Задержка дыхания: Польза или Вред?




Скачать 270.84 Kb.
НазваниеЗадержка дыхания: Польза или Вред?
страница2/3
Дата публикации14.06.2013
Размер270.84 Kb.
ТипВопрос
exam-ans.ru > Биология > Вопрос
1   2   3

^ Адаптация к гипоксии при мышечной работе
Реакция целого организма при выполнении мышечной работы направлена как на обеспечение мышечной деятельности, так и на поддержание при этом основных гомеостатических параметров. Причиной возникновения гипоксии являются повышенный расход энергии АТФ и, следовательно, резко возрастающая потребность мышц в кислороде, активно расходуемом на процессы окислительного фосфорилирования в митохондриях. При краткосрочной адаптации происходит нейроэндокринная стимуляция транспортных систем: увеличивается объем легочной вентиляции, минутный объем сердца. Перераспределяется кровоток в пользу работающей мускулатуры, сердца, мозга за счет внутренних органов и кожи (так что при высокой интенсивности работы может даже наблюдаться анемизация внутренних органов). При этом активация систем дыхания и кровообращения ограничена как их структурно-функциональными возможностями, так и функциональными возможностями центрального аппарата их регуляции. У нетренированного организма эти возможности меньше, чем у тренированного. Возрастает частота, а не глубина дыхания, наблюдается дискоординация между вентиляцией и кровотоком в легких, а также между дыханием и движениями, минутный объем сердца возрастает в основном за счет увеличения частоты сердечных сокращений. Таким образом, как и при высотной гипоксии, наблюдается максимальная по уровню и неэкономичная гиперфункция систем, ответственных за адаптацию, утрата функционального резерва. В результате двигательные реакции оказываются неадекватными по интенсивности, длительности и точности. При длительных тренировках, как и при адаптации к горной гипоксии, происходит перенос основной тяжести с процессов транспорта на процессы утилизации кислорода, на повышение их экономичности. На единицу выполненной работы потребляется меньшее количество кислорода. Все это подкрепляется изменениями на молекулярном, субклеточном, клеточном и тканевом уровнях. Одновременно увеличиваются мощность и экономичность функционирования двигательного аппарата, совершенствуется межмышечная координация.
Особенности адаптации к гипоксии при мышечной работе проявляются в характере изменений, наблюдаемых в самих мышцах в зависимости от тяжести и длительности физической нагрузки. При умеренных, но длительных нагрузках степень возникающей гипоксии ниже, чем при интенсивной работе, которая не может выполняться продолжительно.
В связи с этим при постоянной тренировке к умеренной работе разрастание сосудистой сети в мышцах, сердце, легких, увеличение числа митохондрий и изменение их характеристик, возрастание синтеза окислительных ферментов, усиление эритропоэза, ведущее к увеличению кислородной емкости крови, позволяют снизить уровень гипоксии или предотвратить ее. Выполнение интенсивной работы приводит к возникновению гипоксии при любой длительности тренировок. Специфика такой работы состоит в том, что расход кислорода и субстратов окисления в мышцах в единицу времени столь велик, что быстро восполнить их запасы усилением работы транспортных систем нереально. Мышцы, способные к выполнению такой нагрузки, фактически работают при этом в автономном режиме, рассчитывая на собственные ресурсы. На первые роли выходят процессы анаэробного гликолиза – малоэффективные, сопровождающиеся накоплением нежелательного метаболита – молочной кислоты и соответственно сдвигом pH, но единственно надежные в этой ситуации.
Поэтому в процессе адаптации к интенсивной (как правило, кратковременной) работе в мышцах развивается иной спектр адаптивных приспособлений, чем к длительной умеренной работе. Увеличивается мощность системы анаэробного гликолиза за счет повышенного синтеза гликолитических ферментов, повышаются запасы гликогена и креатинфосфата – источников энергии для синтеза АТФ. Увеличены мощность эндоплазматической сети в мышечных волокнах и количество хранящегося в ней Са2 +, играющего одну из главных ролей в сокращении. Это позволяет отвечать мощным залповым выбросом кальция из цистерн сети в ответ на приходящий к мышцам импульс возбуждения и тем самым увеличивать мощность сокращения. Усилен биосинтез сократительных белков, повышена активность АТФазы – фермента, расщепляющего АТФ, необходимую для сокращения.
Все эти реакции не устраняют развития тканевой гипоксии и приводят к накоплению больших количеств недоокисленных продуктов. Поэтому важным аспектом адаптивных реакций в этом случае является формирование толерантности, то есть устойчивости к сдвигу рН. Это обеспечивается увеличением мощности буферных систем крови и тканей, возрастанием так называемого щелочного резерва крови. Увеличивается также мощность системы антиоксидантов в мышцах, что ослабляет или предотвращает перекисное окисление липидов клеточных мембран – один из основных повреждающих эффектов стресс-реакции.
При тренировке к интенсивной работе чувствительность дыхательного центра к углекислому газу снижена, что защищает дыхательную систему от ненужного перенапряжения. При систематическом выполнении умеренных физических нагрузок, сопровождающихся усилением легочной вентиляции, дыхательный центр, напротив, повышает чувствительность к СО2 , что обусловлено понижением его содержания вследствие вымывания из крови при усиленном дыхании.

