ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 108
Скачиваний: 8
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
максимальное потребление ки-
слорода.
Для энергообеспечения мышечной работы кислородная система мо- жет использовать в качестве субстратов окисления все питательные ве- щества — углеводы (гликоген, глюкоза), жиры (жирные кислоты) и белки (аминокислоты).
Во время выполнения легкой работы, то есть при потреблении ки- слорода до 50% максимальной величины, большая часть энергии для сокращения мышц образуется за счет окисления жиров. Во время более тяжелой работы при потреблении кислорода более 60% от максималь- ного значительную часть энергопродукции обеспечивают углеводы.
При работах, близких по потреблению кислорода к максимальному — энергопродукция осуществляется только за счет углеводов.
Существует определенная последовательность включения и преоб- ладания различных путей ресинтеза АТФ по мере выполнения физиче- ской нагрузки (Рис. 7).
Креатинкиназный путь ресинтеза АТФ обеспечивает начальный этап физической работы. Он запускается очень быстро, протекает макси- мально эффективно (молекула АТФ из молекулы КФ), идет анаэробно, не дает побочных продуктов. Однако через 10-12 секунд работы мышцы возникает необходимость в пополнении резервов креатинфосфата, этот процесс осуществляется за счет окисления жирных кислот и гликогена.
При этом образуется АТФ, используемый для ресинтеза креатинфосфа- та из креатина:
Креатин + А Т Ф • КФ + А Д Ф
(креатин фосфат)
47
Затем включается гликолиз. На запуск гликолиза требуется 10-20 се- кунд. Гликолиз протекает анаэробно, обладает гораздо большим резер- вом мощности, но мало эффективен. В результате гликолиза образуется много молочной кислоты, концентрация которой в мышцах и в крови возрастает в десятки раз. Молочная кислота токсична и должна быть выведена из организма или переработана. Этот процесс происходит в печени, где 1/5 часть молочной кислоты окисляется до С02 и Н20, вы- свобождаемая при этом энергия расходуется на превращение остальной молочной кислоты в глюкозу. При этом для окисления молочной кисло- ты и ее частичного превращения в гликоген необходимо достаточное количество кислорода. Достаточная переработка молочной кислоты возможна при условии увеличения поступления кислорода (или сниже- ния интенсивности работы мышцы).
48
Через 60-70 секунд после начала работы в мышце доминирует уже аэробный механизм ресинтеза АТФ. Дыхательное фосфорилирование высокоэффективно, так как ресинтезирует до 90% молекул АТФ. Ко- нечные продукты — вода и углекислый газ — безвредны. Избыток уг- лекислоты удаляется через легкие с выдыхаемым воздухом. Однако этот путь ресинтеза АТФ требует повышенного снабжения организма кислородом.
Когда возможности всех других путей почти исчерпаны, включается последний, самый невыгодный для организма путь ресинтеза АТФ — миокиназный. Миокиназная реакция осуществляется ферментом мио- киназой (аденилатциклазой). В реакцию вступают 2 молекулы АДФ, и фосфатная группа переносится с одной молекулы на другую. В резуль- тате восстанавливается одна молекула АТФ и образуется одна молекула
АМФ. Эта реакция малоэффективна и используется только в «аварий- ных» ситуациях.
5.3. Сердечно-сосудистая и дыхательная системы при физиче-
ской нагрузке.
Физическая нагрузка приводит к адаптационным сдвигам со стороны сердечно-сосудистой системы. Сердечный выброс и кровоток возраста- ют так, что кровоснабжение полностью удовлетворяет увеличенную по- требность в кислороде.
Снижение напряжения кислорода в крови вследствие его интенсив- ного потребления мышцами вызывает снижение тонуса и расширение артериальных сосудов сокращающихся мышц. При этом сначала уменьшается тонуса прекапиллярных артериол, а затем «волна расслаб- ления» распространяется по мышечному слою сосудов в центростреми- тельном направлении со скоростью примерно 10 см/с (восходящая ди-
латация). Накопление метаболитов (углекислого газа, пирувата, лакта- та) и действие симпатических холинергических (сосудорасширяющих) волокон на гладкие мышцы сосудов скелетных мышц также способст- вуют вазодилатации. Такое расширение сосудов в интенсивно рабо- тающем органе называется рабочая гиперемия.
