Физиологические основы памяти, речи, сознания

Дыхание, его этапы. Механизм дыхательных движений.

Дыхание – сложный физиологический процесс, в результате которого организм потребляет кислород и выделяет углекислый газ. К системе органов дыхания относятся: носовая полость, гортань, трахея, бронхи, легкие.

Дыхание, его этапы.

Внешнее дыхание (легочное) – обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом.
Газообмен между кровью легочных капилляров и альвеолярным воздухом.
Транспорт газов кровью. Артериальная кровь: гемоглобин + О2 превращается в оксигемоглобин (НвО2), который легко диссоциируется. Венозная кровь: гемоглобин + СО2 образуют карбогемоглобин (НвСО2), который тоже легко распадается на Нв и свободный СО2. есть еще одно соединение при котором наступает удушье – Нв+СО (угарный газ), получается карбоксигемоглобин (НвСО), который не распадается.
Клеточное или тканевое дыхание. Кислород и питательные вещества попадают в клетку, а из клетки выделяется СО2, который идет на выдох в легкие. И Н2О + шлаки, которые идут к выделительной системе, почкам.

Диффузия О2 и СО2 – вследствие разности порциального давления, газ диффундирует из среды большей концентрации в среду с меньшей концентрацией, согласно законам Осмоса и Диффузии. Под порциальным давлением понимают ту часть газа, которая приходится на данный газ в смеси газов.

Среда	РО2 (порциальное давление О2)	РСО2 (порциальное давление СО2)
ü Атмосферный воздух ü Альвеолярный воздух ü Артериальная кровь ü Венозная кровь ü Клетка (окислительно-восстановительные процессы)	158 мм.рт.ст 109 мм.рт.ст. 48 мм.рт.ст. - 20 мм.рт.ст.	0,2 мм.рт.ст. 40 мм.рт.ст. 40 мм.рт.ст. 47 мм.рт.ст. 60 мм.рт.ст.

Механизм дыхательных движений (вдоха и выдоха).

Внешнее дыхание начинается с увеличения объема грудной клетки в вертикальном, переднее-заднем и поперечном направлениях. Вдох осуществляется в связи с тем, что нервные импульсы из дыхательного центра подходят к межреберным мышцам и диафрагме. Вследствие этого происходит сокращение межреберных мышц (поднимаются и отводятся в стороны передние концы ребер, в результате чего размер грудной клетки в переднее-заднем направлении увеличивается) и опускание диафрагмы (происходит вертикальное увеличение грудной клетки).

В процессе вдоха ткань легких растягивается, т.к. увеличивается объем, и давление в легких становится на 2-3 мм.рт.ст. меньше, чем в атмосфере. Разница давлений обеспечивает поступление воздуха в легкие. Во время вдоха одновременно увеличивается объем плевральной полости. Давление в ней падает и становится на 9 мм.рт.ст. ниже атмосферного. В результате увеличивается разница между давлением атмосферного воздуха и давлением в плевральной полости, что способствует растяжению легочной ткани.

Процессу вдоха препятствует сопротивление стенок живота, давление в брюшной полости одновременно во время вдоха преодолевается эластическая тяга легких. Она связана с наличием в легких эластических волокон. Препятствующих расширению легких. Также препятствует вдоху поверхностное натяжение между стенками альвеол.

Во время выдоха ребра опускаются, купол диафрагмы поднимается, объем грудной клетки и легких уменьшается, воздух выходит наружу. Сокращению легких способствует эластическая тяга легких. К вспомогательным инспираторным мышцам относятся все мышцы, прикрепляющиеся к костям плечевого пояса, черепу или позвоночнику и способные поднимать ребра. Важнейшие из них: большие и малые грудные, грудино-ключично-сосцевидные и частично зубчатые мышцы. К вспомогательным экспираторным мышцам относятся мышцы живота, подтягивающие ребра вниз и сдавливающие органы брюшной полости, которые при этом смещаются вверх вместе с диафрагмой.

