Jedným z najdôležitejších procesov v ľudskom tele je nasýtenie krvi a všetkých orgánov kyslíkom.. Keď sa dostane do dýchacích orgánov, pľúc, okamžite nasýti zloženie krvi, ktoré automaticky prenáša molekuly kyslíka do všetkých ostatných častí tela a orgánov.
Tento proces sa uskutočňuje pomocou takej látky, ktorá vstupuje do tela zvonku, ako je hemoglobín. Je prítomný v červených krvinkách alebo erytrocytoch. Je to stupeň nasýtenia krvi kyslíkom, ktorý odráža množstvo hemoglobínu a samotný proces nasýtenia sa nazýva saturácia.
Ak táto funkcia tela z nejakého dôvodu nefunguje v plnej sile, stojí za to vyriešiť otázku, ako nasýtiť telo kyslíkom doma.
U zdravého dospelého človeka by množstvo hemoglobínu malo byť aspoň 96 %. Ak je tento indikátor pod stanovenou normou, človek môže zaznamenať poruchy v dýchacom alebo kardiovaskulárnom systéme.
Okrem toho môže pokles hladiny hemoglobínu naznačovať prítomnosť a rozvoj zdravotného problému, ako je anémia alebo priamy nedostatok železa.
Ak má človek chronické ochorenia dýchacích ciest alebo srdcové problémy, v prvom rade sa venuje pozornosť úrovni nasýtenia krvi kyslíkom.
Ak telo nie je dostatočne okysličené, bude ospalé a malátne aj napriek veľmi dobrému spánku.
Bude ho prenasledovať neustále zívanie, ktoré je ochranným mechanizmom pri vzniku hypoxie. Nízke množstvo kyslíka sa telo snaží kompenzovať zívaním hlbokými zívajúcimi nádychmi a výdychmi.
Na nasýtenie tela kyslíkom sa stačí z času na čas zastaviť a vykonať niekoľko maximálne hlbokých dýchacích cyklov.
Už to bude stačiť na to, aby sa telo vrátilo do normálu ľuďom, ktorí väčšinou žijú v neustálom zhone a nemajú možnosť tráviť veľa času vonku.
Nedostatok kyslíka v tele sa prejavuje celkom živými príznakmi.. Je ťažké nevšimnúť si takýto jav, nevoľnosť sa stáva zrejmou pre každého človeka, ktorý viac či menej starostlivo sleduje svoje zdravie.
K nedostatočnej saturácii tela kyslíkom dochádza z rôznych dôvodov.. Medzi najčastejšie dôvody patria:
Na základe týchto dôvodov sa u človeka vyvíja znížený obsah kyslíka v tkanivách tela, ktorý je charakterizovaný príznakmi ako celková nevoľnosť, letargia, slabosť, závraty, dýchavičnosť a neustále znížený tlak.
Ak sú takéto príznaky malátnosti neustále prítomné, možno posúdiť vážny nedostatok užitočného kyslíka v krvi a v tele ako celku.
Ak zanedbáte takéto znaky, môžete sa stretnúť s vývojom vážnych patológií v tele. V najpokročilejších prípadoch môže človek vyvinúť hemoragický šok.
Dôsledky nedostatku kyslíka v tele môžu byť veľmi vážne. Z tohto dôvodu je také dôležité vedieť, ako obohatiť telo kyslíkom.
V procese nasýtenia tela kyslíkom sa výrazne zlepšuje práca všetkých orgánov a systémov tela, zrýchľuje sa metabolizmus a metabolické procesy v bunkách a zlepšuje sa aj celkový stav tela.
Normálne množstvo kyslíka v krvi má pozitívny vplyv na činnosť nervovej sústavy a na činnosť mozgu.
Nie je ťažké nasýtiť telo kyslíkom. Existuje pomerne málo rôznych pomerne jednoduchých metód, ktoré vám umožnia nasýtiť telo užitočným kyslíkom doma bez použitia lekárskych prostriedkov.
Tu sú najzákladnejšie metódy nasýtenia krvi kyslíkom:
V pokročilejších situáciách jednoduché metódy nenasýtia telo kyslíkom. V tomto prípade je potrebná lekárska starostlivosť.
Medzi populárne lekárske techniky patrí postup nazývaný okysličovanie. Ide o invazívnu mimotelovú techniku okysličovania krvi.
Najčastejšie sa vyskytuje v modernej kardiológii a neonatológii, keď sa vyžaduje podpora ľudského tela v procese chirurgickej intervencie.
Vplyv kyslíka na ľudský organizmus je veľký a dôležitý! Aby sa telo rýchlo nasýtilo kyslíkom a nemalo ho nedostatok, je jednoducho potrebné viesť zdravý životný štýl. Je potrebné všetkými možnými spôsobmi prideliť čas na šport a prechádzky.
Ak neustále športujete, ak správne dýchate a vediete zdravý životný štýl, môžete úplne zlepšiť telo, zlepšiť funkciu mozgu. To automaticky zlepšuje pamäť, celkový výkon a inteligenciu a zlepšuje náladu a celkové zdravie.
Z dôvodu, že najzákladnejšími metódami saturácie krvi kyslíkom sú fyzické cvičenia a dychové cvičenia, je potrebné venovať týmto otázkam osobitnú pozornosť.
Je dôležité vedieť, čo robiť, ak je v tele málo kyslíka, ako správne cvičiť a ako vykonávať dychové cvičenia.
Správna denná rutina
Človek, ktorý čelí malátnosti spojenej s nedostatkom kyslíka v krvi, musí úplne prehodnotiť svoj denný režim. Mala by sa zamerať na chôdzu, šport a správny odpočinok.
Počas odpočinku v ľudskom tele prakticky nie je žiadny oxid uhličitý, respektíve je tu nedostatok kyslíka.
Hneď ako začnete cvičiť, spaľovanie tukov a sacharidov na vodu a oxid uhličitý sa okamžite zintenzívni. Voda sa vylučuje cez pokožku cez pot a oxid uhličitý v pľúcach sa automaticky mení na kyslík.
Práve z tohto dôvodu je pri fyzickej námahe telo veľmi dobre zásobené kyslíkom. Aby ste zabezpečili, že dostanete správne množstvo kyslíka, môžete si vybrať akýkoľvek typ fyzickej aktivity.
Môžu to byť všetky možné športy:
- tanec;
- joga;
- plávanie;
- návšteva telocvične.
Môžete si vybrať akýkoľvek typ športových aktivít alebo ich ľubovoľne kombinovať. Najdôležitejšia vec je, že triedy prinášajú radosť a pohodlie.
Všetky druhy fyzickej aktivity zaručene zvýšia množstvo kyslíka v tele!
V procese nabíjania sa v ľudskom tele produkuje veľké množstvo hormónov radosti, endorfínov, to všetko automaticky zlepšuje náladu.
Ak sa rozhodnete pre jogu, môžete súčasne s liečením normalizovať svoju hormonálnu hladinu, vyrovnávať tok energie, rozširovať a harmonizovať prácu energetických centier.
Pri cvičení sa svaly silne napnú a potom sa automaticky uvoľnia. Vďaka tomu odchádzajú rôzne kŕče, bloky, svorky, čo umožňuje kyslíku preniknúť do všetkých častí a orgánov tela.
Ak to všetko spojíte s prechádzkami na čerstvom vzduchu, môžete výrazne zvýšiť a urýchliť pozitívny vplyv na organizmus.
V súčasnosti existuje obrovské množstvo rôznych praktík zameraných na odbúranie stresu, fyzického aj psychického.
Ak je denná rutina dostatočne stresujúca, ak sa z času na čas dostaví únava, bude stačiť zastaviť sa, upokojiť myšlienky alebo párkrát sa nadýchnuť a vydýchnuť.
Ak je to možné, môžete si len ľahnúť, zavrieť oči a sústrediť svoje myšlienky na svoje telo, ako sa uvoľňuje, ako sa vykonáva dýchanie.
Často na to, aby ste sa vrátili do normálu, stačí na nič nemyslieť len 10 minút.. Po vykonaní takýchto jednoduchých činností môžete rýchlo cítiť, ako sa telo vracia do normálu.
Pre umocnenie efektu si môžete pustiť príjemnú relaxačnú hudbu, ktorá podporí relaxáciu.
Na nasýtenie tela kyslíkom je veľmi dôležité zostaviť kompletnú správnu stravu a piť dostatok vody.
Existuje veľké množstvo špeciálnych produktov, ktoré sú prírodnými prírodnými tonikami. Dodajú človeku energiu a prospejú celému telu. Ide o potraviny s vysokým obsahom vitamínu C.
Medzi najužitočnejšie produkty, ktoré je potrebné konzumovať pri nedostatku kyslíka, patria:
- Všetky druhy citrusov.
- Naklíčená pšenica.
