Niekas neparodo žmogaus sveikatos patikimiau nei širdies ir kvėpavimo sistemos rodikliai. Kaip galima spėti iš pavadinimo, kalbėsime apie kraujotakos ir kvėpavimo sistemų ryšį mūsų organizme, jų funkcijas ir paskirtį.
Kokį vaidmenį atlieka
Net minimalus fizinis aktyvumas neįmanomas be koordinuoto deguonies transportavimo į širdį ir smegenis mechanizmo. Įtarus širdies ir kraujagyslių ligas, pacientas siunčiamas diagnostinėms procedūroms, kurių rezultatai suteiks objektyvų vaizdą apie širdies ir kvėpavimo sistemos būklę. Konkretūs jo pokyčiai sukelia viso organizmo veiklos sutrikimus. Kai kuriais duomenimis, Rusijoje širdies, kraujagyslių ir plaučių ligomis serga beveik 20 milijonų žmonių, iš kurių daugiau nei milijonas yra vaikai iki 15 metų.
Širdies ir kraujagyslių sistemos patologijų paplitimas įpareigoja šiuolaikinę visuomenę tirti jų patogenezę ir etiologiją, todėl vertinantaerobinis kūno pajėgumas yra būtinas. Širdies ir kvėpavimo sistema yra kompleksas, susidedantis iš dviejų skirtingų, bet kartu tarpusavyje susijusių sistemų. Norėdami suprasti, kaip vyksta pagrindiniai organizmo gyvybinės veiklos procesai, apsvarstykite kiekvieno iš jų struktūrą ir veikimo principą.
Širdies ir kraujagyslių sistema
Nuolatinio ir nepertraukiamo veikimo dėka užtikrinama viso kūno kraujotaka. Širdies ir kraujagyslių sistemos struktūroje pagrindiniai elementai yra širdis – savotiškas siurblys, pumpuojantis kraują, o kraujagyslės – tuščiaviduriai vamzdeliai, kuriais transportuojamas kraujas. Be kraujo, svarbi ir limfotaka, kuri sąlyginai laikoma kraujagyslių sistemos dalimi.
Kiekvienos ląstelės maitinimas deguonimi ir medžiagų apykaitos procesų eiga priklauso nuo širdies ir kvėpavimo sistemos būklės. Sąveikaujant su vidinėmis organizmo sistemomis, širdis ir kraujagyslės iš karto reaguoja į bet kokius vidinės aplinkos sąlygų pokyčius, kad užtikrintų maksimalų savo darbo efektyvumą.
Net miego ir poilsio metu širdies ir kvėpavimo sistema nenustoja veikti ir toliau tenkina audinių poreikį deguoniui. Širdis, kraujagyslės ir plaučiai turi įvairių tikslų. Kodėl mums reikia širdies ir kvėpavimo sistemos? Jis atlieka šias funkcijas:
- pakeisti;
- išskyrimo;
- homeostatinis;
- transportas;
- apsauginis.
Širdies ir kraujagysliųsistema tiekia deguonį ir maistines medžiagas į kiekvieną kūno ląstelę, pašalindama iš jos anglies dvideginį ir galutinius medžiagų apykaitos produktus. Arterijomis, venomis ir kapiliarais judantis kraujas tiekia hormonus iš endokrininių liaukų į jų galinius receptorius, dalyvauja palaikant stabilų temperatūros režimą ir kontroliuoja organizmo pH. Širdies ir kraujagyslių sistema padeda išvengti dehidratacijos ir infekcinių ligų.
Kaip vyksta kardiorespiracinis procesas
Daugelis mokslininkų darbų yra skirti širdies ir kvėpavimo sistemos būklės tyrimo metodams tirti. Savarankišką darbą atlieka ir atitinkamo profilio medicinos universitetų studentai. Visi šie pokyčiai yra labai svarbūs. Mokslinio darbo dėka tapo žinoma, kas yra širdies ir kvėpavimo sistema ir kokie procesai joje vyksta.
