Скачать презентацию Регуляция дыхания к м н доцент Сорокин Скачать презентацию Регуляция дыхания к м н доцент Сорокин

Регуляция дыхания.ppt

  • Количество слайдов: 60

Регуляция дыхания к. м. н. , доцент Сорокин О. В. Кафедра нормальной физиологии НГМУ Регуляция дыхания к. м. н. , доцент Сорокин О. В. Кафедра нормальной физиологии НГМУ

План лекции Строение дыхательного центра Рецепторный отдел дуги нейрогуморальной регуляции дыхания. Рефлекторная регуляция дыхания План лекции Строение дыхательного центра Рецепторный отдел дуги нейрогуморальной регуляции дыхания. Рефлекторная регуляция дыхания Дыхание при различных условиях Недыхательные функции лёгких

Известные положения 1. 2. 3. Для нормального протекания тканевого обмена особенно важны содержание О Известные положения 1. 2. 3. Для нормального протекания тканевого обмена особенно важны содержание О 2 и СО 2 в артериальной крови. В капиллярах легких устанавливается полное газовое равновесие Состав альвеолярного воздуха определяет содержание О 2 и СО 2 в артериальной крови.

Роль дыхательной системы Обеспечение полного соответствия ◦ между количеством О 2, поступающего в кровь Роль дыхательной системы Обеспечение полного соответствия ◦ между количеством О 2, поступающего в кровь через лёгкие, и скоростью его потребления в тканях ◦ между продукцией в тканях СО 2 и количеством удаляемого из организма через лёгкие СО 2 Приспособление объёма лёгочной вентиляции к уровню метаболизма в организме.

Интенсивность вентиляции определяется минутным объемом дыхания МОД = ДО * ЧД следовательно 1. глубиной Интенсивность вентиляции определяется минутным объемом дыхания МОД = ДО * ЧД следовательно 1. глубиной вдоха 2. частотой дыхания.

Система дыхания Система дыхания

Дыхательный центр 1885 год Н. А. Миславский совокупность нейронов дыхательных ядер продолговатого мозга, способных Дыхательный центр 1885 год Н. А. Миславский совокупность нейронов дыхательных ядер продолговатого мозга, способных генерировать дыхательный ритм Функции ДЦ ◦ Двигательная (моторная) ◦ Гомеостатическая

Двигательная функция ДЦ В основе – регуляция сокращения дыхательных мышц Генерация дыхательного ритма (т. Двигательная функция ДЦ В основе – регуляция сокращения дыхательных мышц Генерация дыхательного ритма (т. е. генерация вдоха и его активного прекращения) Формирование паттерна дыхания (индивидуальная длительность вдоха и выдоха, величина ДО и МОД) Адаптация дыхания к метаболическим потребностям организма Приспособление дыхания к поведенческим реакциям Интеграция дыхания с другими функциями ЦНС

Гомеостатическая функция ДЦ Изменение характера дыхания при сдвигах гомеостатических параметров (О 2 и СО Гомеостатическая функция ДЦ Изменение характера дыхания при сдвигах гомеостатических параметров (О 2 и СО 2) во внутренней среде организма Регуляция дыхания при изменении температуры Адаптация ДЦ к условиям изменённой газовой среды (пониженное и повышенное барометрическое давление)

Дыхательный цикл Последовательность фазы инспирации (вдох) и экспирации (выдох) Выделяют три фазы: ◦ Инспирация Дыхательный цикл Последовательность фазы инспирации (вдох) и экспирации (выдох) Выделяют три фазы: ◦ Инспирация ◦ Постинспираторная активность ◦ Экспирация

Биоэлектрическая активность дыхательных нейронов Биоэлектрическая активность дыхательных нейронов

Классификация дыхательных нейронов Ранние инспираторные Поздние инспираторные Полные инспираторные Постинспираторные Экспираторные Преинспираторные Классификация дыхательных нейронов Ранние инспираторные Поздние инспираторные Полные инспираторные Постинспираторные Экспираторные Преинспираторные