49
В других сосудистых областях (кроме сердца и головного мозга) происходит сужение кровеносных сосудов. Наряду с этим возрастание теплопродукции в работающих мышцах вызывает рефлекторное увели- чение теплоотдачи путем расширения сосудов кожи и возрастания по- тоотделения.
При мышечной работе происходит рост сердечного выброса. Основ- ным показателем сердечного выброса является минутный объем крово-
обращения (МОК) - количество крови, выбрасываемого желудочком сердца за мин. Во время физической нагрузки сердечный выброс воз- растает за счет увеличения частоты сердечных сокращений и систоли- ческого объема - объема крови, выбрасываемого желудочком сердца за одну систолу (Рис. 8) В этих изменениях работы сердца принимают участие все основные механизмы его регуляции: ауторегуляция (мио-
50
При легкой работе и работе средней тяжести ЧСС увеличивается и стабилизируется на уровне, обеспечивающим потребности организма в кислороде (истинное стационарное состояние). При этом функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем не достигают предельных величин, преобладает аэробное окисление, уровень потребления 02 ни- же максимально возможных для человека величин, молочная кислота почти не накапливается, уровень физиологических функций соответст- вует запросам организма для обеспечения работы.
Во время тяжелой работы ЧСС возрастает до максимума, величина которого неодинакова у разных людей. Развивается псевдостационар-
ное состояние, минутный обьем кровотока при котором может быть не- достаточным.
Одной из характеристик изменений, вызываемых работой, является
период восстановления — время, необходимое для возвращения часто- ты сердечных сокращений к исходному уровню. После легкой работы (с развитием стационарного состояния) частота сердечных сокращений возвращается к исходному уровню в течение 3-5 мин, после тяжелой работы (вызывающей утомление, без стационарного состояния) — вос- станавливается очень длительно, до нескольких часов.
Оценить требования, предъявляемые к сердечно-сосудистой системе конкретным видом работы, можно путем подсчета пульсовой суммы восстановления (Рис. 9). Пульсовая сумма восстановления — общее количество сердечных сокращений, превышающих исходную сумму числа сердцебиений за период восстановления.
Изменение при физической нагрузке сердечного выброса, МОК, то- нуса сосудов и перераспределение крови приводят к изменению арте-
риального давления (АД). При динамической работе АД изменяется как функция выполняемой работы. Систолическое давление увеличива- ется почти пропорционально выполняемой нагрузке, достигая показате- лей 220 мм рт. ст. при 220 Вт. мощности производимой работы. Диасто- лическое давление изменяется незначительно, чаще снижается. Поэтому среднее артериальное давление всегда повышается. В малом круге кро- вообращения давление крови при динамической работе увеличивается незначительно. Выраженное его повышение является симптомом сер- дечной недостаточности (Рис. 10).
53
Ведущими факторами регуляции АД при физической работе являют- ся:
1. корковые и гипоталамические влияния на сосудодвигательный центр продолговатого мозга;
2. барорецепторные рефлекторные механизмы, реализуемые с уча- стием барорецепторов сосудистого русла, особенно дуги аорты и каротидного синуса;
3. хеморецепторные рефлекторные механизмы, вовлекаемые при изменении газового состава крови.
54
4. гормональный контроль, в основном, с участием катехоламинов
(адреналина и норадреналина).
По особенностям изменения АД выделяют несколько типов реаги- рования сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку:
1. нормотонический, для которого характерно повышение систоли- ческого и понижение диастолического АД во время нагрузки, бы- строе восстановление ЧСС до уровня покоя после нагрузки,
2. гипертонический, характеризующийся резким повышением сис- толического АД до 180-200 мм рт.ст. при незначительном повы- шении диастолического,
3. гипотонический, характеризующийся незначительным повыше- нием систолического АД при резком учащении пульса до 170-190 уд/мин,
4. дистонический, характеризующийся значительным повышением систолического АД до 180 - 200 мм рт.ст. с одновременным сни- жением диастолического АД ("феномен бесконечного тона").