^ Адаптация ныряющих организмов к гипоксии
Легкие водных млекопитающих (дельфинов, тюленей, китов) или таких околоводных животных, как ондатра, бобер, приспособлены к дыханию атмосферным воздухом. Если организм, дышащий воздухом с помощью легких, вынужден опускаться под воду, гипоксия возникает из-за невозможности извлечь кислород из воды или принести его с собой под воду в неограниченных количествах. Поскольку пребывание на глубине сопряжено с выполнением мышечной работы, чаще всего связанной с поиском и поглощением пищи, то длительность ныряния определяется в первую очередь количеством доступной АТФ. При исчерпании энергоресурсов и недостатке кислорода организм включает анаэробный гликолиз, что ведет к таким же последствиям, как при высотной гипоксии. Диапазон длительности пребывания под водой составляет от 1-4 мин у человека до двух часов у кита-бутылконоса. При соблюдении общих стратегий адаптации к гипоксии при нырянии выражены и ее специфические черты. В связи с необходимостью задержки дыхания при нахождении под водой невозможной становится активация внешнего дыхания, типичного для краткосрочной адаптации к высотной гипоксии или гипоксии при мышечной работе. Поэтому борьба за поддержание кислородного гомеостаза наиболее ярко проявляется в увеличении запасов кислорода, уносимого под воду. Основной запас кислорода у ныряльщиков находится не в легких, а в крови и мышцах, в комплексе с Hb и Mb (миоглобином). Концентрация Mb у тюленя Уэддела, способного находиться под водой до 40 мин, в семь раз выше, чем у быка. А высокая концентрация Hb в сочетании с разрастанием сосудистого русла приводит к существенному увеличению кислородной емкости крови. Запасание кислорода в легких нецелесообразно для китов или тюленей, ныряющих глубоко и надолго, из-за увеличения плавучести, ограничивающей глубину погружения, и возможности развития кессонной болезни при всплытии. Другое дело – организмы, ныряющие неглубоко и ненадолго. Для них объем вдоха, который можно сделать перед погружением, лимитирует уносимый под воду запас кислорода. Объем легких у финвала или бутылконоса составляет всего 1-3% объема тела против примерно 7% у человека. Большинство ныряющих животных уходят под воду не на вдохе, а на выдохе, освобождая легкие от воздуха, насколько это возможно.
При нырянии особенно ярко проявляется снижение общего обмена веществ и энергетических потребностей большинства органов и тканей. Это обусловлено расслаблением большей части мускулатуры и снижением функциональной активности большинства органов, включая сердце. У ныряющих животных относительный размер сердца уменьшен по сравнению с наземными.
Кислород крови используется в основном для обеспечения сердца и мозга. Кровоснабжение остальных частей тела при погружении отключается от общего кровотока благодаря наличию специальных сфинктеров. Использовав запас кислорода, связанного с миоглобином, скелетные мышцы и другие лишенные кровоснабжения органы переходят на анаэробный режим энергообеспечения. Мощность анаэробного гликолиза велика и позволяет снабжать организм энергией достаточно долго. Накапливающиеся в больших количествах метаболиты – активаторы дыхания – не способны достичь главных рецепторных зон, посылающих сигналы в дыхательный центр. Только после всплытия к поверхности молочная кислота поступает в основной кровоток, и интенсивность дыхания значительно возрастает. Поскольку CO2 и кислые метаболиты снижают прочность связывания Hb с кислородом, при их накоплении происходит более полная отдача кислорода тканям.
Показано, что чувствительность центра ныряющих животных к углекислоте снижена. Это проявляется только при погружении, а на поверхности их дыхательный центр обладает обычной чувствительностью. Следовательно, речь идет о его перенастройке, сдвиге установочной точки дыхательного рефлекса при погружении. Нечувствительность дыхательного центра к углекислому газу позволяет извлечь из крови больше кислорода. Человеку в отличие от водных млекопитающих перед погружением приходится интенсивно провентилировать легкие, чтобы снизить содержание CO2 в альвеолах.