Žmogaus širdis susideda iš dviejų prieširdžių, kurie veikia kaip priėmimo kameros, ir dviejų skilvelių, kurie pumpuoja kraują. Širdis kaip siurblys skatina nenutrūkstamą kraujotaką per didelius ir mažus kraujagysles, kurios yra kraujotakos sistemos struktūra. Kapiliarais tekantis kraujas ne tik perneša deguonį ir maistines medžiagas į vidaus organus bei audinius, bet ir surenka jų apykaitos produktus. Su jais ji grįžta į savo širdį. Toks kraujas vadinamas deguonies pašalintu.
Skystas audinys patenka į dešinįjį prieširdį per viršutinę ir apatinę tuščiąją veną. Kraujas siunčiamas iš dešiniojo prieširdžio į dešinęskilvelį, kur jis per atvirą vožtuvą pumpuojamas į plaučių arterijas, o iš ten tiesiai į dešinįjį ir kairįjį plaučius. Dešinė širdies pusė yra atsakinga už plaučių kraujotakos dalį, todėl per visą kūną prasiskverbusį kraują ji siunčia į kvėpavimo organus vėlesniam reoksigenavimui. Kai tik plaučiai prisipildo deguonies, praturtintas kraujas išeina per plaučių venas ir grįžta į kairįjį prieširdį. Čia patenka deguonies prisotintas kraujas, kuris aprūpina deguonimi visus audinius ir organus, tekantį iš atviro atrioventrikulinio kairiojo mitralinio vožtuvo į kairįjį skilvelį ir aortą, o paskui į visus kūno audinius.
Natūrali vėdinimas – kas tai?
Oro judėjimo į plaučius ir iš jų procesas vadinamas kvėpavimu. Anatominė ventiliacija atliekama dviem etapais – įkvėpimu ir iškvėpimu. Oras į plaučius patenka per nosį; burna naudojama tada, kai oro poreikis viršija kiekį, kurį galima patekti į plaučius per nosį. Be to, teisingiau ir naudingiau kvėpuoti per nosį, nes oras, praeinantis per nosies kriauklę, yra pašildomas ir išvalomas nuo dulkių, alergenų, virusų ir bakterijų, kurias sulaiko ciliarinis epitelis ir nosiaryklės gleivinė.. Kvėpuojant per burną į organizmą patenkantis oro mišinys nefiltruojamas taip pat kruopščiai, todėl padidėja kvėpavimo takų infekcijų atsiradimo tikimybė.
Mažiausias žmogaus širdies ir kvėpavimo sistemos elementas yra plaučių alveolė – plaučių dalis, kurioje vyksta dujų mainai. Alveolių yra daugkvėpavimo vienetai. Iš nosies ir burnos oras juda link jų per ryklę, gerklas, trachėją, bronchus ir bronchioles.
Plaučiai neprisirišę prie šonkaulių. Dėl plaučius gaubiančios pleuros ertmės kvėpavimo organai tarsi sustingę. Juose yra plonas pleuros skysčio sluoksnis, būtinas norint pašalinti trintį kvėpavimo judesių metu. Be to, pleuros ertmės yra sujungtos ne tik su plaučiais, bet ir su vidiniu krūtinės paviršiumi.
Kas nutinka mankštinantis
Raumenų deguonies poreikis staiga padidėja padidėjus aktyvumui, dėl kurio reikia suvartoti daug maistinių medžiagų. Be to, pagreitėja medžiagų apykaitos procesai, dėl kurių padidėja skilimo produktų kiekis. Ilgalaikis fizinis aktyvumas provokuoja kūno temperatūros padidėjimą, vandenilio jonų koncentracijos lygį minkštuosiuose audiniuose ir kraujyje bei vidinės aplinkos rūgštingumo sumažėjimą.
Kvėpavimo reguliavimas vaidina didžiulį vaidmenį didinant fizinį aktyvumą. Dažniausiai raumenų veiklos lygio pokyčiai neigiamai veikia širdies ir kvėpavimo sistemos būklę. Vienas iš dažnų reiškinių – dusulys, kurį patiria žmonės, neturintys tinkamo fizinio pasirengimo. Padidėjusios apkrovos smarkiai padidina arterinio anglies dioksido koncentraciją ir H+ jonų kiekį kraujyje. Signalas apie šiuos pokyčius siunčiamas į kvėpavimo centrą, todėl ventiliacijos dažnis ir gylis padidėja.