Потребление кислорода организмом при физической нагрузке
возрастает на величину, которая определяется тяжестью работы и ко- эффициентом полезного действия (КПД) совершаемой работы. Коэф-
фициент полезного действия представляет собой отношение величины затрат энергии на физическую работу к величине общих энергозатрат организма. Чем ниже КПД, тем больше энергии расходуется организ- мом на физическую работу, а эффективность последней меньше.
С началом работы потребность в кислороде увеличивается мгновен- но, однако для приспособления кровотока и аэробного обмена к новым условиям требуется 60-90 с. При легкой физической работе энергия, не- обходимая для сокращения мышц, образуется за счет анаэробных про- цессов только в начальном периоде работе, в течение которого проис- ходит увеличение кровотока в мышце. После этого процесс ресинтеза
АТФ переходит на аэробный путь. При тяжелой физической работе к мышцам доставляется кислорода меньше, чем требуется для обеспече- ния их метаболизма, так как исчерпываются возможности увеличения транспорта кислорода кровью. Ресинтез АТФ переходит на анаэробный путь, а в крови и мышцах накапливаются его продукты в виде молочной кислоты. Таким образом, при тяжелой физической работе образуется
55
кислородный долг, представляющий собой разницу между количест- вом кислорода, необходимого для обеспечения аэробного пути ресинте- за АТФ, и количеством кислорода, доставляемым к работающей мышце
(Рис. 11). После завершения такой работы происходит «выплата» ки- слородного долга за счет сохранения увеличенной вентиляции легких. В последнем выделяют два компонента. Один из них — быстрый, или
алактатный компонент кислородного долга ликвидируется в течение 2-
3 минут после завершения работы. Дополнительное количество потреб- ляемого кислорода расходуется на быстрое восстановление фосфагенов мышц, восполнение кислорода в венозной крови, насыщение миоглоби- на. Другой — медленный, или лактатный компонент кислородного долга ликвидируется за 30-60 и более минут после завершения работы.
Дополнительное количество потребляемого кислорода расходуется в основном на доокисление избыточного количества молочной кислоты из крови и межтканевой жидкости, достигающего 15 ммоль/л по срав- нению с 1 ммоль/л в покое.
56
Увеличенное потребление кислорода после завершения работы от- ражает не только процессы его восполнения в организме — на этот по- казатель влияют и другие факторы: увеличение температуры тела, рабо- та органов дыхания, изменение мышечного тонуса.
Таким образом, тот долг, который будет возвращен, по величине больше, чем возникший во время самой работы. После легкой работы величина кислородного долга достигает 4 литров, а после тяжелой — может доходить до 20 литров. При тяжелой работе величина кислород- ного долга нарастает до самого ее окончания.
Во время легкой работы минутный объем воздуха (MOB), так же, как н сердечный выброс, увеличивается пропорционально потреблению ки- слорода. Это увеличение MOB возникает в результате изменений дыха- тельного объема и частоты дыхания. Пропорциональность между по- треблением кислорода и MOB во время легкой работы как полагают, контролируется мышечными рецепторами, подобно регуляторному ме- ханизму, изменяющему частоту сердечных сокращений.
При тяжелой физической работе образующаяся в мышцах молочная кислота, попадая в кровь и вызывая метаболический ацидоз, служит до- полнительным стимулятором дыхания, что обусловливает нарастание
МО В сверх величин, пропорциональных уровню потребления кислоро- да работающими мышцами.
6. Монотонный труд
Механизация и автоматизация трудовых процессов, привела к появ- лению монотонного труда, осуществляемого в условиях гипокинезии
(малой физической подвижности).
Монотонный труд — это труд однообразный, требующий от чело- века длительного выполнения однотипных простых операций (моно- тонность действия) или непрерывной концентрации внимания в услови- ях поступления малого объема профессионально значимой информации
(монотонность обстановки).
При монотонном труде в организме человека может развиться ком- плекс физиологических и психологических изменений, известный как состояние монотонии. Монотония характеризуется комплексом физио- логических и психологических изменений в организме. Монотонный
57
слорода.
Для энергообеспечения мышечной работы кислородная система мо- жет использовать в качестве субстратов окисления все питательные ве- щества — углеводы (гликоген, глюкоза), жиры (жирные кислоты) и белки (аминокислоты).