- Rôzne koreniny.
- Všetky druhy zelene.
Všetky produkty musia byť čerstvé a pokiaľ možno s minimálnou tepelnou expozíciou, aby sa zachovali všetky vitamíny v kompozícii.
Čo sa týka pitia, každý deň treba vypiť aspoň jeden a pol litra čistej pitnej vody.. Ak sa to robí systematicky, pokožka a vlasy sa rýchlo vrátia do normálu, stanú sa zdravými a žiarivými.
Jednoduchá čistá voda je veľmi silný energetický nápoj a prostriedok na očistu tela od nahromadených toxínov.
Na nasýtenie tela kyslíkom mnohí odborníci odporúčajú zaviesť trojuholníkové dýchanie do každodennej stravy.
Najlepšie je vykonávať tento komplex ráno, potom si na celý deň môžete zabezpečiť dobrú náladu a pohodu.
Cvičenie nie je vôbec náročné, najdôležitejšie je vyhradiť si naň čas a robiť všetko čo najpravidelnejšie.
Gymnastická technika spočíva v vykonávaní nasledujúcich akcií:
- Musíte sa postaviť rovno.
- Uvoľnite svoje telo čo najviac.
- Začnite dýchať podľa schémy – dlhý nádych a výdych.
V procese dýchania by ste sa mali snažiť udržiavať mentálny počet, aby inhalácia a výdych trvali približne rovnako.
Schému je vhodné dosiahnuť počas dýchania – pri nádychu počítajte po 6, s miernym oneskorením a s výdychom po 6. Pri výdychu sa treba snažiť zbaviť sa všetkého vzduchu nahromadeného v pľúcach.
Keď je cyklus šiestich dychov relatívne dobrý, počet sa môže zvýšiť na 7-9. Trvanie každej fázy by malo byť také, aby sa proces vykonával s miernym úsilím. Prílišné úsilie tu nie je podstatné. Vo všeobecnosti by sa malo vykonať 10 až 15 cyklov naraz.
V niektorých prípadoch môže takáto intenzívna gymnastika spôsobiť mierne závraty z nezvyčajne veľkého množstva kyslíka vstupujúceho do tela. Tohto stavu by ste sa nemali báť, stačí si urobiť krátku prestávku a všetko prejde.
Takáto gymnastika spôsobuje nárast sily, objavuje sa sebavedomie a ľahkosť. Spočiatku sa človek môže cítiť trochu nadmerne vzrušený, čo veľmi rýchlo prechádza.
Ide o zvláštny pocit, ktorý vzniká v dôsledku skutočnosti, že telo dostáva veľmi silný energetický impulz a telo tiež dostáva obrovské množstvo kyslíka, ktoré je užitočné pre jeho činnosť a normálne fungovanie.
Túto gymnastiku musia vykonávať všetci bez výnimky obyvatelia veľkých a malých miest bez ohľadu na celkový zdravotný stav. V tejto gymnastike nie je nič zložité, cvičenia je možné vykonávať bez toho, aby ste vstali z postele, ihneď po prebudení zo spánku.
Zhrnutie
Neustály nedostatok motorickej fyzickej aktivity a nesprávne dýchanie môže viesť k tomu, že sa človek začne cítiť unavený, ospalý a letargický. Ide o priame poplašné signály, ktoré priamo naznačujú, že v tele nie je dostatok kyslíka, to znamená, že dochádza k rozvoju hypoxie.
Pre človeka nemusí niesť určité nebezpečenstvo, no napriek tomu má skôr negatívny vplyv na celkový stav a na základné funkčné schopnosti človeka. Práca a život sám prechádzajú akoby polovičnou silou, príležitosťami a potenciálom.
Ak budete dodržiavať všetky odporúčania a tipy, ktoré vám boli predložené, môžete rýchlo zlepšiť a obnoviť svoje telo. Veľmi často po niekoľkých dňoch zmiznú také nepríjemné príznaky ako ospalosť, letargia a apatia, ktoré si mnohí spájajú s chronickou únavou.
Len čo sa do tela dostane dostatočné množstvo kyslíka, objaví sa energia a sila na vykonávanie každodenných rutinných úloh a pracovných povinností, nálada stúpa a je cítiť všeobecný nával sily.
Redoxné reakcie, ktoré nepretržite prebiehajú v každej bunke tela, potrebujú neustály prísun oxidačných substrátov (sacharidov, lipidov a aminokyselín) a oxidačného činidla – kyslíka. Telo má impozantný prísun živín – sacharidové a tukové zásoby, ako aj obrovskú zásobu bielkovín v kostrových svaloch, takže ani pomerne dlhý (niekoľkodňový) pôst človeku výrazne neublíži. No v tele prakticky nie sú žiadne zásoby kyslíka, okrem malého množstva obsiahnutého vo svaloch vo forme oxymyoglobínu, preto bez jeho prísunu človek vydrží len 2-3 minúty, po ktorých nastáva tzv. smrť“ nastane. Ak sa do 10-20 minút neobnoví zásobovanie mozgových buniek kyslíkom, dôjde v nich k takým biochemickým zmenám, ktoré narušia ich funkčné vlastnosti a povedú k skorej smrti celého organizmu. Ostatné bunky tela nemusia byť ovplyvnené v rovnakej miere, ale nervové bunky sú mimoriadne citlivé na nedostatok kyslíka. Preto je jedným z centrálnych fyziologických systémov tela funkčný systém zásobovania kyslíkom a stav tohto konkrétneho systému sa najčastejšie používa na hodnotenie „zdravia“.
Koncept kyslíkového režimu tela. Kyslík prechádza v tele dosť dlhou dráhou (obr. 18). Keď sa dostane dovnútra vo forme molekúl plynu, už v pľúcach sa zúčastňuje množstva chemických reakcií, ktoré zabezpečujú jeho ďalší transport do buniek tela. Tam, kde sa kyslík dostane do mitochondrií, oxiduje rôzne organické zlúčeniny a nakoniec ich premení na vodu a oxid uhličitý. V tejto forme sa kyslík vylučuje z tela.
Čo spôsobuje, že kyslík z atmosféry preniká do pľúc, potom do krvi a odtiaľ do tkanív a buniek, kde vstupuje do biochemických reakcií? Je zrejmé, že existuje určitá sila, ktorá určuje práve takýto smer pohybu molekúl tohto plynu. Táto sila je koncentračný gradient. Obsah kyslíka v atmosférickom vzduchu je oveľa vyšší ako vo vzduchu intrapulmonárneho priestoru (alveolárneho). Obsah kyslíka v alveolách - pľúcnych vezikulách, v ktorých dochádza k výmene plynu vzduchu s krvou - je oveľa vyšší ako vo venóznej krvi. Tkanivá obsahujú oveľa menej kyslíka ako arteriálna krv a mitochondrie obsahujú malé množstvo kyslíka, pretože molekuly tohto plynu, ktoré do nich vstupujú, okamžite vstupujú do cyklu oxidačných reakcií a menia sa na chemické zlúčeniny. Táto kaskáda postupne klesajúcich koncentrácií odrážajúca gradienty námahy, v dôsledku ktorej kyslík z atmosféry preniká do buniek tela, sa bežne nazýva kyslíkový režim tela (obr. 19). Kyslíkový režim je skôr charakterizovaný kvantitatívnymi parametrami opísanej kaskády. Horný stupeň kaskády charakterizuje obsah kyslíka v atmosférickom vzduchu, ktorý pri inhalácii preniká do pľúc. Druhým krokom je obsah O2 v alveolárnom vzduchu. Tretím krokom je obsah O 2 v arteriálnej krvi, ktorá bola práve obohatená kyslíkom. A napokon štvrtým krokom je napätie kyslíka vo venóznej krvi, čím sa kyslík v nej obsiahnutý odovzdal tkanivám. Tieto štyri kroky tvoria tri „rozpätia“, ktoré odrážajú skutočné procesy výmeny plynov v tele. "Rozpätie" medzi 1. a 2. krokom zodpovedá pľúcnej výmene plynov, medzi 2. a 3. krokom - transportu kyslíka krvou a medzi 3. a 4. krokom - výmene plynov v tkanivách. Čím väčšia je výška kroku, tým väčší je koncentračný rozdiel, tým vyšší je gradient, pri ktorom sa v tomto štádiu transportuje kyslík. S vekom sa zvyšuje výška prvého "letu", to znamená gradient pľúcnej výmeny plynov; druhé "rozpätie", t.j. gradient transportu 02 krvou, pričom výška tretieho „rozpätia“, odrážajúceho gradient výmeny plynov v tkanivách, klesá. Vekom podmienený pokles intenzity oxidácie tkanív je priamym dôsledkom poklesu intenzity energetického metabolizmu s vekom.