Viskas nurodytaspecifiniai širdies ir kvėpavimo sistemos pokyčiai padeda pasiekti pagrindinį tikslą – patenkinti padidėjusius fizinius poreikius ir užtikrinti maksimalų jos funkcionavimo efektyvumą.
Intensyvus plaučių darbas
Norėdamas užtikrinti tinkamą plaučių ventiliaciją ir dujų transportavimą, organizmas išeikvoja daug energijos. Didžiąją jo dalį kvėpavimo raumenys naudoja plaučių ventiliacijos procese. Jei žmogus yra neaktyvus, ramybės būsenoje, tik 2% visos sunaudojamos energijos panaudoja kvėpavimo raumenys. Jei įkvėpimų ir iškvėpimų dažnis didėja, didėja ir energijos suvartojimas. Intensyvaus fizinio darbo metu kvėpavimo sistema gali sunaudoti daugiau nei 15% energijos. Deguonies reikia visiems jo elementams: diafragmos pertvarai, tarpšonkauliniams raumenims ir pilvo raumenims.
Natūralios plaučių vėdinimo procesas vykdomas brangiai kainuojant energiją, tačiau net ir esant ekstremaliam fiziniam krūviui savavališkai nepateka ir nuteka oras. Tai maksimali savavališka ventiliacija. Manoma, kad būtent plaučių ventiliacija yra ribojantis veiksnys atliekant alinantį sportininkų fizinį krūvį. Širdies ir kvėpavimo sistema, anot specialistų, dirba visa jėga, o tai galiausiai veda į glikogeno atsargų eikvojimą ir kvėpavimo raumenų nuovargį. Šie pokyčiai pastebimi ilgų treniruočių, kelių kilometrų bėgimo ir kt. metu.
Mokslininkai, kurie atliko eksperimentussu žiurkėmis, priėjo išvados, kad nepakankamai „treniruoti“graužikai intensyvaus fizinio krūvio metu sumažino glikogeno lygį kvėpavimo raumenyse. Ir nepaisant to, kad užpakalinių galūnių raumenyse jis praktiškai nepakito, bandomajam gyvūnui išsivystė kardiorespiracinis sindromas, kuriam būdinga tachikardija, stiprus dusulys, o sunkiais atvejais – plaučių edema.
Fizinės veiklos metu įkvepiamo oro tūris gali padidėti kelis kartus, o kvėpavimo takų pasipriešinimas išlieka toks pat, koks būdingas ramybės būklei dėl gerklų plyšio ir bronchų išsiplėtimo. Į širdies ir kraujagyslių sistemą patekęs kraujas nepraranda deguonies prisotinimo laipsnio net ir maksimaliai stengiantis. Taigi, širdies ir kvėpavimo sistema gali patenkinti intensyvaus kvėpavimo poreikius tiek trumpalaikės, tiek ilgalaikės fizinės veiklos metu.
Atkreipkite dėmesį, kad per didelis deguonies pasisavinimas gali sukelti tam tikrų problemų. Nenormaliai susiaurėję kvėpavimo takai ar sutrikęs praeinamumas gali sukelti specifinius širdies ir kvėpavimo sistemos pokyčius. Pavyzdžiui, astma sukelia bronchų susiaurėjimą ir gleivinės patinimą, o tai galiausiai padidina ventiliacijos pasipriešinimo jėgą ir išprovokuoja dusulį. Rodiklis, apibūdinantis maksimalų širdies ir kvėpavimo sistemos darbą, yra patenkinama kvėpavimo organų būklė. Nors ryšys tarp pratimų ir kvėpavimo takų obstrukcijoskelias buvo nustatytas seniai, gydytojai vis dar negali nustatyti tikslaus astmos priepuolio išsivystymo mechanizmo padidėjusio aktyvumo fone.
Pulsas ant rankos: kiek dūžių laikoma normalia?
Širdies susitraukimų dažnis yra paprasčiausias ir tuo pačiu informatyvus rodiklis, į kurį atsižvelgiama atliekant širdies ir kvėpavimo sistemos stebėjimą. Visi žino, kaip išmatuoti širdies ritmą – reikia jausti kulkas riešo ar miego arterijos srityje ir skaičiuoti dūžių skaičių per minutę. Šios sritys atspindi širdies atliekamo darbo apimtį, kad atitiktų padidėjusius kūno poreikius.
