Вопрос 4: Регуляция дыхания

Транспорт газов кровью.

В крови кислород находится в двух состояниях:

- растворенный (в 100 мл крови – 0,25 мл кислорода);

- связанный (гемоглобин + кислород = оксигемоглобин).

В тканях происходит распад оксигемоглобина, кислород выделяется и используется для окислительных процессов. Количество кислорода, которое может быть связано 100 мл крови при полном переходе гемоглобина крови в оксигемоглобин составляет кислородную емкость крови.

Более 90% СО₂, переносимого кровью, находится в химически связанном состоянии, остальная часть (около 5%) растворена в плазме. Большое количество СО₂ переносится кровью в виде:

- угольной кислоты (Н₂СО₃) и ее солей;

- бикарбонатов калия и натрия (КНСО₃ и NаНСО₃);

- карбогемоглобин.

Углекислый газ поступает в плазму, а затем в эритроциты. В них находится фермент карбоангидраза, под действием которой из двуокиси углерода и воды образуется угольная кислота. В эритроцитах она соединяется с калием, образуя бикарбонат калия. Угольная кислота легко диссоциирует на ионы Н⁺ и НСО₃^-, они переходят из эритроцитов в плазму и, взаимодействуя с натрием, образуют бикарбонат натрия.

В крови содержатся другие соединения: метгемоглобин, (железо из 2-х валентного переходит 3-х валентное), карбоксигемоглобин (с угарным газом)

 

Физиологическая роль легочного дыхания состоит в обеспечении оптимального газового состава артериальной крови. Для нормальной интенсивности процессов тканевого дыхания

Дыхательный центр располагается в продолговатом мозге и находится постоянно в состоянии активности, в нем автоматически возникают ритмические импульсы возбуждения. Автоматизм связан с процессами обмена веществ в нем самом и накоплением углекислоты.

В регуляции вдоха и выдоха принимают участие и рецепторы межреберных мышц и диафрагмы.

Система регуляции дыхания включают три основных элемента:

1) рецепторы, воспринимающие информацию и передающие ее:

2) центральный регулятор, расположенный в головном мозге. Здесь информация обрабатывается и отсюда же посылаются команды на:

3) эффекторы (дыхательные мышцы), непосредственно осуществляющие вентиляцию легких.

В ретикулярной формации продолговатого мозга располагается дыхательный центр, который имеет инспираторную и экспираторную части (центр вдоха и центр выдоха), а в верхних отделах варолиева моста расположен пневмотаксический центр, который контролирует деятельность расположенных ниже, в продолговатом мозге, центров вдоха и выдоха.

Главным фактором, определяющим уровень дыхательных движений, является концентрация углекислого газа в крови. Повышение его содержания усиливает возбудимость структур дыхательного центра.

На вентиляцию легких также оказывают влияние гормоны. Так, она возрастает при поступлении в кровь адреналина (при физической нагрузке) и при повышении уровня прогестерона (при беременности).

Влияние других факторов на дыхание.Ряд факторов влияет на вентиляцию легких, хотя не участвует непосредственно в ее регуляции. Эти факторы называются неспецифическими (по отношению к дыхательной функции). К ним относится, прежде всего, изменение температуры, сильные холодовые или тепловые воздействия на кожу могут приводить к возбуждению дыхательного центра (так, у новорожденного можно стимулировать дыхание путем контрастных ванн). Кроме того, на дыхание влияют изменения температуры тела: как ее повышение (при лихорадочном состоянии), так и незначительное понижение (умеренная гипотермия) сопровождается увеличением вентиляции легких. В то же время резкое охлаждение (глубокая гипотермия) приводит к угнетению дыхательного центра. К неспецифическим агентам, влияющим на дыхание, относится также боль (у новорожденных животных болевые раздражители стимулируют дыхание). Дыхательные центры реагируют на импульсацию от сосудистых барорецепторов. Повышение артериального давления приводит к торможению как инспираторных, так и экспираторных нейронов, в результате уменьшаются как глубина, так и частота дыхания.

 

Выводы:

1. Дыхание – совокупность физиологических процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода и удаление диоксида углерода, т.е. поддержание относительного постоянства диоксида углерода и кислорода в альвеолярном воздухе, крови и тканях.

2. Дыхание животных состоит из следующих процессов: внешнее дыхание – обмен газов между внешней средой и альвеолами легких (вентиляция легких); транспортировка газов кровью – перенос кровью кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким; клеточное дыхание – потребление кислорода клетками и выделение ими углекислого газа.

3. Воздухоносные пути (гортань, трахея, бронхи, бронхиолы) не принимают непосредственного участия в газообмене.

4. Жизненная емкость легких – это максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после самого глубокого вдоха.

5. Дыхание саморегулирующий процесс, в котором ведущее значение имеет дыхательный центр.

6. Дыхание служит важным фактором теплорегуляции.