Анатомия, физиология и гигиена – как науки

Динамическая работа – это поочередное сокращение скелетных мышц, обеспечивающих движение тела и его частей. Статическое напряжение мышц – это напряжение скелетных мышц, обеспечивающее поддержание тела в пространстве или удержание груза.

Мышца не может работать беспрерывно. При длительном сокращении наступает постепенное снижение ее работоспособности. Такое состояние носит название мышечного утомления, при котором сокращения становятся замедленными (особенно при статическом напряжении мышц).

Причины утомления мышц:

• торможение нервных центров (ЦНС), регулирующих работу мышц;
• нарушение передачи нервных импульсов от нервных центров к мышцам по двигательным (центробежным) нервным волокнам;
• нарушение питания мышцы и доставки О2, вследствие чего в ней накапливаются недоокисленные продукты обмена (молочная кислота).

При выполнении ритмических физических упражнений (динамическая работа) утомление наступает позднее, так как в промежутках между сокращениями работоспособность мышц частично восстанавливается.

Чем больше нагрузка и чем больше ритм сокращений, тем быстрее наступает утомление (мышца не успевает восстановиться). При очень большом напряжении (бег на 100 м), гликоген (глюкоза) расщепляется до молочной кислоты быстрее, чем может окисляться молочная кислота, и она накапливается в организме. В таких случаях говорят, что мышца имеет кислородную задолженность (мышечное утомление), которая компенсируется усиленным вдыханием О2.

Наибольшая работоспособность сохраняется при среднем ритме и нагрузке (особенно у тренированных людей).

Теория активного отдыха (И.М. Сеченов) - утомление проходит быстрее при активном отдыхе. В основе этого лежит явление активации «утомленного» нервного центра работавшей мышцы центром работающей мышцы.

Физические упражнения способствуют формированию опорно-двигательной системы:

• кость растет усиленно в тех направлениях, в которых испытывает большее натяжение или сжатие;
• сухожилия мышц прикрепляются к гребням и буграм костей;
• чем сильнее развиты мышцы, тем прочнее кости скелета.

Чем большую работу совершает мышца, тем больше питательных веществ и кислорода приносит к ней кровь, вследствие этого мышцы растут, и человек становится сильнее.

Мышечная работа сопровождается изменениями в деятельности сердечно-сосудистой системы, органов дыхания и ЦНС. Ткани получают больше кислорода и в них активизируются обменные процессы.

Физические упражнения укрепляют здоровье, обеспечивают устойчивость человека к различным факторам окружающей среды, травмам,  повышают его работоспособность. Систематические занятия физической культурой и спортом повышают тренированность и выносливость организма за счет повышения работоспособности нервных центров, регулирующих работу мышц.

Организм человека поддерживается в вертикальном положении мышцами разгибателями (мышцы спины), которые противостоят мышцам сгибателям и силе тяжести, действующей вместе с ними. Осанка- это привычное положение тела при различных состояниях (стояние, походка, работа). Формирование осанки происходит в возрасте 6-7 лет.

При нарушении функции мышц разгибателей спины возникают нарушения осанки: плечи сведены и опущены, впалая грудь (сутулость). Это приводит к нарушению работы сердца и легких.

В детском возрасте, когда хрящевая ткань в позвонках еще не заменилась костной тканью, могут возникать разнообразные искривления позвоночника:

• боковое (сколиоз);
• избыточный грудной кифоз  (горб);
• избыточный поясничный лордоз.

Искривления позвоночника нарушают нормальную деятельность сердечно-сосудистой системы, органов дыхания и пищеварения.

Плоскостопие - уплощение свода стопы. Факторы, способствующие развитию искривления позвоночника и плоскостопию: слабое развитие мышц, ношение тяжести постоянно в одной руке, неправильная  посадка детей за партой, рахит, ношение в период роста тесной обуви и обуви на высоком каблуке, несбалансированное питание (недостаток белков, минеральных солей, витаминов).

Чрезмерная физическая нагрузка, неосторожные движения, падения могут привести к вывихам и переломам костей. При вывихе происходит смещение костей в суставе, растяжение и разрыв связок при переломах – нарушение целостности костей.

При вывихе необходимо придать конечности положение, при котором боль не ощущается, зафиксировать сустав и приложить холодный компресс (снег, лед). При переломе первая медицинская помощь заключается в наложении повязки с шиной, захватывающей два сустава.

