Сон, его электрофизиологическая характеристика и значение для организма. Фазы сна. Теории сна.

Структура сна. Долгое время считалось, что после небольшого периода засыпания нервная система человека приходит в состояние торможения на 7-8 часов. Затем торможение ЦНС сменяется возбуждением и человек просыпается. Так сон и бодрствование периодически сменяют друг друга, и основным отличием сна от бодрого состояния стали разлитое торможение коры головного мозга, имеющее охранительное значение и восстанавливающее работоспособность клеток нервной системы в течение сна.

Однако с развитием микроэлектродной техники и электрофизиологических методов исследования выяснилось, что во время сна большая часть нервных клеток не отдыхает, а продолжает работать, только в другом, более синхронизированном режиме. Оказалось, что структура физиологического сна достаточно сложна, и в течение ночи происходит 5-6 раз смена двух различных по своим физиологическим характеристикам фаз, или стадий сна, которые могут быть четко ограничены с помощью полиграфических записей ЭЭГ, ЭКГ, и других физиологических функций, включая движения глаз и активность скелетной мускулатуры.

В физиологическом сне человека и животных различают по крайней мере две фазы, обозначаемые как фаза медленного сна (ФМС) и фаза быстрого сна (ФБС

В настоящее время показано, что период бодрствования сменяется стадией медленного сна, которая длится 60-90 минут и переходит в стадию быстрого сна (5-10 минут). Затем снова наступает медленный сон. Так они сменяют друг друга в течение ночи, причем постепенно падает глубина ФМС и растет длительность ФБС. Таким образом, структура сна может быть выражена так:

Существовали так называемые гуморальные теории, которых главную роль в развитии сна приписывали тем или иным гуморальным факторам (молочной кислоте, холестерину, нейротоксинам, гипнотоксинам и т.п.). Однако после фундаментальных работ П. К. Анохина на сиамских близнецах, которые имели общую систему кровообращения, но засыпали в разное время, интерес к гуморальным теориям ослаб, хотя признано, что изменение концентрации различных гуморальных агентов может изменять возбудимость нервных клеток и способствовать (или препятствовать) наступлению сна.

Согласно теории Павлова, сон есть разлитое генерализованное торможение, охватывающее всю кору. Исходный пункт, из которого происходит иррадиация торможения, обязательно находится в коре. Сон по Павлову есть феномен корковый по самой своей сути. Однако вскоре появились данные о том, что декортикация не меняет характер чередования сна и бодрствования. Эти данные заставили Павлова выказать предположение о вовлечении в угнетение и подкорковых отделов только случае отсутствия коры.

Современная теория развития сна рассматривает сон как результат определенных циклических изменений во взаимоотношениях коры и важнейших подкорковых образований, и, в частности, гипоталамуса и области РФ мозгового ствола. Согласно этой теории, в состоянии бодрствования кора, и, в частности, ее лобные отделы, тормозит деятельность так называемого "центра Гесса", который ответственен за развитие сна. Центр Гесса способен тормозить деятельность ретикулярной активирующей системы либо на уроне продолговатого мозга, либо на уровне таламуса, но поскольку сам он во время бодрствования заторможен импульсацией с коры, то этого не происходит, и в этих условиях РФ активирует кору, что еще более способствует подавлению активности центра Гесса.

43. Биоэнергетика организма. Методы определения энергетического обмена. Основной обмен и факторы, влияющие на его величину. Клиническое значение основного обмена.

Биоэнергетика (син. метаболизм) совокупность процессов превращения веществ и энергии в живом организме и обмена организма веществами и энергией с окружающей средой.

Основной обмен — один из показателей интенсивности обмена веществ и энергии в организме; выражается количеством энергии, необходимой для поддержания жизни в состоянии полного физического и психического покоя, натощак, в условиях теплового комфорта.

Основной обмен определяют в состоянии бодрствования (во время сна уровень О. о. понижается на 8—10%). Определение О. о. проводят в условиях мышечного покоя; не менее чем через 12—16 ч после последнего приема пищи, при исключении белков из пищевого рациона за 2—3 суток до момента определения О. о.; при внешней температуре комфорта, не вызывающей ощущения холода или жары (18—20°).

