Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Вегетативное обеспечение мышечной деятельности (рольсимпатического отдела в обеспечении повышенного уровняфункционирования организма при мышечной работе; рольпарасимпатического отдела в восстановлении ресурсов).
Различные виды мышечной деятельности осуществляются лишь при взаимодействии соматических и вегетативных функций. Это проявляется, например, при динамической аэробной работе, когда потребление кислорода растет с увеличением интенсивности работы, а аэробная выносливость человека лимитируется производительностью сердца и способностью мышц извлекать кислород из крови. При тяжелых физических нагрузках МОК (Минутный объем кровообращения) возрастает в 5-8 раз, а суммарный кровоток через сокращающиеся мышцы — в 15-35 раз. Это приводит к повышению потребления кислорода организмом в целом в 10-25 раз, а скелетными мышцами — в 50-100 раз (рис.4.10). Ведущую роль в столь значительном увеличении доставки и потребления кислорода играет симпато-адреналовая система. Источником информации нервных центров, регулирующих характер и степень изменения активности висцеральных функций при работе является моторная команда к скелетным мышцам и интенсивность афферентной импульсации от рецепторных образований, расположенных как в скелетных мышцах (свободные нервные окончания, проприорецепторы), так и вне их (в сосудах, сердце, легких, нервных центрах).
Рис.4.10. Минутный объем кровообращения и кровоток через скелетные мышцы.
Общее потребление кислорода и потребление кислорода мышцами в покое (А), при тяжелой физической работе у нетренированных (Б) и тренированных (В) лиц. Незаштрихованная часть столбиков — доли потребления минутных объемов крови и кислорода скелетными мышцами; заштрихованная часть — кровоток и потребление кислорода в прочих органах и тканях.
При мышечной работе значительно (на 50-400%) возрастает концентрация в крови адреналина и норадреналина. Причем, чем интенсивнее работа, тем стремительнее нарастает в крови содержание катехоламинов. То есть, работа мышц активирует симпато-адреналовую систему. Повышенная активность последней, в свою очередь, способствует увеличению эффективности мышечной работы. Увеличение концентрации катехоламинов в крови во время мышечной работы вызывает адаптивные реакции, направленные, в целом, на повышение работоспособности человека. Усиливаются гликогенолитические процессы в мышцах и печени, повышающие анаэробную работоспособность скелетных мышц; усиливаются окислительные процессы в мышцах и, следовательно, теплопродукция; повышается распад жиров; возрастает тонус сосудов неактивных органов и тканей, способствуя перераспределению МОК в сторону усиленно работающих мышц; усиливаются и учащаются сердечные сокращения; ослабляется сокращение гладких мышц бронхов, желудка, кишечника; повышается сила сокращения скелетных мышц (особенно—утомленных); увеличивается возбудимость рецепторов (зрительного, слухового и др.), улучшая тем самым восприятие внешних раздражителей; повышается возбудимость центральной нервной системы.
При мышечной работе в системе кровообращения происходят изменения, суть которых состоит в следующем.
Во-первых, расширение мышечных сосудов позволяет в десятки раз увеличить объем крови, притекающей к сокращающимся мышечным волокнам.
Во-вторых, возросшие запросы мышц на кровоток обеспечиваются значительным увеличением МОК и его перераспределением в пользу работающих мышц.
В-третьих, уменьшается объем циркулирующей крови и осуществляется перераспределение его в область сосудистой системы работающих мышц.
В-четвертых, повышается системное АД.
Между МОК (Минутный объем кровообращения) и потреблением человеком кислорода (мощностью работы) существует прямопропорциональная зависимость в диапазоне от условий покоя до максимальной аэробной работы. Увеличение МОК достигается повышением ЧСС и возрастанием систолического объема. Основными механизмами возрастания МОК являются: усиление положительных хроно- и инотропных влияний на сердце вследствие повышения активности симпатической нервной системы и увеличения секреции катехоломинов мозговым слоем надпочечников; снижение отрицательных хроно- и инотропных влияний на сердце в результате торможения активности парасимпатической нервной системы; увеличение венозного возврата крови к сердцу и усиление благодаря этому эффекта механизма Франка-Старлинга.
Усиление функции сердца при работе начинается одновременно с расширением сосудов скелетных мышц, но заканчивается несколько позже (через 2-4 мин). Чем тяжелее работа, тем большая часть МОК направляется к активным мышцам (в том числе, к дыхательным и миокарду) и коже (для увеличение теплоотдачи), достигая при максимальных аэробных нагрузках 80-90%. Способствует этому процессу уменьшение кровоснабжения «неактивных» органов и тканей. В основе перераспределения кровотока при мышечной работе лежат: рефлекторное сужение артериальных и венозных сосудов, реактивных мышц, желудочно-кишечного тракта, почек; расширение сосудов скелетных мышц и миокарда.
