Словарь основных терминов и понятий

Виды рефлексов

Виды рецепторов, их расположение

Реакция дыхательного центра

Характер внешнего дыхания

Функциональное значение: на что направлен

Регуляция по рассогласованию, по возмущению

Собственный или сопряжённый

1. Гейманса

3. Геринга-Брейера

3. Рефлекс с ирритантных рецепторов

Стоматологический факультет, 1 курс

Раздел «Физиология дыхания»

Учебно-методическое пособие к занятию 2

Тема занятия: Физиология дыхательного центра. Регуляция внешнего дыхания.

Цели занятия: Изучить механизмы формирования ритма дыхания, регуляцию дыхания в покое и в условиях необычной среды, возрастные особенности дыхания..

Словарь основных терминов и понятий.

Автоматия дыхательного центра – под автоматией дыхательного центра понимают циркуляцию возбуждения в его нейронах, обеспечивающих саморегуляцию вдоха и выдоха.

Анатомическое мёртвое пространство (вредное пространство) – объём вдыхаемого воздуха, который остаётся в дыхательных путях и не участвует в газообмене. Обычно составляет 2,2 мл/кг массы тела.

Апноэ – остановка дыхания, вызванная, главным образом, гипокапнией.

Апноэстический центр - совокупность дыхательных нейронов, которые стимулируют вдох; предполагаемая локализация: верхняя область продолговатого мозга, нижняя область варолиевого моста.

Апноэстическое дыхание – редкий ритм дыхания, характеризующийся очень длительными вдохами (задержка на вдохе) и короткими выдохами.

Асфиксия – остановка или угнетение дыхания, связанное, главным образом, с параличом дыхательных центров при значительной гипоксии и гиперкапнии.

Брадипноэ – снижение частоты дыхания.

Гипервентиляция – усиленная вентиляция, превышающая метаболические потребности организма (парциальное давление СО₂ в альвеолах меньше 40 мм рт. ст.)

Гиперпноэ – увеличение глубины дыхания независимо от изменений частоты дыхания

Гиповентиляция – пониженная вентиляция, не удовлетворяющая метаболические потребности организма (парциальное давление СО₂ в альвеолах больше 40 мм рт. ст.)

Гипероксемия – высокий уровень напряжения кислорода в крови, превышающий метаболические потребности организма.

Гипероксия – высокий уровень напряжения кислорода в тканях (крови), превышающий метаболические потребности организма.

Гипоксемия – низкий уровень напряжения кислорода в крови, не удовлетворяющий метаболические потребности организма.

Гиперкапния – высокий уровень напряжения углекислого газа в крови (больше 40 мм рт. ст.).

Гипокапния – низкий уровень напряжения углекислого газа в крови (меньше 40 мм рт. ст.).

Гипоксия – низкий уровень напряжения кислорода в тканях (крови), не удовлетворяющий метаболические потребности организма.

Диспноэ – одышка, неприятное субъективное ощущение недостаточности дыхания или затруднённости дыхания.

Дыхательный центр в широком смысле - это совокупность нейронов в разных отделах спинного и головного мозга, обеспечивающих организацию и регуляцию внешнего дыхания.

Дыхательный центр в узком смысле - это центр судорожного дыхания продолговатого мозга, его инспираторные и экспираторные нейроны расположены вдоль обоюдного ядра и одиночного тракта и образуют центр вдоха и выдоха.

Инспираторные нейроны – нейроны, возбуждающиеся во время вдоха.

Ирритантные рецепторы – рецепторы слизистой бронхов, реагируют на действие табачного дыма, едких газов, пыли, холодного воздуха, иннервируются блуждающим нервом. Рефлекторный ответ заключается в формировании кашля (сужение бронхов, гиперпноэ).

Максимальная вентиляция лёгких – объём воздуха, проходящий через лёгкие при дыхании с максимальной глубиной и частотой. У молодых людей составляет 120-170 л/мин.

Минутный объём дыхания (МОД) – объём воздуха, который проходит через лёгкие за 1 минуту. В норме в покое равен 6-10 л/мин. При физической нагрузке колеблется в пределах 50-100 л/мин, может достигать 120 л/мин.

Минутная альвеолярная вентиляция (МАВ) – объём воздуха, который проходит через альвеолы лёгких за 1 мин

Нормовентиляция – нормальная вентиляция, при которой парциальное давление СО₂ в альвеолах поддерживается на уровне около 40 мм рт. ст.

Нормокапния – нормальный уровень углекислого газа в крови (в артериальной крови 40 мм рт. ст.).

Нормоксия - нормальный уровень кислорода в крови (в артериальной крови около 100 мм рт. ст.).

Ортопноэ – выраженная одышка, связанная с застоем крови в лёгочных капиллярах.

Периферические механизмы формирования дыхательного ритма – собственные рефлексы дыхательной системы, участвующие в смене вдоха выдохом и наоборот.

Пневмография – метод регистрации дыхательных движений грудной клетки.

Пневмотаксический центр - совокупность дыхательных нейронов варолиевого моста, которые активируются ранними инспираторными нейронами продолговатого мозга и стимулируют формирование выдоха.

Повышенная вентиляция – любое увеличение альвеолярной вентиляции по сравнению с уровнем покоя (например, при мышечной работе) независимо от парциального давления газов в альвеолах.

Резерв дыхания – Разница между показателями максимальной вентиляции лёгких и минутным объёмом дыхания в покое, выражается в процентах (в норме больше 85 %).

Рефлекс Гейманса – рефлекторная реакция с хеморецепторов синокаротидной зоны, вызывающая активацию дыхательного центра и увеличение частоты и глубины дыхания.

Рефлекс Маршака – рефлекторная реакция с прориорецепторов мышц, сухожилий, суставов, вызывающая активацию дыхательного центра и увеличение частоты и глубины дыхания. Проприорецепторы, расположенные в дыхательных мышцах работают постоянно и участвуют в регуляции дыхания (относятся к периферическим механизмам регуляции дыхания).

Ритм дыхания – периодическое чередование вдоха и выдоха.

Тахипноэ – увеличение частоты дыхания.

Центральные механизмы формирования дыхательного ритма – механизмы, действующие в сети дыхательных нейронов и обеспечивающие формирование вдоха, смену вдоха выдохом.

Центр вдоха – совокупность инспираторных нейронов продолговатого мозга, обеспечивающих формирование вдоха.

Центр выдоха – совокупность экспираторных нейронов продолговатого мозга, обеспечивающих формирование выдоха.

Центры диафрагмального дыхания – совокупность мотонейронов в передних рогах шейных сегментов спинного мозга (С₃-С₅), иннервирующих диафрагму.

Центры грудного дыхания – совокупность мотонейронов в передних рогах грудных сегментов спинного мозга, иннервирующие наружные косые межрёберные мышцы.

Центр судорожного дыхания – совокупность инспираторных и экспираторных нейронов продолговатого мозга, обеспечивающих формирование вдоха и выдоха

Хеморецепторы периферические – рецепторы синокаротидной зоны, к которым относятся рецепторы, реагирующие на гипоксию; рецепторы, реагирующие на гиперкапнию, рецепторы, возбуждающиеся при ацидозе. К этим же рецепторам относятся рецепторы дуги аорты, отвечающие на гипоксию. Все рецепторы этой группы в сравнении с центральными дают более быструю реакцию на изменение показателей.

Хеморецепторы центральные – рецепторы, расположенные на вентральной поверхности продолговатого мозга, реагирующие на ацидоз. Реакция на ацидоз более медленная, чем у периферических рецепторов, но влияние на дыхательный центр более сильное.

Частота дыхания – число дыхательных движений (вдохов или выдохов) за 1 мин. В покое 10-18 вдохов в минуту.

Экспираторные нейроны – нейроны, возбуждающиеся во время выдоха.

Эупноэ – нормальная вентиляция в покое, сопровождающаяся субъективным чувством комфорта.

Для достижения поставленной цели необходимо:

Повторить:

1. Строение и иннервацию органов дыхания, дыхательных мышц

Изучить литературу:

Основную: 1. Физиология человека: Учебник / в 2-х томах / Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. – М.: Медицина, 1998, 2000.– Т. 1. – С. 415-439.

2. Физиология человека: Учебник / Под ред. Г.И. Косицкого. - М.: Медицина, 1985. – С. 298-323.

3. Нормальная физиология: Учебное пособие для студентов стоматологического факультета /под ред. В.А. Полянцева. – М: Медицина, 1989, С. 72-75.

4. Руководство к практическим занятиям по физиологии / Под ред. Г.И. Косицкого, В.А. Полянцева. – М.: Медицина, 1988. – С. 136-138.

Дополнительную: 1. Основы физиологии человека: Учебник для высших учебных заведений / в 2-х /томах / Под ред. Б.И. Ткаченко. – СПб, 1994. – Т. 1. - С. 354-379. – Т. 2. – С. 174-176, 228-229.

2. Физиология человека: Руководство / в 3-х томах /. Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. – М.: Мир, 1996, 2000. – Т. 2. – С. 585-603.

В результате подготовки к занятию необходимо:

Знать:

1. Современные представления о структуре и нейронной организации дыхательного центра.

2. Физиологическую характеристику отделов дыхательного центра: пневмотаксического, апноэстического, центра судорожного дыхания.

3. Центральные и периферические механизмы формирования дыхательного ритма. Роль рефлекса Геринга-Брейера в формировании ритма дыхания.

4. Значение центральных и периферических хеморецепторов в регуляции дыхания. Изменение вентиляции легких при гиперкапнии и гипоксии.

5. Характеристику сопряженных дыхательных рефлексов, защитных дыхательных рефлексов.

6. Влияния гипоталамуса, лимбической системы и коры больших полушарий на ритм дыхания.

7. Механизмы регуляции дыхания при физической работе, при пониженном и повышенном барометрическом давлении. Характеристику состояний гипоксии и гипероксии и их действия на организм.

8. Характеристику функциональной связи дыхания, жевания и глотания.

9. Возрастные особенности дыхания. Механизм первого вдоха новорожденного.

10. Характеристику понятий: минутный объём дыхания (МОД), минутная альвеолярная вентиляция (МАВ), объём мертвого пространства. Методы исследования МОД и МАВ.

11. Принципы метода пневмографии.

Уметь:

1. Излагать теоретический материал занятия.

2. Изображать на схеме взаимодействие структур дыхательного центра во время вдоха и выдоха. Рисовать схему рефлекса Геринга-Брейера. Объяснять значение центральных и периферических механизмов в обеспечении дыхательного ритма.

3. Рисовать схемы рефлекторных дуг рефлексов Гейманса, Маршака и объяснять их физиологическое значение.

4. Выполнять функциональные пробы Штанге - Генче и оценивать их результаты, определять лёгочную вентиляцию в покое и после физической нагрузки, рисовать пневмограммы.

5. Использовать теоретические знания по теме при решении ситуационных задач и тестовых заданий, для объяснения результатов исследований.

При подготовке к занятию рекомендуется выполнить письменно:

1. Дайте определение понятию «ритм дыхания». Перечислите центральные и периферические механизмы формирования ритма дыхания. Нарисуйте схему взаимодействия центров вдоха, выдоха и пневмотаксического центра. Нарисуйте схему рефлекса Геринга-Брейера (с механорецепторов легких).

2. На Ро₂ артериальной или венозной крови реагируют в основном периферические хеморецепторы? Приводит ли лёгкое отравление угарным газом к увеличению вентиляции?

3. Какие из перечисленных факторов способствуют увеличению вентиляции при умеренной физической нагрузке: а) рефлексы от движущихся конечностей; б) увеличение температуры тела; в) снижение Ро₂ в артериальной крови; г) повышение Рсо₂ в артериальной крови; д) условные рефлексы; е) произвольная регуляция?

4. Заполните таблицу 1: Рефлексы дыхательной системы (при выполнении задания воспользуйтесь презентацией для самостоятельной работы):

Таблица 1. Рефлексы дыхательной системы

5. Нарисуйте схемы пневмограмм (см. рисунок в приложении 2). Кратко опишите изменения дыхания, зарегистрированные после задержки дыхания, гипервентиляции, физической нагрузки и во время чтения.

Для контроля усвоения теоретического материала ответьте на тестовые задания: см. приложение 1.

Организация самостоятельной работы на занятии:

Содержание занятия:

1. Входной тест

2. Практические работы:

Работа 1. Определение легочной вентиляции в покое и при физической нагрузке.

Мерой легочной вентиляции является минутный объем дыхания (МОД). МОД в покое составляет 6-10 л/м и зависит от частоты и глубины дыхания. МОД определяют по формуле: МОД = ДО · ЧД, где ЧД – это частота дыхания за 1 мин (в норме у взрослого человека 10-18 в мин). Более точно эффективность дыхания можно оценить по величине минутной альвеолярной вентиляции (МАВ), которую рассчитывают по формуле: МАВ = (ДО – ОМП) · ЧД, где ОМП – это объем мертвого пространства, который составляет для взрослого человека 2,2 мл/кг массы тела.

При физической нагрузке изменяется ритм дыхания: глубина и частота дыхания увеличиваются, легочная вентиляция повышается до 50-100 л/мин, а при максимальной нагрузке может достигать 120 л/мин. Эти изменения происходят за счет стимуляции дыхательных центров, активизации механизмов формирования дыхательного ритма.

Работа выполняется на студентах.

Для работы необходимы: сухой спирометр, съёмные мундштуки, часы, ватные шарики, спирт.

Методика работы. 1) Определите в покое дыхательный объем (ДО) (с помощью спирометра), частоту дыхания за 1 мин (ЧД) (для подсчёта частоты нужно положить руку на грудную клетку и подсчитать число её подъёмов). Рассчитайте минутный объем дыхания (МОД), минутуную альвеолярную вентиляцию (МАВ). 2) ДО, ЧД, МОД, МАВ определите после физической нагрузки (20 приседаний за 15 с).

Данные исследования внесите в таблицу 1:

Таблица 1.

Условия Опыта	Показатели дыхания
ДО	ЧД	МОД	МАВ
Покой
Физическая нагрузка

В обсуждении:

Сравните полученные результаты с нормой; отметьте, какие изменения дыхательного ритма произошли, какой из показателей (частота или глубина) в большей степени повлиял на изменения МОД и МАВ.

Сделайте вывод о роли центральных и периферических механизмов в формировании дыхательного ритма.

Работа 2. Оценка резервных возможностей организма по функциональным пробам с задержкой дыхания (пробы Штанге и Генча).

Резервные возможности организма оценивают по длительности задержки. При задержке дыхания на вдохе удовлетворительной считается задержка более 30 с; задержку менее 30 с оценивают как неудовлетворительную. При задержке 10-20 секунд полагают, что имеет место недостаточность кровообращения.

При задержке дыхания на выдохе у здоровых людей время задержки составляет 25-30 с. После физической нагрузки время задержки уменьшается до 5-15 с.

Работа выполняется на студентах.

Для работы необходимы: часы с секундной стрелкой.

Методика работы:

Визуально оцените ритм дыхания в покое.

Проба Штанге – задержка дыхания на вдохе: определите максимальное время задержки после глубокого вдоха (около 80% ЖЕЛ); отметьте особенности ритма дыхания после задержки.

Проба Генча – задержка дыхания на выдохе: после нормализации дыхания определите время задержки после максимального выдоха (предварительно перед выдохом сделать глубокий вдох). отметьте особенности ритма дыхания после задержки. Полученные результаты занести в таблицу 2:

Таблица 2