Функциональная система дыхания. Задачи регуляции дыхания. Система регуляции

Функциональная система дыхания. Задачи регуляции дыхания. Система регуляции дыхания. Рецепторы, принимающие участие в регуляции дыхания. Понятие дыхательного центра. Характер дыхания при различных условиях. Доцент Андреевская М. В.

Жизнь всецело зависит от дыхания! Дышать значит жить и без дыхания нет жизни! Дыхание по восточным методам, как средство физического, умственного и духовного развития…

И не только жизнь человека связанна с его дыханием, но и от правильности дыхания зависит продолжительность жизни и свобода от болезней!

В каждом из нас сидит здоровый человек. Просто мы его прячем за нашей ленью.

Сколько можно прожить без воздуха? • Различные ткани имеют различную степень толерантности к аноксии (отсутствие кислорода) • Мозг и сердце – наиболее уязвимые органы

• мировой рекорд • венгр David Merlini

Человек в покое каждую минуту потребляет около 250 мл кислорода

Главная задача системы дыхания состоит в поддержании нормальных уровней р. О 2 и р. СО 2 в артериальной крови.

Основная цель регуляции дыхания - приспособление внешнего дыхания к метаболическим потребностям организма в постоянно меняющихся условиях жизнедеятельности. При любых условиях должно поддерживаться • высокое р. О 2 в арт. крови, чтобы обеспечить достаточную диффузию кислорода в ткани. • стабильное р. СО 2 в арт. крови для поддержания кислотно-основного равновесия.

МОД может изменяться за счет частоты и глубины дыхания Регуляция дыхания должна обеспечивать и наиболее экономичное соотношение между глубиной и частотой дыхания.

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ РЕГУЛЯЦИИ ДЫХАНИЯ ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР РЕЦЕПТОРЫ ЭФФЕКТОРЫ

ЭФФЕКТОРЫ – ДЫХАТЕЛЬНЫЕ МЫШЦЫ

Рецепторы, влияющие на дыхательный центр

Хеморецепторы Гуморальные факторы, влияющие на легочную вентиляцию: Ро 2, Рсо 2, р. Н крови стимулируют гиперкапния Рсо 2 гипоксемия Ро 2 ацидоз р. Н крови уменьшают гипокапния Рсо 2 гипероксия Ро 2 алкалоз р. Н крови

Кислородная емкость крови - это количество кислорода которое может связать кровь при полном насыщении гемоглобина кислородом. Зависит от количества Hb в крови КЕК = 1, 34 Χ Hb Константа Гюфнера – 1 гр. Hb – 1, 34 мл О 2 Кислородная емкость 1 литра крови составляет ≈ 200 мл. О 2

Периферические хеморецепторы • расположены в каротидных и в аортальных тельцах • реагируют на р. О 2 р. СО 2 Н+ (т. е. р. Н) в артериальной крови

• Центральные хеморецепторы • расположены на вентральной поверхности продолговатого мозга • омываются внеклеточной жидкостью головного мозга и реагируют на изменение в ней концентрации Н+ • Концентрация Н+ зависит от р. СО 2, она увеличивается при гиперкапнии

карбангидраза СO 2+H 2 O H 2 CO 3 Хемо Н+ HCO 3 - рецепторы Н+ HCO 3 - СO 2+H 2 O H 2 CO 3

Механорецепторы (рецепторы растяжения) легких С механорецепторов легких регулируется частота и глубина дыхания Рецепторы расположены: • в паренхиме легких • в гладких мышцах трахеи и бронхов Реагируют на увеличения объема легких при вдохе Стимуляция этих рецепторов – рефлекс Геринга –Брейера.

Инспираторно-тормозящий рефлекс Геринга-Брейера V легких при вдохе – активация механорецепторов легких- по вагусу в дыхательный центр – смена фазы вдоха на выдох устанавливает opt. соотношение глубины и частоты дыхания и препятствует перерастяжению легких в экстремальных условиях

Ирритантные рецепторы • Расположены в слизистой дыхательных путей • Реагируют на механические и химические стимулы • Быстро адаптирующиеся • Стимуляция вызывает кашлевой рефлекс, бронхоконстрикцию и даже апноэ. • Длительное раздражение этих рецепторов приводит к хроническим бронхитам. Физиологическое значение при вдыхании токсических веществ : Сужение бронхов → ↓ вентиляции альвеол → поступления этих веществ в альвеолы и кровь.

J-рецепторы ( «юкстакапиллярные» ) • расположены в паренхиме легких в альвеолярных перегородках, прилегающих к капиллярам • стимулируются, главным образом, растяжением легочных сосудов • быстро реагируют на введение химических веществ в легочные сосуды • стимуляция может вызвать апноэ, затем учащение дыхания, снижение давления, брадикардию и бронхоспазм.

Проприорецепторы дыхательных мышц (мышечные веретена межреберных мышц) От пропреорецепторов, расположенных в межреберных мышцах и м. живота в соответствующие сегменты спинного мозга дыхательный центр В результате происходит регуляция силы сокращений в зависимости от Чем больше по амплитуде исходной длины мышц и вдох, тем сильнее оказываемого им сопротивления возбуждаются рецепторы, дыхательной системы. тем больше тормозится вдох.

