Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Физиология дыхания

Газообмен в легких совершается между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров путем диффузии в результате разницы парциального давления дыхательных газов. Парциальным (т.е. частичным) давлением называется та часть общего давления, которая приходится на долю каждого газа в газовой смеси. Эта часть зависит от процентного содержания газа в смеси. Чем она больше, тем выше парциальное давление данного газа.

Слои, через которые диффундируют газы в ходе газообмена, включают:

1) тонкую пленку сурфактанта, выстилающую внутреннюю поверхность альвеол;

2) альвеолярный эпителий - однослойный плоский;

3) соединительную ткань, придающую эластичность альвеолам;

4) эндотелий капилляра;

5) слой плазмы.

Суммарное диффузионное расстояние этих слоев (аэрогематический барьер) составляет 0,5-1 мкм. Пониженное давление кислорода (О2) в тканях организма заставляет этот газ двигаться к ним. Для углекислого газа (СО2) градиент давления направлен в обратную сторону, и СО2 переходит в окружающую среду (рис. 64).

Поскольку парциальное давление О2в альвеолярном воздухе (105 мм рт. ст.) больше, чем в притекающей венозной крови (40 мм рт. ст.), то О2 диффундирует через альвеолы в капилляры. Напротив, напряжение СО2в венозной крови (47 мм рт. ст.) больше, чем в альвеолярном воздухе (35-40 мм рт. ст.), поэтому СО2диффундирует в альвеолы. Скорость диффузии для СО2в 20-25 раз выше, чем для О2Поэтому обмен СО2происходит в легких достаточно полно, несмотря на небольшую разницу парциального давления этого газа (7-12 мм рт. ст.). Скорость диффузии О2через альвеолярную мембрану составляет только 1/20-1/25 скорости диффузии СО2. Поэтому полного выравни­вания давления О2между артериальной кровью и альвеолярным воздухом не происходит, и оттекающая от легких артериальная кровь имеет напряжение О2на 5 мм рт. ст. ниже, чем в альвеолах. Заметим при этом, что весь О2 должен пройти через стадию растворения в плазме крови.

В целом напряжение дыхательных газов в оттекающей артери­альной крови становится практически таким же, как их парциальное давление в альвеолах легких.

Человек в покое потребляет в минуту около 250 мл кислорода и выделяет при этом в среднем 200 мл углекислого газа. В крови О2и СО2могут находиться в двух состояниях: в физически растворенном и в химически связанном виде. 1 г гемоглобина связывает 1,34 мл О2 ,кислородная емкость всей крови человека, содержащей примерно 750 г гемоглобина, составляет около 1000 мл. Транспорт О2 обеспечивается в основном за счет химической связи его с гемоглобином эритроцитов. Одна молекула гемоглобина присоединяет 4 молекулы О2, при этом гемоглобин превращается в оксигемоглобин, а кровь из вишневой – венозной становится ярко-алой – артериальной.

Образовавшийся в тканях углекислый газ вследствие разности напряжения диффундирует в межтканевую жидкость, плазму крови, а из нее – в эритроциты. В эритроцитах около 10% СО2соединяется с гемоглобином, образуя карбгемоглобин. Остальная часть СО2соеди­няется с водой и превращается в угольную кислоту (в эритроцитах). СО2+Н2О = Н2СОз.

Эта реакция ускоряется в 20000 раз особым ферментом с карбоангидразой, находящейся в эритроцитах. Таким образом, СО2 транспортируется к легким в растворенном виде и в непрочном химическом соединении в виде карбгемоглобина и угольной кислоты. Две трети СО2находится в плазме и одна треть с в эритроцитах.

Регуляцию дыхания обеспечивает деятельность дыхательного центра, которым называется совокупность нейронов, находящихся в спинном, продолговатом мозге, структурах моста, гипоталамусе и коре большого мозга. Основной структурой, задающей ритм и глубину дыхания, является продолговатый мозг, который посылает импульсы к мотонейронам спинного мозга, иннервирующим дыхательные мышцы. Мост, гипоталамус и кора регулируют автоматическую деятельность нейронов вдоха и выдоха продолговатого мозга.

Дыхательный центр продолговатого мозга является парным образованием. В его состав входят двегруппы нейронов: обеспечива­ющие вдох и обеспечивающие выдох. Возбуждение нейронов вдоха сопровождается торможе­нием нейронов выдоха и, наоборот, возбуждение нейронов выдоха сочетается с торможением нейронов вдоха. Мотонейроны, иннервирующие диафрагму, расположены в III-IV шейных сегментах, иннервирующие межреберные дыхательные мышцы, – в III-XII грудных сег­ментах спинного мозга. При перерезке на границе между продол­говатым и спинным мозгом наблюдается полное прекращение дыха­ния, между мостом и продолговатым мозгом – дыхание сохраняется. Повреждение нейронов вдоха и выдоха продолговатого мозга прекращает дыхание.

Нейроны дыхательного центра имеют связи с многочисленными механорецепторами дыхательных путей и альвеол легких, а также рецепторов кровеносных сосудов. Благодаря этим связям осуществляется весьма многообразная, сложная и биологически важная рефлекторная регуляция дыхания и ее координация с другими функциями организма. Различают несколько типов рецепторов: медленно адаптирующиеся рецепторы растяжения легких, быстро адаптирующиеся механорецепторы и J-рецепторы – «юкстакапиллярные» рецепторы легких.

