Кислород для мозга человека

Исследователи из США и Франции выяснили, что кровь может принести в мозг мышей больше кислорода при занятиях спортом. Ученые полагают, что это справедливо для всех млекопитающих.

Дорогие читатели! Наши статьи рассказывают о типовых способах решения проблем со здоровьем, но каждый случай носит уникальный характер.

Если вы хотите узнать, как решить именно Вашу проблему - начните с программы похудания. Это быстро, недорого и очень эффективно!


Узнать детали

Как защитить мозг при кислородном голодании

Совершенно неверно связывать интенсивность метаболизма мозга с общим потреблением кислорода организмом Шмидт-Ниельсен, Однако это общее потребление кислорода, которое различается на порядки в разных частях тела как слона, так и бурозубки.

Более того, у животных с разной биологией величина потребления кислорода одинаковыми органами тела также значительно различается. Представления о пропорциональном размерам тела изменении потребления кислорода мозгом остаются странным заблуждением.

При таком уровне кислорода мозг может сохранять активность только 10—15 с. Иначе говоря, собственных ресурсов у нервной ткани практически нет. Ни у землеройки, ни тем более у слона не было бы никаких шансов выжить, если бы потребление кислорода мозгом не обеспечивалось специальными механизмами. Мозг получает кислород, воду с растворами электролитов и питательные вещества по законам, не имеющим никакого отношения к интенсивности метаболизма других органов.

Надо отметить, что мозг часто оказывает решающее влияние на метаболизм всего животного. Энергопотребление мозга не может быть ниже определённой величины. Обеспечение этого уровня достигается в разных систематических группах изменением скорости кровообращения в сосудах нервной системы. Причиной этих различий являются изменения числа капилляров в 1 мм з ткани мозга. Конечно, в разных отделах мозга протяжённость капилляров может существенно различаться.

В зависимости от физиологической нагрузки просвет капилляров также может динамически изменяться. Тем не менее этот весьма усреднённый показатель освещает причины увеличения частоты сердечных сокращений у мелких млекопитающих.

Чем меньше капиллярная сеть мозга, тем больше должна быть скорость кровотока, чтобы обеспечить необходимый приток кислорода и питательных веществ. Увеличить обмен можно за счёт частоты сердечных сокращений, дыхания и скорости потребления пищи. Это и происходит у мелких млекопитающих.

Сведения о плотности расположения капилляров в головном мозге животных весьма отрывочны. Однако существует общая тенденция, показывающая эволюционное развитие капиллярной сети мозга. У прудовой лягушки длина капилляров в 1 мм 3 ткани мозга составляет около мм, у цельноголовой хрящевой рыбы — , у акулы — , у амбистомы — 90, у черепахи — , у гаттерии — мм, у землеройки — , у мыши , у крысы — , у кролика — , у кошки — , у собаки — , а у приматов и человека — мм. Надо учесть, что при сокращении длины капилляров площадь их контактной поверхности с нервной тканью уменьшается в геометрической прогрессии.

Это свидетельствует о том, что для сохранения минимального уровня снабжения мозга кислородом у землеройки сердце должно сокращаться в несколько раз чаще, чем у приматов и человека. Действительно, для человека эта величина составляет 60—90 в минуту, а для землеройки — — Масса сердца землеройки должна быть пропорционально больше. Следовательно, одним из ключевых органов, определяющих метаболизм животных, является мозг.

Попробуем оценить реальную долю энергии, потребляемой организмом животных с различной массой мозга и тела. Большая относительная масса нервной системы мелких млекопитающих предъявляет высокие требования к уровню метаболизма самого мозга. Расходы на его содержание сопоставимы с расходами на содержание мозга человека, которые хорошо исследованы. Когда организм неактивен, эта величина более или менее постоянна, хотя может существенно колебаться у крупных и мелких представителей данного вида.

Однако даже эта величина непропорционально велика. Теперь рассмотрим ситуацию с активно работающими мозгом и периферической нервной системой. По самым скромным оценкам, энергетические затраты одного головного мозга возрастают более чем в 2 раза.

Проблема решается по-разному. Один из способов связан с минимизацией времени интенсивного режима работы нервной системы. Это достигается большим набором врождённых, инстинктивных программ поведения, которые хранятся в мозге как набор инструкций. Инструкции для различных форм поведения нуждаются только в небольших коррекциях для конкретных условий.