Ryža. 19. Transport kyslíka u ľudí (smer znázornený šípkami)
Ryža. 20. Kaskáda napätí kyslíka vo vdychovanom vzduchu (I), v alveolách (A), tepnách (a) a žilách (K) U 5-ročného chlapca, 15-ročného adolescenta a 30- ročný dospelý
Takže asimilácia kyslíka organizmom prebieha v troch fázach, ktoré sú oddelené v priestore a čase. Prvá etapa – vháňanie vzduchu do pľúc a výmena plynov v pľúcach – sa nazýva aj vonkajšie dýchanie. Druhý stupeň - transport plynov krvou - vykonáva obehový systém. Tretia etapa - asimilácia kyslíka bunkami tela - sa nazýva tkanivo alebo vnútorné dýchanie.
Dodávanie kyslíka do pracujúcich svalov je najdôležitejšou zložkou pri aeróbnom cvičení, a preto je transport kyslíka hlavným limitujúcim faktorom vo vytrvalostných športoch. Športoví profesionáli hľadajú rôzne spôsoby, ako zlepšiť transport kyslíka s cieľom zlepšiť športový výkon. Niektoré z nich, ako napríklad horský tréning alebo iné stavy spojené s hypoxiou, sú eticky prijateľné. Iné, súvisiace s lekárskymi klinickými manipuláciami, sú v športovej praxi zakázané. Predseda Lekárskej a antidopingovej komisie IAAF v tomto článku rozoberá rôzne metódy zvýšenia zásobovania pracujúcich svalov kyslíkom, používané v praxi alebo vo vývoji. Rozoberá vývoj týchto metód v športovej praxi, informuje aj o možných rizikách pri užívaní zakázaných látok a metódach ich zisťovania v tele športovca. Na záver J. M. Alonso vyjadruje spokojnosť s praxou činností vykonávaných v antidopingovom systéme.
Dr. Juan Manuel Alonso sa narodil v roku 1962 v Madride v Španielsku. Vyštudoval športové lekárstvo na univerzite v Madride. Od roku 1988 spolupracuje so Španielskou atletickou federáciou (RFEA), od roku 1996 je vedúcim lekárskeho oddelenia federácie. V roku 2003 bol Dr. J. M. Alonso vymenovaný za predsedu Lekárskej a antidopingovej komisie IAAF.
Úvod
Dodávka kyslíka do pracujúcich svalov je najdôležitejším faktorom pre zabezpečenie výkonu v cvičeniach spojených s prejavom maximálnej a submaximálnej sily. Transport kyslíka do pracujúcich svalov je zabezpečený systémom krvných ciev. Kyslík sa dodáva difúziou v krvnej plazme (3 %) a v kombinácii s hemoglobínom Hb (97 %).
Zvýšenie saturácie krvi kyslíkom je možné nasledujúcimi spôsobmi: zvýšením koncentrácie Hb alebo zvýšením kapacity Hb, využitím stimulačných účinkov, ako aj využitím možných náhrad za Hb. Aplikáciou vyššie uvedených metód sa zlepšuje zásobovanie kyslíkom a svaly pracujú produktívnejšie, čo vám umožňuje dosahovať lepšie výsledky.
Pozornosť športovcov, trénerov a športových špecialistov sa sústreďuje na spôsoby zlepšenia kvality vytrvalosti pri zmene obsahu kyslíka v transportovanej krvi. Niektoré z týchto metód sú prijateľné, zatiaľ čo iné sú v atletike a iných športoch zakázané. Autor tohto článku podporuje moderné antidopingové pravidlá a odsudzuje umelé zakázané metódy na zlepšenie výkonnosti športovcov.
Cieľom predkladanej štúdie je analyzovať metódy a lieky, ktoré zvyšujú obsah kyslíka v krvi. Autor popisuje vývoj názorov na tento problém, efektivitu používaných prostriedkov a možnosti rizika pri ich používaní a vyjadruje nádej, že tieto informácie prispejú k posilneniu boja proti dopingu.
1. Priama expozícia hemoglobínu (Hb)
Zlepšenie dodávky kyslíka priamym pôsobením na Hb na zvýšenie počtu červených krviniek (RBC) alebo úpravou schopnosti Hb zvýšiť kapacitu väzby kyslíka.
1.1 Krvná transfúzia
Myšlienka použiť metódu krvnej transfúzie vznikla v 70. rokoch minulého storočia. Používanie „krvného dopingu“ v behu na dlhé trate, cyklistike, lyžovaní a biatlone sa datuje od olympijských hier v roku 1972. V roku 1976 lekárska komisia olympijského výboru formálne odsúdila používanie tejto metódy, ale prax jej používania pokračovala. Až po odhalení amerického olympijského výboru, že sedem členov amerického tímu v roku 1984 použilo „krvný doping“, bola metóda zakázaná.
„Krvný doping“ je zaradený do zoznamu zakázaných manipulácií s akoukoľvek krvou, vlastnou aj cudzou, ako aj s prípravkami obsahujúcimi erytrocyty, krvnú plazmu alebo iné zložky.
V prípade autotransfúzie sa športovcovi odoberie niekoľko dávok krvi (zvyčajne ~ 450 ml). Potom sa erytrocyty oddelia a uložia na následné zavedenie do tela športovca. Pri teplote 4 stupne C sa erytrocyty môžu skladovať 35-42 dní. Pri teplote -65 stupňov C v glyceríne ich možno skladovať až 10 rokov. Ak sa uskladňovanie odobratej krvi uskutočňuje pri teplote 4 stupne C, tak jej maximálne skladovanie nie je dlhšie ako 42 dní a počas tohto obdobia sa musí použiť na reverznú injekciu. V tomto období však kostná dreň nestihne úplne obnoviť celý deficit stratených červených krviniek, preto tento spôsob uchovania krvi športovca nie je optimálny. Iná metóda je, samozrejme, oveľa efektívnejšia, ale vyžaduje špeciálne vybavenie a je drahšia.
Zavedenie vopred odobratej krvi sa zvyčajne uskutočňuje 1 až 7 dní pred hlavnou súťažou.
Predpokladá sa, že autotransfúzna metóda nie je úplne bezpečná, prípadné chyby pri skladovaní môžu viesť k vážnym zdravotným problémom športovca. Športovci sú tiež vystavení riziku zavlečenia bakteriálnej infekcie počas liečebných procedúr.
V prípade jednoduchej dodatočnej transfúzie krvi by športovci mali vyhľadať špeciálne krvné sklady alebo banky, ktoré im môžu poskytnúť krv skladovanú maximálne 42 dní. Často v niektorých krajinách je získanie krvi problém, pretože. prednostne sa poskytuje vhodným pacientom.
Existuje tiež určité riziko nákazy hepatitídou B alebo C, ako aj infekciou HIV. Možné sú aj vedľajšie účinky spojené s lekárskymi manipuláciami - ide o zvýšenie teploty a rôzne pocity bolesti.
V súčasnosti sa dosiahol určitý pokrok v definovaní používania „krvného dopingu“. Povzbudivé výsledky sa získali použitím cytometrickej metódy založenej na detekcii protilátok v dôsledku výskytu rôznych skupín erytrocytov. Definícia autohemotransfúzie však nie je dostatočne vyvinutá metóda a vyžaduje si ďalší výskum.
Vo vrcholovom športe bola na OH 2002 po prvýkrát použitá metóda autohemotransfúzie pomocou rekombinantného erytropoetínu (rHuEPO).
1.2 Vonkajšie faktory prispievajúce k efektívnejšej tvorbe krvných zložiek
EPO (erytropoetín, hormón regulujúci krvotvorbu), ktorý je spojený s fenoménom hypoxie, je prirodzeným stimulátorom rastu prekurzorov krvných buniek v kostnej dreni. Existuje niekoľko spôsobov, ako stimulovať produkciu ERW. Zvýšenie počtu červených krviniek sa dosahuje podávaním rHuEPO alebo podobných produktov ako je zapuzdrené ERPO alebo jeho napodobeniny, ktoré je možné zakúpiť v lekárňach.
1.2.1 Vysoká nadmorská výška a iné hypoxické účinky
Je známe, že hypoxia stimuluje erytropoézu, čím sa zvyšuje množstvo Hb a počet červených krviniek a znižuje sa celkové množstvo krvnej plazmy. Od roku 1968, keď sa olympijské hry konali v Mexiku, sa uskutočnilo značné množstvo výskumov na určenie vplyvu pobytu vo vysokej nadmorskej výške na výkonnosť výsledkov súvisiacich s aeróbnym výkonom. K dnešnému dňu však stále neexistuje konsenzus o metodike výcviku s využitím vysočiny.