структуры	вдох	выдох
ü Диафрагма ü Наружные межреберные мышцы ü Внутренние межреберные мышцы ü Объем грудной клетки ü Межплевральное давление ü Легкие ü воздух	Сокращается Сокращаются Расслабляются Увеличивается Уменьшается Расширяются Входит в легкие	Расслабляется Расслабляются Сокращаются Уменьшается Увеличивается Суживаются Выходит из легких

Нервная и гуморальная регуляция дыхания.

Главная цель регуляции дыхания состоит в поддержании соответствия легочной вентиляции потребностям организма.

Нервная регуляция. Дыхание регулируется дыхательным центром, который находится в продолговатом мозге и состоит из центров вдоха и выдоха (здесь находятся нейроны, обеспечивающие ритмичность). Дых. центр обладает свойством автоматии (ритмически возникающих возбуждений нейронов). От дыхательного центра нервные импульсы по центробежным нейронам подходят к межреберным мышцам, диафрагме и др. мышцам. Ритмичное чередование вдоха (инспираторные нейроны) – выдоха (экспираторные нейроны) обусловлено взаимодействием различных групп нервных клеток ствола мозга. Различным фазам дыхания соответствует возбуждение шести типов нейронов:

· Поздние экспираторные нейроны, возбуждение которых происходит в конце выдоха.

· Постинспираторные нейроны – частота импульсации которых сначала быстро возрастает, а затем медленно снижается в фазе постинспирации (выдох происходит медленно и инспираторные мышцы остаются на некоторое время сокращенными).

· Ранние инспираторные нейроны – частота импульсации которых быстро возрастает, а затем медленно продолжается в фазе инспирации

· Полные инспираторные нейроны с медленно нарастающей импульсацией в фазе инспирации (вдох).

· Поздние инспираторные нейроны, которые генерируют импульсацию в конце фазы инспирации.

· Бульбоспинальные инспираторные нейроны – частота импульсации которых нарастает в фазе инспирации и снижается в фазе постинспирации.

Ритмические сокращения дыхательной мускулатуры обусловлены взаимодействием между этими дыхательными нейронами.

Гуморальная регуляция. Обеспечивается взаимодействием гуморальных и рефлекторных механизмов. Изменение концентрации СО2 в большей степени влияет на процесс дыхания, чем изменение концентрации О2. Влияние СО2 на дыхательный центр осуществляется как гуморально (кровь омывает дыхательный центр). Так и рефлекторно, при этом возбуждаются хеморецепторы (расположены в каротидных тельцах в области ветвления общей сонной артерии на наружную и внутреннюю сонную артерию. Каротидные тела иннервируются ветвью языкоглоточного нерва (9). Хеморецепторы есть в области дуги аорты – аортальных тельцах. Импульсы от них поступают по афферентным волокнам блуждающего нерва (10). При избытке СО2 дыхание учащается, при недостатке О2 дыхание углубляется.

Рефлекторная регуляция дыхания – при растяжении легких во время вдоха происходит возбуждение рецепторов, находящихся в стенке альвеол. Эти рецепторы расположены как в легочной ткани, так и в трахее, бронхах, бронхиолах. Т.о. нервная система получает информацию как о степени растяжения легких, так и об изменениях этого растяжения. Афферентные волокна от рецепторов растяжения легких проходят в составе блуждающего нерва (10). Импульсы по центростремительным нейронам подходят к центру выдоха, возбуждая его и тормозя центр вдоха. Физиологическое значение этих рефлексов состоит в ограничении дыхательных движений. Так же в регуляции дыхания принимают участие другие отделы центральной нервной системы, а так же кора головного мозга.

Неспецифические факторы: сильные холодовые и температурные воздействия (увеличение вентиляции легких), резкое охлаждение (гипотермия - угнетение дыхательных центров), боль. Дыхательные центры реагируют на импульсацию от сосудистых боро-рецепторов, повышение АД приводит к уменьшению глубины и частоты дыхания.