Во время выполнения легкой работы, то есть при потреблении ки- слорода до 50% максимальной величины, большая часть энергии для сокращения мышц образуется за счет окисления жиров. Во время более тяжелой работы при потреблении кислорода более 60% от максималь- ного значительную часть энергопродукции обеспечивают углеводы.
При работах, близких по потреблению кислорода к максимальному — энергопродукция осуществляется только за счет углеводов.
Существует определенная последовательность включения и преоб- ладания различных путей ресинтеза АТФ по мере выполнения физиче- ской нагрузки (Рис. 7).
Креатинкиназный путь ресинтеза АТФ обеспечивает начальный этап физической работы. Он запускается очень быстро, протекает макси- мально эффективно (молекула АТФ из молекулы КФ), идет анаэробно, не дает побочных продуктов. Однако через 10-12 секунд работы мышцы возникает необходимость в пополнении резервов креатинфосфата, этот процесс осуществляется за счет окисления жирных кислот и гликогена.
При этом образуется АТФ, используемый для ресинтеза креатинфосфа- та из креатина:
Креатин + А Т Ф • КФ + А Д Ф
(креатин фосфат)
47
Затем включается гликолиз. На запуск гликолиза требуется 10-20 се- кунд. Гликолиз протекает анаэробно, обладает гораздо большим резер- вом мощности, но мало эффективен. В результате гликолиза образуется много молочной кислоты, концентрация которой в мышцах и в крови возрастает в десятки раз. Молочная кислота токсична и должна быть выведена из организма или переработана. Этот процесс происходит в печени, где 1/5 часть молочной кислоты окисляется до С02 и Н20, вы- свобождаемая при этом энергия расходуется на превращение остальной молочной кислоты в глюкозу. При этом для окисления молочной кисло- ты и ее частичного превращения в гликоген необходимо достаточное количество кислорода. Достаточная переработка молочной кислоты возможна при условии увеличения поступления кислорода (или сниже- ния интенсивности работы мышцы).
48
Через 60-70 секунд после начала работы в мышце доминирует уже аэробный механизм ресинтеза АТФ. Дыхательное фосфорилирование высокоэффективно, так как ресинтезирует до 90% молекул АТФ. Ко- нечные продукты — вода и углекислый газ — безвредны. Избыток уг- лекислоты удаляется через легкие с выдыхаемым воздухом. Однако этот путь ресинтеза АТФ требует повышенного снабжения организма кислородом.
Когда возможности всех других путей почти исчерпаны, включается последний, самый невыгодный для организма путь ресинтеза АТФ — миокиназный. Миокиназная реакция осуществляется ферментом мио- киназой (аденилатциклазой). В реакцию вступают 2 молекулы АДФ, и фосфатная группа переносится с одной молекулы на другую. В резуль- тате восстанавливается одна молекула АТФ и образуется одна молекула
АМФ. Эта реакция малоэффективна и используется только в «аварий- ных» ситуациях.
5.3. Сердечно-сосудистая и дыхательная системы при физиче-
ской нагрузке.
Физическая нагрузка приводит к адаптационным сдвигам со стороны сердечно-сосудистой системы. Сердечный выброс и кровоток возраста- ют так, что кровоснабжение полностью удовлетворяет увеличенную по- требность в кислороде.
Снижение напряжения кислорода в крови вследствие его интенсив- ного потребления мышцами вызывает снижение тонуса и расширение артериальных сосудов сокращающихся мышц. При этом сначала уменьшается тонуса прекапиллярных артериол, а затем «волна расслаб- ления» распространяется по мышечному слою сосудов в центростреми- тельном направлении со скоростью примерно 10 см/с (восходящая ди-
латация). Накопление метаболитов (углекислого газа, пирувата, лакта- та) и действие симпатических холинергических (сосудорасширяющих) волокон на гладкие мышцы сосудов скелетных мышц также способст- вуют вазодилатации. Такое расширение сосудов в интенсивно рабо- тающем органе называется рабочая гиперемия.
49
В других сосудистых областях (кроме сердца и головного мозга) происходит сужение кровеносных сосудов. Наряду с этим возрастание теплопродукции в работающих мышцах вызывает рефлекторное увели- чение теплоотдачи путем расширения сосудов кожи и возрастания по- тоотделения.