Levine et al v roku 1969 zaviedli koncept nazvaný „žiť hore, trénovať dole“, v ktorom sú športovci neustále v nadmorskej výške 2000-2700 metrov nad morom a trénujú vo výške 1000 metrov alebo menej. Predpokladá sa, že pobyt vo výške zvyšuje hladinu ER, množstvo červených krviniek a množstvo hemoglobínu. Zvyšuje krvotvorbu a tréningové a súťažné úspechy na úrovni mora zvýšením maximálneho príjmu kyslíka (VO2max).
V posledných rokoch používajú športovci na zníženie hypoxie niekoľko rôznych metód, ktoré sú v súlade s princípom „ži hore, trénuj dole“. Takéto metódy možno klasifikovať nasledovne: (1) normobarická hypoxia využívajúca zníženie parciálneho tlaku kyslíka (dosiahnuté pridaním dusíka v izolovanej miestnosti), (2) rôzne doplnky kyslíka, (3) spánok v hypoxických podmienkach, (4) zadržanie dychu.
Používanie „výškových miestností“ bolo prvýkrát použité vo Fínsku v 90. rokoch a potom sa rozšírilo do celého sveta. Takéto zariadenia umožňujú vytvárať podmienky podobné ako v nadmorskej výške 2000 - 3000 metrov nad morom a riadiť sa tak princípom "žiť hore - trénovať dole." Rôzne štúdie naznačujú, že táto metóda pomáha zvyšovať počet a hmotnosť červených krviniek, no nie všetci vedci túto skutočnosť potvrdzujú. V niektorých pozorovaniach sa uvádza, že pri použití tejto metódy sa zvyšujú aj anaeróbne schopnosti športovcov.
Použitie kyslíkových prísad v hypoxických podmienkach je v súčasnosti nedostatočne študované a vyžaduje si ďalší výskum.
Športovci venujúci sa vytrvalostným športom v poslednej dobe používajú rôzne zariadenia, ktoré poskytujú hypoxiu počas spánku. Zvyčajne vyzerajú ako špeciálne stany a vytvárajú podmienky zodpovedajúce nadmorským výškam do 4000 metrov nad morom. Dodnes nie sú publikované práce o účinnosti tejto metódy na hematopoetický systém a aeróbnu výkonnosť.
Niektorí športovci používajú rôzne techniky na zadržiavanie dychu počas rôznych období odpočinku a tréningov, ale neexistujú spoľahlivé dôkazy o účinnosti tejto metódy. Niektoré údaje nepriamo hovoria o zvýšení anaeróbneho výkonu a anaeróbnej produktivity, táto problematika si vyžaduje ďalší výskum.
Predpokladá sa, že použitie rôznych zariadení, ktoré vytvárajú hypoxické podmienky, nie je z etických dôvodov použiteľné. Je známym faktom, že používanie takýchto zariadení zakázali organizátori olympijských hier 2000 v Sydney. Nebolo však poskytnuté žiadne odôvodnenie takéhoto zákazu. Nórsky olympijský výbor vydal vyhlásenie, v ktorom argumentoval, že používanie takýchto zariadení nie je etickým porušením.
1.2.2 Použitie rekombinantného erytropoetínu (rHuEPO)
Erytropoetín (grécky erythros - červený + poietikos - tvoriaci, produkujúci) je hormón, ktorý stimuluje dozrievanie a diferenciáciu červených krviniek. V roku 1974 Medzinárodná komisia pre biochemickú nomenklatúru zaradila do zoznamu peptidových hormónov získaných v čistej forme. V tele je obsah ERO regulovaný hypoxiou. Produkujú ho hlavne obličky a asi 10 % ho dokáže produkovať pečeň. Obsah tohto hormónu v plazme je od 2ui/l do 24ui/l, u 95% ľudí jeho obsah zodpovedá 6-10ui/l. Proces dozrievania erytrocytov pod vplyvom ERW trvá od 5 do 9 dní.
Vývoj rekombinantnej techniky na produkciu EPO klonovaním viedol v roku 1985 k produkcii rHuEPO. V Európe sa táto droga objavila v roku 1987 av USA v roku 1989. V klinickej praxi sa používa pri anémii spôsobenej zlyhaním obličiek, ako aj pri výraznej strate krvi po rôznych operáciách. Viac ako 500 000 pacientov na celom svete potrebuje rHuEPO na rôzne indikácie.
V praxi aj vo výskume sa používa niekoľko modifikácií rHuEPO. Zistilo sa, že tento liek sa objavil v športovej praxi v roku 1988 na zimných olympijských hrách v Calgary. Zakázané použitie rHuEPO na zvýšenie výkonu sa podáva ako injekčný liek v dávkach 200 až 250 ui na kilogram telesnej hmotnosti športovca, pričom sa športovcovi navyše podávajú doplnky železa. Táto prax môže pokračovať niekoľko týždňov s 1-2 injekciami týždenne.
Je pomerne ťažké objektívne určiť prítomnosť rHuEPO v tele športovca. Hoci športová literatúra potvrdzuje používanie tejto drogy medzinárodnými športovcami, existuje len veľmi málo skutočných vedeckých poznatkov potvrdzujúcich túto skutočnosť. Scarpino et al uskutočnili prieskum medzi 1015 talianskymi športovcami s cieľom identifikovať použitie rHuEPO alebo lekárske manipulácie s krvou. 7 % športovcov potvrdilo, že takéto metódy používa pravidelne a 25 % poznamenalo, že ich používa príležitostne. Medzinárodná antidopingová kontrola sa však domnieva, že len 3 – 6 % medzinárodných športovcov používa takéto metódy vo svojej praxi.
Existuje názor, že použitie „krvného dopingu“ pomocou rHuEPO viedlo v roku 1990 k smrti holandského cyklistu. V tom čase bolo užívanie tohto lieku úplne nekontrolované a dosahovalo prehnané hodnoty, čo spôsobovalo dehydratáciu a viedlo k vzniku trombózy. V súčasnosti je použitie rHuEPO opodstatnenejšie, no stále je spojené s určitými rizikami.
Zvýšená viskozita krvi (Hct > 52 % u žien a 55 % u mužov, v uvedenom poradí) je spôsobená užívaním rHuEPO, čo môže u niektorých športovcov viesť k vzniku trombózy. Je možné, že prítomnosť takýchto trombóz môže byť príčinou niektorých ochorení a dokonca aj smrti. Dodatočná prítomnosť injikovaného lieku môže spôsobiť zvýšenie systolického tlaku počas fyzickej námahy, ako aj možný výskyt ďalších protilátok a niektoré ďalšie nežiaduce reakcie.
Medzinárodný olympijský výbor (IOC) oficiálne zakázal používanie rHuEPO v roku 1989, pričom zaviedol novú triedu peptidových hormónov a ich analógov. Odvtedy sa používajú špeciálne nepriame metódy na stanovenie injekčných liekov v krvi športovca, ako aj metódy na priamu detekciu vlastného erytroproteínu a zavedeného rekombinantného. V praxi antidopingovej kontroly sa využívajú metódy rozboru krvi a moču športovcov, pričom obe metódy sa využívajú v podmienkach mimosúťažnej a predsúťažnej kontroly. Súťaž využíva metódu testovania moču, ako tomu bolo na MS v atletike v Paríži, no s vylepšením tejto metódy sa zavedie do praxe všetkých testovaní.
1.2.3 Iné erytropoetíny, ERPO peptidy a ERPO náhrady
Použitie rHuEPO s intravenóznymi a subkutánnymi injekciami je dosť bolestivý proces, preto sa v súčasnosti vyvíjajú rôzne nové spôsoby podávania tohto lieku. Spôsob tabletového podávania lieku je vo vývoji. Ďalším smerom je zavedenie rHuEPO genetickým inžinierstvom. Takéto experimenty sa v súčasnosti vykonávajú na hlodavcoch a opiciach. Pacienti budú môcť tieto metódy používať len s plnými zárukami bezpečnosti. Využitie náhrad EPO v medicíne je nevyhnutné a zdá sa perspektívne, avšak v športe pri kontrole bude ich stanovenie možné, pretože nie sú prirodzeným produktom ľudského života.
2 Iné spôsoby dodávania kyslíka
2.1 Nosiče kyslíka na báze hemoglobínu (HBOC)
Intenzívny výskum na zlepšenie schopnosti dodávať kyslík do pracujúcich svalov vykonávajú početné skupiny výskumníkov. V súčasnosti sú známe extrakty hemoglobínu z rôznych látok. Je celkom možné používať takéto lieky pri vykonávaní športu, takže sú zakázané. V tele môžu byť takéto lieky obmedzený čas (12-24 hodín) a neobjavujú sa v moči. Očakáva sa, že na olympijských hrách v Aténach v roku 2004 krvné testy zistia aj prítomnosť HBOC.
