Шмидт, Тевс (ред.) - Физиология человека - т.3 (947490), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Трлдбая-эргометры (Рис. 26.2). Если человек, стремясь сохранить полажение своего тела, шагает ла наклонной бегущей дорожке, центр тяжести ега тела яастаяяяа цалияыэется ня такую же величину, иэ которую ега опускает дорожка (х зависимости ат скорости ее движения я хи«лана). Сяелахатеяьяа, эти лве переменные (тэк же хак при восхождении ях гору) определяет проделанную работу. 690 ЧАСТЬ з11.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС, РАБОТА И ВЛИЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ л ««ив а 8 З 10 а О 1 2 3 Поти»биение «иллоролл, лlыии Рнс. 2б.2. Тредбан-эргометр. В зависимости ат скорости движения ленты лоложеиие центра тяжести тела перемещэетсл иэ расстояние д эа время 1, снижаясь на лепичину 1ь Для поддержания высоты Ь на настоянном уровне челове«должон переступать достаточно быстро, с тем чтобы масса ега тела тт поднималась на аысату. равную д тяп а. Работа Р при этом равна Р = = ЧЧ д-я1» о Г'. Подобно лелозргометру, этот аппарат позволяет произаа- лить работу с коэффициентам полезного дейст»ля.
равным 20 — 25%. 26.2. Адаптация к Физическим нагрузкам Физическая активность вызывает немедленные реакции различных систем органов. включая мышечную, сердечно-сосудистую н дыхательную. Эти быстрые адаптационные сдвиги отличанзтся от адаптации, развиваютцейся в течение более нли менее длительного срока, например в результате тренировок (см.
с. 705). Величина быстрых реакций служит, как правило, непосредственной мерой напряжения. Иитроиидиеидуальиые и менсиидиеидулльиые различил. Длииая работа может треба»ать у одного и того же человека той иля иной физиологической лдалтации л зависимости, например, ат времени суток или температуры окружающей среды; такие различия называются интраиндилилуяльиыыи.
Внутри группы инда»илов могут отмечаться и сущесщеяяые межиялялилуазьные различия. Кроваток н обмен веществ в мускулатуре во время динамической работы Кроваток в мышцах. В покое кроваток в мышце составляет 20 — 40 мл.мин '.кг '. При экстрпчальньзх физических нагрузках эта величина существенна возрастает (рис. 26.3), достигая максимума, 'равного 1,3 л мин '.кг ' у нетренированных лиц н 1,8 л мин ' кг ' у лнц, тренированных иа выносливость. Кроваток усиливается не мгновенно с началом работы, а постепенна, в течение не Рнс.
26.3. Изменения скорости кровотока а различных системах органа» при динамической работе с участием крупных групп мышц е нормальных хлиматичес«их услоеиях (по [441) менее 20-30 с; этого времени достаточно, чтобы обеспечить кроваток, необходимый для выполнения легкой рабаты. При тяжелой динамической работе, однако, потребность в кислороде не может быть полностью удовлетворена, поэтому возрастает доля энергии, получаемой за счет анаэрабнага метаболизма.
Обмея выплата в мышце. Прн легкой работе получение энергии происходит по анаэрабнаму пути только в течение короткого переходного периода после начала работы; в дальнейшем метаболизм осуществляется полностью эа счет аэройных реакций (рис. 26.4) с использованием в качестве субстратов глюкоэьц а также жирных кислот и глицерала [11, 121. В отличие ат этого во время щязкелой работы получение энергии частично обеспечивается аноэробными иразгессами. Сдвиг в сторону анаэробного метаболизма (приводящего к образованию молочной кислоты) происходит в основном из-за недостаточности артериального кровотока в мышце, или артериальной гипоксии. Кроме этих «узких месп> в процессах энергообеспечения и тех, что временно вазникщот сразу же после начала работы (рис.
26.4), при экстремальных нагрузках образуются «узкие места», связанные с активностью ферментов на различных этапах метаболизма. При накоплении большого количества молочной кислоты наступает мышечное утомление (см. с. 84 и 695). 1 ЛАВА 26. ФИЗИОЛОГИЯ 'ГРУДА 69! Ра Л Ятр 20 60 00 Рлтненнтость работы., с 120 (ФФ~:";,',,='-.'-'Рт'-":::!';:=: 100 60 й 60 $140 й 120 8 100 о 60 н 91 и Рис. 20.4. Участие различных субстрзтаэ а общем абеспеченнн мышцы энергией в начале легкой рабаты. Па осн ординат 56 потребленной общей энергии.
В первые секунды почти вся энергия абеспзчнааетсп здзназннтрнфосфатам (АТР); следующим источником служит крезтннфасфат (Кф). Анаэрабный процесс гпнкализ - достигает макснмумз приблизительно через 46 с, тогда как за счет акнслнтвльных реакций мышца не метнет получить основную часть энергии ранее чеы через 2 мнн (по [11]) После начала работы требуется некоторое время для увеличения интенсивности аэробных энергетических процессов в мышце.
В этот периол дефицит энергии компенсируется за счет лепюдоступиых аяазрабяых энергетвческнх резервов (АТФ и креатинфосфата). Количество макроэргических фосфатов невелико по сравнению с запасами гликогена (табл. 26.1), однако они незаменимы как в течение указанно~о периода, так и для обеспечения энергией при кратковременных перегрузках во время выполнения работы [12). Таблица 20.1.
