Газы крови и их транспорт. Регуляция дыхания
Необходимо знать
:
1. Транспорт кислорода кровью. Кривая диссоциации оксигемоглобина, ее характеристика. Кислородная емкость артериальной и венозной крови.
2. Транспорт углекислого газа кровью. Значение карбоангидразы. Формы транспорта углекислого газа. Емкость СО2 в артериальной и венозной крови.
. Понятие дыхательного центра. Характеристика нейронов дыхательного центра. Центральные механизмы смены дыхательных фаз (вдох-выдох).
. Рефлекторная регуляция дыхания. Характеристика рецепторов рефлексогенных зон, принимающих участие в регуляции дыхания. Рефлекс Геринга-Брейера.
. Роль промежуточного мозга, коры больших полушарий в регуляции дыхания.
. Функциональная система, поддерживающая постоянство газового состава крови, ее внутренние и внешние звенья.
. Дыхания при повышенном и пониженном давлении (кессонная болезнь, горная болезнь).
. Недыхательные функции легких.
Ключевые понятия и определения
Одна из наиболее жестко контролируемых констант организма - постоянство газового состава крови. Основными элементами функциональной системы, обеспечивающей оптимальные для метаболизма Ро2 и Рсо2 являются как периферические, так и центральные структуры.
Хеморецепторы
(периферические и центральные, расположенные в структурах ЦНС), чувствительные главным образом к изменениям Рсо2 и Н+.
Обратная афферентация
- сигналы, поступающие в составе чувствительных нервных волокон в дыхательный центра от периферических хеморецепторов и механорецепторов легких, которые возбуждаются при их растяжении во время вдоха.
Гуморальные влияния на дыхательный центр осуществляются возбуждением центральных хеморецепторов при изменении химического состава спинномозговой жидкости.
Дыхательный центр
- совокупность нейронов центральной нервной системы, обеспечивающих адаптацию системы органов дыхания в целях обеспечения нормального функционирования организма, как в состоянии покоя, так и при различных воздействиях на него (физическая нагрузка, психо-эмоциональное напряжение, изменение параметров внешней среды и т.д.).
Нервные центры продолговатого мозга обеспечивают «автоматическое» чередование актов вдоха и выдоха, являются генераторами дыхательной периодики и носят название дыхательного центра в узком смысле этого слова.
Нервные центры среднего мозга, мозжечка, гипоталамуса, лимбической системы и коры больших полушарий координируют дыхание в соответствии с позой, мышечные движениями, при включении организма в эмоциональные и другие биологически важные формы поведения, включая целенаправленное поведения.
Исполнительные механизмы
Внешнее звено -
приспособление внешнего дыхания в соответствии с потребностями организма. Большое значение имеют ирритантные хеморецепторы, расположенные в дыхательных путях, и реагирующие на раздражающие пары (аммиак, эфир и др.). С этих рецепторов начинаются защитные кашлевые и чихательные рефлексы.
Внутреннее звено
саморегуляции представлено многочисленными автономными механизмами: изменением работы сердца, скорости кровотока, кислородной емкости крови и т.д.
Среди висцеро-пульмональных рефлексов наиболее известны:
1. Рефлекс Геринга - Брейера - если легкие сильно раздуть, то вдох рефлекторно затормозится и начнется выдох
2. Рефлексы с дыхательных мышц - Дыхательные мышцы (как любые другие) содержат рецепторы растяжения - мышечные веретена. В случае если либо вдох, либо выдох затруднены, веретена соответствующих мышц возбуждаются и в результате сокращения этих мышц усиливаются. Благодаря этим особенностям мембранной мускулатуры достигается соответствие механических параметров дыхания сопротивлению дыхательной мускулатуры. Кроме того афферентная импульсация от мышечных веретен поступает также к дыхательным центрам, изменяя деятельность дыхательной мускулатуры.
3. Смена фаз дыхательного цикла может быть изменена импульсацией с обширных рецепторных полей висцеральной и париетальной плевры, которые связаны с парасимпатической и симпатической системами, диафрагмальными нервами.
4. Рефлексы с хеморецепторов (раздражителями служат повышение концентрации углекислого газа, понижение pH, снижение концентрации кислорода). Наиболее важные зоны хемоцепции:
а - центральные - расположенные в стволовой части мозга (в частности около корешков блуждающего и подъязычного нервов), реагирующие на изменение состава межклеточной и спинномозговой жидкостей,
б - периферические
· параганглии каротидной зоны,
· параганглии дуги аорты.
1. Рефлексы с барорецепторов дуги аорты и синокаротидгой зоны - повышение артериального давления приводит к торможения как инспираторных, так и экспираторных нейронов, и в результате уменьшается как глубина, так и частота дыхания.
2. Рефлексы с кожных терморецепторов - сильное холодовое или тепловое воздействие на кожу приводят к возбуждению дыхательных центров. Применяя контрастные ванны, можно запустить дыхание новорожденного. С рефлекторным влиянием с терморецепторов на дыхательный центр сталкивается и взрослый организм. Например, холодный бассейн после парной или финской бани. Эта процедура приводит к субъективному ощущению облегченного дыхания в результате раздражения дыхательного центра.