2.2 Krvné náhrady
Krvné náhrady boli vyvinuté počas druhej svetovej vojny a v medicíne sa používajú od roku 1966. Sú to syntetické kvapaliny schopné rozpúšťať kyslík. Ich kapacita je však nedostatočná a pre ich najefektívnejšie využitie je potrebné dodatočne inhalovať kyslík. Krvné náhrady sa nevylučujú z tela močom a určenie ich použitia je možné len pri štúdiu vydychovaného vzduchu a krvných testov. V zoznamoch Antidopingových liekov je tento spôsob definovaný aj ako zakázaný.
Záver
V súčasnosti sa používa a vyvíja značné množstvo metód na zvýšenie možnosti prísunu kyslíka do ľudských svalov a tým na zlepšenie výkonu pri športových aktivitách. V lekárskej praxi sú pomerne široko použiteľné, no z etických dôvodov sú v športe zakázané. Žiaľ, niektorí športovci, možno pod vplyvom trénerov, fyziológov a zdravotníkov, volia nesprávnu cestu, čo môže viesť k neznámym dôsledkom užívania nelegálnych drog a metód.
(Preložil Edwin Ozolin)
Pripravil: Sergej Koval
Regulácia vonkajšieho dýchania.
Vetranie pľúc sa vykonáva prácou dýchacích svalov. Frekvencia ich kontrakcií je určená činnosťou dýchacieho centra. Význam tohto centra spočíva nielen v určovaní objemu ventilácie, ale aj vo výbere najhospodárnejšej frekvencie, hĺbky a formy dýchacích pohybov v závislosti od mechanických vlastností pľúc a stien hrudnej dutiny (ich rozťažnosti, odpor dýchacích ciest voči prúdeniu vzduchu, odpor viskózneho tkaniva atď.).
Činnosť dýchacieho centra sa vyznačuje vysokým stupňom spoľahlivosti. Na jej poskytovaní sa podieľajú aferentné impulzy prispievajúce k zmene respiračných fáz. Kontrakcie mnohých svalov a svalových skupín zapojených do pľúcnej ventilácie sú prísne koordinované v čase a sile. Intenzita excitácie dýchacích svalov sa reguluje v súlade so zmenami ich dĺžky a objemu hrudníka. Na tieto aspekty činnosti vonkajšieho dýchacieho aparátu slúžia reflexy, ktorých receptívne polia sa nachádzajú v samotnom dýchacom aparáte: v pľúcach, dýchacích svaloch a horných dýchacích cestách. Plnia funkciu spätnej väzby medzi centrami a perifériou a mali by sa pripisovať ich vlastným respiračným reflexom, ktoré vykonávajú samoreguláciu dýchania.
Zvážte štruktúru reflexných oblúkov týchto reflexov.
Aferentný systém pľúc. V roku 1868 Hering a Breuer zistili, že zväčšenie objemu pľúc brzdí kontrakciu inspiračných svalov a nasávanie vzduchu z pľúc, naopak, spôsobuje silnú kontrakciu inspiračných svalov. Závislosť činnosti dýchacieho centra na objeme pľúc sa eliminuje obojstrannou transekciou blúdivých nervov alebo len ich pľúcnych vetiev.
V pľúcach existuje niekoľko typov mechanoreceptorov. Morfológovia rozlišujú medzi pomalým a rýchlym prispôsobovaním receptory natiahnutia pľúc kolaps pľúc, receptory sliznice priedušnice a priedušiek, receptory intersticiálneho tkaniva alveol (tzv. Y-receptory pľúc ). Úloha a význam všetkých týchto útvarov pri regulácii dýchacích pohybov je odlišný.
Zmeny objemu pľúc u zvierat spôsobujú tri silné a konštantné reakcie dýchacieho centra: 1) inhibíciu inspiračnej aktivity so zvýšením objemu pľúc, 2) krátku inspiračnú excitáciu s prudkým a miernym zvýšením objemu a 3) zvýšenie frekvencia dýchania a sila inspiračných svalových kontrakcií s poklesom objemu pľúc . Tieto reflexy sú charakterizované systémovými reakciami dýchacieho aparátu a stav motorických neurónov svalov nádychu a výdychu sa recipročne mení.
Hoci bilaterálna vagotómia nevedie k smrti zvieraťa. ale vypínanie impulzov z pľúcnych receptorov výrazne mení priebeh respiračných periód a formu dýchacích pohybov. Dochádza k zvýšeniu amplitúdy a trvania nádychov a výdychov a zmena respiračných fáz je narušená a nastáva v dôsledku podráždenia mechanoreceptorov dýchacích svalov. Aferentný systém pľúc zohráva dôležitú úlohu pri samoregulácii dýchania. je základom spätnej väzby medzi perifériou dýchacieho aparátu a centrami.
Aferentný systém dýchacích svalov. Membrána je relatívne chudobná na receptory, ktoré za normálnych podmienok nie sú podstatné pri regulácii dýchania. Ale respiračná aktivita bránice je neustále závislá od objemu pľúc. Pri utesnenej pleurálnej dutine sú pohyby bránice vždy sprevádzané podráždením mechanoreceptorov pľúc, ktoré v podstate. nahradiť vlastné bránicové receptory.
Medzirebrové svaly sú vybavené veľkým počtom receptorov svalového vretienka. Vo svaloch jedného medzirebrového priestoru je až 100 takýchto útvarov. Vzrušenie koncov vretien sa mení kontrakciou a naťahovaním medzirebrových svalov. Z citlivých zakončení vretien prúd impulzov neustále vstupuje do miechy, čo sa zvyšuje počas inšpirácie, pretože spolu s extrafúznymi svalovými vláknami dochádza počas inšpirácie k intrafúznej kontrakcii a začiatok kontrakcie je určený skôr ako excitácia alfa motorických neurónov. Činnosť motorických neurónov vdychových a výdychových svalov sa mení striktne recipročne.
Okrem receptorov natiahnutia svalov dýchacie pohyby dráždia mechanoreceptory kože hrudníka a receptory safény. Impulzy z mechanoreceptorov hrudníka vstupujú do hrudných segmentov miechy, stúpajú do diafragmatických centier a do mozgu.
Normálny dychový objem je zabezpečený skrátením dýchacích svalov, ktoré vyvíjajú určité napätie. Dýchacie centrum určuje „požiadavku“ na skrátenie dýchacích svalov cez eferentné systémy svalových vretien. Kontrakcia intrafuzálnych vlákien spôsobuje dodatočnú kontrakciu extrafuzálnych svalových vlákien úmernú skráteniu intrafuzálnych vlákien, ako je požadované. Pri zvýšení záťaže dýchacieho aparátu (zvýšenie odporu pri dýchaní) predchádzajúce svalové napätie nespôsobuje predchádzajúce skrátenie a potrebnú zmenu objemu hrudnej dutiny. Ale za týchto podmienok sú vretená viac natiahnuté ako pred záťažou, čo v poradí naťahovacieho reflexu automaticky spôsobí zvýšenie svalového napätia.
Chemoreceptory dýchacieho aparátu. Okrem mechanoreceptorov pľúc a dýchacích ciest, ako aj proprioreceptorov dýchacích svalov zohrávajú v regulácii dýchania významnú úlohu zmyslové útvary citlivé na chemické podnety, chemoreceptory. Jeho funkciou je kontrolovať zloženie plynov a acidobázickú rovnováhu vnútorného prostredia tela, pri zabezpečovaní stálosti, ktorej sa dýchanie priamo podieľa.
Intenzitu vonkajšieho dýchania v konečnom dôsledku určuje dynamika spotreby kyslíka a produkcie CO 2 telesnými tkanivami. Dýchacie centrum medulla oblongata udržuje úroveň pľúcnej ventilácie predovšetkým v súlade s napätím oxidu uhličitého a koncentráciou vodíkových iónov v krvi, ktorá ho obklopuje. Toto centrum, ak je izolované od aferentných spojení s perifériou, však nie je schopné adekvátne reagovať na úroveň dodávky kyslíka. Práve chemoreceptory vysielajú do dýchacieho centra signály o veľkosti napätia kyslíka v krvi, ako aj ďalšie informácie o napätí oxidu uhličitého a aktívnej reakcii vnútorného prostredia. Ukázalo sa, že tieto receptory sú citlivé na obmedzenie prísunu kyslíka a zníženie obsahu kyslíka v krvi bez ohľadu na to, akým spôsobom k tomu dôjde.
Receptory, ktoré vnímajú plynové zloženie arteriálnej krvi, sa nachádzajú v dvoch oblastiach: oblúk aorty a karotický sín (miesto, kde sa krčná tepna delí na vonkajšiu a vnútornú). Chemoreceptory sú uzavreté v špeciálnych telieskach - glomeruloch alebo glomus, ktoré sa nachádzajú mimo cievy a sú premývané krvou cez špeciálne kapiláry.
