Что будет если побежать резко остановиться и задержать дыхание

Влияние задержки дыхания на мозг и мышцы

Всем известно ощущение нехватки кислорода. Одышка появляется при задержке дыхания, выполнении тяжелых упражнений или подъеме на высоту. Ученые установили, что ее возникновение в большей степени связано с избыточным количеством углекислого газа в крови, нежели с недостатком кислорода. Влияние задержки дыхания на мозг человека исследовалось не только у обычных людей, но и у дайверов. Профессионалы могут задерживать дыхание более чем на 11 минут, и это не предел.

Содержание

Проведенные исследования

Ученых уже давно интересует, что происходит в организме дайверов, когда они задерживают дыхание, что определяет пределы возможного и как эти навыки можно использовать в других условиях.

Недавно в Европейском журнале прикладной физиологии было опубликовано исследование, в котором принимали участие люди, не имеющие специальной подготовки, то есть не тренирующие задержку дыхания. Суть эксперимента проста — человек задерживает дыхание, а специалисты измеряют частоту сердечных сокращений и уровень кислорода. Это показывает как организм справляется с гипоксией и что в это время происходит.

Данный эксперимент проводился в Бельгии, в Гентском университете. Специалисты отобрали 31 добровольца — 14 женщин и 17 мужчин. Испытуемые задерживали дыхание три раза подряд с двухминутным перерывом. Было отмечено, что при повторных задержках результаты были лучше. В какой-то мере это связано с тем, что при гипоксии селезенка начинает продуцировать большее количество эритроцитов, функция которых перенос кислорода. Во время последней задержки дыхания у испытуемых были проведены дополнительные замеры — определяли не только частоту сердечных сокращений и оксигенацию в мозге, но и концентрацию кислорода в мышцах ног.

Испытуемые третий раз задерживали дыхание на 37 секунд. Это достаточно хороший показатель для нетренированных людей. Ниже представлена диаграмма того как при этом выглядела средняя частота пульса. На графике изображены первые 60 секунд (слева) и последние 60 секунд (справа). Серым показано время, когда человек начал и прекратил задержку дыхания.

Синие точки — это средние значения, их количество увеличивается по мере того, как человек готовится задержать дыхание. Возможно это связано с опасением или возбуждением, а может быть это результат нескольких глубоких вдохов подряд. Испытуемым было запрещено гипервентилировать легкие перед задержкой дыхания, чтобы из организма не удалилось большое количество углекислого газа — это бы позволило задержать дыхание на более продолжительное время. Испытуемых предупредили за 30 секунд, а за 10 секунд был начат обратный отсчет.

Через 10 секунд после задержки дыхания частота сердечных сокращений у испытуемых замедлилась, и в итоге снизилась на 27 ударов в минуту. Максимально низкая частота пульса отмечалась на 83 секунде.

Если кровообращение человека резко прекращается, он в течение 30 секунд может потерять сознание, а мозг получит необратимые повреждения в течение 2–10 минут. В процессе исследования один человек потерял сознание, а у второго стала сильно кружиться голова — их результаты на графике отмечены серией красных и белых точек.

Что происходит в мышцах ног

Как и у других млекопитающих, у людей имеется реакция ныряния, она появляется в момент задержки дыхания. Она улучшается, если лицо человека погружено в воду. Кровеносные сосуды, которые ведут к мышцам, сужаются, и кровь перенаправляется в мозг. Подобие этой реакции происходит и на суше.

Оксигенация тканей мышц ног проводилась с помощью ближней инфракрасной спектроскопии — через кожу проходит инфракрасный свет, что позволяет измерить насколько мышцы насыщены кислородом. Результат исследования — уровень кислорода в мышцах уменьшается уже на 5 секунде задержки дыхания, и продолжает падать до тех пор, пока дыхание не восстанавливается. То есть и на суше сосуды крови сужаются, чтобы перенаправить больше крови в мозг.

Изменения в головном мозге

Оксигенация мозга тоже проводилась при помощи спектроскопии в ближнем инфракрасном диапазоне. Результаты оказались очень интересными.