Под основным обменом (ОО) понимают минимальный уровень затрат, необходимый для поддержания жизнедеятельности организма в условиях относительного полного физического и эмоционального покоя. Энергетические затраты основного обмена обычно выражаются в килокалориях за 1 час (или сутки) и рассчитываются на 1 кг массы тела на 1 м2 его поверхности. Для взрослого человека среднее значение ОО равно 1 ккал/кг/час, для мужчин – 1 700 ккал/сутки, для женщин – 1 500 ккал/сутки, т. е. на 10–15% меньше, чем у мужчин. Перед определением основного обмена человек должен находиться в состоянии физического и психического покоя и не принимать никакой пищи в течение 12–18 часов. Тогда к моменту измерения желудочно-кишечный тракт испытуемого будет пуст. Количество расходуемой энергии (работа сердца, кровообращение, дыхание, сохранение постоянной температуры тела) называют уровнем основного обмена. Данная величина зависит от пола, возраста, массы тела, состояния здоровья индивидуума и коррелирует с отношением поверхности тела к его объему. Немецкий физиолог М. Рубнер сформулировал закон энергозатрат: энергозатраты пропорциональны величине поверхности тела.

Рабочий обмен, энергетические затраты организма при различных видах труда. Рабочая проверка. Специфически - динамическое действие пищи. Распределение населения по группам в зависимости от энергозатрат.

Интенсивность обменных процессов в организме значительно возрастает в условиях физической нагрузки. Объективным критерием для оценки энергозатрат, связанных с двигательной активностью разных профессиональных групп, является коэффициент физической активности. Он представляет собой отношение общих энергозатрат к величине основного обмена. Прямая зависимость величины энергозатрат от тяжести нагрузки позволяет использовать уровень энергозатрат в качестве одного из показателей интенсивности выполняемой работы

Разница между величинами энергозатрат организма на выполнение различных видов работ и энергозатрат на основной обмен составляет так называемую рабочую прибавку (к минимальному уровню энергозатрат). Предельно допустимая по тяжести работа, выполняемая на протяжении ряда лет, не должна превышать по энергозатратам уровень основного обмена для данного индивидуума более чем в 3 раза.

^ Умственный труд не требует столь значительных энергозатрат, как физический.

^ Специфически-динамическое действие пищи — это усиление интенсивности обмена веществ под влиянием приема пищи и увеличение энергетических затрат организма относительно уровней обмена и энергозатрат, имевших место до приема пищи. Специфически-динамическое действие пищи обусловлено затратами энергии на переваривание пищи, всасывание в кровь и лимфу питательных веществ из желудочно-кишечного тракта, ресинтез белковых, сложных липидных и других молекул; влиянием на метаболизм биологически активных веществ, поступающих в организм в составе пищи (в особенности белковой) и образующихся в нем в процессе пищеварения.

^ Увеличение энергозатрат организма выше уровня, имевшего место до приема пищи, проявляется примерно через час после приема пищи, достигает максимума через три часа, что обусловлено развитием к этому времени высокой интенсивности процессов пищеварения, всасывания и ресин-теза поступающих в организм веществ. Специфически-динамическое действие пищи может продолжаться 12—18 ч. Оно наиболее выражено при приеме белковой пищи, повышающей интенсивность обмена веществ до 30 %, и менее значительно при приеме смешанной пищи, повышающей интенсивность обмена на 6—15 %.

^ Уровень общих энергозатрат, как и основного обмена, зависит от возраста: суточный расход энергии возрастает у детей с 800 ккал (6 мес— 1 год) до 2850 ккал (11—14 лет). Резкий прирост энергозатрат имеет место у подростков-юношей 14—17 лет (3150 ккал). После 40 лет энергозатраты снижаются и к 80 годам составляют около 2000—2200 ккал/сут.

Пpи пpеобладании возбуждения подавляются тоpмозные условные pефлексы, появляется двигательное и вегетативное возбуждение. Пpи пpеобладании тоpмозного пpоцесса ослабляются или пpопадают положительные условные pефлексы. Появляются слабость, сонливость, огpаничивается двигательная активность. Тpудовая деятельность человека является основой его существования. Любой тpуд пpотекает в конкpетной сpеде, котоpая опpеделяет условия тpуда. В каждом виде тpудового пpоцесса есть элементы физического тpуда (пpи котоpом совеpшается мышечная нагpузка) и элементы умственного тpуда. Поэтому всякий тpуд подpазделяется по его тяжести (4-6 гpупп) и по напpяженности (4-6 гpупп). Как пpавило любой тpуд сопpовождается возpастанием неpвного напpяжения на фоне уменьшающихся мышечных усилий.