В регуляции дыхания принимают участие проприорецепторы (в межреберных мышцах и во всех поперечно-полосатых). Если вдох-выдох затруднен они возбуждаются и увеличивается сокращение этих мышц..

Снабжение тканей О2 и удаление из организма СО2 осуществляется координированной работой систем дыхания, кровообращения и крови. Изменение интенсивности тканевого дыхания в работающих органах обеспечивается соответствующими изменениями вентиляции легких, работы сердца, количеством циркулирующей крови.

Дыхание. Принцип газообмена между дыхательными средами.

Дыхание, его этапы.

Внешнее дыхание (легочное) – обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом.
Газообмен между кровью легочных капилляров и альвеолярным воздухом.
Транспорт газов кровью. Артериальная кровь: гемоглобин + О2 превращается в оксигемоглобин (НвО2), который легко диссоциируется. Венозная кровь: гемоглобин + СО2 образуют карбогемоглобин (НвСО2), который тоже легко распадается на Нв и свободный СО2. Есть еще одно соединение при котором наступает удушье – Нв+СО (угарный газ), получается карбоксигемоглобин (НвСО), который не распадается.
Клеточное или тканевое дыхание. Кислород и питательные вещества попадают в клетку, а из клетки выделяется СО2, который идет на выдох в легкие. И Н2О + шлаки, которые идут к выделительной системе, почкам.

Среда	РО2 (порциальное давление О2)	РСО2 (порциальное давление СО2)
ü Атмосферный воздух ü Альвеолярный воздух ü Артериальная кровь ü Венозная кровь ü Клетка (окислительно-восстановительные процессы)	158 мм.рт.ст 109 мм.рт.ст. 48 мм.рт.ст. - 20 мм.рт.ст.	0,2 мм.рт.ст. 40 мм.рт.ст. 40 мм.рт.ст. 47 мм.рт.ст. 60 мм.рт.ст.

Слюнные железы, состав слюны, регуляция слюноотделения.

Околоушные – проток прободает щечную мышцу и открывается на уровне 2 верхнего коренного зуба.

Поднижнечелюстные, подъязычные – открываются протоком в сосочек под языком, малые слюнные железы – губные, щечные, молярные, малые коренные, небные, язычные.

Состав слюны: пенистая жидкость беловатого цвета. Имеет важное значение для сохранения зубов, т.к. очищает полость рта. Кол-во 0,5-2,0 литра. рН – 5,8-7,3. вода: 99,4-99,5%, неорганические вещества – натрий, калий, кальций, хлор, магний. Органические вещества: ферменты – расщепляющие углеводы. (Амилаза, мальтаза, протеаз – белок, липаз – жир, фосфатаза, лизоцим – бактерицидное вещество, муцин – склеивает частицы пищи и формирует пищевой комок). Слюноотделение повышает условные рефлексы, связанные с видом пищи, и находится под контролем вегетативной нервной системы. Симпатические нервы тормозят отделение слюны (при этом происходит сужение кровеносных сосудов), парасимпатические – увеличивают (слюна с низким содержанием белка).

Желудочный сок, состав, регуляция отделения.

В слизистой оболочке находится большое количество желез. В стенке дна и тела желудка присутствуют обкладочные (соляная кислота активизирует пепсин), главные клетки и слизистые железы (вырабатывается слизь, которая обволакивает и защищает ее от механического и химического повреждений. Слизистый слой сохраняется постоянно и при его удалении образуется вновь. В пилорической части желудка имеются клетки, вырабатывающие гормон – гастрин. Желудочный сок: 2,0-2,5 л (вне процесса пищеварения выделение ЖС натощак составляет 10% того количества, которое секретируется при максимальной стимуляции), кислой реакции рН 1,5-2,5, вода – 99%, сухой остаток - 1%. Физиологическая активность желез желудка (продолжительность, интенсивность сокоотделения) зависит от химического состава пищи (белков, жиров, углеводов), ее концентрации, температуры, механических раздражений слизистой желудка. Неорганическая часть: соляная кислота, хлориды, аммиак, фосфаты, бикарбонаты, натрий, магний, кальций. Органическая часть: азот, мочевина, мочевая кислота, муцин, фактор Касла (гликопротеин, необходимый для всасывания витамина В12). Ферменты: пепсин (расщепляет белки), химозин – створаживает молоко.