Okrem týchto receptorov, tzv. centrálne neuroreceptorové formácie. Perfúzia 4. mozgovej komory zvierat okyslenými alebo nasýtenými roztokmi CO 2 spôsobuje hyperventiláciu. Štúdie ukázali, že chemosenzitívne oblasti sa nachádzajú vo ventrolaterálnej časti medulla oblongata, v hĺbke 2,5-3 mm od povrchu, a posielajú informácie do neurónov dýchacieho centra.
Vzhľadom na funkčné vlastnosti arteriálnych chemoreceptorov je ich stimulácia účinná najmä pri svalovej aktivite, ktorá, ako je známe, vyžaduje udržiavanie vysokej úrovne ventilácie. Zároveň sa chemoreceptory podieľajú na regulácii nielen MOD, ale aj takých parametrov, ako je tonus bronchiálnych svalov a priesvitu dýchacích ciest, a tiež ovplyvňovaním aktivity medzirebrových svalov na funkčnom zvyšková kapacita a štruktúra dýchacieho cyklu.
Aortálne chemoreceptory sú umiestnené na "bránach" celého arteriálneho systému a karotídy - na "bránach" cievnej siete mozgu. Výnimočný význam funkcie karotického tela poukazuje na veľký fyziologický význam regulácie plynového zloženia krvi zásobujúcej mozog.
dýchacie centrum retikulárna formácia mozgového kmeňa integruje prichádzajúce signály chemoreceptorov s inými aferentnými a centrálnymi vplyvmi. Predpokladá sa, že v dôsledku interakcie mechanoreceptorových a chemoreceptorových impulzov v špecializovaných neurónových sieťach sa vytvára špecifická rytmická povaha aktivity dýchacieho centra.
Ako je usporiadané dýchacie centrum, ktoré vykonáva takú jemnú reguláciu dýchania tela? Už sme to spomínali niekoľkokrát, teraz si povieme podrobnejšie.
Dýchacie centrum je súbor nervových buniek umiestnených v rôznych častiach centrálneho nervového systému, ktoré zabezpečujú koordinovanú rytmickú činnosť dýchacích svalov a prispôsobovanie dýchania meniacim sa podmienkam vonkajšieho a vnútorného prostredia tela. Určité skupiny nervových buniek sú nevyhnutné pre rytmickú činnosť dýchacích svalov. Nachádzajú sa v retikulárnej formácii medulla oblongata, tvoriacej dýchacie centrum v úzkom (anatomickom) zmysle slova. Porušenie funkcie týchto buniek vedie k zastaveniu dýchania v dôsledku paralýzy dýchacích svalov.
Pri analýze výsledkov transekcií, elektrickej stimulácie a koagulácie rôznych častí predĺženej miechy Mislavskij (1885) dospel k záveru, že dýchacie centrum (RC) sa nachádza v retikulárnej formácii predĺženej miechy na oboch stranách stehu. úroveň koreňov hypoglossálneho nervu. Bunkové štruktúry stredu siahajú od dolného rohu pochle k základni pera. Zo strán sú ohraničené lanovými telesami a zospodu olivami a pyramídami. Mislavský dokázal, že dýchacie centrum má inspiračné a exspiračné časti (inspiračné centrum a exspiračné centrum). Teraz sa ukázalo, že inspiračné neuróny prevládajú v kaudálnom tractus solitarius a exspiračné neuróny prevažujú vo ventrálnom jadre (nucleus ambiguus).
Lumsden a ďalší výskumníci pri pokusoch na teplokrvných živočíchoch ukázali, že DC má zložitejšiu štruktúru, ako sa doteraz predpokladalo. V hornej časti mosta našli tzv. pneumotaktické centrum ktorý riadi činnosť centier umiestnených nižšie v medulla oblongata
nádych a výdych. Medzi inspiračnými a exspiračnými neurónmi existujú vzájomné vzťahy. To znamená, že excitácia jednej skupiny neurónov inhibuje aktivitu inej a naopak.
Interakcia medzi DC neurónmi je v súčasnosti znázornená nasledovne. V dôsledku reflexných impulzov z chemoreceptorov dochádza k excitácii inspiračných neurónov a recipročnej inhibícii exspiračných neurónov. Súčasne impulzy z inspiračných neurónov prichádzajú do centra pneumotaxie a z neho do exspiračných neurónov, čo spôsobuje ich excitáciu a akt výdychu. Výdychové centrum je zároveň excitované impulzmi z napínacích receptorov pľúc. Aktivácia exspiračných neurónov recipročne inhibuje inspiračné centrum, no k jeho novej excitácii dochádza cez centrum pneumotaxie, posilnené impulzmi z receptorov kolapsu pľúc.
Aktivita celého súboru neurónov, ktoré tvoria DC, je nevyhnutná na udržanie normálneho dýchania. Na procesoch regulácie dýchania sa však podieľajú aj nadložné časti centrálneho nervového systému, ktoré zabezpečujú jemné adaptačné zmeny dýchania pri rôznych druhoch činnosti. Dôležitú úlohu pri regulácii dýchania zohrávajú mozgové hemisféry a ich kôra, vďaka čomu sa prispôsobovanie dýchacích pohybov uskutočňuje počas rozhovoru, spevu, športu a práce. Schopnosť mozgovej kôry ovplyvňovať procesy vonkajšieho dýchania je zrejmá z toho, že je možné ľubovoľne meniť frekvenciu a rytmus dýchania a navyše je možné rozvíjať podmienené reflexné zmeny dýchania (napr. , predštartové zmeny dýchania u športovcov a pod.).
Funkčný systém zásobovania tela kyslíkom.
Doteraz sme uvažovali len o regulácii vonkajšieho dýchania. Samotné vonkajšie dýchanie však na udržanie normálnej hladiny kyslíka v krvi nestačí. Medzi aktuátory funkčného systému zásobovania kyslíkom tela (FSKS) zahŕňa aj mechanizmy, ktoré zabezpečujú väzbu kyslíka, jeho transport, úroveň redoxných procesov, ako aj sériu behaviorálnych prejavov zameraných na udržanie prísunu kyslíka. Prirodzene, systémotvorným faktorom pri FSCS je hladina kyslíka v krvi, ktorá je riadená chemoreceptormi. Schéma FSKS je uvedená v tabuľke. V praxi sa o tom dozviete viac.
Zapojenie rôznych výkonných mechanizmov FSCS do realizácie užitočného výsledku - zabezpečenia normálneho obsahu kyslíka v krvi - sa najvýraznejšie prejavuje v rôznych extrémnych podmienkach, medzi ktoré patria predovšetkým podmienky nízkeho alebo vysokého atmosférického tlaku.
Vlastnosti dýchania a dodávky kyslíka do tela v extrémnych podmienkach.
Hypoxia a vplyv nízkeho atmosférického tlaku na telo. Akýkoľvek nedostatok kyslíka v jednotlivých tkanivách alebo v tele ako celku sa nazýva hypoxia. Nedostatok kyslíka v krvi sa nazýva hypoxémia.
Hypoxia môže byť štyroch typov.
1. Pri nedostatočnej saturácii krvi kyslíkom, dýchacie (hypoxemický) hypoxia . Tento stav sa vyskytuje v nasledujúcich prípadoch:
Pri nízkom parciálnom tlaku kyslíka vo vzduchu;
Pri nedostatočnom vetraní pľúc (obštrukcia dýchacích ciest, slabosť dýchacích svalov, nedostatočnosť dýchacieho centra, pneumotorax). Súčasne je v krvi zaznamenaná hyperkapnia, zvýšená koncentrácia CO2.
Pri zhoršení difúzie plynov cez pľúcnu membránu (bronchospazmus, plnenie alveol tekutinou pri edémoch, zápal pľúc, utopenie), čo je sprevádzané aj hyperkapniou;
S niektorými typmi srdcových ochorení (nezarastených botalovým kanálikom atď.).
2. Anemická hypoxia v dôsledku zníženia schopnosti krvi viazať kyslík, t.j. zníženie kyslíkovej kapacity krvi. K tomu dochádza pri strate krvi, Hb je viazaný inými látkami (oxid uhoľnatý, ferokyanidy atď.).
3. V prípade spomalenia pohybu krvi v kapilárach s celkovým zlyhaním krvného obehu, v dôsledku nedostatočného prekrvenia jednotlivých orgánov, napr. kongestívna hypoxia alebo obehový systém . V podstate každá smrť na zástavu srdca je smrťou na hypoxiu.
4 . Keď tkanivá v dôsledku inaktivácie oxidačných enzýmov (napríklad kyanidov) nemôžu využívať kyslík, dochádza histotoxická hypoxia.
