Взаимосвязь различных систем организма (опорно-двигательного аппарата, систем дыхания, кровообращения и др.) при мышечной деятельности.

Взаимосвязь различных систем организма (опорно-двигательного аппарата, систем дыхания, кровообращения и др.) при мышечной деятельности.

Если нагрузка предельно интенсивна или длительна, то все структуры организма начинают работать на обеспечение такого высокого уровня жизнедеятельности. Одни системы увеличивают свою деятельность, обеспечивая мышечное сокращение, а другие - затормаживают, освобождая резервы организма.

Даже малоинтенсивная мышечная работа никогда не является работой только одних мышц, это деятельность всего организма.

Нервная система посылает исполнительные команды к мышцам и внутренним органам, получает и анализирует информацию от них и от окружающей обстановки, обеспечивает согласованное взаимодействие мышц с другими органами. На деятельность нервной системы оказывает влияние система желез внутренней секреции.

Система крови осуществляет перенос кислорода, гормонов и химических веществ, необходимых для обеспечения сокращающихся мышц энергией, а также вывод продуктов повышенной жизнедеятельности мышечных клеток.

Сердечно-сосудистую система. С помощью системы сосудов организм регулирует приток крови к работающим мышцам. Сосуды работающих мышц, а также органов, обеспечивающих мышечное сокращение, расширяются, поэтому к ним поступает больше крови. Сосуды неработающих мышц и неработающих органов сужаются, и к ним поступает существенно меньше крови. Система сердца увеличивает скорость тока крови по сосудам. Благодаря этому кровь успевает доставить работающим мышцам больше кислорода и питательных веществ в единицу времени.

Система дыхания обеспечивает большее насыщение крови кислородом в единицу времени.

Система желез внутренней секреции обеспечивают гормональную поддержку выполняемой работы. Работа желез внутренней секреции регулируется собственными механизмами и нервной системой.

Гормоны - это высокоактивные биологические вещества. Без большинства из них организм человека и млекопитающего не может существовать более нескольких часов, после чего наступает смерть. Высокое содержание определенных гормонов в крови позволяет увеличить работоспособность организма в несколько раз. Механизм действия гормонов довольно сложен, поэтому здесь не приводится.

Система выделения (к ней можно отнести почки, кожу и легкие). Система выделения осуществляет удаление огромного количества продуктов распада, образующихся в результате мышечной деятельности. Работа системы выделения регулируется собственными механизмами, гормонами желез внутренней секреции и нервной системой.

Система терморегуляции (можно отнести кожу и легкие). Обеспечивает отдачу во внешнюю среду большого количества тепла, образующегося в результате сокращения мышц. Таким образом организм предохраняется от перегревания. Деятельность системы терморегуляции управляется собственными механизмами, гормонами желез внутренней секреции и нервной системой.

Деятельность других систем организма, не принимающих участия в обеспечении мышечной работы, на время ее выполнения существенно тормозится вплоть до полного прекращения. Торможению подвергается, например, деятельность пищеварительной системы, высших психических функций нервной системы, большинства органов чувств, половой системы.

Роль нервной системы и нейро-эндокринных отношений в регуляции мышечной деятельности.

Если связь между нейронами осуществляется в помощью синапсов, то их связь с мышечными волокнами происходит в нервно-мышечном соединении. Нервно-мышечное соединение выполняет ту же функцию, что и синапс. Даже проксимальная часть нервно-мышечного соединения такая же: она начинается окончаниями аксона двигательного нейрона, которые выделяют нейротрансмиттеры в пространство между двумя клетками. Окончания аксона в нервно-мышечном соединении переходят в плоские диски — концевые пластинки. В нервно-мышечном соединении импульс принимает мышечное волокно (рис. 3.4). В месте приближения окончаний аксона к мышечному волокну оно имеет вогнутость. Образуемая таким образом впадина называется синаптическим желобом. Пространство между нейроном и мышечным волокном разделено синаптической щелью. Нейромедиаторы, выделяемые окончаниями аксона, диффундируют через синаптическую щель и присоединяются к рецепторам на сарколемме мышечного волокна, мембране. Это, как правило, приводит к деполяризации, поскольку открываются каналы ионов натрия, и в мышечное волокно попадает больше натрия. Если достигается порог деполяризации, образуется потенциал действия, который распространяется через сарколемму, вызывая сокращение мышечных волокон. НЕЙРОМЕДИАТОРЫ Выявлено более 40 нейромедиаторов. Их можно разделить на быстро- и медленнодействующие, или нейропептиды. Мы рассмотрим преимущественно быстродействующие нейромедиаторы, которые обеспечивают большую часть передач нервных импульсов. Ацетилхолин и норадреналин — основные нейромедиаторы, участвующие в регуляции физиологических реакций организма человека на физические нагрузки. Первый — основной нейромедиатор двигательных нейронов, иннервирующих скелетную мышцу, а также многие парасимпатические нейроны. Это, как правило, возбуждающий нейромедиатор, однако он может оказывать и тормозящее действие на некоторые парасимпатические нервные окончания, например, в области сердца. Норадреналин — нейромедиатор некоторых симпатических нейронов, который также может оказывать как возбуждающее, так и тормозящее действие, в зависимости от участвующих рецепторов. Быстродействующие медиаторы