Как видно на графике уровень кислорода в головном мозге сначала снизился. Возможно это связано с падением артериального давления. Однако, через 5 секунд начал возрастать, а через 60 секунд стал на 4% больше исходного. Это демонстрация самозащиты мозга — человек задерживает дыхание, но получает при этом больше кислорода.

Такое положение вещей продолжается недолго. Постепенно концентрация кислорода уменьшается и продолжает снижаться до тех пор, пока человек не сделает вдох. По результатам исследования после вдоха испытуемых уровень кислорода в мозге сократился на 5%.

У дайверов такое происходит через 2,5 минуты. Это значит, что они не лучше поддерживают уровень кислорода в мозге, а просто преодолевают естественное желание сделать вдох.

Вернемся к двум испытуемым, которые не смогли долго задерживать дыхание. Как видно на графике, их показатели отличаются от других людей. У них уровень кислорода резко падает, затем некоторое время происходит компенсация, после чего снижается до критических отметок, что и влечет за сбой головокружение и потерю сознания. Кроме того, на графике видно, что у этих людей была слабая реакция на перекачивание крови из мышц к головному мозгу (красные точки). Что касается белых точек — видно, что произошли нарушения, а результат был тем же — недостаток кислорода в мозге.

Зачем все это

Данные исследования преследовали много целей, одна из них — усовершенствование рекомендаций к тренировкам с задержкой дыхания для повышения спортивных и высотных показателей. В предыдущих исследованиях принимали участие профессиональные дайверы, и было непонятно какими именно будут результаты обычных неподготовленных людей. Обморок и головокружение говорят о том, что в дальнейшем необходима осторожность. Важно знать предупреждающие признаки обморока и никогда не проводить тренировки по задержке дыхания в одиночку.

Источник

#Sekta: информационный портал

Пишем статьи о питании, тренировках и здоровом образе жизни на основе научных исследований

Почему нельзя резко останавливаться после нагрузки?

Довольно часто на тренировке можно услышать предостерегающие фразы о том, что не стоит резко останавливаться во время или после окончания активной работы. Наоборот, нужно перейти на шаг, восстановить дыхание и пульс. Но зачастую занимающиеся склонны пренебрегать этим советом, не подозревая какое влияние на организм оказывает такая резкая остановка.

Давайте разберемся, что же происходит в организме человека во время интенсивных упражнений и после их окончания.

Гравитационный шок

На протяжении тренировки пульс и кровяное давление повышены, если резко остановиться после бега или какой-либо другой интенсивной циклической нагрузки, может воз­никнуть так называемый гравитационный шок.

Во время физической нагрузки кровоснабжение перераспределяется в сторону скелетных мышц. Одновременно с этим сердце начинает работать активнее, сужаются сосуды внутренних органов, что приводит к увеличению артериального давления. Во время нагрузки, сокращаясь, мышцы сдавливают тонкостенные вены, что способствует увеличенному венозному оттоку крови, то есть, мышцы как бы помогают толкать кровь к сердцу.

Прекращение ритмичной работы мышц мгновенно лишает помощи систему кровообращения: кровь под действием гравитации остается в крупных венозных сосудах ног, её движение замедляется, резко снижается возврат крови к сердцу, а от него – в артериальное сосудистое русло. Это приводит к падению артериального давления, пониженному кровоснабжению мозга и гипоксии.

Признаки гравитационного шока:

Зачастую подобные проявления наблюдаются у недавно тренирующихся или находящихся в состоянии перетренированности спортсменов, особенно старше 25 лет.

Чтобы предотвратить наступление гравитационного шока, не стоит резко заканчивать движение: после интенсивных упражнений необходимо продолжить двигаться, например, перейти на легкий бег или активную ходьбу.

Ортостатический коллапс

К снижению артериального давления и недостаточному питанию кровью мозга может привести еще одно состояние – ортостатический коллапс или ортостатическая гипотензия, возникающая вследствие резкой смены положения тела в пространстве, например, если резко встать из положения лежа. Здесь также не стоит пренебрегать рекомендациями тренеров, и постепенно переходить в вертикальное положение (или наоборот).

