Гуморальна регуляція дихання

Значний вплив на дихальний центр здійснює хімічний склад крові, особливо його газовий склад. Наприклад, нагромадження вуглекислого газу в крові подразнює хеморецептори і рефлекторно збуджує дихальний центр. Гормон адреналін здатний безпосередньо впливати на дихальний центр стимулюючи дихальні рухи. Подібну дію може викликати молочна кислота, яка утворюється під час роботи м’язів. Вона здатна подразнювати хеморецептори в судинах, що також призводить до збільшення частоти та глибини дихання.

Найбільш оптимальним є дихання носом, при якому видих довший за вдих. Одним із головних завдань вчителя є навчити дітей правильно дихати під час ходьби, бігу, фізичної праці.

Чистота повітря, його фізико-хімічні властивості мають велике значення для здоров’я дітей і підлітків. Важливими є не лише відсутність пилу, бактерій, шкідливих речовин, а й співвідношення іонів у повітрі. В атмосферному повітрі кількість позитивно і негативно заряджених іонів є майже однаковою, кількість легких іонів є більшою ніж важких (на людину благотворно впливають легкі, від’ємно заряджені іони).

Перебування дітей і підлітків в погано провітрюваних приміщеннях призводить до погіршення функціонального стану організму, сприяє захворюванню на цілий ряд хвороб. В навчальних приміщеннях, де перебуває велика кількість людей, особливо в кінці навчального дня, в повітрі збільшується концентрації вуглекислого газу, аміаку, інших продуктів життєдіяльності, зростає кількість мікроорганізмів та пилу. Підвищуються температура і вологість повітря, починають переважати важкі позитивно заряджені іони, які знижують працездатність і пригнічують життєдіяльність людини.

 Для функціонування всіх фізіологічних систем організму необхідне постійне надходження кисню через зовнішнє дихання. Зупинка дихання навіть на 3 - 5 хв неминуче призводить до смерті. Тому регуляторний механізм дихання, який сформувався в процесі еволюції, забезпечує високу надійність дихання.

На всіх рівнях центральної нервової системи, починаючи від спинного мозку і закінчуючи корою великих півкуль, є нейрони, які беруть участь у регуляції дихання.

В експериментах на тваринах методом перерізування мозку в різних частинах встановили, що найбільш важливі структури дихального центру знаходяться в довгастому мозку. Це бульбарний дихальний центр. При його ушкодженні настає зупинка дихання. Дихальний центр довгастого мозку складається з двох ядер дорсального і вентрального. У дорсальному ядрі розташовані інспіраторні нейрони, збудження яких забезпечує вдих. У вентральному ядрі є як інспіраторні, так і експіраторні нейрони, що запускають видих. Збудження нейронів дорсаль­ного ядра гальмує експіраторні нейрони вентрального.

Інформація, на основі притоку якої працює дихальний центр, надходить від хемо- і механорецепторів. Хеморецептори знаходяться в каротидних синусах в місці біфуркації загальних сонних артерій і в дузі аорти. Ці хеморецептори називаються периферичними і реагують на зміну напруги газів крові та концентрації в ній водневих іонів. Особливо чутливі вони до гіпоксії - зниження напруги кисню в крові. Ці рецептори подразнюються також при гіперкапнії - підвищенні напруги вуглекислого газу і зниженні рН крові. На вентральній поверхні довгастого мозку локалізуються центральні хеморецептори, які найкраще сприймають зниження рН спинномозкової рідини. При цьому імпульсація від периферійних і центральних хеморецепторів досягає нейронів бульбарного дихального центру, збільшується частота і глибина дихання.