Энергетические резервы человека прн массе тела 76 кг, кДж (па [1)) АТФ 4 Глпкаген 4600 Крсатннфасфат 15 Жиры 300000 Показатели работы сердечно-сосудистая системы во время динамической работы Во время динамической работы происходят существенные адаптационные сдвиги в работе сердечно-сосудистой системы (с. 551). Сердечный выброс и кроваток в работающей мышце возрастают, так что кровоснабженне более полно удовлетворяет повышенную потребность в кислороде, а образующееся в мышце тепло отводится в те участки организма, где происходит теплоотдача. Частота сокращении сердца. Во время ле~кой рабаты с постоянной нагрузкой частота сокращений сердца возрастает в течение первых 5-10 мин и достигает постоянного >ровня: зто сптациапарпае састаяпив сохраняется до завершения работы даже в течение нескольких часов (рис.
26.5). Чем больше напряжение, тем выше уровень плато. Во время тяжелой работы, выполняемой с постоянным усилием, такое стабильное состояние не достигается; частота сокращений сердца увеличивается пи мере >томления до максимума, величина которого неодинакова у отдельных лиц (падьем, обусловленный утамлениелт). Различие в характере изменений сердечной деятельности при легкой и тяжелой работе продемонстрировано в опытах„длительность которых доходила до 8 ч [19).
Таким образом, по нзменениям частоты сокращений сердца можно различить две формы работы: !) легкая, неутомительная работа-с достижпгием стационарного состояния и 2) тяжелая, вызывающая утомление работа с подъемом, обусловленным утомлением. Даже после завершения работы частота сердечньтх сокращений изменяется в зависимости от имевшего место напряжения (рис. 26.5).
После легкой работы она возвращается к первоначальному уровню в течение 3. -5 мнн; после тяжелой работы период восстановления значительно дольше-при чрезвычайно тяжелых нагрузках он достигает нескольких часов. Другим критерием может служить общее число пульсовых ударов свыше базального уровня (начальной частоты пульса) в течение периода восстановления (иульсовая сумма восстановлении на рис. 26.5»; этот показатель служит мерой мышечного утомления и, следовательно, отражает нагрузку, потребовавшуюся длз выполнения предшествующей работы.
Чаппата гакратоений гердт>а и чагпюта пульса. 20 40 60 60 100 120 Время, мнн Покои Работа Восстаноатмннв Рыс. 26.$. Изменение частоты сокращений сердца у лиц са средней работоспособностью прн легкой н тяжелой динамической работе постоянной интенсивности, Красным обозначена «лульсаззп сумма засстаназяенипа общее числа пульсавых ударов свыше баэальнага уровня эа период восстановления (па [19) с изменениями) 692 ЧАСТЪ ЧД, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС, РАБОТА И ВЛИЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Кровяное давление.
При динамической работе артериальное кровяное давление изменяется как функция выполняемой работы (рис. 26.6). Систалическае давление увеличивается почти пропорционально выполняемой нагрузке, достигая приблизительно 220 мм рт. ст. (29 кПа) при нагрузке 200 Вт. Диасталическае давление изменяется лишь незначительно, чаще в сторону снижения. Поэтому среднее артлериалаиае давление (с. 517) слегка повышается. Верхний предел нормального увеличения кровяного давления при велоэргометрии (100 Вт) составляет 200~100 мм рт. ст.
в положении сная и 210~105 мм рт. ст. в положении лежа (метод КК, с. 561, [33). В системе кровообращения„функционирующей лад низким давлением (например, в правом прелсердии), мм рь сч. «йа а Ш $ йй 100 й й Фй 10 с. $ м я 00 ц С«стел«час«с« а«асан«а орвана« дава«ни« да«стенич«сиса я«в«анна 0 Зь 00 70 !00 Х маисимальнсгс лсглссиння Оч Рис. 20.0. Изменении артериального кровяного давлении (измеренного лрамым методом с введением катезера в артерию) по мере нарастания интенсивности работы (движении ног).
При использовании ЯЯ-методв измерении дадут несколько более высокие значения систолического давления (ло [11) Когда следят непосредственно за сердечной деятельностью (путем измерения ЭКГ или давления), нужно использовать термин скорость сокращений сердца; термин же частота пульса применяют, когда регистрируют периферический пульс. Эти две величины различаются только при воздействиях на сердечную деятельность. Ударный обеем. Ударный объем сердца в начале работы возрастает лишь на 20-30%, а после этого сохраняется на настоянном уровне. Он немного падает лишь в случае максимального напряжения, когда частота сокращений сердца столь велика, что при каждом сокращении серале не успевает целиком заполниться кровью. Как у здорового спортсмена с хорошо тренированным сердцем (с.
492), так и у человека', не занимающегося спортом, сердечный выброс и частота сокрашений сердца при работе изменяются приблизительно пропорционально друг другу, что обусловлено этим относительным постоянством ударного объема. давление крови во время работы увеличивается мало; отчетливое его повышение в этом участке является патологией (например, при сердечной недостаточности). Потребление кислорода н дыхание прн дннямической работе Потребление организмом кислорода возрастает на величину, которая зависит от нагрузки и эффективности затрачиваемых усилий.
При легкой работе достигается стационарное состояние, когда потребление кислорода и его утилизация эквивалентны (рис. 26.7), но это происходит лишь по прошествии 3- 5 мин, в течение которых кровоток и обмен веществ в мышце приспосабливаются к новым требованиям. До тех пор пока не будет достигнуто стационарное состояние, мышца зависит от небольшого кисларадяаги резерва, который обеспечивается О,, связанным с миоглобином (с. 630), н от способности извлекать больше кислорода из крови. При гпяжелой мышечной рабате, даже если она выполняется с постоянным усилием, стационарное состояние не иастулает; как и частота сокра|цений сердца (рис. 26.5), потребление кислорода постоянно повышается, достигая максимума [24, 433. Кислородный долг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