Стоит обратить внимание, что к повышенной чувствительности к резким остановкам или сменам положения может привести и общая гипогликемия, т. е. снижение уровня глюкозы в крови. Вспомните, как давно вы ели до тренировки и насколько ваша пища была насыщена углеводами.

Чтобы экстренно себе помочь в такой ситуации, можно съесть фрукт или небольшой кусочек сахара, чтобы быстро восстановить питание мозга.

Итак, чтобы избежать неприятных последствий от интенсивных тренировок, прислушивайтесь к советам тренеров, которые они дают в ходе тренировки, а также обратите внимание на питание: в рационе должно быть достаточное количество углеводов (крупы, цельнозерновые продукты и т. д.).

Автор: Маргарита Попова, специалист по адаптивной физкультуре,
специалист тренировочного отдела #Sekta

Источник

МОЖЕТ ЛИ ЧЕЛОВЕК ПОКОНЧИТЬ С СОБОЙ, ЗАДЕРЖАВ ДЫХАНИЕ? (Не моё. Статья из журнала ПопМех.)

Мы теряем мозг: почему выживает глупейший

Происхождение человеческого мозга относится к главным загадкам эволюции и к одной из наиболее дискуссионных тем в биологической науке. Почему в какой-то момент времени эволюция поддержала развитие мозга у одной из ветвей приматов? Почему мозг так стремительно вырос за столь короткий период? И почему в течение 30 000 лет мозг homo sapiens постоянно теряет в весе?

Чтобы ответить на эти вопросы, придется обратиться к интересным метаморфозам, происходившим с древнейшими предками человечества миллионы лет назад. До появления человека эволюция совершалась традиционным способом. «Топливо» эволюции — полиморфизм, вариабельность, изменчивость внутри одного вида. Если внешние условия обитания не изменялись, признаки вида сохранялись более-менее консервативно, если же условия претерпевали изменения, то полиморфизм позволял выжить тем существам, у которых оказывались более пригодные для изменившихся условий качества. А вот когда изменчивость признаков не перекрывала изменившихся условий, популяция вымирала. Естественный отбор — это вечное противостояние множественности признаков и давления среды. Сумели животные отыскать себе еду — хорошо, не сумели — вымерли. Есть возможность размножаться — хорошо, нет — все опять же вымерли.