Мозг почти не используется для принятия индивидуальных решений, основанных на личном опыте животного. Выживание становится статистическим процессом применения готовых форм поведения к конкретным условиям среды. Энергетические затраты на содержание мозга становятся ограничителем интеллектуальной активности для мелких животных. Например, допустим, что американский крот-скалёпус решил попользоваться своим мозгом, как приматы или человек.

Рассмотрим исходные условия. Если он задумается над решением шахматной задачи, то расходы его организма на содержание мозга удвоятся, а сам крот моментально погибнет от голода. Даже если крот затолкнёт в кишечник бесконечного дождевого червя из чёрной икры, то он всё равно погибнет.

Мозгу будет нужно столько энергии, что возникнут неразрешимые проблемы со скоростью получения кислорода и доставки исходных метаболических компонентов из желудочно-кишечного тракта. Появятся аналогичные трудности с выведением продуктов метаболизма нервной системы и её элементарным охлаждением. Таким образом, мелкие насекомоядные и грызуны обречены не стать шахматистами. Их мозг инстинктивен, а энергетические проблемы его содержания ставят непреодолимые барьеры для развития индивидуального поведения.

На индивидуальном уровне может возникнуть только вариабельность применения врождённых программ поведения. Обменные процессы в головном мозге приматов. В метаболизме нервной системы можно выделить три основных динамических процесса: обмен кислорода и углекислого газа, потребление органических веществ и выделение продуктов катаболизма, обмен воды и растворов электролитов. Доля потребления этих веществ мозгом человека указана в нижней части.

Обмен воды и растворов электролитов вычисляется как время прохождения всей воды организма через мозг. Верхняя строка — пассивное состояние, нижняя — напряжённая работа нервной системы. Однако достаточно немного увеличить размеры тела, и возникает качественно иная ситуация.

Этого уже достаточно, чтобы достигнуть заметного снижения относительного метаболизма мозга. Результаты интеллектуальных экспериментов и наблюдений за крысами не имеет смысла пересказывать, а степень индивидуализации поведения не сопоставима с таковой кротов и землероек. Очевидным преимуществом увеличения массы тела является уменьшение расходов на содержание мозга. Следовательно, для создания индивидуализированного мозга нужно животное с достаточно большой массой тела. Иначе говоря, существует своеобразный барьер, который через размеры тела и массу мозга ограничивает способность животных к обучению и индивидуализированному поведению.

Мелкое животное с большим мозгом и высокими затратами на его содержание не сможет обеспечить энергетических затрат на повышение его активности. Таким образом, решения сложных задач или глубокой индивидуализации адаптивного поведения ждать не приходится. Если животное большое, а размеры мозга относительно невелики, то допустимы существенные колебания энергетических затрат на его содержание.

В этой ситуации возможны и индивидуализация поведения, и сложные процессы научения. Однако даже у крупного животного с хорошо развитым мозгом существуют энергетические проблемы. Нервная система слишком дорога для её интенсивной эксплуатации. Небольшая и интенсивно работающая нервная система потребляет колоссальную долю ресурсов организма. Эта ситуация невыгодна. Энергетически оправданным решением может быть только кратковременное использование мозга для решения конкретных задач.

Это и наблюдается у крупных млекопитающих. Краткая активность быстро сменяется длительным покоем. Таким образом, у маленькой и большой нервной системы есть свои преимущества. Для реализации инстинктивного поведения можно иметь небольшой мозг, но его адаптивность сводится к модификациям инстинкта. Большой мозг обходится своему владельцу довольно дорого, но высокие энергетические расходы вполне оправданы.

Большой мозг позволяет справляться со сложными задачами, которые не имеют готовых инстинктивных решений. Затратность реализации таких механизмов адаптивного поведения очень высока, поэтому как животные, так и человек стараются использовать мозг как можно реже.

Нервная система многих животных и особенно у млекопитающих обладает одним свойством, которое ставит её в исключительное положение. Это свойство связано с её изолированностью от остального организма. Иммунная система рассматривает нервную систему примерно как занозу. Возникает парадоксальная ситуация. Нервная система потребляет огромную часть кислорода и питательных веществ всего организма, которую получает через кровь.

Одновременно она должна быть тщательно изолирована от кровеносной системы, поскольку рассматривается клетками иммунной системы как инородный объект. С точки зрения биологической целесообразности видно явное противоречие. Основной интегрирующий орган не должен быть чужеродным для иммунной системы.