Неспецифические рецепторы системы дыхания • Проприорецепторы суставов и скелетных мышц Усиление вентиляции

Артериальные барорецепторы АД Влияние давления в сонной артерии на дыхание и ритм сердца

Терморецепторы • ↑t тела и ↓ (умеренная гипотермия) увеличение вентиляции легких • Резкое охлаждение (глубокая гипотермия) угнетение дыхательного центра

Болевые рецепторы • Стимулируют дыхание • Увеличивается вентиляция легких • Частота и глубина дыхания

Дыхательный центр • совокупность взаимно связанных нейронов ЦНС, обеспечивающих координированную ритмическую деятельность дыхательных мышц и постоянное 4 приспособление внешнего дыхания к изменяющимся условиям внутренней и 12 внешней среды.

УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ДЫХАТЕЛЬНОГО ЦЕНТРА ГАСПИНГ- ЦЕНТР

Локализация дыхательного центра • Структуры, ответственные за процесс вдоха и выдоха, находятся в бульбопонтийной области мозга.

Виды нейронов дыхательного центра Инспираторная область (дорсальные ядра ПМ) содержит: • ранние инспираторные нейроны -активны в начале вдоха • полные инспираторные нейроны- активны в течении всего вдоха • поздние инспираторные нейроны – активны в конце вдоха

Экспираторная область • вентральные ядра ПМ содержат: • постинспираторные нейроны -активны в первой половине выдоха, тормозят ранние инспиратоные нейроны • экспираторные нейроны- активны во второй половине выдоха • преинспираторные нейроны- блокируют возбуждение экспираторных нейронов, способствуют смене выдоха на вдох.

Автоматия дыхательного центра • способность его обеспечивать смену вдоха и выдоха за счет своих внутренних механизмов при постоянной импульсации с хеморецепторов • находиться под выраженным произвольным корковым контролем • поддерживается различными афферентными влияниями

Активность разных типов нейронов в течение фаз дыхания

Пневмотаксический центр • верхняя часть моста • тормозит инспираторные нейроны, ограничивает длительность вдоха и ЧДД • Перерезка в нижней части моста приводит к удлинению вдоха - апнейзисы

• ЭЙПНОЕ • АПНОЕ • ГАСПИНГ длительный выдох периодически прерывается короткими вдохами • АПНЕЙЗИС длительные судорожные вдохи, прерываемые короткими выдохами n. vagus способствует ритмической смене фаз дыхания с оптимальным соотношением длительности вдоха и выдоха

Для нормальной жизнедеятельности и поддержания адекватного дыхания необходимо участие и вышележащих отделов головного мозга • лимбическая Связь дыхания с система и обменом веществ и гипоталамус терморегуляцией, вегетативной НС и с эмоциями Условно- • кора больших рефлекторная полушарий и произвольная регуляция дыхания

РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ ПРИ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЕ Механизмы: • Перед нагрузкой условно-рефлекторно • Во время мышечной нагрузки вследствие активации импульсами от • моторной зоны коры б. п. КОРА Б. П. • проприорецепторов мышц и суставов • хеморецепторов ДЫХ. ЦЕНТР • Терморецепторов Под действием катехоламинов МОТОНЕЙРОНЫ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ ДЫХАТ. МЫШЦ

ДЫХАНИЕ ПРИ ПОНИЖЕННОМ АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ РО 2 • ГИПОКСЕМИЯ 47 • ГИПЕРВЕНТИЛЯЦИЯ 70 • ГИПОКАПНИЯ • УГНЕТЕНИЕ ДЫХАНИЯ АДАПТАЦИЯ : ↑ Э. и Hb - ↑ КЕК 159 ↑ 2, 3 -ДФГ сдвиг кривой диссоциации ОHb вправо ↑УО

ДЫХАНИЕ ПРИ ПОВЫШЕННОМ АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ • Увеличение плотности воздуха увеличение р. О 2 и р. N во вд. воздухе увеличение р. О 2 и р. N в крови. 2 атм • Кислородное отравление 10 м Превышение р. О 2 величины в 1, 8 атм. при 20 м 3 атм длительной экспозиции (на глубинах 130 — 140 м) делает газ токсичным для легких и 30 м 4 атм головного мозга. 40 м 5 атм • Азотный наркоз при повышении р. N в крови на глубинах свыше 30 м. Кессонная болезнь

Глубина Мартини, Поведение м мл 20— 30 100 — 150 Мягкая эйфория и возбуждение, неуклюжесть движений 30— 40 150 — 200 Веселость и беспричинный смех, фиксация внимания только на одной проблеме, потеря бдительности, неадекватное мышление, ошибки при управлении снаряжением, плавучестью, расчете декомпрессии и скорости всплытия. 40— 50 200 — 250 То же самое плюс головокружение; появление видений 50— 70 250 — 350 Навязчивые страхи, галлюцинации, потеря контроля над собой; нередко истерика, потеря логического мышления 70— 90 350 — 450 Невозможность сосредоточиться на реальности, отупение, галлюцинации, потеря памяти и сознания Более 90 Более 500 Галлюцинации и бессознательное состояние Данная таблица построена для зарубежных аквалангистов. Собственные экспериментальные исследования в Подводном Клубе МГУ показали, что параметры мартини в этой таблице применимы к российским подводникам с коэффициентом К=3 -3, 5.

ВНИМАНИЕ! Кафедра нормальной физиологии предупреждает Курение вредит Вашему здоровью!

Спасибо за внимание!