Строение дыхательного центра ДДГ – дорсальная дыхательная группа ВДГ – вентральная дыхательная группа Бк Строение дыхательного центра ДДГ – дорсальная дыхательная группа ВДГ – вентральная дыхательная группа Бк – Комплекс Бетцлингера р. ВДГ и к. ВДГ – ростральная и каудальная части ВДГ С 1 -С 2 – сегменты спинного мозга ДН- диафрагмальный нерв НМ и ВМ – наружные и внутренние межрёберные мышцы

Классификация нейронов ДЦ в зависимости от проекции аксонов Проприобульбарные – связаны с другими нейронами Классификация нейронов ДЦ в зависимости от проекции аксонов Проприобульбарные – связаны с другими нейронами ДЦ и участвуют только в генерации дыхательного ритма Булбоспинальные – синаптически связаны с дыхательными мотонейронами спинного мозга и управляют мышцами вдоха и выдоха Нейроны, иннервирующие мышцы верхних дыхательных путей и регулирующие поток воздуха в дыхательных путях

Дорсальная ДГ Полные и поздние инспираторные нейроны Получают афференты от рецепторов растяжения лёгких по Дорсальная ДГ Полные и поздние инспираторные нейроны Получают афференты от рецепторов растяжения лёгких по волокнам блуждающего нерва Являются проприобульбарными

Вентральная дыхательная группа Ростральная часть – проприобульбарные и бульбоспинальные инспираторные нейроны разных видов Каудальная Вентральная дыхательная группа Ростральная часть – проприобульбарные и бульбоспинальные инспираторные нейроны разных видов Каудальная часть – бульбоспинальные экспираторные нейроны Комплекс Бетцлингера – проприобульбарные экспираторные нейроны, тормозят активность всех инспираторных нейронов

Пейсмекерная теория происхождения дыхательного ритма дыхательный ритм возникает в результате спонтанной деполяризации и генерации Пейсмекерная теория происхождения дыхательного ритма дыхательный ритм возникает в результате спонтанной деполяризации и генерации ПД пейсмекерными нейронами вентральной дыхательной группы активность спонтанно прекращается благодаря мембранному механизму аккомодации в период активности пейсмекерные клетки через интернейроны активируют мотонейроны диафрагмы и межрёберных мышц, вызывая инспирацию.

Происхождение дыхательного ритма согласно теории нейронной сети Одна группа дыхательных нейронов моносинаптически тормозит другие Происхождение дыхательного ритма согласно теории нейронной сети Одна группа дыхательных нейронов моносинаптически тормозит другие подгруппы на этой основе формируется последовательная смена фаз дыхания.

Пневмотаксический центр + Инспираторные нейроны + + Экспираторные нейроны Мотонейроны диафрагмального Мотонейроны экспираторных нерва Пневмотаксический центр + Инспираторные нейроны + + Экспираторные нейроны Мотонейроны диафрагмального Мотонейроны экспираторных нерва мышц

Дыхательный центр получает информацию От хеморецепторов – о газовом составе крови 2. От рецепторов Дыхательный центр получает информацию От хеморецепторов – о газовом составе крови 2. От рецепторов растяжения легких – о глубине дыхания 1.

Хеморецепторы Как регуляторная система узнает о том, что изменен газовый состав внутренней среды? Хеморецепторы Как регуляторная система узнает о том, что изменен газовый состав внутренней среды?

Опыт Фредерика Опыт Фредерика

Аксиома Повышение напряжения СО 2 в артериальной крови приводит к увеличению МОД Аксиома Повышение напряжения СО 2 в артериальной крови приводит к увеличению МОД

Зависимость вентиляции легких от напряжения газов в крови. Зависимость вентиляции легких от напряжения газов в крови.

Хеморецепторы В продолговатом мозге центральные (медуллярные) хеморецепторы 2. в сосудистых рефлексогенных зонах - периферические Хеморецепторы В продолговатом мозге центральные (медуллярные) хеморецепторы 2. в сосудистых рефлексогенных зонах - периферические (артериальные) хеморецепторы. 1.

Центральные хеморецепторы Центральные хеморецепторы

Механизм возбуждения Центральные хеморецептивные нейроны возбуждаются только при действии на них повышенных концентраций ионов Механизм возбуждения Центральные хеморецептивные нейроны возбуждаются только при действии на них повышенных концентраций ионов водорода.