При мышечной работе происходит рост сердечного выброса. Основ- ным показателем сердечного выброса является минутный объем крово-
обращения (МОК) - количество крови, выбрасываемого желудочком сердца за мин. Во время физической нагрузки сердечный выброс воз- растает за счет увеличения частоты сердечных сокращений и систоли- ческого объема - объема крови, выбрасываемого желудочком сердца за одну систолу (Рис. 8) В этих изменениях работы сердца принимают участие все основные механизмы его регуляции: ауторегуляция (мио-
50
генная и нервная), экстракарднальная нервная (увеличение симпатиче- ских влияний, уменьшение парасимпатических), гуморальная.
Нервный и гуморальный виды регуляции работы сердца при мышеч- ной нагрузке имеют рефлекторную природу. Поэтому ЧСС возрастает почти мгновенно в начале работы (длительность первого цикла сокра- щения сердца, совпадающего с началом работы, уже короче предыду- щего). Периферические механизмы рефлекторного увеличения ЧСС обусловлены активацией проприорецепторов мышц и периферических хеморецепторов, реагирующих на изменение метаболитов и 02 в крови.
Так, возбуждение от мышечных или суставных рецепторов через спин- ной мозг поступает в сосудодвигательный центр в продолговатом мозге.
Это приводит к торможению активности блуждающего нерва и к усиле- нию активности симпатического. Во время физической нагрузки также изменяется газовый состав крови: накапливается С02, снижается рН и уровень 02 в крови, что стимулирует хеморецепторы дуги аорты и ка- ротидного синуса. Импульсы от этих рецепторов передаются в продол- говатый мозг, вызывая рефлекторные изменения работы дыхательной и сердечно-сосудистой систем.
Увеличение ЧСС при физической нагрузке обусловлено и централь- ными нервными влияниями высших нервных центров головного мозга на сосудо-двигательный центр продолговатого мозга. Моторные центры коры головного мозга, активированные в начале произвольного движе- ния, посылают импульсы к сосудодвигательному центру через гипота- ламус, что приводит к возбуждению симпатического нерва и торможе- нию блуждающего.
МОК при физической нагрузке может увеличиваться в 5-6 раз и дос- тигать 30 литров. Объем циркулирующей крови составляет в покое 75-
80 мл на 1 кг массы тела. При физической нагрузке этот показатель уве- личивается до 140-190 мл/кг, в 2-3 раза возрастает скорость кровотока.
Доля изменения систолического (ударного) объема и ЧСС в увели- чении сердечного выброса неодинакова и определяется видом нагрузки, ее продолжительностью, индивидуальными особенностями регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы.
Ударный объем в начале работы возрастает на 20-30%, дальнейший рост МОК происходит преимущественно за счет увеличения ЧСС. При
51
Нервный и гуморальный виды регуляции работы сердца при мышеч- ной нагрузке имеют рефлекторную природу. Поэтому ЧСС возрастает почти мгновенно в начале работы (длительность первого цикла сокра- щения сердца, совпадающего с началом работы, уже короче предыду- щего). Периферические механизмы рефлекторного увеличения ЧСС обусловлены активацией проприорецепторов мышц и периферических хеморецепторов, реагирующих на изменение метаболитов и 02 в крови.
Так, возбуждение от мышечных или суставных рецепторов через спин- ной мозг поступает в сосудодвигательный центр в продолговатом мозге.
Это приводит к торможению активности блуждающего нерва и к усиле- нию активности симпатического. Во время физической нагрузки также изменяется газовый состав крови: накапливается С02, снижается рН и уровень 02 в крови, что стимулирует хеморецепторы дуги аорты и ка- ротидного синуса. Импульсы от этих рецепторов передаются в продол- говатый мозг, вызывая рефлекторные изменения работы дыхательной и сердечно-сосудистой систем.
Увеличение ЧСС при физической нагрузке обусловлено и централь- ными нервными влияниями высших нервных центров головного мозга на сосудо-двигательный центр продолговатого мозга. Моторные центры коры головного мозга, активированные в начале произвольного движе- ния, посылают импульсы к сосудодвигательному центру через гипота- ламус, что приводит к возбуждению симпатического нерва и торможе- нию блуждающего.
