РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ Лектор доцент А Ю Шишелова

РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ Лектор доцент А. Ю. Шишелова

ИЗМЕНЕНИЯ ДЫХАНИЯ ПРИ ПЕРЕРЕЗКАХ ЦНС НА РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЯХ кора гипоталамус Норма Удлинение вдоха Гаспингнерегулярное дыхание Остановка МОСТ Продолговатый мозг

УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ДЫХАТЕЛЬНОГО ЦЕНТРА (АПНОЭСТИЧЕСКИЙ) ДЦ (в узком смысле) – это совокупность нейронов продолговатого мозга, необходимые для совершения актов дыхания. ДЦ (в широком смысле) - это совокупность нейронов разных уровней ЦНС, участвующих в регуляции дыхания.

Мост Продолговатый мозг – запускает дыхание Нейроны продолговатого мозга посылают команды к мотонейронам спинного мозга, аксоны которых образуют нервы: дифрагмальные, межреберные и иннервирующие мышцы живота.

Дыхательный центр продолговатого мозга Дорсальная группа Вентральная (вдох) группа (вдох/выдох)

Основные типы дыхательных нейронов продолговатого мозга q Инспираторные (вдох) q Экспираторные (выдох) • Ранние • Поздние • Полные q Преинспираторные (перед вдохом - запуск) q Постинспираторные (смена вдоха на выдох)

Дыхательный объем Количество активных инспираторных нейронов Нарастание вдоха Прекращение вдоха

Основные типы дыхательных нейронов продолговатого мозга ранние инспираторные полные инспираторные поздние инспираторные постинспираторные экспираторные преинспираторные

Группы дыхательных нейронов Генераторы дыхательного ритма Формирующие дыхательный паттерн ü Преинспираторные ü полные инспираторные ü Полные инспираторные ü Ранние инспираторные ü Поздние инспираторные ü постинспираторные ü Постинспираторные ü Экспираторные ü экспираторные D. W. Richter, 1982, 1992

Схема работы дыхательного центра (по Брэдли) + преинспираторные Виды нейронов: И – инспираторные, Ит – тормозные инспираторные, Эн – экспираторные

Причина автоматии ДЦ: ü наличие нескольких типов нейронов, объединенных синаптической взаимной регуляцией; ü ведущая роль тормозных связей; ü запуск вдоха осуществляют преинспираторные нейроны, связанные с хеморецепторами; ü ритм активности ДЦ: 1) определяется возбуждением хемо- и механорецепторов; 2) регулируется центрами варолиева моста.

ЦЕНТРЫ ВАРОЛИЕВА МОСТА обеспечивают плавную смену фаз дыхания q Пневмотаксический центр (передняя часть моста) • Тормозит И нейроны q Апноэстический центр (каудальная часть моста) • Тормозит Э нейроны, стимулирует И нейроны • Ограничивает вдох, переключает на выдох • Переключает выдох на вдох + - Дорсальная группа Вентральная (вдох) группа (вдох/выдох)

ГИПОТАЛАМУС осуществляет связь дыхания с: § Терморегуляцией § Обменом веществ § Автономной регуляцией § Поведением, удовлетворяющим биологические потребности (пищевые, половые, оборонительные)

ЛИМБИЧЕСКАЯ СИСТЕМА осуществляет связь дыхания с: § Автономной регуляцией § Эмоциями

КОРА БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ Произвольное изменение дыхания Условнорефлекторное изменение дыхания Социальное поведение Формирование речи

Влияние на дыхательный центр афферентации от различных рецепторов q Специфические рецепторы q Неспецифические рецепторы

ХЕМОРЕЦЕПТОРЫ Центральные Периферические (бульбарные) (каротидные и аортальные тельца) • Чувствительны к химизму церебральной жидкости: Н+, СО 2 • Регуляция по опережению • Чувствительны к химизму крови Н+, СО 2, О 2 • Регуляция по возмущению

Опыт Фредерика Перекрестное соединение сонных артерий и яремных вен у собак А и Б.

