Обмен дыхательных газов в тканях

Обмен газов в капиллярах тканей происходит путем диффузии. Этот

процесс осуществляется за счет разности их напряжения в крови, тканевой

жидкости и цитоплазме клеток. Как и в легких для газообмена большое

значение имеет величина обменной площади, т.е. количество

функционирующих капилляров. В артериальной крови напряжение

кислорода 96 мм.рт.ст., в тканевой жидкости около 20 мм.рт.ст., а

работающих мышечных клетках близко к 0. Поэтому кислород

диффундирует из капилляров в межклеточное пространство, а затем клетки.

Для нормального протекания окислительно-восстановительных процессов в

митохондриях необходимо, чтобы напряжение кислорода в клетках было не

менее 1 мм.рт.ст. Эта величина называется критическим напряжением

кислорода в митохондриях. Ниже ее развивается кислородное голодание

тканей. В скелетных мышцах кислород накапливает белок миоглобин, по

строению близкий к гемоглобину. Напряжение углекислого газа в

артериальной крови 40 мм.рт.ст., в межклеточной жидкости 46 мм.рт.ст., в

цитоплазме 60 мм.рт.ст. Поэтому он выходит в кровь. Количество кислорода,

которое используется тканями называется коэффициентом его утилизации. В

состоянии покоя ткани используют около 40% кислорода или 8-10 об%/

Регуляция дыхания. Дыхательный центр

В 1885 году Казанский физиолог Н.А. Миславский обнаружил, что в

продолговатом мозге находится центр обеспечивающий смену фаз дыхания.

Этот бульбарный дыхательный центр расположен в медиальной части

ретикулярной формации продолговатого мозга. Его верхняя граница

находится ниже ядра лицевого нерва, а нижняя выше писчего пера. Этот

центр состоит из инспираторных и экспираторных нейронов. В первых

нервные импульсы начинают генерироваться незадолго до вдоха и

продолжаются в течение всего вдоха. Несколько ниже расположенные

экспираторные нейроны. Они возбуждаются к концу вдоха и находятся в

возбужденном состоянии в течение всего выдоха. В инспираторном центре

имеется 2 группы нейронов. Это респираторные - и -нейроны. Первые

возбуждаются при вдохе. Одновременно к -респираторным нейронам

поступают импульсы от экспираторных. Они активируются одновременно с -респираторными нейронами и обеспечивают их торможение в конце вдоха.

Благодаря этим связям нейронов дыхательного центра они находятся в

реципрокных отношениях (т.е. при возбуждении инспираторных нейронов

экспираторные тормозятся и наоборот). Кроме того нейронам бульбарного

дыхательного центра свойственно явление автоматии. Это их способность

даже в отсутствии нервных импульсов от периферических рецепторов

генерировать ритмические разряды биопотенциалов. Благодаря автоматии

дыхательного центра происходит самопроизвольная смена фаз дыхания.

Автоматия нейронов объясняется ритмическими колебаниями обменных

процессов в них, а также воздействием на них углекислого газа.

Эфферентные пути от бульбарного дыхательного центра идут к

мотонейронам дыхательных межреберных и диафрагмальных мышц.

Мотонейроны диафрагмальных мышц находятся в передних рогах 3-4

шейных сегментов спинного мозга, а межреберных в передних рогах

грудных сегментов. Вследствие этого перерезка на уровне 1-2 шейных

сегментов ведет к прекращению сокращений дыхательных мышц. В передней

части варолиева моста также имеются группы нейронов участвующих в

регуляции дыхания. Эти нейроны имеют восходящие и нисходящие связи с

нейронами бульбарного центра. К ним идут импульсы от его инспираторных

нейронов, а от них к экспираторным. За счет этого обеспечивается плавный

переход от вдоха к выдоху, а также координация длительности фаз дыхания.

Поэтому при перерезке ствола выше моста дыхание практически не

изменяется. Если он перерезается ниже моста, то возникает гаспинг -

длительный вдох сменяется короткими выдохами. При перерезке между

верхней и средней третью моста - апнейзис. Дыхание останавливается на

вдохе, прерываемом короткими выдохами. Раньше считали что в мосту

находится пневмотаксический центр. Сейчас этот термин не применяется.

Кроме этих отделов ЦНС в регуляции дыхания участвуют гипоталамус,

лимбическая система, кора больших полушарий. Они осуществляют более

тонкую регуляцию дыхания.