Лобная доля, ставшая морфологической основой человеческого интеллекта, изначально имела задачу торможения животных инстинктов.
Только благодаря любной доле человек способен отказаться от еды, поделившись ею с ближним и поддержав тем самым отношения внутри социума. И этому есть одно простое доказательство.
Все знают, что некоторые дамы, слишком сильно озабоченные похудением, стараются есть как можно меньше, и при достижении веса около 40 кг у них нередко начинается болезнь под названием анорексия. Больных анорексией заставить есть практически невозможно, и современная медицина бессильна помочь этим несчастным. В итоге эти женщины безвременно уходят из жизни. Зато лет 60 назад, когда медицина была не столь гуманной, больным анорексией вводили острый скальпель в нижнюю часть височной области и отсекали лобную долю. Через некоторое время у пациенток восстанавливался аппетит и менструальный цикл и они возвращались к нормальной жизни. Ну или почти нормальной. Та часть мозга, которая вопреки животным инстинктам давала нам возможность отказаться от еды, переставала работать и мысль о неприятии еды человека больше не посещала.
Лобная доля поддерживала общественные связи у древних гоминид. Кто оказывался не способен делиться едой, того съедали самого или изгоняли. Поэтому всего за несколько миллионов лет лобные области мозга очень быстро выросли и однажды стали основой разума.
Человек — естественная часть природы, и долгое время эволюция человеческого мозга шла по тем же биологическим законам. Шла она не то чтобы очень быстро, да и само появление приматов (около 65 млн лет назад) нельзя считать какой-то вершиной эволюции — это не что иное, как приспособление млекопитающих к жизни на деревьях. Настоящая человеческая история в обезьяньем мире началась в тот момент, когда возникли необычные условия, то есть та самая переходная среда, которая в корне изменила характер эволюции человеческого мозга. Понятно, что ни с того ни с сего столь серьезные перемены, приведшие в конечном итоге к появлению homo sapiens, произойти не могли. Чтобы объяснить причину этих революционных преобразований, масса теоретиков склоняется к разным формам так называемой речесоциально-трудовой теории. Дескать, человек стал общаться, стал трудиться, и тогда мозг начал радикальным образом меняться. Однако эта теория не выдерживает даже поверхностной критики. Сейчас известно много видов животных, использующих орудия, системы сложных коммуникаций и развитую структуру сообществ, но это так и не привело к появлению крупного мозга. Так что же произошло?
РАЙ НАХОДИЛСЯ В АФРИКЕ.
Судя по всему, архетип человеческого мозга сформировался в определенной уникальной среде в результате длительного биологического процесса. В какой-то момент времени, примерно 15 млн лет назад, на востоке Африки сложились очень благоприятные условия для жизни любых млекопитающих. Тогда в субтропиках или в тропиках, в полузатопленных местах, в неглубоких проточных водоемах в огромных количествах размножались какие-то вкусные и питательные животные — беспозвоночные или рыбы. На этих существах паразитировало огромное количество птиц и других животных. Среди последних и оказались наши далекие предки — тогда они были чуть поменьше современных шимпанзе. И в наши дни в Норвегии можно увидеть, как во время нереста сельди медведи заходят на задних лапах вводу и, стоя там по грудь, черпают лапами икру и едят ее, пока не насытятся. Вот и нашим предкам достаточно было войти в воду и слегка почерпать лапками, чтобы наесться.
Такой полуводный образ жизни, кстати, хорошо объясняет происхождение двуногости. Понятно, что чем дальше животное может зайти в воду, тем больше оно сможет собрать там пищи. Но заходить на глубину на четвереньках неудобно, поэтому и норвежские медведи, и многие современные приматы вступают в воду, стоя на двух ногах. При этом передвижение на двух ногах освободило передние конечности, которые тоже пригодились. Поскольку, как уже говорилось, водные животные стали обильной пищей птицам, последние активно размножались, а значит, несли яйца. Чтобы доставать яйца из гнезд и употреблять в пищу, предкам человека нужны были руки.
Если фрукты для лазящих животных легкодоступны, то получение белковой пищи дается приматам с большим трудом. В погоне за мясом современные обезьяны охотятся даже на других обезьян. А вот в «африканском раю», сложившемся 15 млн лет назад, с высококачественной белковой пищей у тогдашних приматов не было никаких проблем: икра и птичьи яйца находились почти на расстоянии вытянутой руки. Все это привело к формированию группы животных, практически выпавших из системы отбора: зачем меняться, если условия среды близки к райским? Однако, как известно, при избытке пищи животных вообще ничего не интересует, кроме размножения. Обилие еды, таким образом, усилило конкуренцию при размножении и, как следствие, стало причиной гонки за доминантность.
МЫСЛЬ ИЗРЕЧЁННАЯ ЕСТЬ ЛОЖЬ
Одним из последствий сложившейся ситуации стала речь, которая, по-видимому, зародилась как раз в «райский» период. Речь могла возникнуть как способ организации совместных действий, а начиналась, возможно, с простых звуков или, например, пения, как у современных гиббонов. Кстати, у гиббонов в мозге есть такие же поля, как и в мозге человека, и именно там у нас локализуется речь. Далее на этой базе уже возникла речь, используемая не как средство общения, а как средство имитации. Можно было впечатлить самку реальными успехами на охоте и обильной добычей, что добавляло самцу привлекательности, увеличивая шансы на передачу своего генома будущим поколениям. А можно было ей об этом просто рассказать и заполучить в ее глазах те же лавры победителя, не прилагая реальных усилий. В биологическом мире все поддерживается именно в такой пропорции: чем меньше действий и больше биологического результата — тем эффективней событие. Поэтому имитация действия с помощью речи стала бесценным качеством у архаичных антропоидов. Речь стала выгодным продуктом, и на нее начал действовать интенсивный отбор, поскольку она позволяла достигать результата в размножении. По сути дела, речь возникла как форма обмана, а обман был эффективен и тогда, и в наши дни.