Регуляция отделения: делится на три фазы.

Условно-рефлекторная фаза выделения ЖС связана с образовавшимися в связи с приемом пищи условными рефлексами и вкусовыми ощущениями.
Желудочная фаза наступает при последующем поступлении пищи в желудок. Его растяжение ведет к возбуждению рецепторов блуждающих нервов. Нервные импульсы от желудка поступают по афферентным волокнам блуждающего нерва в стволовые центры. Затем эфферентные волокна блуждающего нерва стимулируют образование гастрина привратником желудка. БАВ, образующиеся в процессе расщепления белков (пептиды, олигопептиды, аминокислоты и др.), стимулируют образование гастрина в желудочную фазу секреции. Гормональная регуляция осуществляется в основном благодаря выделению гастрина.
Кишечная фаза начинается при переходе пищи в тонкий кишечник, что стимулирует его растяжение. Одновременно его слизистая выделяет гормон – энтерогастрон, тормозящий секрецию желудочного сока. Под влиянием кислот слизистая 12-типерстной кишки секретирует так же гормон секретин, подавляющий секреции желез желудка.

Состав сока тонкого кишечника, регуляция отделения.

Кишечный сок: 2-3 л, слабощелочной реакции (рН 7,2-7,5). Неорганические вещества: хлориды, бикарбонаты, фосфат натрия, калия. Ферменты: энтерокиназа, трипсин, катепасин, мальтаза, лактаза, липаза, фосфатаза – расщепляют белки, жиры, углеводы.

Желчь, состав, функции. Механизм желчеотделения.

Желчь – продукт секреции печеночных клеток (500-1200 мл). Желчные кислоты: холивая, гликохоливая, таурохоливая, желчные пигменты: билирубин, биливердин, уробилиноген, стеркобилиноген – продукты распада гемоглобина, эритроцитов (200-300 мг/сут). Холестерин синтезируется в печени.

Функции желчи:

Повышает активность всех ферментов поджелудочного сока, особенно липазы (в 15-20 раз).
Эмульгирует жиры на мельчайшие частицы и создает условия для лучшего действия липазы.
Способствует растворению жирных кислот и их всасыванию.
Нейтрализует кислую реакцию пищевой кашицы, поступающей из желудка.
Повышает тонус и стимулирует перистальтику кишечника.
Оказывает бактериостатическое действие на кишечную флору.
Участвует в обменных процессах,
Способствует всасыванию жирорастворимых витаминов А, Д, Е, К, холестерина, аминокислот, солей кальция.
Усиливает сокоотделение поджелудочной железы и образование желчи.
Участвует в пристеночном пищеварении.

Механизм желчеотделения. Желчевыведение связано с согласованной деятельностью желчного пузыря и сфинктера общего желчного протока, который расположен у места впадения общего желчного протока в 12-типерстную кишку и регулирует выход желчи в кишечник. В период покоя желчь скапливается в желчном пузыре. А во время приема пищи выделяется в кишечник. Выделение желчи регулируется как рефлекторно так и гуморально. При поступлении пищи в желудок и кишечник происходит безусловно-рефлекторное выделение желчи. Условнорефлекторные раздражители также способствуют выделению желчи. Выделение желчи регулируется парасимпатической и симпатической нервной системами. Блуждающий нерв вызывает одновременное расслабление сфинктера желчного протока и сокращение желчного пузыря. Сокращение ЖП связано также с выделением гормона холецистокинина, секретируемого 12-типерстной кишкой, при поступлении в нее пищевых масс, содержащих жиры. Уже через 2 минуты после соприкосновения жирной пищи со слизистой кишечника, начинаются сокращения ЖП, а через 15 минут он полностью опорожняется.