Лабораторна робота №5

Тема: Затримка дихання. Моделювання екстремальної ситуації в умовах нестачі кисню

Мета: Вивчити тривалість затримки дихання і проаналізувати механізми регуляції, що забезпечують адаптацію організму до екстремальних умов нестачі кисню

Теоретичні положення

Недостатнє постачання тканин О₂ називається гіпоксією. В залежності від механізмів її виникнення розрізняють 4 основних типи гіпоксії:

1. Гіпоксична – є результатом недостатнього вмісту О₂ в альвеолярному повітрі (наприклад, в горах).

2. Анемічна – виникає при зниженні киснево-транспортних можливостей крові (наприклад, через зниження вмісту Нb в крові).

3. Циркуляторна – розвивається при зменшенні кровотоку через тканини (наприклад, у зв’язку з роботою шунтуючих судин).

4. Гістотоксична - виникає при неспроможності клітин використовувати О₂, що надійшов.

Основним принципом регуляції дихання є саморегуляція при якій відхилення від нормального рівня таких показників як pСО₂, pО₂ і рН негайно викликає ряд процесів, спрямованих на їхнє відновлення.

Механізми регуляції дихання:

1. Рефлекторна регуляція. Головною складовою дихальної системи є дихальний центр (Дц), який розташований в довгастому мозку. Дц складається з двох відділів: вдиху (інспіраторний) і видиху (експіраторний). Вони взаємодіють за принципом реципрокної іннервації. Інспіраторним нейронам притаманна автоматія (аналогічна серцевій автоматії). Імпульси цих нейронів низхідними шляхами надходять до мотонейронів дихальних центрів, що розташовані в спинному мозку і регулюють діяльність дихальних м’язів. Останні збуджуються і виникає акт вдиху. Під час вдиху розтягуються механорецептори легень, плеври та дихальних м’язів. Імпульси, які в них виникають по аферентних шляхах проходять у Дц і викликають збудження нейронів експіраторного відділу. Виникає акт видиху. Доки триває видих, мембрана інспіраторних нейронів деполяризується, виникає імпульс, що призводить до акту вдиху. Отже, відбувається автоматична зміна вдиху видихом і навпаки.

2. Дихальні рефлекси з рецепторів організму. Активність нейронів Дц зумовлюється рефлекторними впливами з різних рефлексогенних зон:

-підвищення судинного тонусу і посилення серцевої діяльності супроводжується паралельним посиленням функції дихання;

- больові подразнення змінюють ритм дихання;

- температурні подразнення гальмують видих;

- такі рефлекторні реакції травного каналу, як акти ковтання, блювання, змінюють характер дихання;

- емоційні прояви людини (сміх, плач) є видозміненими дихальними рухами;

-імпульси від пропріорецепторів посилюють дихання.

3. Регуляторний вплив кори великих півкуль. Людина може свідомо посилювати, послаблювати або затримувати дихання. Отже, дихання є не лише мимовільним актом, але й довільним. Довільна затримка дихання знаходиться в прямій залежності від анаеробних можливостей людини. Довго затримувати дихання людина не спроможна, оскільки в організмі накопичується СО₂, який є стимулюючим фактором для роботи Дц. Довільна гіпервентиляція збільшує затримку дихання, оскільки з організму інтенсивно виводиться СО₂. Проте тривала гіпервентиляція викликає запаморочення, судоми, оскільки зменшується стимулюючий вплив на Дц, а підвищення рН крові викликає звуження кровоносних судин і особливо судин головного мозку.

4. Гуморальна регуляція. На активність Дц впливають імпульси від хеморецепторів. Вони подразнюються як при зменшенні вмісту О₂ в артеріальній крові (гіпоксемія), так і при збільшенні в ній СО₂ (гіперкапнія).