Медленно адаптирующиеся рецепторы растяжения легких расположены в гладких мышцах трахеи и бронхов. Эти рецепторы возбуждаются при вдохе, импульсы от них по афферентным волокнам блуждающего нерва поступают в дыхательный центр. Под их влиянием тормозится активность нейронов, обеспечива­ющие вдох. Вдох прекращается, начинается выдох, при котором рецепторы растяжения неактивны. Этот рефлекс контролирует глубину и частоту дыхания. Он является примером регуляции по принципу обратной связи. После перерезки блуждающих нервов дыхание становится редким и глубоким.

Быстро адаптирующиеся механорецепторы, локализованные в слизистой оболочке трахеи и бронхов, возбуждаются при резких изменениях объема легких, при растяжении или спадении легких, при действии на слизистую трахеи и бронхов механических или химических раздражителей. Результатом раздражения этих рецепторов является частое, поверхностное дыхание, кашлевой рефлекс.

J-рецепторы рецепторы легких находятся в альвеолах и дыхательных бронхов. Импульсы от J-рецепторов при повышении давления в малом круге кровообращения, или увеличении объема жидкости в легких (отек легких), или при действии биологически активных веществ (никотин, гистамин) по волокнам блуждающего нерва поступают в дыхательный центр – дыхание становится частым и поверхностным, появляется одышка.

Важное биологическое значение, особенно в связи с ухудшением экологических условий и загрязнением атмосферы, имеют защитные дыхательные рефлексы – чихание и кашель. Раздражение рецепторов слизистой оболочки полости носа, например, пылевыми частицами или газообразными наркотическими веществами, табачным дымом, водой вызывает сужение бронхов, снижение сердечного выброса, сужение просвета сосудов кожи и мышц. Различные механические и химические раздражения слизистой оболочки носа вызывают глубокий сильный выдох – чихание, способствующий стремлению избавиться от раздражителя. Кашель возникает при раздражении рецепторов глотки, гортани, трахеи и бронхов. При этом после вдоха сильно сокращаются мышцы выдоха, резко повышается внутригрудное и внутрилегочное давление (до 200 мм рт. ст.), открывается голосовая щель, и воздух из дыхательных путей под большим напором высвобождается наружу и удаляет раздражающий агент.

Гуморальная регуляция дыхания. Главным физиологическим стимулом дыхательных центров является двуокись углерода. Регуляция дыхания обусловливает поддержание нормального содержания СО2в альвеолярном воздухе и артериальной крови. Возрастание содержания СО2 в альвеолярном воздухе на 0,17% вызывает удвоение минутного объема дыхания, а вот снижение О2 на 39-40% не вызывает существенных изменений дыхательных объемов. Деятельность дыхательного центра зависит от состава крови, поступающей в мозг по общим сонным артериям: двуокись углерода, водородные ионы и умеренная гипоксия (снижение кислорода в крови) вызывают учащение дыхания – эти факторы усиливают деятельность дыхательного центра.

Дыхание при пониженном атмосферном давлении.При подъеме на большие высоты вследствие понижения парци­ального давления кислорода во вдыхаемом воздухе наблюдается патологическое состояние, называемое высотной, или горной, болезнью. Первые признаки кислородной недостаточности у человека на­блюдаются, начиная с высоты 3-3,5 км, но становятся вполне отчет­ливыми на высоте 4-5 км. Основные симптомы высотной болезни: одышка, сердцебиение, головокружение, шум в ушах, головная боль, мышечная слабость, сонливость, нарушение остроты зрения, снижение работо­способности и т.д. При нарастании явлений кислородного голодания может наступить потеря сознания с летальным исходом.

Дыхание при повышенном атмосферном давлении.Работа водолазов под водой протекает под большим давлением. Спуск на каждые 10 м глубины водного слоя увеличивает давление примерно на 1 атмосферу (на глубине 20 м – давление 3 атмосферы). При быстром подъеме из среды с повышенным давлением воздуха в среду с более низким давлением может наступить водолазная, или кессонная, болезнь. Причина ее – образование и скопление пузырьков газа (главным образом азота) в крови, которые могут вызвать закупорку сосудов.

Искусственное дыхание применяется в случаях прекращения самостоятельного дыхания или при резком снижении легочной вентиляции. Во время проведения искусственной вентиляции легких (ИВЛ) методом «изо рта в рот» или «изо рта в нос» необходимо изолировать рот или нос пострадавшего марлевой салфеткой или носовым платком во избежание прямого контакта с его слизистыми оболочками и заражения инфекционными заболеваниями, которыми может страдать пострадавший. Проведение ИВЛ основано на вдувании «своего» воздуха в легкие пострадавшего. Такого воздуха с содержанием 16% кислорода достаточно для насыщения крови пострадавшего кислородом.

Метод «изо рта в рот»: оживляющий зажимает нос пострадавшего пальцами руки, расположенной на лбу пострадавшего, чтобы не допустить утечки воздуха через нос. Одновременно, наложив на рот салфетку, плотно охватывает его губами и производит выдох в дыхательные пути пострадавшего. Выполняя ИВЛ необходимо следить за движениями грудной клетки. Частота ИВЛ 10-12 раз в минуту.

Метод «изо рта в нос»: перед проведением искусственного дыхания носовые ходы должны быть освобождены от слизи. Нос накрывают марлевой салфеткой или тонким платком. Своим ртом охватывают нос пострадавшего и производят глубокий выдох в дыхательные пути пострадавшего. Частота ИВЛ 10-12 раз в минуту.

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:841

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2022 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.