг%.

При інтенсивній фізичній роботі хвилинний обсяг кровообігу (МОК) зростає з 4-5 л до 20 л у нетренованих і до 30-40 л у тренованих (резерв 4-10 разів). Збільшення МОК залежить від збільшення СО та ЧСС. ЗІ збільшується з 60 до 110-130 мл у нетренованих і до 150-200 мл у тренованих (резерв 2-3 рази). ЧСС з 60-70 до 160-180 уд./хв. у нетренованих і з 40-60 до 220-240 уд./хв у тренованих (резерв 3-5 разів). Максимальний артеріальний тиск змінюється від 110-120 до 200 мм рт. при роботі (тобто у 2 рази), а мінімальне від 80 до 40 мм рт.ст. (Тобто в 2 рази) при цьому пульсовий тиск з 40 зростає до 140 мм рт.ст. (Тобто в 3,5 рази).

Для забезпечення організму киснем частота дихання зростає приблизно 10 разів, а дихальний обсяг 3–4 разу. Це веде до збільшення хвилинного об'єму дихання до 100-150 (і навіть 200) л/хв. у тренованих, і до 80 л у нетренованих.

Підвищення температури крові викликає активізацію апаратів терморегуляції при фізичній роботі: розширення судин шкіри (почервоніння), посилення кровотоку через них (більше при менш інтенсивній роботі), що веде до збільшення її температури, та посилення потовиділення. За інтенсивної м'язової роботи теплопродукція збільшується в 10–20 разів. Втрати тепла через поверхню шкіри становлять 82%, при диханні – 12%. При випаровуванні 1 г поту втрачається 0,58 ккал, а виділення поту можливе до 2,0 л на годину.

Кровопостачання нирок та органів шлунково-кишкового тракту під час фізичної роботи зменшується (перших у 19 разів, а других у 24 рази), що дає змогу збільшити кровопостачання працюючих м'язів. Внаслідок різкого зниження кровообігу функції шлунково-кишкового тракту та нирок пригнічуються, при цьому різко зменшується не лише секреторна, а й моторна функція. Функція нирок щодо підтримки гомеостазу частково компенсується потовими залозами.

Найбільш істотні зміни під час фізичної роботи спостерігаються в системі гіпофіз-надниркові залози. Інтенсивна, особливо тривала, робота викликає посилення продукції адренокортикотропного гормону (АКТГ) у гіпофізі та посилення продукції глюкокортикоїдів, які беруть активну участь у формуванні стресової реакції. Але сама ця реакція розвивається повільно та можлива при багатодобових тренуваннях. Поряд із посиленням продукції глюкокортикоїдів та частково мінералокортикоїдів спостерігається пригнічення продукції гормонів щитовидної залози та статевих залоз.

Гормони мозкового шару надниркових залоз – адреналін та норадреналін – можуть з'явитися в крові та при короткочасній роботі, оскільки їх виділення забезпечується рефлекторною реакцією за участю симпатичної нервової системи.

Центральна нервова система (ЦНС) активується легкою роботою та пригнічується тяжкою. У оцінці фізіологічного впливу фізичних вправ безсумнівно їх впливом геть емоційний стан хворого. Позитивні емоції, що виникають у процесі занять фізичними вправами, стимулюють фізіологічні процеси в організмі хворого і одночасно відволікають його від хворобливих переживань, що має важливе значення для успіху лікування та реабілітації.

Відповідно до В.К. Добровольському виділяють такі основні механізми лікувальної дії фізичних вправ: тонізуючу, трофічну, формування компенсацій та нормалізація функцій.

Тонізуючий вплив.Основне значення у такому впливі фізичних вправ має мобілізація організму боротьби з хворобою.

Тонізуючий вплив фізичних вправ полягає у зміні інтенсивності фізіологічних процесів в організмі у процесі виконання навантаження. Такий ефект обумовлений тим, що між руховою зоною кори великих півкуль головного мозку та центрами вегетативної нервової системи існує тісний зв'язок, тому збудження перших під час роботи веде до підвищення активності других, як залоз внутрішньої секреції. Внаслідок цього активізується діяльність більшості вегетативних функцій (серцево-судинної, дихальної та інших систем), покращується обмін речовин, підвищуються активність різних захисних реакцій (у тому числі імунобіологічні). І навпаки - за низького рівня рухової активності відбувається детренування функціональних систем організму.