^ Различия адаптивных стратегий
Во всех рассмотренных примерах адаптации к гипоксии используются одни и те же основные адаптивные стратегии, сочетающие процессы, направленные на поддержание кислородного гомеостаза с повышением устойчивости к недостатку кислорода, в том числе и путем снижения потребности в нем. Имеющиеся различия в большинстве случаев носят количественный характер (например, в уровне снижения основного обмена или в концентрации миоглобина), но иногда они весьма принципиальны (например, снижение чувствительности дыхательного центра к CO2 у ныряющих организмов и ее адаптивное повышение у обитателей высокогорья). Универсальные пусковые механизмы адаптивных процессов проявляются на всех уровнях регуляции.

^ Гипоксическая тренировка
Организм хранит генетическую память о жизни при низком содержании кислорода в окружающей среде и, при необходимости, относительно легко адаптируется к гипоксии. Например, любой специалист спорта знает, что из всех физических качеств (быстрота, сила и др.), именно выносливость, которая связанна с развитием адаптации к дефициту кислорода тренируется легче других. Это же касается и гипоксической тренировки.

Как и во время любой тренировки или нагрузки во время гипоксической тренировки происходит ряд разрушительных процессов, которые так нужны для последующего сверхвосстановления.

^ Изменения в организме
По мере развития адаптации к гипоксии в организме начинают происходить те изменения, которые и делают наш организм более стойким к кислородному голоданию - такие изменения, которые делают организм более здоровым и позволяют ему дольше жить! Происходят глубокие биохимические и структурные изменения. Речь идет об адаптации клеточных структур в новых условиях функционирования.
Причинами реакций биохимической адаптации при гипоксическом воздействии, видимо, являются изменения внутриклеточного метаболизма, замедление обновления биомембран. Частичное разрушение компонентов биомембран освобождает протеолитические ферменты, что, в свою очередь, ведет к деградации некоторых белков и образованию полицептидов. Последним отводится роль регуляторов синтеза ДНК, РНК.
Активация синтеза белков, протекающая в условиях накопления недоокисленных продуктов, приводит к модификации структуры и свойств макромолекул, создает запас прочности биохимических реакций и возможность их полноценного протекания в условиях пониженного содержания кислорода.
Одновременно с перестройкой структуры в цепи окислительного фосфорилирования идет процесс активизации анаэробного гликолиза, что вносит свой вклад в энергообеспечение организма.
Возникают структурные изменения в клетках, особенно в клеточных мембранах. Меняется в лучшую сторону состав ферментов и др. Вообще, клетки приобретают способность лучше утилизировать и использовать кислород.
Улучшается микроциркуляция в органах и тканях за счет раскрытия, резервных капилляров, а также - образования новых сосудов. Повышается кислород-транспортная функция крови и стимуляция красного ростка костного мозга, а также повышается содержание гемоглобина. При клинических исследованиях на уровне органов и систем по мере адаптации к гипоксическим нагрузкам наблюдается ряд эффектов:

  1. Улучшение микроциркуляции в органах и тканях за счет раскрытия, резервных капилляров, а также - образования новых, ранее не существовавших сосудов. Повышение кислородотранспортной функции крови за счет выброса форменных элементов крови из депо и стимуляция красного ростка костного мозга, а также повышение содержания гемоглобина.