Класс I Ацетилхолин

Класс II Амины: норадреналин, адреналин, допамин, серотонин и гистамин

Класс III Аминокислоты: гамма-аминомасляная кислота, глицин, глютамат и аспартат

Медленнодействующие медиаторы

Гипоталамо-возбуждающие гормоны (например, тиротропин, выделяющий гормон соматостатин)

Гипофизарные пептиды (например, р-эндорфины, тиротропин и вазопрессин). Пептиды, воздействующие на мозг и кишечник (например, холецистокинин, нейротензин и лейцин-энкефалин). Пептиды из других тканей (например, ангиотензин II, брадикинин и кальцитонин). Если нейромедиатор присоединяется к постсинаптическому рецептору, значит нервный импульс успешно передан. Затем нейромедиатор либо разрушается ферментами, либо транспортируется обратно в пресинаптические окончания для нового использования, когда поступит очередной импульс.

Изменение деятельности сердца при мышечной работе (частота сердечных сокращений, ЭКГ, ФКГ).

Биологический смысл изменений в работе сердечно-сосудистой системы во время мышечной деятельности - обеспечить удовлетворение повышенной потребности работающих клеток в кислороде и питательных веществах, а также обеспечить удаление из этих клеток повышенного количества образующихся продуктов распада. Речь в данном случае идет о тех клетках, которые принимают участие в мышечном сокращении (клетки сокращающихся мышц), либо обеспечивают его (клетки двигательной зоны мозга, сердца, легких и другие). Наиболее существенные изменения в сердечно-сосудистой системе во время выполнения организмом мышечной деятельности: 1.Происходит учащение сердечных сокращений. При работе частота сердечных сокращений может повыситься до 180 ударов в минуту и более (до 220 ударов в минуту). 2. Происходит увеличение силы сокращения сердечной мышцы, в покое - 50-70 миллилитров крови, то при интенсивной мышечной деятельности сердце выталкивает за одно сокращение в два раза больше крови - 100-120 миллилитров (у высококвалифицированных спортсменов - до 200 миллилитров). 3.Увеличивается сердечный кровоток (ток крови по сосудам сердца), раскрываются резервные сосуды сердца, повышается количество питательных веществ и кислорода, потребляемых сердцем в единицу времени.4. Увеличивается систолическое (максимальное, верхнее) артериальное давление крови. От 110-125 увеличивается до 200 миллиметров ртутного столба. Величина диастолического (минимального нижнего) артериального давления может уменьшаться, оставаться неизменной или понижаться. 5.Уменьшение диастолического давления характерно для людей с хорошей тренированностью и является положительным фактором, так как свидетельствует об уменьшении сопротивления сосудов (облегчается работа сердца по проталкиванию крови в сосуды). 6. Увеличивается скорость тока крови по сосудам и снижается время полного кругооборота крови. В покое полный кругооборот за 22-26 секунд, при работе - 7-8 секунд (!). 7.Увеличивается диаметр (просвет) сосудов работающих мышц и органов, обеспечивающих мышечную работу, сужаются сосуды неработающих мышц и органов, не участвующих в мышечной деятельности. 8.В работающих мышцах и органах, обеспечивающих мышечное сокращение, раскрываются дополнительные (резервные) кровеносные сосуды, которые находились в закрытом состоянии в покое. В результате улучшается питание клеток работающих органов. 9.Существенно уменьшается кровоснабжение неработающих мышц и органов, 10.Улучшается питание кровеносных сосудов. Клетки кровеносных сосудов также нуждаются в питательных веществах и кислороде. Питательные вещества и кислород доставляются кровеносным сосудам по специальным сосудам сосудов. Во время мышечной работы сосуды сосудов также доставляют больше крови (а с ней питательных веществ и кислорода) по назначению. 11.Увеличивается скорость тока лимфы. Причина - механическое сдавливание лимфатических сосудов сокращающимися мышцами. Клапаны лимфатических сосудов обеспечивают при этом ток лимфы только в одном направлении - к венам.

Устойчивое состояние – «истинное» и «кажущееся». Уровень физиологических сдвигов в условиях устойчивого состояния (кровообращения, дыхания, обмена веществ, выделения, ЦНС, нейро-эндокринных отношений).