Механизм возбуждения Главным стимулятором активности каротидных тел является гипоксия – снижение напряжения кислорода в Механизм возбуждения Главным стимулятором активности каротидных тел является гипоксия – снижение напряжения кислорода в артериальной крови.

Схема строения каротидного тела Схема строения каротидного тела

Мембрана клеток 1 типа Мембрана клеток 1 типа

От хеморецепторов информация поступает К инспираторным нейронам дыхательного центра От хеморецепторов информация поступает К инспираторным нейронам дыхательного центра

Рефлекторная регуляция МОД СО 2 Рефлекторная регуляция МОД СО 2

Механорецепторы 1) рецепторы растяжения легких, 2) ирритантные рецепторы, 3) J - рецепторы юкстакапиллярные рецепторы Механорецепторы 1) рецепторы растяжения легких, 2) ирритантные рецепторы, 3) J - рецепторы юкстакапиллярные рецепторы легких

Результат возбуждения Возбуждение рецепторов растяжения легких вызывает рефлекторное торможение вдоха и переход к выдоху. Результат возбуждения Возбуждение рецепторов растяжения легких вызывает рефлекторное торможение вдоха и переход к выдоху. Этот рефлекс называется инспираторно-тормозящим рефлексом Геринга-Брейера.

Афферентный путь Чувствительные волокна блуждающего нерва Информация К экспираторным нейронам Афферентный путь Чувствительные волокна блуждающего нерва Информация К экспираторным нейронам

Результат перерезки блуждающего нерва До перерезки После перерезки вдох Результат перерезки блуждающего нерва До перерезки После перерезки вдох

Грудная клетка Грудная клетка

Перерезка мозга ниже варолиевого моста гасп Перерезка мозга ниже варолиевого моста гасп

После перерезки мозга ниже моста у экспериментальных животных наблюдается длительный выдох, который редко прерывается После перерезки мозга ниже моста у экспериментальных животных наблюдается длительный выдох, который редко прерывается резким вдохом, такое дыхание называется гаспинг.

Структурам моста, необходимым для поддержания полноценного дыхания Люмсден в 1923 году дал название пневмотаксический Структурам моста, необходимым для поддержания полноценного дыхания Люмсден в 1923 году дал название пневмотаксический центр (ПТЦ).

Импульсы от ПТЦ поступают к дыхательным нейронам продолговатого мозга Физиологическая роль ПТЦ: 1. стабилизация Импульсы от ПТЦ поступают к дыхательным нейронам продолговатого мозга Физиологическая роль ПТЦ: 1. стабилизация и ускорение ритма 2. облегчение переключения дыхательных фаз

Регуляция дыхания и другие функции организма (регуляция по возмущению) Ретикулярная формация ствола мозга 2. Регуляция дыхания и другие функции организма (регуляция по возмущению) Ретикулярная формация ствола мозга 2. Гипоталамус (терморегуляция) 3. Кора больших полушарий 1.

Регуляция просвета бронхов 1. 2. Сокращение гладких мышц и сужение бронхов происходит при действии Регуляция просвета бронхов 1. 2. Сокращение гладких мышц и сужение бронхов происходит при действии ацетилхолина парасимпатических нервных окончаний на Мхолинорецепторы. Через 2 -адренорецепторы катехоламины мозгового вещества надпочечников и норадреналин симпатических нервных окончаний оказывают расслабляющее действие на гладкие мышцы, происходит расширение бронхов

Физиологические эффекты, которые оказывают БАВ, содержащиеся в тучных клетках гиперсекреция слизи, отек слизистой, и Физиологические эффекты, которые оказывают БАВ, содержащиеся в тучных клетках гиперсекреция слизи, отек слизистой, и бронхоспазм. Сужение бронхов вызывает гистамин (Н 1 - эффект), простагландины, ацетилхолин, тромбоксан, брадикинин. Гиперсекрецию слизи вызывают гистамин (Н 2 - эффект), ацетилхолин, адреналин, простагландины.