  2. Иммуномодулирующее действие, которое выражается подавлением патологических звеньев иммунитета и активизацией депрессивных звеньев. Отмечается повышение количества антителпродуцирующих клеток и синтеза иммуноглобулинов, активизации фагоцитоза. Снижается активность аллергических реакции.

  3. Повышение активности антиоксидантной системы – системы защиты клеточных мембран. Снижается активность перекисного окисления липидов в клеточных мембранах.

  4. Мобилизация эндокринных механизмов функциональной регуляции "гипоталамус- гипофиз- кора надпочечников", что реализуется повышением уровня обшей сопротивляемости организма по отношению к различным экстремальным факторам внешней среды.

  5. Повышение устойчивости к химическим интоксикациям (в том числе лекарственным, например, при проведении химиотерапии), к физическим факторам внешней среды.

  6. Антистрессовое действие. Состояние хронического стресса характеризуется наличием доминантного застойного очага в центральной нервной системе, характерными сдвигами в формуле и биохимии крови.

  7. Повышение работоспособности, снижение утомляемости, регрессию тех заболеваний, с которыми они обратились. На фоне улучшения самочувствия представляется возможным снизить суточные дозы медикаментозной поддерживающей терапии.

  8. Радиозащитное действие. Во-первых, хронологически - это первая серьезная проверка метода в клинике (1975 г.). Было показано, что применение гипоксических тренировок при пpeдoперaциoннoй лучевой терапии злокачественных новообразований позволяет увеличить суммарную очаговую дозу облучения на 25%. Если учесть, что эта группа больных весьма многочисленна, то становится очевидной перспектива применения гипоксирадиотерапии. Во-вторых, радиозащитное действие гипоксии принято называть специфическим, поскольку оно непосредственно связано с патогенезом лучевой болезни, предотвращая повышение концентрации кислородных радикалов. В-третьих, методический подход при проведении гипоксирадиотерапии несколько иной: на протяжении всего времени лучевою воздействия (например, сеанса гамма-терапии) больной непрерывно находится в состоянии дозированной гипоксии, постоянно вдыхая ГГС-10.

Однако кроме специфической адаптации, то есть адаптации именно к гипоксии, развивается и неспецифическая - организм в целом становится более стойким. Происходит это из-за усиления эндокринных механизмов - гипоталамус/гипофиз/кора надпочечников и др.
Под воздействием гипоксической тренировки наш организм приобретает способность более качественно обеспечивать себя меньшим количеством кислорода. Теперь наши клетки, ткани и органы лучше защищены от кислородного голодания.
А кроме того, раз кислорода в организм поступает меньше, то меньше образуется и свободных радикалов.
Лучшее обеспечение организма малым количеством кислорода и меньшее образование свободных радикалов, способствует укреплению здоровья и выраженно продлевает жизнь!

Долголетие
Действительно, уже давно замечено, что близкие в эволюционном отношении организмы живут в горах или под водой заметно дольше своих собратьев, обитающих в обычных условиях. Иногда разница достигает 1,5-2 раз. Люди не исключение. Доказано, что число долгожителей больше именно в горной местности. При наиболее благоприятных условиях на высоте, примерно, 2,5 тыс. метров над уровнем моря продолжительность жизни, как правило, больше обычного на 15-20 и даже более лет. Так, например, в СССР отмечено 4 района с долгожителями. Один в Якутии (это возможно связано с потреблением океанической рыбы содержащей полиненасыщенные жирные кислоты и отсутствием из-за этого атеросклероза). А все оставшиеся три - это горные районы.
Н. Агаджанян и А. Катков в книге «Резервы нашего организма» пишут: «Акклиматизация к высокогорному климату — один из эффективнейших способов профилактики преждевременного старения. Наука располагает многочисленными фактами, подтверждающими это.
В 1964 г. многие газеты мира опубликовали материалы об экспедиции французского биолога Бельвефера в страну заоблачных долгожителей, таинственных хунза. Долина Хунза расположена на высоте 2500 м в горной цепи Каракорум на территории Пакистана, вдали от городов. Население этого края не знает болезней. Средняя продолжительность жизни хунза в то время составляла 120 лет! Французский журналист Н. Барбер, побывавший в этой долине, описал свою встречу с 118-летним Х. Бегом, который перед этим спустился с гор, проделав путь километров в 10. На вид ему нельзя было дать больше 70.
На земном шаре имеются всего три района, характеризующихся достоверным увеличением числа долгожителей, и все три района — горные. О двух из них мы уже говорили. Это Кавказ и долина Хунза в горах Пакистана. Третий район долголетия — высокогорная долина Вилькабамба — расположен в Андах (Эквадор).
При определении индекса долгожительства (отношение числа лиц в возрасте 90 лет и более к общей численности населения старше 65 лет) установлено: в странах с преобладанием гор и горных плато этот индекс выше, чем в равнинах".
Примечательно, что именно в горной местности фиксируются и случаи рекордного долголетия. Так, в СССР долгожитель М. Эйвазов прожил 152 года (с 1808 по 1960 г). Его возраст был документально подтвержден. Он жил в азербайджанском селе Пирассура на высоте 2200 м.
1   2   3

Похожие:

Задержка дыхания: Польза или Вред? iconВегетарианство загадки и уроки. Польза и вред
Вегетарианство – уменьшение калорийности суточного рациона питания на всю жизнь 55

Задержка дыхания: Польза или Вред? iconСила тантрического дыхания "Шива свародная" или "Наука Шивы о Дыхании"
Изменения естественного ритма живого дыхания и влияние этого на здоровье и судьбу

Задержка дыхания: Польза или Вред? iconПеречень видов информации, запрещенной к распространению посредством...

Задержка дыхания: Польза или Вред? iconПроверяя письменные работы своих детей, ответит на актуальные для вас вопросы
Нарушение или задержка в развитии фонематического восприятия, лексико-грамматических сторон, звукопроизношения на разных этапах развития...

Задержка дыхания: Польза или Вред? iconКонтрольная работа «Физиология растений» Выполнила ст-ка гр. Збх-41...
Теория дыхания В. И. Палладина. На основании многочисленных опытов В. И. Палладии еще в 1916 г дал следующую схему процесса дыхания....

Задержка дыхания: Польза или Вред? icon«О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и (или) развитию»
В последнее десятилетие вопросы обеспечения благополучного и защищенного детства стали одними из основных национальных приоритетов...

Задержка дыхания: Польза или Вред? iconУ каждого из вас в жизни возникают конфликтные ситуации, что же вы...
Вершить его наилучшим для себя образом. Однако хотим мы того или нет, нравится нам или не нравится, но конфликты в нашей жизни неизбежны....

Задержка дыхания: Польза или Вред? iconПравила комбинированного страхования транспортных средств общие положения
ТС), дополнительного оборудования (именуемого далее – до), гражданской ответственности владельцев тс за вред, причиненный третьим...

Задержка дыхания: Польза или Вред? iconПодход к терапии при Интернет-зависимости
Однако оно уже успело всколыхнуть общественное мнение и масс-медиа. Многие специалисты в области психиатрии вообще выражают сомнение...

Задержка дыхания: Польза или Вред? iconПравила согласованы Министерством финансов Республики Беларусь 20....
«Страхователи»), в соответствии с которыми возмещает лицам, в чью пользу заключен договор страхования, вред, понесенный ими в результате...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
exam-ans.ru
<..на главную