Тем не менее это факт, которому довольно легко найти внятное объяснение. В головном мозге слишком много специализированных органических компонентов, которые больше нигде в организме не используются. Этот принцип изоляции реализован в семенниках, яичниках и нервной системе.

В самом общем виде изоляция нервной системы поддерживается при помощи гематоэнцефалического барьера, состоящего из нескольких типов специализированных клеток. Чтобы разобраться с изолированностью нервной системы от остального организма, надо рассмотреть элементарные принципы её строения. Пруд этот всегда служил излюбленным местом для лодочных прогулок молодых парочек; в наши дни их лодчонки зачастую бывают. Это значит, что на связывание кислорода не оказывают воздействия другие компоненты воздуха: азот, двуокись углерода, пары воды или аргон.

Гемоглобин собирает. Активные формы кислорода свободные радикалы В организме в результате окислительно-восстановительных реакций постоянно происходит генерация активных форм кислорода АФК при одноэлектронном восстановлении кислорода молекула имеет неспаренный электрон на.

Чему равна мощность, потребляемая головным мозгом человека? Установлено, что в состоянии бодрствования головной мозг человека потребляет мощность около Почему регулярное потребление алкоголя, даже умеренное, вредно для организма?

Алкоголизм — одна из разновидностей наркомании. Даже умеренное потребление алкоголя может привести к тяжелой, иногда почти непреодолимой зависимости от него. Механизм возникновения этой.

Кислородное голодание мозга: симптомы и лечение

Головной мозг обладает огромной способностью накапливать питательные вещества, для чего необходимо постоянная подача большого количества кислорода. Именно по этому ткани головного мозга могут находиться без снабжения кислородом в течении минут, и только по прошествии этого времени начинают проявляться повреждения тканей головного мозга. Чем дольше время аноксии, тем выше уровень повреждения тканей. Уменьшение подачи кислорода может быть вызвано разными причинами, наиболее частыми являются сердечные и респираторные недостаточности. Также следует различать кардио-сосудистую недостаточность и гипоксию, которые сосуществуют вместе, но провоцируют образование разных видов повреждений головного мозга, клиническая картина которых отличается. ИШЕМИЯ связана с уменьшением мозгового кровоснабжения, что снижает подачу кислорода в головной мозг гипоксия.

Насыщение мозга кислородом связали с частотой дыхания

Совершенно неверно связывать интенсивность метаболизма мозга с общим потреблением кислорода организмом Шмидт-Ниельсен, Однако это общее потребление кислорода, которое различается на порядки в разных частях тела как слона, так и бурозубки. Более того, у животных с разной биологией величина потребления кислорода одинаковыми органами тела также значительно различается. Представления о пропорциональном размерам тела изменении потребления кислорода мозгом остаются странным заблуждением. При таком уровне кислорода мозг может сохранять активность только 10—15 с.

Зачем мозгу кислород

Портал функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям. Чтобы нейроны продолжали нормально работать после кислородного голодания, в них нужно защитить рецепторы, помогающие нервным клеткам обмениваться сигналами друг с другом. Нейроны гиппокампа мыши. Мозг к гипоксии чувствителен больше, чем другие органы, даже кратковременная нехватка кислорода приводит к повреждениям мозговой ткани. Но механизм таких повреждений довольно непрост — здесь задействовано много разных молекул и клеточных процессов. Это мембранные белки, которые служат каналами для ионов, путешествующих между клеткой и внешней средой. АМРА-рецепторы начинают работать по сигналу нейромедиатора глутамата, который, в свою очередь, широко используют возбуждающие нейроны: глутамат включает рецепторы, и они, перегруппировав ионы по обе стороны мембраны, помогают передать сигнал дальше по цепочке. АМРА-рецепторы — наиболее распространенные возбуждающие рецепторы нервной системы, и они есть практически во всех структурах головного мозга. Некоторые заболевания центральной нервной системы человека напрямую связаны с нарушением в регуляции активности АМРА-рецепторов, поэтому нейробиологи уделяют им очень много внимания.

Почему возникает кислородное голодание мозга и как с ним справиться.

§ 6. Потребление мозгом кислорода

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК УЛУЧШИТЬ КРОВООБРАЩЕНИЕ МОЗГА? 5 ПОЛЕЗНЫХ СОВЕТОВ! @Твой День

Комментариев: 2

  1. olga.karpinskaja:

    лишь бы что то брякнуть это о данной статье

  2. vetrovanv68:

    все…