Akivaizdus, kad ramybės būsenoje ir žmogaus širdies ir kvėpavimo sistemos krūvio metu našumas skiriasi. Vidutiniškai širdies susitraukimų dažnis yra apie 60-80 dūžių per minutę. Įdomu tai, kad sportininkų širdies ir kvėpavimo sistema ramybės būsenoje demonstruoja kuklesnius rezultatus. Jų pulsas gali siekti 28–40 dūžių, o tai yra laikoma norma ir paaiškinama aukštu treniruočių lygiu bei per treniruočių metus išugdyta fizine ištverme. Žmonių, kurie daug rečiau patiria stiprų širdies ir kvėpavimo sistemos stresą, širdies susitraukimų dažnis gali siekti 90–100 dūžių per minutę.
Su amžiumi pulsas mažėja. Išoriniai veiksniai (pavyzdžiui, aukšta temperatūra, deguonies trūkumas, padidėjęsatmosferos slėgis ir kt.). Didėjant darbo intensyvumui, pulsas tampa greitesnis. Jei fizinio aktyvumo lygis yra kontroliuojamas (jį galima išmatuoti naudojant įvairius prietaisus), apytiksliai suvartoto deguonies kiekiui apskaičiuoti galima naudoti specialią formulę.
Nustatyti gimdymo intensyvumą atsižvelgiant į deguonies suvartojimą yra ne tik tikslus, bet ir tinkamiausias tiriant skirtingus žmones ar tą patį asmenį, bet skirtingomis aplinkybėmis. Maksimalus širdies susitraukimų dažnis didėja proporcingai didėjančiam fizinio darbo intensyvumui iki pervargimo. Beje, pasiekus šią būseną, širdies susitraukimų dažnis palaipsniui stabilizuojasi.
Maksimalų širdies susitraukimų dažnį galima nustatyti atsižvelgiant į amžių, nes žmogui senstant jis mažėja. Nuo 10-15 metų širdies susitraukimų dažnis sumažėja 1 dūžiu per metus. Kartu reikia turėti omenyje, kad atskiri rodikliai gali labai skirtis nuo vidutinių verčių.
Kraujotakaita mankštos metu
Širdies ir kvėpavimo sistema yra sudėtinga struktūra, kurioje vienas iš pagrindinių vaidmenų priklauso kraujotakai. Kai žmogus pradeda sportuoti ar dirbti, jo kraujotaka pasiskirsto kitaip. Simpatinės nervų sistemos įtakoje kraujas palieka tas kraujagysles, kuriose jo buvimas šiuo metu nėra būtinas, ir patenka į raumenis, kurie aktyviai dalyvauja darbe. Asmeniui, kuris yra ramybės būsenoje, širdies tūriskraujo raumenyse yra tik 15-20%, o sportuojant gali siekti 85%. Raumenų audinių aprūpinimas krauju padidėja dėl sumažėjusio pilvo organų aprūpinimo krauju.
Pasikeitus temperatūrai, vyraujantis kraujo kiekis nukreipiamas į odą. Tuo taip pat rūpinasi simpatinė nervų sistema. Perskirstymo tikslas – pakeisti į išorinę aplinką išleidžiamą šilumą siunčiant ją iš kūno gelmių į periferiją. Tuo pačiu metu padidėjusi odos kraujotaka automatiškai sumažina raumenų audinių aprūpinimo krauju intensyvumą. Nenuostabu, kad karštu oru sportuojančių asmenų širdies ir kvėpavimo sistemos veikla nerodo gerų rezultatų.
Darbas dalyvaujantys skeleto raumenys patiria ūmų daugiau deguonies poreikį, kurį patenkina pagreitėjusi kraujotaka dėl simpatinės kraujagyslių stimuliacijos tose vietose, kur laikinai apribota kraujotaka. Pavyzdžiui, kraujagyslės, vedančios į virškinimo sistemos organus, gali susiaurėti, o po to kraujotaka nukreipiama į raumenis, kuriems reikia daugiau kraujo. Raumenų kraujagyslės plečiasi, dėl to plūsta kraujas. Atliekant fizinę veiklą, padidėja medžiagų apykaitos reakcijų, vykstančių raumenų audiniuose, greitis, dėl ko kaupiasi medžiagų apykaitos skilimo produktai. Dėl aktyvios medžiagų apykaitos padidėja raumenų rūgštingumas ir temperatūra.