S výnimkou obehovej hypoxie, ktorá vzniká pri nedostatočnom prekrvení jednotlivých orgánov, vedú ostatné formy hypoxie k nedostatočnému zásobovaniu všetkých tkanív kyslíkom. Ale keďže citlivosť rôznych tkanív na nedostatok kyslíka je rôzna, rovnaký stupeň hypoxie môže spôsobiť vážne poruchy činnosti niektorých orgánov, takmer bez ovplyvnenia iných, pričom zmeny budú primárne spôsobené poruchami vyskytujúcimi sa v orgánoch najviac citlivý na hypoxiu.
Na nedostatok kyslíka najrýchlejšie a najprudšie reagujú vyššie časti centrálneho nervového systému a vyššie receptory (sietnica oka). To sa objavuje najmä pri rýchlom vývoji a výraznej hypoxii. V tomto prípade môže dôjsť k okamžitej strate vedomia, ako sa to deje napríklad pri udusení alebo uškrtení (zastavenie prietoku krvi do mozgu). Pri pomalšom rozvoji hypoxie nastáva aj smrť vždy po strate vedomia, t.j. po paralýze funkcií vyšších častí mozgu.
Obličky, pečeň a srdcový sval sú menej citlivé na hypoxiu ako mozog, avšak príznaky poruchy ich funkcie sa prejavia pomerne rýchlo. Kostrové a najmä hladké svaly zostávajú pri nedostatku kyslíka nažive pomerne dlho, niekoľko hodín (škrtidlo sa priloží na 2 hodiny a potom sa obnoví funkcia končatiny).
Výsledkom poklesu napätia kyslíka v krvi je vždy zvýšenie aktivity dýchacieho centra, čo sa prejavuje zrýchlením a prehĺbením dýchania a vedie k zvýšeniu MOD. Tento účinok závisí najmä od reflexnej stimulácie chemoreceptorov oblúka aorty a karotického sínusu. Posilnenie pľúcnej ventilácie pri hypoxii je typické pre jej plytké štádium. Má pozitívny vplyv na organizmus, najmä pri respiračnej hypoxii. V tomto prípade zvýšenie pľúcnej ventilácie vedie k zvýšeniu parciálneho tlaku kyslíka v krvi. Pri iných formách hypoxie, ktoré nezávisia od nedostatku kyslíka v arteriálnej krvi, nemôže zvýšenie respiračnej aktivity prispieť k odstráneniu hypoxie.
S prehlbovaním hypoxie nastáva oslabenie výkonnosti dýchacieho centra, prejavujúce sa najskôr periodickým Cheyne-Stokesovým dýchaním, ktoré nezabezpečuje dostatočnú ventiláciu pľúc. Potom sa k príčinám hypoxie pripojí nedostatočné dýchanie a vznikne začarovaný kruh: hypoxia vedie k zlyhaniu dýchania a zlyhanie dýchania ešte viac zhoršuje hypoxiu. Tento kruh je možné prelomiť iba odstránením príčiny hypoxie.
Zmeny krvného obehu počas hypoxie sú charakteristické tým, že v jej počiatočných fázach dochádza k zvýšeniu srdcovej frekvencie, zvýšeniu srdcového výdaja a zvýšeniu krvného tlaku. V dôsledku vyprázdnenia depa sa zvyšuje množstvo cirkulujúcej krvi a zvyšuje sa kyslíková kapacita krvi. Pri dlhotrvajúcej a ťažkej hypoxii sa však poškodia centrá regulácie krvného obehu a vzniká druhý začarovaný kruh – hypoxia spôsobuje poruchy krvného obehu a hypoxiu zhoršuje.
Vlastnosti dýchania pri nízkom atmosférickom tlaku. Najviac študovanou formou hypoxie je hypoxemická hypoxia, najmä jej respiračná forma. S touto formou hypoxie sa človek stretáva pri stúpaní do výšok, pri lete do stratosféry a pri letoch do vesmíru. Arteriálna krv je okysličená približne na 95 – 90 %, kým barometrický tlak neklesne pod 500 – 550 mm Hg, čo zodpovedá nadmorskej výške 3 – 3,5 km nad morom. S ďalším poklesom barometrického tlaku saturácia arteriálneho kyslíka rýchlo klesá a dosahuje 50 % kyslíkovej kapacity pri barometrickom tlaku 270 – 300 mm Hg (nadmorská výška 7,5 – 8 km).
Prevažná väčšina ľudí do nadmorskej výšky 2,5-3 km nad morom nepociťuje vážne poruchy. To, samozrejme, neznamená, že telo je v rovnakom stave ako nižšie. Hoci vo výške 1,5-3 km je arteriálna krv zvyčajne ešte nasýtená kyslíkom aspoň na 90% svojej kyslíkovej kapacity, napätie kyslíka v krvi je už znížené a začínajú sa objavovať reflexné reakcie opísané vyššie - zrýchľovanie a prehlbovanie dýchania, zvýšená srdcová frekvencia, prietok krvi z depa, rast erytropoézy. Všetky tieto zmeny u zdravého človeka práve zabezpečujú zachovanie pracovnej schopnosti v danej výške.
Od výšky 3-3,5 km sa začínajú u človeka zisťovať poruchy množstva funkcií, čo závisí najmä od zmien bežnej činnosti vyšších centier. V tejto nadmorskej výške klesá nielen napätie kyslíka v krvi, ale aj množstvo kyslíka viazaného hemoglobínom. Viac či menej závažné symptómy respiračnej hypoxie zvyčajne začínajú, keď saturácia arteriálnej kyslíka klesne pod 85-80% KEC. Ak saturácia krvi klesne pod 45% KEC, nastáva smrť.
Pri výstupe do významných výšok v dôsledku dysregulácie sa zaznamenáva únava, apatia, ospalosť, chvenie prstov, bolesť hlavy, dýchavičnosť a búšenie srdca, nevoľnosť, t.j. vzniká nadmorská výška alebo horská choroba. V závislosti od individuálnych charakteristík a trénovanosti človeka môže byť výška, v ktorej dochádza k závažným poruchám, rôzna, ale vyskytujú sa u každého. Nadmorská výška 8,5-9 km je hranica, nad ktorú sa človek bez dýchacieho prístroja nemôže dostať bez ohrozenia života.
Vlastnosti dýchania pri vysokom atmosférickom tlaku. Zatiaľ čo nízky atmosférický tlak vedie k chemickým posunom v tele v dôsledku nedostatku kyslíka, zvýšený atmosférický tlak, s ktorým sa človek stretáva pri potápaní, pôsobí predovšetkým ako fyzikálny faktor.
Potápanie na každých 10 m pod hladinou vody znamená zvýšenie tlaku pôsobiaceho na telo o 1 atmosféru, takže v hĺbke povedzme 90 m pôsobí na človeka 10 atm. Byť pod takýmto tlakom, ak to netrvá dlhšie ako 2 hodiny, nie je síce nebezpečné, ale zdvíhanie z tejto hĺbky, ak sa nedodržia potrebné opatrenia, môže viesť k smrti.
Faktom je, že keď je človek vystavený zvýšenému tlaku, môže dýchať iba vtedy, keď je k nemu privádzaný vzduch pod rovnakým tlakom. Rozpúšťanie plynov v kvapaline je priamo úmerné ich parciálnemu tlaku nad kvapalinou a ak 1 ml krvi pri dýchaní na hladine mora rozpustí 0,011 ml dusíka, ale pri tlaku 5 atmosfér - 5-krát viac. Dusík je tiež rozpustný vo všetkých tkanivách, najmä v tukovom a na tuk bohatom nervovom tkanive. S rýchlym prechodom z tlaku 5 atm. na normálny tlak dokážu tkanivá tela udržať v rozpustenom stave len 0,011 ml plynu na 1 ml krvi. Zvyšok dusíka prechádza do plynného stavu a vytvára bubliny v tkanivách a krvi. Takáto bublina môže zablokovať koronárnu alebo cerebrálnu artériu a spôsobiť okamžitú smrť. Malé bublinky dusíka, uvoľnené v nervovom tkanive, kĺboch, svaloch atď., Nespôsobujú smrť, ale spôsobujú silnú bolesť.
Aby sa predišlo týmto komplikáciám, je potrebné zdvíhať potápačov len takou rýchlosťou, aby sa plyny z krvi stihli uvoľniť pľúcami. Ak bolo podľa životne dôležitých indícií potrebné urgentne zdvihnúť osobu z veľkej hĺbky, potom by mala byť umiestnená do špeciálnej dekompresnej tlakovej komory, v ktorej je možné obnoviť vysoký tlak, bubliny sa môžu znova rozpustiť a potom opäť ho pod dohľadom lekára pomaly "zdvihnúť" na "hladinu".
V súčasnosti, keď sa potápač ponorí do veľkej hĺbky, dostane zmes plynov, kde dusík nahradí hélium, ktoré je v krvi takmer nerozpustné. Keďže kyslík pod vysokým tlakom je toxický, pridáva sa do hélia v takej koncentrácii, že jeho parciálny tlak v hĺbke sa rovná tlaku, ktorý existuje za normálnych podmienok.