МОК при физической нагрузке может увеличиваться в 5-6 раз и дос- тигать 30 литров. Объем циркулирующей крови составляет в покое 75-
80 мл на 1 кг массы тела. При физической нагрузке этот показатель уве- личивается до 140-190 мл/кг, в 2-3 раза возрастает скорость кровотока.
Доля изменения систолического (ударного) объема и ЧСС в увели- чении сердечного выброса неодинакова и определяется видом нагрузки, ее продолжительностью, индивидуальными особенностями регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы.
Ударный объем в начале работы возрастает на 20-30%, дальнейший рост МОК происходит преимущественно за счет увеличения ЧСС. При
51
интенсивной ФН ударный объем может увеличиваться в 2-2,5 раза, ЧСС
- до 170-200 уд. в мин, и МОК может достигать 25-30 л. При макси- мальном напряжении ударный объем немного падает, так как при этом
ЧСС столь велика, что при каждом сокращении сердце не успевает за- полняться кровью.
52
- до 170-200 уд. в мин, и МОК может достигать 25-30 л. При макси- мальном напряжении ударный объем немного падает, так как при этом
ЧСС столь велика, что при каждом сокращении сердце не успевает за- полняться кровью.
52
При легкой работе и работе средней тяжести ЧСС увеличивается и стабилизируется на уровне, обеспечивающим потребности организма в кислороде (истинное стационарное состояние). При этом функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем не достигают предельных величин, преобладает аэробное окисление, уровень потребления 02 ни- же максимально возможных для человека величин, молочная кислота почти не накапливается, уровень физиологических функций соответст- вует запросам организма для обеспечения работы.
Во время тяжелой работы ЧСС возрастает до максимума, величина которого неодинакова у разных людей. Развивается псевдостационар-
ное состояние, минутный обьем кровотока при котором может быть не- достаточным.
Одной из характеристик изменений, вызываемых работой, является
период восстановления — время, необходимое для возвращения часто- ты сердечных сокращений к исходному уровню. После легкой работы (с развитием стационарного состояния) частота сердечных сокращений возвращается к исходному уровню в течение 3-5 мин, после тяжелой работы (вызывающей утомление, без стационарного состояния) — вос- станавливается очень длительно, до нескольких часов.
Оценить требования, предъявляемые к сердечно-сосудистой системе конкретным видом работы, можно путем подсчета пульсовой суммы восстановления (Рис. 9). Пульсовая сумма восстановления — общее количество сердечных сокращений, превышающих исходную сумму числа сердцебиений за период восстановления.
Изменение при физической нагрузке сердечного выброса, МОК, то- нуса сосудов и перераспределение крови приводят к изменению арте-
риального давления (АД). При динамической работе АД изменяется как функция выполняемой работы. Систолическое давление увеличива- ется почти пропорционально выполняемой нагрузке, достигая показате- лей 220 мм рт. ст. при 220 Вт. мощности производимой работы. Диасто- лическое давление изменяется незначительно, чаще снижается. Поэтому среднее артериальное давление всегда повышается. В малом круге кро- вообращения давление крови при динамической работе увеличивается незначительно. Выраженное его повышение является симптомом сер- дечной недостаточности (Рис. 10).
53
Ведущими факторами регуляции АД при физической работе являют- ся:
1. корковые и гипоталамические влияния на сосудодвигательный центр продолговатого мозга;
2. барорецепторные рефлекторные механизмы, реализуемые с уча- стием барорецепторов сосудистого русла, особенно дуги аорты и каротидного синуса;
3. хеморецепторные рефлекторные механизмы, вовлекаемые при изменении газового состава крови.
54
4. гормональный контроль, в основном, с участием катехоламинов
(адреналина и норадреналина).
По особенностям изменения АД выделяют несколько типов реаги- рования сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку:
1. нормотонический, для которого характерно повышение систоли- ческого и понижение диастолического АД во время нагрузки, бы- строе восстановление ЧСС до уровня покоя после нагрузки,
2. гипертонический, характеризующийся резким повышением сис- толического АД до 180-200 мм рт.ст. при незначительном повы- шении диастолического,
3. гипотонический, характеризующийся незначительным повыше- нием систолического АД при резком учащении пульса до 170-190 уд/мин,
4. дистонический, характеризующийся значительным повышением систолического АД до 180 - 200 мм рт.ст. с одновременным сни- жением диастолического АД ("феномен бесконечного тона").
