16.5.9. Газообмен между кровью и тканями

Пониженное парциальное давление кислорода в тканях (0- 20 мм рт.ст.) по сравнению с высоким парциальным давлением кислорода в атмосферном воздухе заставляет этот газ проникать в ткани. Для углекислого газа градиент (перепад) давления направлен в противоположную сторону: в тканях парциальное давление углекислого газа 60 мм рт.ст., а в атмосферном воздухе - всего 0,2 мм рт.ст. В результате углекислый газ удаляется из тканей.

На интенсивность газообмена влияют: кислотность среды, температура тела человека, длина капилляров, скорость кровотока и др. Чем интенсивнее обмен веществ в ткани, тем плотнее в ней сеть капилляров: например, в миокарде на каждое мышечное волокно приходится один капилляр. Потребность органов в кислороде различна: она велика в миокарде, коре больших полушарий, печени, корковом веществе почек и уменьшена в мышцах, белом веществе головного мозга. Снабжение кислородом сердца максимально во время диастолы и минимально во время систолы. Потребность миокарда в кислороде на короткое время удовлетворяет дыхательный мышечный белок миоглобин, но его запасы ограничены. Необходимое напряжение кислорода в крови и тканях возможно лишь при оптимальном содержании СО2 и О2 в альвеолярном воздухе и крови лёгочных капилляров, что поддерживается глубиной и частотой дыхания.

Гипоксия - снижение парциального давления кислорода в тканях.

Аноксия - состояние, при котором парциальное давление кислорода в ткани равно нулю.

Снабжение тканей кислородом и удаление углекислого газа обеспечивается согласованной деятельностью нескольких систем: крови, дыхательной, сердечно-сосудистой. Увеличение интенсивности тканевого дыхания в работающих органах осуществляется только при соответствующем увеличении вентиляции лёгких, работы сердца и объёма циркулирующей крови.

16.5.10. Дыхательный центр, регуляция дыхания

В регуляции дыхания принимают участие структуры спинного, продолговатого мозга, моста, гипоталамуса, коры больших полушарий.

Ведущая роль в организации дыхания принадлежит дыхательному центру продолговатого мозга, который состоит из центров вдоха (инспираторные нейроны) и выдоха (экспираторные нейроны). Разрушение этой области ведет к остановке дыхания. Здесь находятся

нейроны, обеспечивающие ритмичность вдоха и выдоха. Это связано с тем, что дыхательный центр обладает свойством автоматии, т.е. его нейроны способны ритмически самовозбуждаться. Автоматия сохраняется, даже если к дыхательному центру не поступают нервные импульсы по центростремительным нейронам. Автоматия может изменяться в зависимости от гуморальных факторов, нервных импульсов, поступающих по центростремительным нейронам и под влиянием вышележащих отделов мозга. От дыхательного центра нервные импульсы по центробежным нейронам подходят к межрёберным мышцам, диафрагме и другим мышцам.

Регуляцию дыхания осуществляют гуморальные, рефлекторные механизмы и нервные импульсы, поступающие из вышележащих отделов головного мозга.

Гуморальные механизмы. Специфический регулятор активности нейронов дыхательного центра - углекислый газ, который действует на дыхательные нейроны непосредственно и опосредованно. Углекислый газ непосредственно возбуждает инспираторные клетки дыхательного центра. В механизме стимулирующего влияния углекислого газа на дыхательный центр важное место принадлежит хеморецепторам сосудистого русла. В области сонных синусов и дуги аорты обнаружены хеморецепторы, чувствительные к изменениям напряжения углекислого газа в крови. Кстати, первый вдох новорождённого объясняют действием накопившейся в его тканях углекислого газа на дыхательный центр (после перерезки пуповины и отделения от организма матери). Это действие как прямое, так и опосредованное, рефлекторное - через хеморецепторы сонного синуса и дуги аорты. Избыток углекислого газа в крови вызывает одышку. Недостаток кислорода в крови углубляет дыхание. Установлено, что повышение напряжения кислорода в крови тормозит активность дыхательного центра.

Рефлекторные механизмы. Различают постоянные и непостоянные рефлекторные влияния на функциональное состояние дыхательного центра. Постоянные рефлекторные влияния возникают в результате раздражения рецепторов альвеол (рефлекс Херинга-Бройера), корня лёгкого и плевры (плевропульмональный рефлекс), хеморецепторов дуги аорты и сонных синусов (рефлекс К. Гейманса), проприорецепторов дыхательных мышц.

Рефлекс Херинга-Бройера называют рефлексом торможения вдоха при растяжении лёгких. При вдохе возникают импульсы, тормозящие вдох и стимулирующие выдох, а при выдохе - импульсы, рефлекторно стимулирующие вдох. Регуляция дыхательных движений происходит по принципу обратной связи. При перерезке блуждающих нервов рефлекс выключается, дыхание становится редким и глубоким.

Непостоянные рефлекторные влияния на активность дыхательных нейронов связаны с возбуждением разнообразных экстерорецепторов и интерорецепторов. Так, например, при внезапном вдыхании паров аммиака, хлора, табачного дыма и некоторых других веществ происходит раздражение рецепторов слизистой оболочки носа, глотки, гортани, что приводит к рефлекторному спазму голосовой щели (иногда даже мускулатуры бронхов) и рефлекторной задержке дыхания. Сильные температурные воздействия на кожу возбуждают дыхательный центр, увеличивают вентиляцию лёгких. Резкое охлаждение угнетает дыхательный центр. На дыхание влияют боль, импульсы от сосудистых барорецепторов; так, повышение АД угнетает дыхательный центр, что проявляется уменьшением глубины и частоты дыхания.

При раздражении эпителия дыхательных путей накопившейся пылью, слизью, химическими раздражителями и инородными телами возникают чиханье и кашель (защитные врождённые рефлексы). Чиханье возникает при раздражении рецепторов слизистой оболочки носа, кашель - при возбуждении рецепторов гортани, трахеи, бронхов.

•  Первый уровень регуляции - спинной мозг. Здесь расположены центры диафрагмальных и межрёберных нервов, обусловливающие сокращение дыхательных мышц. Однако этот уровень регуляции дыхания не может обеспечить ритмичную смену фаз дыхательного аппарата.

•  Второй уровень регуляции - продолговатый мозг. Здесь находится дыхательный центр, который перерабатывает разнообразные афферентные импульсы, идущие от дыхательного аппарата, а также от основных рефлексогенных сосудистых зон. Этот уровень регуляции обеспечивает ритмичную смену фаз дыхания и активность спинномозговых мотонейронов, аксоны которых иннервируют дыхательную мускулатуру.

•  Третий уровень регуляции - верхние отделы головного мозга, включающие и корковые нейроны. Только при участии коры большого мозга возможно адекватное приспособление реакций системы органов дыхания к изменяющимся условиям окружающей среды.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

Вопросы для самоподготовки

1. Общий план строения и значение дыхательной системы.

2. Строение полости носа.

3. Строение гортани.

4. Строение трахеи и главных бронхов.

5. Строение лёгких.

6. Плевральные полости и синусы.

7. Границы лёгких и плевры.

8. Понятие о средостении. Органы средостения.

9. Этапы процесса дыхания.

10. Аппарат внешнего дыхания.

11. Дыхательный цикл.

12. Механизмы вдоха и выдоха.

13. Понятие о лёгочных объёмах и лёгочной вентиляции.

14. Состав атмосферного, альвеолярного и выдыхаемого воздуха.

15. Газообмен в лёгких.

16. Транспорт газов кровью.

17. Газообмен между кровью и тканями.

18. Дыхательный центр. Регуляция дыхания.

 

2. Чем закрывается вход в гортань при глотании?

A. Голосовыми связками.

B. Щитовидным хрящом.

C. Надгортанником.

D. Язычком мягкого неба.

3. При каком процентном содержании углекислого газа в крови частота дыхательных движений будет выше?

A. 0,02%.

B. 0,03%.

C. 0,05%.

D. 0,06%.

4. Укажите величину дыхательного объёма лёгких.

A. 1500-2000 мл.

B. 300-700 мл.

C. 1000-1500 мл.

D. 3000-3500 мл.

5. Укажите обонятельную область.

A. Верхний носовой ход.

B. Средний носовой ход.

C. Нижний носовой ход.

D. Преддверие носа.

6. Укажите самый крупный хрящ гортани.

A. Перстневидный.

B. Щитовидный.

C. Надгортанный.

D. Черпаловидный.

7. На каком уровне находится бифуркация трахеи?

A. VIII грудного позвонка.

B. III грудного позвонка.

C. V грудного позвонка.

D. II грудного позвонка.

8. Сколько сегментов в верхней доле правого лёгкого?

A. 5 сегментов.

B. 2 сегмента.

C. 4 сегмента.

D. 3 сегмента.

9. Сколько ацинусов содержит каждая лёгочная долька?

A. 18 ацинусов.

B. 30 ацинусов.

C. 10 ацинусов.

D. 5 ацинусов.

10. Как называется увеличение глубины дыхания?

A. Гипервентиляция.

B. Гиперпноэ.

C. Тахипноэ.

D. Апноэ.Тестовое задание: 1 - A, 2 - C, 3 - D, 4 - B, 5 - A, 6 - B, 7 - C, 8 - D, 9 - A, 10 - B.