Внутренняя среда организма (кровь, тканевая жидкость и лимфа), ее относительное постоянство.

Понятие о внутренней среде организма предложено в 1878 году французским физиологом К. Бернаром.

Все клетки организма нуждаются в постоянном притоке питательных веществ и кислорода и в непрерывном удалении продуктов жизнедеятельности. Взаимосвязь между органами дыхания, пищеварения, выделения и всеми клетками организма обеспечивает его внутренняя среда - кровь, тканевая жидкость, лимфа.

Кровь - жидкая соединительная ткань, которая циркулирует в замкнутой системе кровеносных сосудов:

а) состоит из клеток (форменных элементов) и жидкого вещества (плазмы) и является основой для образования других жидкостей внутренней среды (лимфы и тканевой жидкости);

б) объем крови у человека - 5-6 л. У взрослых количество крови составляет 7-8% от веса тела.

 В организме циркулирует  не вся кровь, а только часть  ее, другая часть находится в депо: в селезенке, печени, легких и подкожной клетчатке и пополняет кровоток, когда возникает необходимость в восстановлении объема циркулирующей крови (во время мышечной работы и при кровопотерях). Следует отметить, что в организме существует постоянное перераспределение объема крови: за счет расширения кровеносных сосудов в работающих органах ее больше, а за счет сужения кровеносных сосудов в неработающих органах ее меньше.

Тканевая жидкость:

а) плазма путем диффузии проникает из крови через стенки капилляров и образует тканевую жидкость, которая омывает каждую клетку;

б) по составу напоминает плазму крови, почти не содержит белков, которые, имея большие размеры, не проходят через стенки капилляров при диффузии;

в) количество тканевой жидкости около 20 л;

г) тканевая жидкость выполняет функцию посредника между клетками и капиллярами: клетки выделяют в нее СО2 и другие продукты диссимиляции и получают из этой жидкости О2 и питательные вещества;

д) часть тканевой жидкости возвращается в кровеносные капилляры.

Лимфа:

а) меньшая часть тканевой жидкости поступает в лимфатические капилляры, образуя лимфу;

б) лимфатические капилляры слепо начинаются между клетками тканей, имеют более проницаемую стенку, чем кровеносные капилляры, и переходят в лимфатические сосуды;

в) лимфа - это молочно-белая жидкость, сходная по составу с плазмой крови, но с меньшим (3-4 раза) содержанием белка. В небольшом количестве в ней есть лейкоциты (лимфоциты);

г) по ходу лимфатических сосудов располагаются лимфатические узлы, и лимфа, проходя через них, обогащается лимфоцитами. Лимфатические узлы - биологические фильтры, которые задерживаются чужеродные вещества и бактерии;

д) самые крупные лимфатические сосуды образуют грудной и правый лимфатические протоки, которые впадают в верхнюю полую вену. В сутки в кровь возвращается около 1-3 л лимфы;

е) лимфа способствует перераспределению Н2О в организме и выполняет защитную функцию;

ж) движение лимфы по лимфатической системе происходит благодаря сокращению скелетной мускулатуры, ритмическому сокращению стенок самих сосудов, присасывающему действию грудной клетки.

Количество и состав крови, а также ее физико-химические свойства (рН крови, кислотно-щелочное равновесие, концентрация различных химических компонентов, осмотическое давление крови и т. д.) у здорового человека относительно постоянны: они могут подвергаться небольшим колебаниям, но быстро выравниваются.

Относительное постоянство состава крови является необходимым условием жизнедеятельности всех тканей организма. В поддержании постоянства внутренней среды принимают участие кровеносная, дыхательная, пищеварительная и выделительная системы. Регулируют постоянство внутренней среды нервная и эндокринная системы.

Нарушение постоянства состава среды опасно для жизни. При некоторых состояниях организма наблюдается смещение реакции крови в щелочную (алкалоз) или в кислую (ацидоз) сторону. При усиленном дыхании из крови удаляется большое количество угольной кислоты, что приводит к сдвигу реакции в щелочную сторону, при нормализации дыхания рН крови быстро возвращается к норме.

Значение крови и кровообращения.

Кровь – основная часть внутренней среды организма.