Трофічна діяфізичних вправ виявляється в тому, що під впливом м'язової діяльності покращуються обмінні процеси та процеси регенерації як в організмі в цілому, так і в окремих тканинах. Відбувається це завдяки тому, що в тканинах, що працюють, активізуються процеси синтезу нових клітинних елементів, пусковим стимулом для яких є продукти, що утворилися тут в результаті самої діяльності. Виникає під час роботи розширення просвіту кровоносних судин, що проходять тут, забезпечує зрослу при інтенсивному синтезі потреба тканин у поживних речовинах і в кисні і в своєчасному звільненні активних тканин від продуктів обміну. З іншого боку, у непрацюючих тканинах процеси синтезу нових клітинних елементів протікають повільніше і регенерація ураженої тканини протікає уповільнено.

Оскільки виконання м'язової роботи супроводжується активізацією діяльності основних систем життєзабезпечення організму (серцево-судинної, дихальної, травної та ін), то трофічний вплив поширюється практично на весь організм, а не тільки на м'язи, що працюють.

Безперечне значення для поліпшення трофічних процесів під впливом фізичних вправ належить і моторно-вісцеральним рефлексам, коли пропріоцептивні імпульси стимулюють нервові центри регуляції обміну речовин та перебудовують функціональний стан вегетативних центрів, що покращує трофіку внутрішніх органів та опорно-рухового. Завдяки цьому систематичне виконання фізичних вправ сприяє відновленню порушеної у процесі хвороби регуляції трофіки. Винятково важливо, що ЛФК завдяки зазначеним механізмам забезпечує нормалізацію обмінних процесів у хворому органі, а й у всьому організмі, зокрема й у тих функціональних системах, у яких які зміни ще навіть можуть діагностуватися сучасними методами.

Таким чином, з точки зору трофічного впливу фізичні вправи:

Нормалізують збочену при захворюванні (або ушкодженні) трофіку;

Стимулюють активність обмінних процесів;

Активізують пластичні процеси;

Стимулюють регенерацію;

Попереджають чи усувають атрофії.

Формування компенсацій.Компенсація - це тимчасове чи постійне заміщення порушених функцій рахунок підвищення функції інших органів чи систем.

За порушення функції життєво важливого органу компенсаторні механізми включаються відразу. Їх формування є біологічною закономірністю. Відповідно до П.К. Анохіна, регуляція процесів компенсації відбувається рефлекторним чином: сигнали про порушення функцій надходять до ЦНС, яка перебудовує роботу органів та систем таким чином, щоб компенсувати зміни.

При лікувальному застосуванні фізичних вправ слід враховувати загальні закономірності формування компенсацій. До них слід зарахувати:

1) принцип сигналізації дефекту, яким виникає перший поштовх до «включення» відповідних механізмів компенсації;

2) принцип прогресуючої мобілізації запасних компенсаторних механізмів, який дозволяє зрозуміти, як встановлюється співвідношення факторів, що відхиляють функцію від нормального рівня, та факторів, що визначають послідовність включення механізмів компенсації;

3) принцип зворотної аферентації від послідовних етапів відновлення порушених функцій;

4) принцип санкціонуючих аферентацій, згідно з яким у головному мозку, і особливо в корі, закріплюється та остання комбінація збудження, яка визначила успіх відновлення функцій у периферичному органі;

5) принцип відносної нестійкості скомпенсованої функції, що дозволяє оцінити міцність кожної кінцевої компенсації.

