Нервная регуляция дыхания. Обмен газов, транспорт газов кровью

Обмен газов, транспорт газов кровью. Регуляция дыхания.

2. Цель лекции

Проанализировать механизм внешнего дыхания, познакомиться с основными физиологическими показателями легочной вентиляции.

Проанализировать процессы газообмена в легких и тканях, механизмы собственных и сопряженных рефлексов системы дыхания, а также причины его изменения при пониженном и повышенном атмосферном давлении.

З. Задачи лекции. Рассмотреть дыхание на уроне физиологических процессов

4. Содержание лекции

Газообмен в легких.

Транспорт газов кровью.

Регуляция дыхания.

Гуморальная регуляция дыхания

Нервная регуляция дыхания.

5. Вопросы для самостоятельной работы,

Методические указания к лабораторным занятиям по нормальной физиологии для студентов медицинского института. ПГУ, Пенза 2003.

литература для подготовки

Методические указания к лабораторным занятиям по нормальной физиологии для студентов медицинского института. ПГУ, Пенза 2003.

6. Вопросы для повторения

Анатомия и гистология органов дыхания

Лектор доцент Микуляк Н.И.

В легкие по воздухоносным путям идет атмосферный воздух. %-ое содержание газов в нём следующее: О₂ – 20,9%, СО₂ – 0,03%, N – 79%. Другие газы в настоящий момент не интересуют. Поступающий воздух смешивается с воздухом, который находится в альвеолах. Ритмическое, периодически повторяющееся поступление наружного воздуха поддерживает постоянный состав альвеолярного воздуха, который содержит: О₂ – 14%, СО₂ – 5,6%, N – 80%.

При вдохе альвеолярный воздух смешивается с воздухом, который находиться во вредном пространстве, а здесь %-ое содержание воздуха такое же как и атмосферного воздуха. Выдыхаемый воздух: О₂ – 15 – 16%. На этом мы закончим разбор 1-го этапа процесса дыхания и переходим ко 2-му, 3-му и 4-му.

2 этап - обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью осуществляется в альвеолах. Альвеол около 300 млн. Общая их поверхность около 90 – 100 м². На всей этой огромной площади альвеол воздух отделен от венозной крови двумя рядами клеток: эпителий альвеол и стенка капилляра. В течение 1 – 2 сек контакта крови с альвеолярным воздухом достаточно чтобы газовые составы уравнялись. В процессе газообмена играет значение не столько %-ое содержание газов, сколько их парциальное давление. Так на большой высоте %-ое содержание газов такое же как и над землей, но человек там задыхается. Что такое парциальное давление? Парциальное давление – это давление которое приходиться на долю какого-нибудь газа из смеси газов. Давление газов в жидкости называется его напряжением.

И так, какое парциальное давление О₂, СО₂ , N в альвеолярном воздухе? Атмосферное давление примем за 760 мм.рт.ст. На долю водяных паров в альвеолах приходиться 47 мм рт ст. На долю газов 760 – 47 = 713 мм рт ст.

Толщина альвеолярной мембраны 0,3 – 2 мкм Лазарис, Серебровская 1962 г. Она представляет собой сложное неоднородное образование, состоящее из альвеолярного эпителия и капиллярного эпителия, каждый из которых, расположен на собственной базальной мембране. Между обеими мембранами находиться узкое пространство, с расположенными в нем, аморфным гомогенным веществом, эластическими, ретикулярными волокнами и клетками соединительной ткани. Альвеолярная и капиллярная мембраны местами тесно прилегают друг к другу и даже спаиваются. Внутренняя поверхность альвеол выстилает слизистая пленка, являющаяся секретом клеток альвеолярного эпителия. Слизистой пленке придается большое значение не только как защитному слою, предохраняющему эпителий альвеол от высыхания. Внутренняя пленка содержит вещества, так называемые сурфактанты, которые обладают поверхностно-активным действием и играют огромную роль в поверхностном натяжении; определяющем растяжение альвеол и тем самым напряжение всей легочной ткани. (Маклин 1954, Слементе 1957)

Для О₂ = 713 х 14 = 100 мм

СО₂ = 713 х 5,6 = 40 мм

N = 713 х 79 = 575 мм

Напряжение газов в венозной крови О₂ = 40, СО₂ = 46, N = 575.

В тканях напряжение О₂ = 0, СО₂ = 60. Все это можно суммировать в виде схемы

ТТкань О₂ = 0 СО₂ = 60

Существующая разность между парциальным давлением и напряжением является причиной движения газа. Так, из альвеол в венозную кровь идет О₂, а обратно СО₂. За 1 – 2 сек восстанавливается газовое равновесие. Переход газов осуществляется за счет диффузии. Активный перенос не подтвердился (через стенку). Обмен газов между альвеолярным воздухом и венозной кровью у взрослого человека в покое при разнице напряжений всего в 1 мм рт ст равен 25 – 60 мм О₂ в мин. Так как средняя величина потребления О₂ у человека в покое составляет примерно 250 – 300 мл в мин, то следовательно разность давления в 60 мм более чем достаточна для того, чтобы обеспечить поступление в кровь необходимого количества О₂. При такой разности давления О₂ в альвеолярном воздухе и напряжении этого газа в венозной крови может быть обеспечено и значительное увеличение поступления О₂ в кровь, необходимое при функциональной работе или спортивных упражнениях. Когда значительно увеличивается мин объем крови выбрасываемый cor и ускоряется ток крови через легкие.

Т.к. скорость диффузии углекислоты из крови в 25 раз больше, чем О₂, то и СО₂ успевает выделиться из крови в необходимых количествах за счет разности между напряжением СО₂ в венозной крови и давлении в альвеолярном воздухе. Таков в общих чертах газообмен между альвеолярным воздухом и венозной кровью, между артериальной кровью и тканями.

Обмен газов между альвеолярным воздухом и венозной кровью у здорового человека в среднем равен О₂ = 30 мл и столько же СО₂.

3 этап дыхания – это перенос газов кровью. Если кровь поместить в аппарат Ванслайка принцип основан на том, что в аппарате над кровью создают вакуум, куда производят выкачивание газов, кроме того для улучшения вытеснения СО₂ из солей угольной кислоты в кровь, находящейся в приборе, прибавляют органические кислоты, а для вытеснения О₂ – вносят раствор железо-синеродистого калия, который переводит Hb в мет Hb, способный уже связывать кислород. Вследствие этого окси Hb в присутствии катализатора полностью отдает свой О₂, то оказывается 100 мл крови может содержать О₂ = 20мл, СО₂ = 52 мл, N = 1 мл в артериальной крови и О₂ = 12 об%, СО₂ = 56 об%, N – 1 об% в венозной крови.