Во время интенсивной мышечной работы в результате перехода некоторого количества плазменной жидкости из сосудистого русла в интерстиций (вследствие повышения капиллярного гидростатического давления) уменьшается объем циркулирующей крови. Это приводит к увеличению гематокрита и, следовательно, кислородной емкости крови. Возрастают также буферные свойства крови вследствие повышения концентрации плазменных белков. Все это способствует повышению физической работоспособности человека.
В увеличении кровоснабжения активных мышц существенную роль играет повышение системного АД. Несмотря на снижение сосудистого сопротивления в работающих мышцах, АД все же возрастает благодаря значительному усилению работы сердца и повышению сопротивления сосудов в неактивных органах и тканях. Оба эти механизма есть результат активации симпатического отдела вегетативной нервной системы.
Причинами усиления симпатических воздействий на сердце и сосуды являются иррадиация возбуждения из моторной зоны коры на нервные центры управления сердечнососудистой системой, а также рефлекторное возбуждение этих центров химическими и механическими стимулами, действующими на рецепторы самих работающих мышц.
Насыщение кислородом многократно возросшего объема крови, протекающего через легкие, обеспечивается соответствующим усиление легочной вентиляции. Поэтому она возрастает пропорционально мощности физической нагрузки в линейной зависимости с величиной потребления О2 и выделения СО,. При максимальной аэробной работе легочная вентиляция в 15-25 раз превышает уровень покоя (4-6 л/мин), достигая в зависимости от степени физической тренированности, пола и возраста человека 70- 130 л/мин. Значительно увеличивается при работе также диффузионная способность легких, то есть количество О2, диффундирующего через легочную мембрану за 1 мин, при разнице парциальных давлений этого газа по обе стороны в 1 мм рт.ст.
При мышечной работе химические изменения в артериальной крови не являются основным стимулом для усиления легочной вентиляции (см. главу 8). Главной причиной увеличения вентиляции легких, особенно, в начале работы, являются нейрогенные механизмы. Гуморальные факторы включаются лишь спустя некоторое время (через 1-2 мин), обеспечивая объем легочной вентиляции на уровне, достаточном для поддержания постоянства газового состава крови.
Конечным результатом усиления деятельности всех звеньев кислород-транспортной системы в зависимости от мощности выполняемой работы и объема активных мышечных групп, является строго детермированное с запросами метаболизма увеличение скорости потребления кислорода.
Таким образом, интегративные процессы, обеспечивающие человеку возможность совершать мышечную работу, состоят в следующем.
— В соответствии с программой предстоящей физической работы отдельные мышцы и их группы получают от высших двигательных центров моторную команду, определяющую число активируемых ДЕ, частоту и общую продолжительность их возбуждения.
— В соответствии с этой командой включаются энергетические системы мышц, способные обеспечить сократительные процессы необходимым количеством АТФ.
— Одновременно с этим включаются местные механизмы (метаболические, биофизические), приводящие к расширению внутримышечных сосудов и усилению в них кровотока до величин, способных, в принципе, удовлетворять запросы метаболизма.
Однако реализации этого процесса препятствует периодическое или постоянное (в зависимости от режима сокращения мышц) механическое сжатие сосудов. Увеличение кровоснабжения работающих мышц и доставки к ним кислорода невозможно только за счет местных процессов.
— Поэтому одновременно с ними с первых же секунд работы мышцы повышается активность симпатического отдела вегетативной нервной системы, а вслед за этим и выброс в кровь из надпочечников адреналина и норадреналина.
Эти механизмы приводят к значительному возрастанию производительности сердца и легочной вентиляции, увеличению АД и более эффективному перераспределению МОК, повышению эффективности использования сокращающимися мышцами энергетических субстратов, улучшению нервных процессов управления движениями, замедлению скорости развития утомления.
Предельные возможности усиления мышечного кровотока не безграничны, поэтому конкретные пути ресинтеза АТФ и, следовательно, адекватного снабжения работающих мышечных волокон энергией, определяются мощностью выполняемой работы. Лишь при работах умеренной и средней мощности возможности кардиореспираторной системы и локальные механизмы, обеспечивающие способность мышечных клеток утилизировать кислород крови, оказываются достаточными, чтобы удовлетворить запросы метаболизма сокращающихся мышц и, следовательно, поддерживать их работу длительное время без выраженных признаков утомления. Чем больше отстает кровоснабжение мышц от их метаболических запросов, тем в большей мере энергетическое обеспечение мышечной деятельности осуществляется за счет анаэробных процессов, тем более утомительной и короткой по продолжительности будет выполняемая физическая работа.
Дата публикования: 2015-01-24; Прочитано: 1721 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!