Ці принципи можуть бути застосовані до компенсаторних процесів, що розвиваються у разі пошкодження різних органів. Так, наприклад, пошкодження нижньої кінцівки викликає порушення рівноваги та ходьби. Це тягне зміну сигналізації від рецепторів вестибулярного апарату, проприоцепторов м'язів, рецепторів шкіри кінцівок і тулуба, і навіть зорових рецепторів (принцип сигналізації дефекту). В результаті переробки цієї інформації в ЦНС функція певних моторних центрів і груп м'язів змінюється таким чином, щоб відновити в тій чи іншій мірі рівновагу і зберегти можливість пересування, хоча і в зміненому вигляді. У міру збільшення ступеня пошкодження сигналізація про дефект може наростати, і тоді компенсаторні процеси залучаються нові області ЦНС і відповідні їм м'язові групи (принцип прогресуючої мобілізації запасних компенсаторних механізмів). Надалі, у міру достатнього тренування фізичними вправами, склад аферентного імпульсного потоку, що надходить у вищі відділи нервової системи, змінюватиметься, відповідно вимикатимуться певні відділи цієї функціональної системи, які раніше брали участь у здійсненні компенсаторної діяльності, або включатимуться нові компоненти (принцип зворотної аферентації етапів відновлення порушених функцій). Збереження після систематичних занять ЛФК досить стабільного анатомічного дефекту даватиметься знати певною комбінацією аферентацій, що надходять у вищі відділи нервової системи, які на цій основі забезпечать утворення стабільної комбінації тимчасових зв'язків і оптимальну компенсацію, тобто мінімальну кульгавість при ходьбі (принцип) аферентації).

Компенсації поділяються на тимчасові та постійні. Тимчасові компенсації - це пристосування організму на певний період (хвороби або одужання). Наприклад, при подальшій операції на грудній клітці за допомогою фізичних вправ активізують діафрагмальне дихання.

Постійні компенсації необхідні при безповоротній втраті чи різкому порушенні функції. Наприклад, при ампутації однієї нижньої кінцівки частину навантаження переносять на плечовий пояс, навіщо його цілеспрямовано тренують.

Нормалізація функцій- це відновлення діяльності як окремого пошкодженого органу, і організму загалом під впливом фізичних вправ. Для повної реабілітації недостатньо відновити будову пошкодженого органу – необхідно також нормалізувати його функції та налагодити регуляцію всіх процесів в організмі.

кількість кисню, необхідне окислення накопичених організмі при інтенсивної м'язової роботі недоокислених продуктів обміну.

• - апарат для кисневої терапії, що забезпечує подачу для дихання чистого кисню або багатих на кисень сумішей заданого складу.

  Медична енциклопедія

• - апарат для дозованого введення зволоженого кисню в тканини та порожнини тіла; застосовується також для впливу киснем на ранові поверхні та для оксигенації консервованої крові та кровозамінників.

  Медична енциклопедія

• - кількість кисню крові, що не бере участі в газообміні.

  Медична енциклопедія

• - кількість кисню, яка має споживатися організмом в одиницю часу для виконання цієї роботи.

  Медична енциклопедія

• - максимальна висота над рівнем моря, на якій людина може перебувати без використання кисневої апаратури з надлишковим тиском.

  Медична енциклопедія

• - найменше насичення крові киснем, при якому можливе нормальне функціонування організму.

  Медична енциклопедія

• - в радіобіології - зменшення біологічної дії іонізуючого випромінювання при зниженому парціальному тиску кисню в тканині, що опромінюється, або в навколишньому середовищі і посилення дії при підвищеному парціальному...

  Медична енциклопедія

• - Див.

  В.І. Даль. Прислів'я російського народу

• - Сукню пошили...

  Орфографічний словник російської мови

• - Назв. Жити. Взяти гроші...

  Добре. Окремо. Через дефіс. Словник-довідник

• - У борг нареч. якостей.-обстоять. 1. З умовою повернути через деякий час; у борг. отт. За умови оплати через деякий час. 2. Використовується як неузгоджене визначення...

  Тлумачний словник Єфремової

• - ая, -а. дод. до кисень. Кисневе середовище. Кисневі сполуки. ◊ кисневе голодування киснева недостатність мед. зниження вмісту кисню у тканинах організму; гіпоксія...

  Малий академічний словник

• - ...

  Орфографічний словник-довідник

• - ...

  Російський орфографічний словник

• - В БОРГ. 1. Позично; із зобов'язанням повернення. Іди, дістань десь цукру. Іди! Та де ж накажете дістати, Тимофію Петровичу? Ну, там, у лавці, в борг візьми. Скажи, що завтра все віддам. 2...

  Фразеологічний словник української літературної мови

• - в кредит...

  Словник синонімів

"Кисневий борг" у книгах

Борг