Дыхание при физической нагрузке Начальная фаза Изокапническая фаза Анаэробная фаза Дыхание при физической нагрузке Начальная фаза Изокапническая фаза Анаэробная фаза

Начальная фаза Регулируется проприоцептивными сенсорными нейронами работающих мышц Величина вентиляции зависит от темпа нарастания Начальная фаза Регулируется проприоцептивными сенсорными нейронами работающих мышц Величина вентиляции зависит от темпа нарастания и режима дозирования нагрузки Транспорт СО 2 отстаёт от центральной стимуляции вентиляционного процесса, приводя к временному падению РСО 2 в альвеолах

Изокапническая стадия Наступает через минуту работы Метаболизм аэробный Метаболический ацидоз отсутствует Гиперкапния – основной Изокапническая стадия Наступает через минуту работы Метаболизм аэробный Метаболический ацидоз отсутствует Гиперкапния – основной стимулирующий фактор, вызывающий прирост вентиляции При работе средней интенсивности – газовый состав крови и кислотно-основной баланс в норме Вентиляция повышается прямопропорционально транспорту газов до уровня в 70%максимального потребления О 2

Анаэробная стадия Транспорт газов не удовлетворяет тканевый метаболизм Возникает метаболический ацидоз, который является дополнительным Анаэробная стадия Транспорт газов не удовлетворяет тканевый метаболизм Возникает метаболический ацидоз, который является дополнительным фактором стимулирующим вентиляцию При максимальном уровне физической нагрузки потребление О 2 и продукция СО 2 возрастает в 15 -20 раз

Дыхание при подъёме на высоту Острая гипоксия Вентиляционная акклиматизация Деакклиматизация Дыхание при подъёме на высоту Острая гипоксия Вентиляционная акклиматизация Деакклиматизация

Острая гипоксия Появляется в течение первых секунд подъёма на высоту и продолжается несколько часов Острая гипоксия Появляется в течение первых секунд подъёма на высоту и продолжается несколько часов Результат стимуляции каротидных телец артериальной гипоксемией Гипервентиляция вызывает уменьшение РСО 2 в крови и как результат снижение р. Н в ликворе, что приводит к угнетению дыхания В ответ на гипоксию и гипокапнию нарабатываются метаболические кислоты (молочная), что вызывает положительный вентиляционный ответ

Вентиляционная акклиматизация Отсроченный ответ, возникающий при пребывании в высокогорье в течение нескольких недель Формируется Вентиляционная акклиматизация Отсроченный ответ, возникающий при пребывании в высокогорье в течение нескольких недель Формируется физиологическая гипервентиляция, обусловленная «восстановлением» ЦНС после гипоксии и оптимизацией чувствительности каротидных хеморецепторов к гипоксическим стимулам К факторам долговременной адаптации относится также рост концентрации гемоглобина и полицетемия (эритроцитоз)

Деакклиматизация Восстановление вентиляции при восстановлении нормоксии Гипервентиляция возникает в ответ на гипоксию после того, Деакклиматизация Восстановление вентиляции при восстановлении нормоксии Гипервентиляция возникает в ответ на гипоксию после того, как гипоксический стимул устранён и сохраняется в течение 1 -2 сут, после чего возвращается к нормовентиляции

Дыхание при высоком давлении Декомпрессионная болезнь (10 м– 1 атм) ◦ Десатурация азота ◦ Дыхание при высоком давлении Декомпрессионная болезнь (10 м– 1 атм) ◦ Десатурация азота ◦ Окклюзия газом микрососудов ◦ Неврологическая симптоматика ◦ Боли в области суставов (кессонная болезнь) Лечение в барокамере Дыхание кислородно-гелиевой смесью

Недыхательные функции лёгких Защитная ◦ Мукоцилиарное звено (активность уилиарного аппарата и реологическими свойствами бронхоальвеолрного Недыхательные функции лёгких Защитная ◦ Мукоцилиарное звено (активность уилиарного аппарата и реологическими свойствами бронхоальвеолрного секрета) ◦ Гуморальное звено – факторы бронхиального содержимого (Ig, лизоцим, лактоферрин, антипротеазы, комплемент, интерферон) ◦ Клеточное звено – альвеолярные макрофаги, нейтрофилы и лимфоциты.