Норма Зависимость легочной вентиляции от газового состава крови Гипоксия – недостаток О 2 в тканях Гиперкапния - избыток СО 2 в крови Изменение СО 2 – главный стимул, управляющий дыханием Гипоксемия - недостаток О 2 в крови Гипокапния - недостаток СО 2 в крови

Рецепторы растяжения легких - механорецепторы • Располагаются в гладких мышцах стенок трахеи и бронхиол. • Афферентные волокна – в составе блуждающего нерва. • Активируются при увеличении объема легких – рефлекс Геринга-Брейера. вагус

Рецепторы защитных рефлексов Ирритантные Ø в эпителии трахеи, бронхов. Ø реагируют на: • резкие изменения объема легких, • химические раздражители: пыль, слизь и др. Юкстакапиллярные Ø в интерстиции альвеол и дыхательных бронхов (около капилляров). Ø реагируют на: • давление крови, объем интерстициальной жидкости; • БАВ в интерстиции и крови

МЕХАНИЗМ ПЕРВОГО ВДОХА НОВОРОЖДЕННОГО § Изменение газового состава крови ( О 2, СО 2) активация ДЦ § Грудная клетка резко расширяется § Устраняется «рефлекс ныряльщика» § Афферентация от термо-, проприо-, вестибуло- и тактильных рецепторов активация ДЦ

Дыхание в горах 7000 м 6% О 2 альвеолярное РО 2=35 мм рт. ст. Порог необратимых нарушений 5000 м 10% О 2 альвеолярное РО 2=45 мм рт. ст. Порог обратимых нарушений Диапазон гипокситерапии 2000 м 17% О 2 альвеолярное РО 2=75 мм рт. ст. Порог реакции на экзогенную гипоксию Равнина

проявления гипобарической гипоксии 3400 отек мозга, галлюцинации 3000 высокогорный отек легких 2700 головная боль, быстрая утомляемость, недостаточность дыхания

Газообмен между альвеолярным воздухом и кровью Принцип газообмена - диффузия

ВОЗДУХ О 2 в % СО 2 в % Вдыхаемый 20, 93 16, 0 14, 0 0, 03 4, 3 5, 5 Выдыхаемый Альвеолярный

Диффузионная способность легких - количество газа (О 2; в клинике СО), проникающее через аэрогематический барьер за 1 мин на 1 мм рт. ст. градиента давления. От чего зависит уровень диффузии О 2 в легких? 1) р О 2 в альвеолярном газе, которое определяется: • р О 2 во вдыхаемом воздухе, • вентиляцией легких (глубиной, частотой, скоростью дыхания), 2) Проницаемости аэрогематического барьера, 3) Способности эритроцитов переносить О 2: • кислородной емкости крови, • положения кривой диссоциации гемоглобина.

Транспорт О 2 В растворенном виде (2 – 4 %) В соединении с Нb (Нb. О 2) Глобин – видоспецифический белок Гем – простетическая группа, содержащая Fe++ Кислородная емкость крови - максимальное количество кислорода, которое может связать кровь при полном насыщении гемоглобина кислородом.

Кривая диссоциации оксигемоглобина 97% Hb. O 2, % легкие Отдача О 2 тканям 75% ткани р. О 2 в крови (мм рт. ст. )

легкие Отдача О 2 тканям ткани • Сдвиг вправо – легче отдача кислорода: при увеличении р. СО 2, t 0, H+, АТФ, 2, 3 -дифосфоглицерата • Сдвиг влево – легче насыщение кислородом

Транспорт СО 2 В растворенном виде (3 – 7 %) Карбгемоглобин Нв. СО 2 (20 %) Бикарбонаты (70 – 80 %) • в плазме Nа. НСО 3 (2/3) • в эритроцитах КНСО 3 (1/3)

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !