Регуляция дыхания

ВНЕШНИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СИСТЕМЫ ДЫХАНИЯ

ОБМЕН ГАЗАМИ МЕЖДУ КРОВЬЮ И ТКАНЯМИ

В тканях кислород высвобождается из непрочного соединения с гемоглобином эритроцитов и по закону диффузии легко проникает в клетки тканей, так как концентрация кислорода в артериальной крови значительно выше (парциальное давление кислорода равно 100 мм рт. ст.), чем в тканях. Здесь кислород используется для окисления органических соединений, в результате которого образуется диоксид углерода. Концентрация диоксида углерода в тканях возрастает и становится значительно выше, чем в притека­ющей к ним крови. Парциальное давление диоксида углерода в тканях равно 60 мм рт. ст., а в притекающей крови — 40 мм рт. ст. Поэтому, по закону диффузии диоксид углерода переходит из тка­ней в кровь, и она становится богатой диоксидом углерода, т. е. венозной.

Система дыхания характеризуется следующими внешними показателями:

1) частотой дыхательных движений за 1 минуту. У человека она составляет 12—18 дыхательных движений;

2) четырьмя первичными легочными объемами: дыхательным, резервным объемом вдоха, резервным объемом выдоха, остаточным объемом;

3) четырьмя емкостями легких: общей, жизненной, вдоха, функциональной остаточной;

4) минутным объемом.

Под регуляцией дыхания понимают поддержание оптимальных концентраций кислорода и диоксида углерода в альвеолярном воздухе и в крови, что обеспечивается частотой дыхательных движений, а также сменой вдоха выдохом и выдоха вдохом.

Регуляция частоты дыхательных движений. Осуществляется центром дыхания, который расположен в продолговатом мозгу. Он состоит из центра вдоха и выдоха и центра пневмотаксиса, где центр вдоха является главным. В центре вдоха ритмически залпами рождаются импульсы (у человека примерно 1 залп импульсов в 4 с), определяя частоту дыхания. Импульсы из центра вдоха поступают к вдыхательным мышцам и диафрагме и вызывают вдох такой продолжительности и глубины, который соответствует сложившимся условиям. Он характеризуется определенными силой сокращения вдыхательных мышц и объемом поступившего в легкие воздуха. Количество импульсов, рожденных в центре вдоха в единицу времени, зависит от возбудимости центра вдоха. Чем выше его возбудимость, тем чаще рождаются импульсы, а значит и чаще дыхательные движения.

Регуляция смены вдоха выдохом и выдоха вдохом. Осуществляется рефлекторно. Возбуждение, возникающее в центре вдоха, обеспечивает акт вдоха, который сопровождается расширением легких и возбуждением механорецепторов легочных альвеол. Импульсы с рецепторов поступают уже в центр выдоха и возбуждают его нейроны. Одновременно непосредственно и через центр пневмотаксиса центр вдоха также возбуждает центр выдоха. Нейроны центра выдоха, возбуждаясь, по законам реципрокных отношений тормозят активность нейронов центра вдоха и вдох прекращается. Центр выдоха посылает информацию к мышцам экспираторам и вызывает их сокращение; таким образом, осуществляется акт выдоха. После того как произошел выдох происходит торможение центра выдоха и возбуждается центр вдоха.

Количество залпов из центра вдоха в единицу времени (ритм дыхательных движений) и сила этих залпов (глубина вдоха и выдоха) зависят от возбудимости нейронов центра дыхания, специфики обмена веществ, особой чувствительности нейронов к окружающей их гуморальной среде, к поступающей информации с хеморецепторов сосудов, мышц, пищеварительного аппарата и т. д. Так происходит смена вдоха выдохом и выдоха вдохом.

Избыток в крови диоксида углерода и недостаток кислорода, увеличение потребления кислорода и образования диоксида углерода в мышцах и других органах при усилении их деятельности, вызывает повышение возбудимости дыхательного центра, увеличение частоты рождения импульсов в центре вдоха, учащение дыхания и, как следствие, восстановление оптимального содержания кислорода и диоксида углерода в альвеолярном воздухе и в крови. Напротив, избыток в крови кислорода ведет к урежению дыхательных движений и уменьшению вентиляции легких.

Лекция № 9