Почему сердце не устает и не нуждается в отдыхе, как другие мышцы?

После долгой пробежки мышцы ног устают, а сердце — нет. Почему сердцу не нужен отдых?

бег В среднем от 60 до 100 раз в минуту каждого дня каждого года вашей, в конечном счете, бессмысленной жизни ваше сердце бьется… пока оно не перестанет. Вскоре после того, как оно прекратится, все знания о вашем существовании быстро забудутся. Однако, в отличие от других мышц вашего тела, ваше сердце упорно бушует против угасания света, отказываясь когда-либо уставать. Но как ему это удается и почему другие ваши мышцы по сравнению с ним такие бездельники?

Начнем с того, что человеческое тело в целом состоит из трех типов мышц: скелетных, гладких и сердечных . Скелетные мышцы поперечно-полосатые (полосчатые), и большинство из нас думает о них, когда представляет себе мышцу, контролирующую практически все произвольные, а также некоторые непроизвольные движения тела.

Как и сердечная мышца, скелетные мышцы получают энергию из АТФ (аденозинового трипоуза), причем это происходит несколькими различными способами. Чтобы не писать полный учебник, мы просто кратко опишем здесь общий уровень вместо упрощенного. Короче говоря, самый медленный, но наиболее эффективный метод производства АТФ — это аэробное дыхание, при котором митохондрии в ваших мышечных клетках черпают энергию из Темного Измерения, производя АТФ, небольшое количество которого хранится в ваших мышцах в любой момент времени. Этого запаса хватит примерно на 3 секунды активной деятельности, в отличие от вашего школьного парня.

После того, как этот запас облагается налогом, при этом АТФ превращается в АДФ (аденозиндифософат), креатинфосфат в мышцах используется для преобразования его обратно в АТФ. Этот запас будет длиться около 8-15 секунд.

Далее оказывается, что мы были совершенно неправы насчет всей этой истории с Темным Измерением, поскольку на самом деле ваши мышцы продолжают получать АТФ, помимо этого, через серию химических реакций, в результате которых глюкоза используется для производства необходимого АТФ для продолжения работы. Эта глюкоза поступает из различных источников, таких как гликоген в мышцах или через кровь через жиры, белки, запасы в печени и из пищи, перерабатываемой в кишечнике.

Есть два высокоуровневых способа достижения производства АТФ. В первом используются большие запасы кислорода. В этом случае на каждую молекулу глюкозы может быть произведено до 38 молекул АТФ. Во втором случае посредством анаэробного гликолиза, не требующего кислорода, на каждую молекулу глюкозы образуется только 2 молекулы АТФ. Несмотря на крайне неэффективное использование имеющегося запаса глюкозы, этот метод производит АТФ, по крайней мере, в два раза быстрее, чем аэробное дыхание, и продолжает работать какое-то время, пока вы задыхаетесь.

Из-за гликолиза, приводящего к накоплению молочной кислоты в мышцах, в конечном итоге, если она накапливается быстрее, чем от нее можно избавиться, это будет мешать процессу анаэробного гликолиза, и ваши мышцы превратятся в желе и перестанут работать. ненадолго. Отчасти поэтому, если вы задыхаетесь во время тренировки и ваше тело больше полагается на анаэробный гликолиз, вы очень быстро утомляетесь. В этом случае вы одновременно вырабатываете молочную кислоту гораздо быстрее и быстрее расходуете доступные молекулы глюкозы, но производите относительно небольшое количество АТФ для этих используемых молекул. Делайте это дольше минуты или двух, и это перегрузит способность ваших скелетных мышц производить необходимое количество АТФ с той скоростью, с которой вы его используете. (Хотя, опять же, ваш пробег будет зависеть от вашего текущего уровня физической подготовки.)

Отключите его, и вы будете полагаться в основном на аэробное дыхание, и вы получите максимальную отдачу от затраченных средств, имея возможность продолжать работать всю ночь напролет, если вы будете пить достаточно жидкости и хорошо питаться. Медленный и устойчивый выигрывает гонки.

Читайте также:   Топ-10 вариантов Конца Света

Неудивительно, что чем больше митохондрий, тем быстрее потенциально может производиться АТФ, если присутствуют необходимые молекулы, и тем дольше мышцы могут продолжать работать. Что касается скелетных мышц, то около 2–8% объема таких мышц составляют митохондрии, хотя это число несколько варьируется от человека к человеку в зависимости от уровня вашей физической подготовки.