Кровообращение - непрерывное движение крови по замкнутой системе кровеносных сосудов.

Кровь выполняет свои функции только при движении:

• дыхательную (перенос от органов дыхания к тканям О2, перенос СО2 от клеток к органам дыхания);
• трофическую (перенос питательных веществ от пищеварительной системы к тканям);
• выделительную (перенос продуктов диссимиляции от клеток к органам выделения);
• регуляторную (перенос гормонов и БАВ от желез внутренней секреции к тканям);
• защитную (фагоцитоз лейкоцитов и образование антител и способность крови к свертыванию);
• терморегуляторную, связанную с высокой теплоемкостью и теплопроводностью крови и регуляцией ее тока через капилляры кожи;
• гомеостатическую (способность крови поддерживать постоянство внутренней среды).

Первые три из приведенных функций крови можно объединить как транспортную функцию

Состав крови: плазма, форменные элементы – эритроциты, лейкоциты, тромбоциты, их строение и функции.

Кровь состоит из форменных элементов (клеток крови) и плазмы. На плазму приходится 55-60% объема крови, клетки крови составляют - 40-45%. Часть объема крови, занимаемая форменными элементами, называется гематокритом. У мужчин гематокрит равен 44 – 46 объемных %, у женщин – 41 - 43 объемных %.

Плазма представляет собой желтоватую полупрозрачную жидкость и состоит из: 90-92% воды, 7-8% - белков, 0,12% - глюкозы, 0,9% - солей, 0,7-0,8% жиров, небольшого количества аминокислот, витаминов, гормонов.

Осмотическое давление плазмы крови равно давлению, оказываемому 0,85% раствором NaCl. Растворы с таким осмотическим давлением называются изотоническими (физиологическими). Такие растворы вводят больным для восполнения недостатка жидкости в организме.

Белки плазмы делятся на глобулины (α –, β - и  γ - глобулины), альбумины, фибриноген, протромбин. Они играют роль в поддержании коллоидно-осмотического давления, водном обмене, придают крови вязкость, участвуют в свертывании (фибриноген) и реакциях иммунитета (иммуноглобулины).

Концентрация ионов Na, K и Ca и их соотношение поддерживаются на относительно постоянном уровне.

Плазма без фибриногена называется сывороткой.

Эритроциты - красные кровяные тельца (определяют цвет крови):

• безъядерные (это увеличивает диффузионную поверхность при относительно малом объеме), имеют вид двояковогнутого диска диаметром 7-8 мкм;
• образуются в красном костном мозге;
• в 1 л крови содержится 4-5 х 1012 эритроцитов (у мужчин их немного больше, чем у женщин, т. к. мужские половые гормоны усиливают процессы эритропоэза, а женские – тормозят их);
• средняя продолжительность жизни - 120 суток;
• содержат специфический пигмент крови - гемоглобин (Hb), который представляет собой белок, связанный с атомом железа.  В норме в крови содержится 130 - 160 г/л гемоглобина;
• разрушаются в печени и селезенке, где гемоглобин после отщепления железа образует желчные пигменты;
• функция эритроцитов - транспорт O2 и CO2. Это связано со способностью Hb образовывать непрочный химический комплекс с O2 – оксигемоглобин (атомы железа Hb способны присоединять и отдавать O2 без изменения валентности). Эритроциты участвуют в поддержании рН крови посредством гемоглобинового буфера;
• соединение O2 с Hb отличается от соединения Hb с CO2 (артериальная кровь ярко-алая, а венозная - темная);
• в венозной крови  Hb  образует соединение с CO2 - карбгемоглобин, который переносит около 10% СО2; остальной СО2 переносится плазмой крови в виде карбонатных соединений;
• Hb может образовывать вредные для человека соединения. Повышение концентрации СО в воздухе до 0,1% опасно для жизни, так как 80% Hb превращается в карбоксигемоглобин (НbСО) стойкое химическое соединение, вследствие чего клетки организма не получают достаточного количества О2 для процессов жизнедеятельности.

Если предотвратить свертывание крови и на некоторое время оставить ее в особых капиллярных трубочках, то с определенной скоростью произойдет оседание эритроцитов. Этот показатель (СОЭ) имеет важное диагностическое значение, так как при воспалительных процессах он значительно превышает показатели нормы (3-12 мм/ч).