Потребление кислорода организмом при физической нагрузке
возрастает на величину, которая определяется тяжестью работы и ко- эффициентом полезного действия (КПД) совершаемой работы. Коэф-
фициент полезного действия представляет собой отношение величины затрат энергии на физическую работу к величине общих энергозатрат организма. Чем ниже КПД, тем больше энергии расходуется организ- мом на физическую работу, а эффективность последней меньше.
С началом работы потребность в кислороде увеличивается мгновен- но, однако для приспособления кровотока и аэробного обмена к новым условиям требуется 60-90 с. При легкой физической работе энергия, не- обходимая для сокращения мышц, образуется за счет анаэробных про- цессов только в начальном периоде работе, в течение которого проис- ходит увеличение кровотока в мышце. После этого процесс ресинтеза
АТФ переходит на аэробный путь. При тяжелой физической работе к мышцам доставляется кислорода меньше, чем требуется для обеспече- ния их метаболизма, так как исчерпываются возможности увеличения транспорта кислорода кровью. Ресинтез АТФ переходит на анаэробный путь, а в крови и мышцах накапливаются его продукты в виде молочной кислоты. Таким образом, при тяжелой физической работе образуется
55
кислородный долг, представляющий собой разницу между количест- вом кислорода, необходимого для обеспечения аэробного пути ресинте- за АТФ, и количеством кислорода, доставляемым к работающей мышце
(Рис. 11). После завершения такой работы происходит «выплата» ки- слородного долга за счет сохранения увеличенной вентиляции легких. В последнем выделяют два компонента. Один из них — быстрый, или
алактатный компонент кислородного долга ликвидируется в течение 2-
3 минут после завершения работы. Дополнительное количество потреб- ляемого кислорода расходуется на быстрое восстановление фосфагенов мышц, восполнение кислорода в венозной крови, насыщение миоглоби- на. Другой — медленный, или лактатный компонент кислородного долга ликвидируется за 30-60 и более минут после завершения работы.
Дополнительное количество потребляемого кислорода расходуется в основном на доокисление избыточного количества молочной кислоты из крови и межтканевой жидкости, достигающего 15 ммоль/л по срав- нению с 1 ммоль/л в покое.
56
Увеличенное потребление кислорода после завершения работы от- ражает не только процессы его восполнения в организме — на этот по- казатель влияют и другие факторы: увеличение температуры тела, рабо- та органов дыхания, изменение мышечного тонуса.
Таким образом, тот долг, который будет возвращен, по величине больше, чем возникший во время самой работы. После легкой работы величина кислородного долга достигает 4 литров, а после тяжелой — может доходить до 20 литров. При тяжелой работе величина кислород- ного долга нарастает до самого ее окончания.
Во время легкой работы минутный объем воздуха (MOB), так же, как н сердечный выброс, увеличивается пропорционально потреблению ки- слорода. Это увеличение MOB возникает в результате изменений дыха- тельного объема и частоты дыхания. Пропорциональность между по- треблением кислорода и MOB во время легкой работы как полагают, контролируется мышечными рецепторами, подобно регуляторному ме- ханизму, изменяющему частоту сердечных сокращений.
При тяжелой физической работе образующаяся в мышцах молочная кислота, попадая в кровь и вызывая метаболический ацидоз, служит до- полнительным стимулятором дыхания, что обусловливает нарастание
МО В сверх величин, пропорциональных уровню потребления кислоро- да работающими мышцами.
6. Монотонный труд
Механизация и автоматизация трудовых процессов, привела к появ- лению монотонного труда, осуществляемого в условиях гипокинезии
(малой физической подвижности).
Монотонный труд — это труд однообразный, требующий от чело- века длительного выполнения однотипных простых операций (моно- тонность действия) или непрерывной концентрации внимания в услови- ях поступления малого объема профессионально значимой информации
(монотонность обстановки).
При монотонном труде в организме человека может развиться ком- плекс физиологических и психологических изменений, известный как состояние монотонии. Монотония характеризуется комплексом физио- логических и психологических изменений в организме. Монотонный
57