Рис. Строение легких
В процессе вдоха воздух сначала попадает в легкие, потом, благодаря структуре легких однослойному эпителию мембраны альвеол, происходит газообмен: углекислый газ из крови выходит в легкие, а кислород попадает в кровь. Далее кислород транспортируется кровью к органам и тканям. Там опять же происходит обмен газами. А в митохондриях клеток происходит окислительный процесс клеточное дыхание.
Газообмен происходит благодаря процессу диффузии. Молекула кислорода как бы просачивается сквозь мембрану клеток из-за разницы давления по обе стороны мембраны.
Легкие по своему строению представляют собой что-то вроде губки. Если развернуть легкие, то их площадь будет равняться в среднем 100 кв. м, то есть площади теннисного корта. Благодаря этой структуре кислород может проникать в кровь.
Одним из показателей аэробных способностей организма во время физических нагрузок, например, когда мы бежим, является жизненная емкость легких. Зависит она от пола, возраста, антропометрических данных и измеряется в литрах. Вы наверняка слышали об этих цифрах: у женщин емкость легких составляет 34 литра, у мужчин 56 литров. А показатель знаменитого норвежского лыжника и биатлониста Уле-Эйнара Бьорндалена целых 12 литров! Вот так можно с помощью тренировок резко улучшить качество своей жизни.
О чем же нам говорит такой показатель, как жизненная емкость легких?
В течение жизни мы используем лишь малую часть наших легких дыхательный объем. Но если мы захотим, мы можем глубоко вдохнуть, даже если вдох перед эти мы уже сделали. Это резервный объем вдоха. Также человек может выдохнуть после обычного выдоха. Это резервный объем выдоха.
Но даже когда нам кажется, что мы выдохнули последний воздух из легких, в них еще останется кислород. Эта часть получила название остаточный объем. Он используется организмом только в экстремальных ситуациях, угрожающих жизни человека.
Наше дыхание регулируют два дыхательных центра. Основной находится в продолговатом мозге эволюционно древней структуре. Работает он автономно от сознания. Мы не задумываемся, как дышать, это происходит помимо нашей воли.
Но в коре больших полушарий головного мозга, эволюционно молодой структуре мозга, присутствующей только у так называемых высших животных, есть другой дыхательный центр, который контролирует основной. То есть мы произвольно можем задержать дыхание, вдохнуть глубоко, выдохнуть медленно и так далее.
Но такое подчинение происходит до поры до времени. В сосудах и в продолговатом мозге находятся так называемые хеморецепторы. Как только концентрация углекислого газа в крови доходит до критического уровня (50 мм рт. ст.), хеморецепторы дают сигнал мозгу сделать вдох. И тут мы ничего не можем с этим поделать.
Это происходит, когда человек, например, тонет. Когда запас кислорода полностью исчерпан, концентрация углекислого газа выросла до порогового уровня, мозг дает сигнал сделать непроизвольный вдох, и вода попадает в легкие. Именно из легких выливается вода, когда проводят реанимационные мероприятия, спасая пострадавшего.
Ходят слухи, что знаменитые ловцы жемчуга настолько натренировали свой произвольный дыхательный центр, что могут позволить себе достигнуть концентрации углекислого газа в крови значительно большей, чем обычный человек. Они ныряют на глубину до 40 метров и могут задерживать дыхание до нескольких минут. Как результат, из-за постоянной гипоксии нехватки кислорода в головном мозге они часто страдают рядом заболеваний и продолжительность жизни у них ниже, чем у остальных жителей их региона проживания.
Есть замечательный триллер французского писателя Жана-Кристофа Гранже под названием «Черная линия». Герой этой истории дайвер, одержимый состоянием «апноэ» нехваткой воздуха, и черным цветом крови, обедненной кислородом, что и вынесено в название произведения.
Пищеварительная система
Тема питания краеугольный камень прекрасной физической формы. Если мы не будем следовать нехитрым правилам употребления пищи, у нас ничего не получится. Впрочем, в этой книге есть отдельная часть, посвященная питанию. Для того чтобы разобраться в этом вопросе, давайте рассмотрим процесс пищеварения более пристально.