Funkcionalumasmiokardas
Širdies raumens medicininis pavadinimas yra miokardas. Pagrindinio žmogaus „variklio“sienelių storis priklauso nuo to, kokia apkrova reguliariai tenka jo kameroms, iš kurių kairysis skilvelis yra galingiausias. Susitraukdamas jis išpumpuoja kraują ir siunčia jį per visą kraujotakos sistemą. Jei žmogus nėra aktyvus, o tiesiog sėdi ar stovi, jo miokardas smarkiai susitrauks. Tai leidžia susidoroti su gravitacijos poveikiu, dėl kurio apatinėse galūnėse kaupiasi kraujas.
Jei kairysis skilvelis yra hipertrofuotas, tai yra, jo raumenų sienelės storis yra didesnis, palyginti su kitomis širdies kameromis, tai reiškia, kad širdis turėjo nuolat dirbti padidėjusių poreikių sąlygomis. Sportuojant ar atliekant kitus intensyvius krūvius, kartu su padažnėjusiu kvėpavimu, miokardo veikla tampa kuo aktyvesnė. Didėjant raumenų poreikiui kraujui, didėja ir kairiojo skilvelio poreikis, todėl laikui bėgant jis didėja panašiai kaip griaučių raumenys.
Širdies susitraukimų koordinavimas priklauso nuo signalo, kuriuo reikia atlikti susitraukimą. Širdies laidumo sistema yra atsakinga už šios funkcijos įgyvendinimą. Miokardas turi unikalų gebėjimą: jis gali gaminti elektrinį signalą, leidžiantį raumeniui ritmiškai susitraukti be nervinės ar hormoninės stimuliacijos. Įgimtas širdies susitraukimų dažnis yra apie 70–80 dūžių.
Širdies sutrikimai
Norėdami konkrečių pakeitimų,širdies ir kvėpavimo sistemoje atsirandantys nukrypimai, atsirandantys esant normaliai širdies veiklai. Dažniausias sutrikimas yra širdies ritmo pokytis. Tokių sutrikimų pavojus nėra vienodas. Yra dviejų tipų aritmija – bradikardija ir tachikardija. Pirmuoju atveju kalbame apie širdies ritmo sulėtėjimą, antruoju - šio rodiklio padidėjimą.
Sergant bradikardija, pulsas paprastai būna 60 dūžių per minutę, o sergant tachikardija gali viršyti 100–120 dūžių. Šių sutrikimų fone pasikeičia ir sinusinis ritmas. Miokardas gali dirbti patenkinamai, tik jo ritmas nukrypsta nuo normos, o tai paveikia kraujotaką. Aritmijos simptomai yra galvos svaigimas, pykinimas, silpnumas ir nuovargio jausmas, silpnumas, nerimas, galūnių tremoras, alpimas.
Kitas ne mažiau paplitęs aritmijos tipas yra prieširdžių virpėjimas ir plazdėjimas. Esant tokiems nukrypimams, pacientai jaučia papildomus miokardo susitraukimus, atsirandančius dėl impulsų, atsirandančių už sinoatrialinio mazgo ribų. Prieširdžių plazdėjimas, kurio metu jie susitraukia 200–400 dūžių per minutę dažniu, yra pavojinga aritmijos rūšis, kai širdis praktiškai negali susidoroti su savo pagrindine funkcija ir sunkiai pumpuoja kraują.
Skilvelinė paroksizminė tachikardija yra tokia pat rimta liga, kuriai reikia skubios medicininės pagalbos. Šis pažeidimas kelia rimtą pavojų paciento gyvybei. Su skilvelių paroksizmine tachikardija, tris ar daugiau priešlaikiniųskilvelių susitraukimai, dėl kurių gali atsirasti mirgėjimas. Skirtingai nuo plazdėjimo, mirgėjimas neleidžia miokardui kontroliuoti skilvelių audinio susitraukimo proceso. Širdis praranda gebėjimą pumpuoti kraują. Skilvelių virpėjimas dažnai būna mirtinas pacientams, sergantiems lėtiniu širdies nepakankamumu ir kitomis ligomis.