Устойчивое состояние, возникающее после окончания врабатывания, наблюдается при работе, продолжающейся не менее 4-6 мин. Потребление кислорода при этом стабилизируется. Деятельность других органов и систем также устанавливается на относительно постоянном уровне. Различают истинное и кажущееся устойчивое состояние. Первое возникает при работе умеренной мощности, второе - при работе большой мощности. Истинное устойчивое состояние характеризуется высокой согласованностью функций двигательной и вегетативной систем. Для поддержания устойчивого состояния при длительной работе необходима мобилизация всех систем организма. Минутный объём крови, легочная вентиляция и потребление кислорода достигают величин, Необходимых для данной работы, и удерживаются на этом уровне. Молочная кислота накапливается в мышцах и почти не попадает в кровь, что обеспечивает сохранение кислотно-щелочного равновесия. При кажущемся устойчивом состоянии деятельность дыхательного аппарата и сердца приближаются к уровню, необходимому для обеспечения выполняемой работы. Однако кислородная потребность полностью не удовлетворяется, и в каждый момент работы постепенно нарастает кислородный долг. Частота сердечных сокращений и минутный объём крови близки к предельным величинам. Кислородная недостаточность ведет к усилению анаэробных процессов. В результате в мышцах, а затем и в крови нарастает концентрация молочной кислоты. Внутренние органы, работая в режиме близком к пределу, не могут полностью обеспечить кислородную потребность. О наличии устойчивого состояния в этих случаях говорят лишь потому, что потребление кислорода, постепенно нарастая в периоде врабатывания, достигает определенного уровня, который сохраняется в течение длительного времени (до 20-30 мин.).Стабилизация физиологических процессов, наступающая при повторной работе, также является своеобразным "устойчивым состоянием". ЧСС, легочная вентиляция, потребление кислорода и другие физиологические показатели сначала нарастают при каждой последующей работе, период врабатывания заканчивается, и дальнейшее повторение работы осуществляется при относительном постоянстве физиологических функций.

Взаимосвязь различных систем организма (опорно-двигательного аппарата, систем дыхания, кровообращения и др.) при мышечной деятельности.

Если нагрузка предельно интенсивна или длительна, то все структуры организма начинают работать на обеспечение такого высокого уровня жизнедеятельности. Одни системы увеличивают свою деятельность, обеспечивая мышечное сокращение, а другие - затормаживают, освобождая резервы организма.

Даже малоинтенсивная мышечная работа никогда не является работой только одних мышц, это деятельность всего организма.

Нервная система посылает исполнительные команды к мышцам и внутренним органам, получает и анализирует информацию от них и от окружающей обстановки, обеспечивает согласованное взаимодействие мышц с другими органами. На деятельность нервной системы оказывает влияние система желез внутренней секреции.

Система крови осуществляет перенос кислорода, гормонов и химических веществ, необходимых для обеспечения сокращающихся мышц энергией, а также вывод продуктов повышенной жизнедеятельности мышечных клеток.

Сердечно-сосудистую система. С помощью системы сосудов организм регулирует приток крови к работающим мышцам. Сосуды работающих мышц, а также органов, обеспечивающих мышечное сокращение, расширяются, поэтому к ним поступает больше крови. Сосуды неработающих мышц и неработающих органов сужаются, и к ним поступает существенно меньше крови. Система сердца увеличивает скорость тока крови по сосудам. Благодаря этому кровь успевает доставить работающим мышцам больше кислорода и питательных веществ в единицу времени.

Система дыхания обеспечивает большее насыщение крови кислородом в единицу времени.

Система желез внутренней секреции обеспечивают гормональную поддержку выполняемой работы. Работа желез внутренней секреции регулируется собственными механизмами и нервной системой.

Гормоны - это высокоактивные биологические вещества. Без большинства из них организм человека и млекопитающего не может существовать более нескольких часов, после чего наступает смерть. Высокое содержание определенных гормонов в крови позволяет увеличить работоспособность организма в несколько раз. Механизм действия гормонов довольно сложен, поэтому здесь не приводится.

Система выделения (к ней можно отнести почки, кожу и легкие). Система выделения осуществляет удаление огромного количества продуктов распада, образующихся в результате мышечной деятельности. Работа системы выделения регулируется собственными механизмами, гормонами желез внутренней секреции и нервной системой.

Система терморегуляции (можно отнести кожу и легкие). Обеспечивает отдачу во внешнюю среду большого количества тепла, образующегося в результате сокращения мышц. Таким образом организм предохраняется от перегревания. Деятельность системы терморегуляции управляется собственными механизмами, гормонами желез внутренней секреции и нервной системой.

Деятельность других систем организма, не принимающих участия в обеспечении мышечной работы, на время ее выполнения существенно тормозится вплоть до полного прекращения. Торможению подвергается, например, деятельность пищеварительной системы, высших психических функций нервной системы, большинства органов чувств, половой системы.