АЛЬТРУИСТИЧЕСКИЙ ИНТЕЛЛЕКТ
Получается, что в стабильной социальной группе любых ранних и поздних гоминид действовал непреложный закон искусственного отбора. И именно в этом заключена квинтэссенция эволюции мозга человека.

Никакой эволюции и естественного отбора не хватило бы, чтобы всего за 4,5 млн лет наш мозг проделал путь от мозга шимпанзе к мозгу homo sapiens. Но если происходит селекция по социальному принципу, эволюция невероятно ускоряется. Благодаря жесточайшему внутреннему искусственному отбору.
Вот вопрос: что трудно отнять даже у любимой собаки? Конечно, вкусную еду — кусок колбасы или косточку. В животном мире пищей не принято делиться — наоборот, животные стараются отнять еду друг у друга любым способом. Украл — значит, наелся, наелся — значит, получил преимущество в размножении. В человеческом же социуме едой принято делиться. И вот, как выяснилось, нижняя часть лобной области человеческого мозга потребовалась нам для того, чтобы мы могли отказаться от пищи. Иными словами, лобная область, считающаяся морфологической основой интеллекта, исторически развивалась не для того, чтобы думать о высоком или играть в шахматы. Не было в те далекие времена ни «высокого», ни шахмат. Главной задачей этой части мозга стало торможение животных инстинктов. Ибо только делясь едой, можно было поддержать взаимодействие и общение в группе.
ПЛОД ПИРРОВОЙ ПОБЕДЫ
Человечество расселялось по планете, наращивая объем мозга, и наконец на историческую сцену вышли две крупные группы — неандертальцы и кроманьонцы. У представителей обеих групп мозг достиг огромного размера — 1560−1600 г. Однако при том что мозг по массе был одинаков, стратегия поведения и результаты отбора оказались разные. Неандертальцы были мощными, сильными, умными существами, которые селились очень маленькими семьями. Они придумывали орудия и вообще, возможно, были более интеллектуальными, чем homo sapiens sapiens. Но отбор, связанный с поддержанием бесконфликтных ситуаций в группах, на них не действовал. А кроманьонцы, похоже, были туповатыми, ограниченными, но их мозг прошел больший путь социализации. Жестокий отбор приспособил их к общественному образу жизни. Каков же оказался результат конкуренции? Когда на трех жуков нападает банда муравьев, она их уничтожает. Примерно так же кроманьонцы расправились с неандертальцами. И дальше мы, сапиенсы, пожали печальные плоды своей победы. 30 000 лет назад социальный отбор, который тогда, в условиях конкуренции, требовал колоссальных усилий со стороны сапиенсов, прекратился. И ситуация вернулась в каком-то смысле к началу пути: ускорился отбор людей по социальной адаптированности, только теперь отдельные слишком умные «изгои» не могли повлиять на ситуацию — общество стало слишком большим. А безынициативные особи с посредственными данными, способные к плодотворному общению и коллективным действиям, получали преимущество. Кто мог выполнять правила игры в группе, какими бы они ни были идиотскими, получал возможность размножиться и перенести геном в следующее поколение. Кто нарушал правила — тот не размножался. Так мозг постепенно и уменьшился с 1600 до 1300 г, и надо сказать, что подобный регресс не наблюдался ни у одного вида за всю историю гоминид.

Есть ли у мозга шансы на биологический прогресс? Скорее всего нет, по крайней мере до тех пор, пока действие биологического отбора будет подменяться искусственным социальным отбором. Преференции получают наиболее общественно адаптированные люди, а наличие маленького мозга в большинстве случаев им не мешает.

Источник