Sunkios aritmijos formos yra tiesioginė indikacija naudoti defibriliatorių, kuris gali atkurti patenkinamą sinusinį ritmą. Skubios pagalbos priemonės prisideda prie kvėpavimo atkūrimo ir gyvybės palaikymo. Užsiimant didelės kardiorespiracinės ištvermės reikalaujančiomis sporto šakomis, žmogus gali susilpnėti širdies ritmas. Šiuo atveju mes nekalbame apie bradikardiją. Tachikardija nelaikoma širdies susitraukimų dažnio padažnėjimu aktyvaus raumenų darbo metu. Ir bradikardija, ir tachikardija dažniausiai pasireiškia ramybės būsenoje.
Vaikų ir paauglių širdies ir kvėpavimo sistemos ypatumai
Kai kurie ekspertai išskiria vadinamąjį brendimo laikotarpį širdies raidai, nes būtent brendimo metu pastebimi ryškūs širdies ir kraujagyslių veiklos pokyčiai. Palyginti su 7–10 metų vaikų širdies ir kvėpavimo sistemos išsivystymo lygiu, paauglių širdies ir kraujagyslių aparatas tampa funkcionalesnis ir atsparesnis.
Tuo pačiu metu skirtingų lyčių atstovams skiriasi pats širdies ir kraujagyslių formavimosi procesas. Merginosmiokardo masė didėja greičiau, bet ne taip tolygiai. Savo ruožtu berniukų širdies ir aortos dydis yra didesnis nei mergaičių. Brendimo metu įvyksta gilūs širdies raumens struktūros pokyčiai, didėja skaidulų ir branduolio skersmuo. Miokardas sparčiai auga, o kraujagyslės lėtesnės, todėl arterijų spindis, palyginti su širdies dydžiu, sumažėja. Dėl šio pokyčio gali sutrikti kraujotaka ir padidėti spaudimas mankštos metu.
Širdies susitraukimų dažnis – labilus rodiklis, kuris kinta veikiant vidiniams ir išoriniams veiksniams (oro temperatūros kilimui, emocijų raiškai, sporto treniruotėms ir kt.). Tuo pačiu metu pulsas fizinio darbo metu gali padidėti iki 160-180 dūžių per minutę, todėl padidėja išstumiamo kraujo tūris. Vaiko širdies ir kvėpavimo sistemą veikia psichinė įtampa, kuri išreiškiama širdies susitraukimų dažnio padažnėjimu, laikinu kraujospūdžio padidėjimu ir neigiamais hemodinamikos pokyčiais.
Ne mažiau svarbus kvėpavimo sistemos veikimo kriterijus yra gyvybinė plaučių talpa – oro tūris, kurį žmogus iškvepia giliai įkvėpęs. Staigus bendras viso kvėpavimo aparato, įskaitant nosies kanalus, gerklas, trachėją ir bendrą plaučių paviršių, augimo ir vystymosi greičio šuolis brendimo metu. Paauglių plaučių tūris, palyginti su naujagimio plaučiais, padidėja 10 kartų, o suaugusiųjų – 20 kartų.
Intensyviausias plaučių augimas stebimas nuo 12 iki 16 metų, o jauniems vyramsgyvybinė plaučių talpa didesnė nei mergaičių. Apskritai, paaugliai turi geresnes kardiorespiratorines priemones, įskaitant natūralią ventiliaciją, deguonies suvartojimą ir kraujotakos sistemos veiklą, nei jaunesni moksleiviai.
Šiame straipsnyje aptariami visi žmogaus širdies ir kvėpavimo sistemos elementai, jos ypatybės, įskaitant prisitaikymą prie fizinio aktyvumo ir ištvermės didinimą. Planuojant sportuoti būtina atsižvelgti į visus savo kūno darbo niuansus ir teisingai paskirstyti krūvį. Širdies ir kvėpavimo sistemos būklė yra svarbus sveikatos rodiklis.