Механорецептори розташовані у гладких м'язах трахеї і бронхів. Ці рецеп­тори реагують на розтягнення при глибокому вдиху. Імпульсація від них по блукаючому нерву досягає інспіраторних нейронів дихального центру і гальмує їх, сприяючи таким чином зупинці вдиху. Рефлекс із механорецепторів назива­ється рефлексом Герінга-Брейера, він запобігає перерозтягненню легень при вдиханні більше 1,5 л повітря. Іритантні рецептори знаходяться в епітеліаль­ному шарі повітроносних шляхів. Вони подразнюються частинками пилу, слизом, парами їдких речовин (аміак, тютюновий дим), холодним повітрям, біологічно активними речовинами (гістамін). Подразнення іритантних рецепторів верхніх дихальних шляхів викликає захисні рефлекторні реакції - кашель, чхання, які полягають у скороченні видиху і видаленні чужорідних частинок. Центри цих рефлексів знаходяться в довгастому мозку. Подразнення іритантних рецепторів через блукаючий нерв може призвести до скорочення гладких м'язів бронхів (бронхоспазму). Це спостерігається, наприклад, під час подразнення іритантних рецепторів гістаміном при бронхіальній астмі. Однак рефлекси з цих рецепторів мають фізіологічне значення, оскільки при вдиханні подразнюючих отруйних речовин зменшується бронхіальний просвіт та вентиляція легень і завдяки цьому токсичні речовини в меншій кількості потрапляють у кров.

У мості розташований пневмотаксичний центр, що зумовлює зміну дихаль­них фаз, тривалість вдиху і видиху, періодичну діяльність дихального центру.

ЛЕГЕНЕВІ ОБ'ЄМИ І ЖИТТЄВІ ЄМНОСТІ ЛЕГЕНЬ

Зовнішнє дихання характеризують такі показники, як дихальний об'єм, резервні об'єми вдиху і видиху, життєва ємність легень.

Дихальний об'єм (ДО) - це та кількість повітря, яку людина вдихає і видихає при спокійному диханні. У дорослої людини він складає в середньому 500 мл.

Резервний об'єм вдиху (РОвдих.) - це та максимальна кількість повітря, яку людина може додатково вдихнути після спокійного вдиху. Це приблизно 2500 мл.

Резервний об'єм видиху (РОвидих) - це та кількість повітря, яку людина може додатково видихнути після спокійного видиху. Він складає в середньому 1000мл.

Якщо додати ці три легеневі об'єми, то отримаємо життєву ємність легень (ЖЄЛ). ЖЄЛ трохи вища у чоловіків і становить 4000-4500 мл, а у жінок -3000-3500 мл. Крім того, ЖЄЛ зале­жить від віку, зросту, маси, тренова­ності людини.

Легеневі об'єми і життєва ємність легень реєструються методом спіро­графії.

Не все повітря, що знаходиться в дихальній системі, бере участь в про­цесі газообміну. Газообмін між повіт­рям і кров'ю відбувається в альвеолах. Повітря, яке знаходиться в повітроносних шляхах (ніс, носоглотка, гортань, трахея, бронхи), не бере участі в газообміні. Це повітря називається анатомічним мертвим простором і складає 150 мл. Таким чином, якщо при спокійному диханні людина вдихнула 500 мл повітря, то лише 350 мл будуть брати участь у газообміні в альвеолах. Однак, анатомічний мертвий простір відіграє важливу роль. Тут повітря зігрівається, очищується, зволожується. Атмосферне повітря, яке вдихається людиною, має відносно постійний склад.

У видихуваному повітрі більше вуглекислого газу і менше кисню, ніж у вдихуваному. Найнижчий вміст кисню і найвищий вміст вуглекислого газу знаходиться в альвеолярному повітрі (табл). Таким чином, альвеолярне і видихуване повітря відрізняються одне від одного. Це можна пояснити тим, що у видихуваному повітрі, крім альвеолярного, є ще повітря мертвого простору.

Альвеолярне повітря с внутрішнім газовим середовищем. Його постійність зумовлює нормальний газовий склад артеріальної крові.

Таблиця Склад вдихуваного, видихуваного й альвеолярного повітря

Повітря	02 (%	СО2, (%)	N2 та інертні гази (%)
Атмосферне	20.93	0.03	79.04
Видихуване	16,0	4.5	79,5
Альвеолярна газова суміш	14,0	5,5	80,5

ДИХАННЯ ЗА РІЗНИХ УМОВ