Рис. Органы пищеварения
Рис. Органы пищеварения
Существует шесть классов питательных веществ:
Белки основной строительный материал нашего тела. В сухом остатке человек примерно на 80 % состоит из белка. Из белка состоят мышцы, ряд гормонов, ферментов, плазма крови, антитела и другие составляющие. Это, пожалуй, самый важный элемент питания в нашем рационе.
Углеводы на них приходится всего 2 % сухого остатка, но роль углеводов в образовании энергии неоценима. Например, головной мозг человека работает исключительно на углеводах. Наши мышцы, а также многие обменные процессы также используют углеводы для получения энергии.
Жиры в среднем 30 % массы нашего тела. Жиры выполняют несколько функций, и никакую из них нельзя выделить как главенствующую. Жиры используются мышцами и в качестве экономного источника энергии. Именно это имеют в виду, когда говорят, что мышцы это печка для сжигания жира.
Из жиров состоят оболочки наших клеток, жир окружает внутренние органы и таким образом защищает их, из жиров состоят важнейшие гормоны, которые имеют решающее значение в деле достижения привлекательной фигуры.
Вода порой переоцененный, но все же важный элемент рациона. Как мы уже говорили, вода является основной составляющей плазмы крови именно поэтому нехватка воды может сказываться на многих обменных процессах.
Витамины класс питательных элементов, исключительно важный для ряда обменных процессов.
Минералы класс питательных веществ, который подразделяется на макроэлементы, составляющие часть строения организма, и микроэлементы вещества, принимающие активное участие в обменных процессах (наряду с витаминами).
Наш организм не может усвоить питательные элементы просто так. Для этого он должен их измельчить и расщепить до компонентов, пригодных к всасыванию в кровь. Так, белки у нас расщепляются до аминокислот, углеводы до глюкозы, а жиры до глицерина и жирных кислот. Именно эту роль выполняет процесс пищеварения.
В процессе пищеварения питательные вещества расщепляются до составных элементов с помощью специальных веществ ферментов. О препаратах, содержащих ферменты, наверняка слышал каждый из нас. Их названия хорошо знакомы нам из рекламы, которая начинает активно демонстрироваться во время праздников, «Мезим», «Фестал», «Панкреатин» и другие. Каждый из этих препаратов содержит ферменты в разном их сочетании: протеазы, расщепляющие белки; карбогидразы, расщепляющие углеводы; липазы, расщепляющие жиры.
Кстати, физическая нагрузка благотворно влияет на образование собственных пищеварительных ферментов.
А сейчас представьте себя в ресторане. Играет легкая приятная музыка, горит приглушенный свет, мерцают свечи, витают приятные ароматы, вас встречают приветливые официанты. Вы заказали несколько любимых блюд и вино исключительно удачного года урожая.
Процесс расщепления пищи начинается с первого же кусочка. Уже в полости рта расщепляются простые углеводы, всасываются эфирные масла и часть алкоголя. Кстати, именно поэтому некоторые лекарства, например валидол, советуют подержать во рту. Он содержит левоментол, являющийся эфирным маслом. Но часто подобного рода рекомендации не имеют ничего общего с реальностью. Либо в силу незнания, либо в силу психологического эффекта процесс рассасывания обладает неким медитативным, успокаивающим эффектом. И это может помочь при некоторых состояниях, связанных с повышенной тревожностью.
Также в полости рта вырабатывается муцин белковое соединение, делающее пищевой комок более скользим и позволяющее ему пройти дальше по пищеводу.
Далее пища попадает в желудок. Все вы наверняка слышали про желудочный сок, жидкость, содержащую колоссальную концентрацию соляной кислоты.
Она не разъедает наш желудок лишь потому, что его стенки постоянно обновляются. По некоторым данным, человек обзаводится «новым желудком» каждые пять дней! Соляная кислота разрушает структуры белков и делает возможным их расщепление до аминокислот, а также убивает большинство патогенных бактерий, иначе мы болели бы значительно чаще. Соляная кислота растворяет органические кости, например куриные или рыбьи, но не может растворить растительные, кроме косточек оливок и граната. Хотя кому придет в голову есть оливки с косточками?