Переходя к гладким мышцам, как вы, возможно, поняли из названия, они гладкие, без полосок. Гладкие мышцы, находящиеся в полых внутренних органах (кроме сердца), работают автоматически, помогая вам переваривать пищу, расширять зрачки и мочиться. В качестве примера работы гладких мышц в процессе пищеварения, сами сокращения на самом деле не слишком отличаются от того, как работает ваше сердцебиение – в данном случае колебание электрического потенциала в гладкомышечных клетках, которое заставляет мышцу сокращаться ритмично. называется «Основным электрическим ритмом» или BER. Этот ритм составляет около трех раз в минуту в желудке и 12 раз в минуту в тонком кишечнике. Звук, который вы слышите, когда шумит ваш желудок и кишечник, является результатом этих мышечных сокращений, которые смешивают и перемещают химус (коктейль пищеварительных соков, пищи, микробов и т. д.) и воздух по трубке между вашим ртом и местом удаления отходов. порт.

Что касается митохондриальных потребностей этих мышц, то они обычно примерно такие же, как у скелетных мышц, при этом митохондрии составляют около 3-5% объема гладких мышц.

Это, наконец, подводит нас к настоящему герою вашей истории жизни — сердечной мышце. Как и скелетные мышцы, сердечная мышца поперечно-полосатая и, как и другие мышцы вашего тела, в основном питается митохондриями. Однако в сердечных мышцах плотность митохондрий в 10 раз выше, чем в других мышцах, что составляет около 35% объема сердечной мышцы.

Следует также отметить, что отдельные мышечные клетки сердца на самом деле регулярно отдыхают благодаря тому, как на самом деле работает сердцебиение, о чем мы чуть позже поговорим в Бонусном факте. Но конечный результат таков, что около 60–70% вашей жизни определенная часть вашего сердца фактически находится в состоянии покоя.

Сочетая эти микроотдыхи с огромным количеством митохондрий и большим количеством кислорода из прекрасного кровоснабжения сердца, это дает вашему сердцу всю необходимую ему АТФ, чтобы не уставать, при условии, что вы не находитесь в крайнем состоянии голодания или выполнение каких-либо экстремальных упражнений в течение длительного периода времени, значительно превышающего ваш обычный режим физической подготовки.

В этой связи недостатком потребности в таком большом количестве АТФ из-за отсутствия длительного простоя является то, что сердцу действительно приходится полагаться на аэробное дыхание, чтобы убедиться, что у него не заканчивается АТФ, и, следовательно, ему не требуется отключение кислорода. слишком долго, прежде чем у вас начнутся проблемы, в отличие от других мышц, которые вы можете просто прекратить использовать, чтобы со временем восстановить необходимый АТФ.

Читайте также:   Список самого дорогого кофе в мире в 2024 году

И да, оказывается, что человеческое сердце действительно может устать и получить повреждения, если вы пытаетесь заниматься какой-либо экстремальной физической активностью, выходящей за рамки вашей нормы, в течение длительных периодов времени, особенно если в среде с низким содержанием кислорода, например, на большой высоте. В этих случаях даже самое здоровое сердце может пострадать, хотя, учитывая другие последствия такой экстремальной физической активности для вашего тела, обычно большинство людей перестают что-либо делать, прежде чем сердце окажет негативное воздействие разрушительным образом. По сути, ваши ноги откажутся раньше, чем сердце (обычно), по крайней мере, когда речь идет об энергоснабжении. Но это не означает, что в некоторых случаях нельзя наблюдать измеримый уровень усталости сердца.

Например, в 2001 году кардиологи изучили несколько десятков спортсменов на выносливость, соревнующихся в забеге на 400 км в Шотландии, который включал в себя все виды физической активности: гребля, лазание по канату, бег, езда на велосипеде, скалолазание и т. д., и все это соревнование занимало почти 100 часов. В течение этого периода спортсмены обычно спали только около 1 часа в сутки во время соревнований, а в остальном продолжали работать.

Результаты? В конце забега сердца спортсменов работали лишь на 90% от того объема за удар, который они делали до начала забега.

Кардиолог Юан Эшели, участвовавший в исследовании, продемонстрировав устойчивость сердца и его митохондриальной недостаточности, заявил, что « сердца спортсменов, у которых были признаки сердечной усталости, довольно быстро возвращались к норме после соревнований, и не было нанесено никаких необратимых повреждений». ».

