9. Регуляции просвета дыхательных путей
Осуществляется путем сокращения или расслабления гладких мышц бронхиол. Эти мышцы иннервируются волокнами вегетативной нервной системы.
Симпатические влияния незначительны, однако адреналин, находящийся в крови, действует на β-адренорецепторы, что способствует расслаблению этих мышц и увеличению просвета дыхательных путей.
В большей степени бронхи иннервируются парасимпатической системой (волокна блуждающего нерва). Попадание его медиатора - ацетилхолина на М- холинорецепторы гладких мышц вызывает сокращение гладкой мускулатуры и уменьшение просвета дыхательных путей. С участием волокон блуждающего нервов происходит ряд защитных рефлексов, которые начинаются в верхних дыхательных путях при раздражении механо- и хеморецепторов.
10. Производная регуляция дыхания. Дыхание при физической работе, при сниженном и повышенном атмосферном давлении
Поскольку скелетные дыхательные мышцы имеют возможность произвольной регуляции, человек может так же произвольно (до определенного предела) регулировать смену фаз вдоха-выдоха, глубину и частоту дыхания. Произвольное управление дыханием используется человеком во время речи, пения, игры на духовых инструментах, дыхательной гимнастики.
Существует и условно-рефлекторная регуляция дыхания, например, увеличение вентиляции перед началом физической работы (стартовая гипервентиляция). Корковые центры регуляции дыхания расположены в соматосенсорном и височном участках коры головного мозга
При мышечной работе наблюдаются следующие механизмы регуляции дыхания:
1- вентиляция увеличивается в самом начале работы за счет активирующего влияния коры на деятельность бульбарного дыхательного центра; увеличение потока импульсации от рецепторов работающих мышц;
2- раздражение артериальных и центральных хеморецеторов при изменении газового состава крови повышает чувствительность этих рецепторов;
3- повышение уровня молочной кислоты в работающих мышцах вызывает ацидоз
(сохраняется в течение некоторого времени после работы)
4- включаются рефлексы Геринга-Брейера.
Дыхание при повышенном барометрическом давлении наблюдается, например, у водолазов (I атмосфера на 10 м глубины). Воздух становится более плотным, и водолаз тратит больше энергии на дыхательные движения.
Рис. 10. Регуляция дыхания при мышечной работе.
Сигнализация о начале работы (I) вызывает появление в коре головного мозга двигательной доминанты (2), управляющей сократимостью мышц (3) i иррадиирущей на центральный дыхательный механизм (4), активации которого способствует также импульсация из рецепторов работающих мышц (5). Усиление работы дыхательной мускулатуры (6) и рост вентиляции легких (7) компенсируют возросшее потребление мышцами О2 и продукции СО2 (8), обеспечивая сохранение газового состава и кислотно-основного состояния артериальной крови (9). Если эта компенсация оказывается недостаточной и происходит сдвиг химизма крови, то усиленная импульсация из хеморецепторов (10) дополнительно активирует дыхательный центр, вызывая еще больший рост вентиляции.
В этих условиях резко увеличивается растворимость азота воздуха и крови При быстром уменьшении давления (быстрое всплытие) в кровь выделяется азот в виде пузырьков, которые закупоривают сосуды и нарушают циркуляцию крови, это т.н. декомпрессионная болезнь. Профилактика ее - постепенное снижение давления в декомпрессионной камере, использование для дыхания у водолазов смеси кислорода с гелием (гелий хуже, чем азот, растворяется в крови).
На особом месте стоит оксигенобаротерапия - дыхание при повышенном давлении (3 атм) чистым 02 . Этот метод рекомендуется применять и течение короткого времени, при длительном применении могут наблюдаться спазмы сосудов, отек мозга, легких.
Дыхание при повышенном барометрическом давлении.
При подъеме в горы, при полетax на воздушном шаре и связи с падением барометрического давления гипоксия развивается на фоне снижения СО2 в крови. Это связано с учащением дыхания при гипоксемии. Снижается возбудимость дыхательного центра, и у человека вначале развивается одышка, а затем наступает потеря сознания (снижение концентрации СО2 дополнительно приводит к спазму сосудов головного мозга); возникает т.н «горная болезнь»
При длительном пребывании в горах развиваются приспособительные механизмы, направленные на преодоление гипоксемии:
усиление эритропоэза, увеличение количества эритроцитов и гемоглобина;
-увеличение сродства гемоглобина к О2 (повышение 2,3-ДДГ в эритроцитах).
усиливается функционирование сердечно-сосудистой системы;
-увеличивается кислородная емкость крови.