Dýchanie počas svalovej práce. Intenzita dýchania úzko súvisí s intenzitou oxidačných procesov: hĺbka a frekvencia dýchacích pohybov klesá v pokoji a zvyšuje sa pri práci, navyše, čím je práca intenzívnejšia. Svalová práca je vždy sprevádzaná zvýšením pľúcnej ventilácie, ktorá je absolútne nevyhnutná na uspokojenie potreby kyslíka, ktorá vzniká pri práci. Pri intenzívnej práci môže pľúcna ventilácia dosiahnuť 120 l / min namiesto 5-8 l / min v pokoji.
Štúdie fyziológov ukázali, že zvýšené dýchanie pri svalovej práci závisí po prvé od zvýšenia koncentrácie oxidu uhličitého a stimulácie chemoreceptorov a po druhé od stimulácie svalových proprioceptorov. Priloženie turniketu na pracovnú nohu spôsobuje zvýšenie ventilácie rovnakým spôsobom ako bez turniketu.
Súčasne so zvýšením dýchania pri práci dochádza k zvýšeniu činnosti srdca, čo vedie k zvýšeniu minútového objemu prietoku krvi.
Vetranie pľúc a IOC sa zvyšujú v súlade s množstvom vykonanej práce. Je vypočítané, že pri zvýšení potreby kyslíka pri svalovej práci o 100 ml/min sa IOC zvýši o 1000 ml.
Zvýšenie transportu kyslíka pri ťažkej svalovej práci je tiež uľahčené uvoľňovaním erytrocytov z depa a vyčerpaním krvi vodou v dôsledku potenia, čo vedie k určitému zahusteniu krvi a zvýšeniu koncentrácie Hb, a tým KEK.
Pri svalovej práci sa výrazne zvyšuje koeficient využitia kyslíka. Z každého litra krvi v pokoji sa spotrebuje 80 ml, pričom sa pracuje až 120 ml kyslíka. Zvýšený prísun kyslíka do tkanív pri svalovej práci závisí od toho, že zníženie napätia kyslíka vo svaloch, zvýšenie napätia oxidu uhličitého a koncentrácia vodíkových iónov prispievajú k zvýšeniu disociácie oxyhemoglobínu.
Jedným z dôvodov zvýšenia pľúcnej ventilácie pri intenzívnej svalovej práci je hromadenie kyseliny mliečnej v tkanivách a jej prechod do krvi. Obsah kyseliny mliečnej v krvi môže dosiahnuť 200 mg% oproti 5-22 ml v pokoji. Kyselina mliečna vytláča kyselinu uhličitú a jej väzby s iónmi sodíka a draslíka, čo vedie k zvýšeniu napätia CO 2 v krvi a excitácii dýchacieho centra. Ku hromadeniu kyseliny mliečnej pri svalovej práci dochádza, pretože intenzívne pracujúce svalové vlákna nemajú kyslík a časť kyseliny mliečnej sa nemôže oxidovať na konečné produkty. Tento stav sa nazýva kyslíkový dlh. Oxidácia kyseliny mliečnej vytvorenej pri práci je ukončená po skončení práce - v období zotavenia, počas ktorého je udržiavané intenzívne dýchanie, dostatočné na odstránenie prebytočného množstva kyseliny mliečnej nahromadenej v tele.
Redoxné reakcie, ktoré nepretržite prebiehajú v každej bunke tela, potrebujú neustály prísun oxidačných substrátov (sacharidov, lipidov a aminokyselín) a oxidačného činidla – kyslíka. Telo má impozantný prísun živín – sacharidové a tukové zásoby, ako aj obrovskú zásobu bielkovín v kostrových svaloch, takže ani pomerne dlhý (niekoľkodňový) pôst človeku výrazne neublíži. No v tele prakticky nie sú žiadne zásoby kyslíka, okrem malého množstva obsiahnutého vo svaloch vo forme oxymyoglobínu, preto bez jeho prísunu človek vydrží len 2-3 minúty, po ktorých nastáva tzv. smrť“ nastane. Ak sa do 10-20 minút neobnoví zásobovanie mozgových buniek kyslíkom, dôjde v nich k takým biochemickým zmenám, ktoré narušia ich funkčné vlastnosti a povedú k skorej smrti celého organizmu. Ostatné bunky tela nemusia byť ovplyvnené v rovnakej miere, ale nervové bunky sú mimoriadne citlivé na nedostatok kyslíka. Preto je jedným z centrálnych fyziologických systémov tela funkčný systém zásobovania kyslíkom a stav tohto konkrétneho systému sa najčastejšie používa na hodnotenie „zdravia“.
Koncept kyslíkového režimu tela. Kyslík prechádza v tele dosť dlhou dráhou (obr. 18). Keď sa dostane dovnútra vo forme molekúl plynu, už v pľúcach sa zúčastňuje množstva chemických reakcií, ktoré zabezpečujú jeho ďalší transport do buniek tela. Tam, kde sa kyslík dostane do mitochondrií, oxiduje rôzne organické zlúčeniny a nakoniec ich premení na vodu a oxid uhličitý. V tejto forme sa kyslík vylučuje z tela.
Čo spôsobuje, že kyslík z atmosféry preniká do pľúc, potom do krvi a odtiaľ do tkanív a buniek, kde vstupuje do biochemických reakcií? Je zrejmé, že existuje určitá sila, ktorá určuje práve takýto smer pohybu molekúl tohto plynu. Táto sila je koncentračný gradient. Obsah kyslíka v atmosférickom vzduchu je oveľa vyšší ako vo vzduchu intrapulmonárneho priestoru (alveolárneho). Obsah kyslíka v alveolách - pľúcnych vezikulách, v ktorých dochádza k výmene plynu vzduchu s krvou - je oveľa vyšší ako vo venóznej krvi. Tkanivá obsahujú oveľa menej kyslíka ako arteriálna krv a mitochondrie obsahujú malé množstvo kyslíka, pretože molekuly tohto plynu, ktoré do nich vstupujú, okamžite vstupujú do cyklu oxidačných reakcií a menia sa na chemické zlúčeniny. Táto kaskáda postupne klesajúcich koncentrácií odrážajúca gradienty námahy, v dôsledku ktorej kyslík z atmosféry preniká do buniek tela, sa bežne nazýva kyslíkový režim tela (obr. 19). Kyslíkový režim je skôr charakterizovaný kvantitatívnymi parametrami opísanej kaskády. Horný stupeň kaskády charakterizuje obsah kyslíka v atmosférickom vzduchu, ktorý pri inhalácii preniká do pľúc. Druhým krokom je obsah O2 v alveolárnom vzduchu. Tretím krokom je obsah O 2 v arteriálnej krvi, ktorá bola práve obohatená kyslíkom. A napokon štvrtým krokom je napätie kyslíka vo venóznej krvi, čím sa kyslík v nej obsiahnutý odovzdal tkanivám. Tieto štyri kroky tvoria tri „rozpätia“, ktoré odrážajú skutočné procesy výmeny plynov v tele. "Rozpätie" medzi 1. a 2. krokom zodpovedá pľúcnej výmene plynov, medzi 2. a 3. krokom - transportu kyslíka krvou a medzi 3. a 4. krokom - výmene plynov v tkanivách. Čím väčšia je výška kroku, tým väčší je koncentračný rozdiel, tým vyšší je gradient, pri ktorom sa v tomto štádiu transportuje kyslík. S vekom sa zvyšuje výška prvého "letu", to znamená gradient pľúcnej výmeny plynov; druhé "rozpätie", t.j. gradient transportu 02 krvou, pričom výška tretieho „rozpätia“, odrážajúceho gradient výmeny plynov v tkanivách, klesá. Vekom podmienený pokles intenzity oxidácie tkanív je priamym dôsledkom poklesu intenzity energetického metabolizmu s vekom.
Ryža. 19. Transport kyslíka u ľudí (smer znázornený šípkami)
Ryža. 20. Kaskáda napätí kyslíka vo vdychovanom vzduchu (I), v alveolách (A), tepnách (a) a žilách (K) U 5-ročného chlapca, 15-ročného adolescenta a 30- ročný dospelý
Takže asimilácia kyslíka organizmom prebieha v troch fázach, ktoré sú oddelené v priestore a čase. Prvá etapa – vháňanie vzduchu do pľúc a výmena plynov v pľúcach – sa nazýva aj vonkajšie dýchanie. Druhý stupeň - transport plynov krvou - vykonáva obehový systém. Tretia etapa - asimilácia kyslíka bunkami tela - sa nazýva tkanivo alebo vnútorné dýchanie.
Načítava...