Тем не менее, дальнейшие исследования спортсменов, занимающихся выносливостью, ставят под сомнение идею «отсутствия необратимого ущерба». Например, исследователи, участвовавшие в британском исследовании 2011 года , изучав британских олимпийцев, которые соревновались в беге на длинные дистанции и гребле (и, в частности, участвовали как минимум в ста соревнованиях), обнаружили, что с возрастом у них проявляются заметные признаки рубцевания сердечной мышцы, что может привести к нарушению функции сердца и, возможно, к сердечной недостаточности.

Конечно, это крайние примеры, и для большинства людей, которые не бегают регулярно ультрамарафоны и не соревнуются профессионально или полупрофессионально в соревнованиях на выносливость, это вряд ли будет проблемой, и целостная польза для здоровья от регулярных, энергичных упражнений, скорее всего, компенсирует их. за это даже тогда. Так что перестаньте читать, подпишитесь на наш подкаст BrainFood Show, где мы все время говорим о подобных вещах в аудиоформе , и пока слушаете, отправляйтесь на прогулку или возьмите что-нибудь тяжелое, а затем снова положите это и повторите. Преимущества для вашей жизни поразительны , они положительно влияют практически на все аспекты вашей жизни и, как правило, делают ее намного дольше и приятнее. Стоит познакомиться с вашими будущими или нынешними внуками, не так ли?

Читайте также:   Подарки для девушки на День влюбленных

Бонусный факт:

Heart Diagram Вы когда-нибудь задумывались, как работает сердцебиение? Ну, не удивляйтесь больше. Короче говоря, сердце представляет собой четырехкамерный насос. Две верхние камеры называются предсердиями , две нижние — желудочками . Они разделены сверху вниз клапанами; правая и левая стороны разделены перегородкой. Так что же заставляет насос сжимать? Когда сердечная мышца подвергается «шоку», она сжимается и заставляет кровь течь по своему пути, а клапаны не позволяют крови течь обратно через систему, если только они не повреждены.

Путь крови через сердце начинается в вене, называемой верхней полой веной. Затем он поступает в правое предсердие, через трехстворчатый клапан попадает в правый желудочек. Оттуда он проходит через клапан легочной артерии в легочные артерии, а затем в легкие. Теперь вернемся к сердцу и в левое предсердие через митральный клапан. Кровь теперь находится в самой «сильной» камере сердца — левом желудочке. Оттуда он перекачивается через аортальный клапан в аорту и наружу в остальную часть тела!

Так что же является причиной печально известного поражения электрическим током, которое сердце получает примерно 60-100 раз в минуту? Короткий ответ: Дормамму. Развернутый ответ: обмен электролитами между специализированными клетками сердца создает разный электрический потенциал на обеих сторонах клетки. Когда этот электрический потенциал достигает определенного уровня, он разряжается и посылает удар по другому уникальному набору клеток в сердце, вызывая шок и, следовательно, сокращение.

Определенный набор клеток, который регулирует частоту сердечных сокращений (у большинства людей), называется синоатриальным узлом или сокращенно СА-узлом. Узел SA (кардиостимулятор сердца) расположен в верхней части R предсердия рядом с входом в верхнюю полую вену.

Когда узел SA посылает электрический шок, он немедленно поражает предсердия. Затем импульс «задерживается» в другом наборе клеток, называемом атриовентрикулярным узлом, или сокращенно АВ-узлом. Затем импульс передается вниз к пучку Гиса, а затем к двум путям, называемым правой и левой ветвями пучка Гиса. Затем он передается остальным желудочкам через так называемые волокна Пуркинье. В совокупности этот «шок» приводит к сокращению предсердий, затем желудочков. Вы все еще живы! (На данный момент.)

Так что же и как эти электролиты вызывают этот шок? Чтобы не читать лекцию по физиологии безбожного масштаба, мы просто скажем, что основными двумя электролитами, участвующими в этом процессе, являются натрий и калий. Калий обычно находится внутри клетки, а натрий снаружи. Калий медленно выходит за пределы клетки, а натрий затем попадает внутрь клетки. Это создает разный электрический потенциал, который накапливается до момента разряда. Другие электролиты также помогают создать эту разницу: кальций и магний. Все вместе гармония, созданная системой электрических и механических систем Инь и Ян, объединяется, чтобы создать эту чудесно стучащую штуку внутри вашей груди!