Проанализируйте роль гуморальных факторов в регуляции дыхания. Раскройте механизм первого вдоха новорожденного
Зависимость деятельности дыхательного центра от газового состава крови. Деятельность дыхательного центра в значительной степени зависит от напряжения газов в крови и концентрации в ней водородных ионов. Ведущее значение в определении величины легочной вентиляции имеет напряжение углекислого газа в артериальной крови.
Гуморальная регуляция дыхания.
Центральные хеморецепторы(85% регуляции) – рецепторы кровеносных сосудов головного мозга |
А)конц-я Н+ *ацидоз
*алкалоз
Б)конц-я СО2 : *0,1-0,17%(атм.возд) *5-8% |
*активация работы дыхат. Центра : учащение дых-я – гиперпноэ *торможение работы дыхат центра : замедление дых-я – гипопноэ
*увеличение МОД в 2 раза *увелич-е МОД в 7-8 раз |
Периферические хеморецепторы (15%) Каротидный синус , дуга аорты |
А)↑ конц-ии О2
Б)↑ конц-ии СО2 |
*торможение дых центра
*активация дых центра |
Механизм первого вдоха новорожденного.
Первый вдох обусловлен:
1)изменением газового состава крови (накопление СО2 , уменьш О2 и ацидоз)
2)резкое усиление в процессе родов и сразу после рождения потока афферентных импульсов от холодовых и тактильных рецепторов кожи→активируют ЦНС и дыхательный центр→↑тонус дыхательной мускулатуры 3)при появлении головы из родовых путей устраняется рефлекс ныряльщика-торможение дыхательного центра при раздражении рецепторов в области наружных слуховых ходовжидкостью ; если здесь имеется жидкость,ее удаляют
4)после прохождения ребенка через родовые пути сдавленная грудная клетка резко расширяется , что также способствует первому вдоху
*При первом вдохе затрачивается в 10-15 раз больше энергии , чем при последующих вдохах ,он более продолжителен , как и первый выдох.Энергия расходуется на преодоление сил сцепления между альвеолами и жидкостью ,заполняющей воздухоносные пути и легкие новорожденного.
*Сурфактант необходим для начала дыхания при рождении ребенка. До рождения лёгкие находятся в спавшемся состоянии. Ребёнок после рождения делает несколько сильных дыхательных движений, лёгкие расправляются, а сурфактант удерживает их от спадения (коллапса). Недостаток или дефекты сурфактанта вызывают тяжёлое заболевание (синдром дыхательного дистресса). Поверхностное натяжение в лёгких у таких детей высокое, поэтому многие альвеолы находятся в спавшемся состоянии.
Охарактеризуйте узловые механизмы функциональной системы, поддерживающей оптимальный для метаболизма газовый состав крови.
Импульсы, поступающие от центральных и периферических хеморецепторов, являются необходимым условием периодической активности нейронов дыхательного центра и соответствия вентиляции легких газовому составу крови. Последний является жесткой константой внутренней среды организма и поддерживается по принципу саморегуляции путем формирования функциональной системы дыхания. Системообразующим фактором этой системы является газовая константа крови. Любые ее изменения являются стимулами для возбуждения рецепторов, расположенных в альвеолах легких, в сосудах, во внутренних органах и т. д. Информация от рецепторов поступает в ЦНС, где осуществляется ее анализ и синтез, на основе которых формируются аппараты реакций. Их совокупная деятельность приводит к восстановлению газовой константы крови. В процесс восстановления этой константы включаются не только органы дыхания (особенно ответственные за изменение глубины и частоты дыхания), но и органы кровообращения, выделения и другие, представляющие в совокупности внутреннее звено саморегуляции. При необходимости включается и внешнее звено в виде определенных поведенческих реакций, направленных на достижение общего полезного результата - восстановление газовой константы крови.
Объясните с системных позиций механизмы адаптации организма человека к условиям высокогорья (при кратковременном и длительном пребывании в горах). Охарактеризуйте особенности дыхания при повышенном давлении. Опишите механизмы развития горной и кессонной болезни.
Дыхание при пониженном атмосферном давлении.
При подъеме на высоту человек оказывается в условиях пониженного атмосферного давления. Следствием понижения атмосферного давления является гипоксия, которая развивается в результате низкого парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе.
При подъеме на высоту 1,5-2 км над уровнем моря не происходит значительного изменения снабжения организма кислородом и изменения дыхания. На высоте 2,5-5 км наступает увеличение вентиляции легких, вызванное стимуляцией каротидных хеморецепторов. Одновременно происходит повышение артериального давления и увеличение частоты сердечных сокращений. Все эти реакции направлены на усиление снабжения тканей кислородом.
Увеличение вентиляции легких на высоте может привести к снижению парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе - гипокапнии, при которой снижается стимуляция хеморецепторов, особенно центральных, это ограничивает увеличение вентиляции легких.
Природа горной болезни. На высоте 4-5 км развивается высотная (горная) болезнь, которая характеризуется: слабостью, цианозом, снижением частоты сердечных сокращений, артериального давления, головными болями, снижением глубины дыхания. На высоте свыше 7 км могут наступить опасные для жизни нарушения дыхания, кровообращения и потеря сознания. Особенно большую опасность представляет быстрое развитие гипоксии, при котором потеря сознания может наступить внезапно.
Механизмы адаптации человека к условиям высокогорья.
Длительное пребывание в условиях низкого атмосферного давления, например, жизнь в горных местностях сопровождается акклиматизацией к кислородному голоданию, которая проявляется в:
увеличении количества эритроцитов в крови в результате усиления эритропоэза;
увеличении содержания гемоглобина в крови и, следовательно, повышении кислородной емкости крови; • увеличении вентиляции легких;
ускорении диссоциации оксигемоглобина в тканевых капиллярах, в результате сдвига кривой диссоциации вправо из-за увеличения содержания в эритроцитах 2,3-глицерофосфата.
повышении плотности кровеносных капилляров в тканях, увеличением их длины и извилистости;
повышении устойчивости клеток, особенно нервных к гипоксии и др.
Дыхание при повышенном атмосферном давлении
Под повышенным давлением воздуха человеку приходится находиться во время водолазных и кессонных работ. При погружении под воду через каждые 10 м давление воды на поверхность тела увеличивается на 1 атм, следовательно, на глубине 90 м на человека действует давление около 10 атм.
При погружении под воду в водолазных костюмах человек может дышать только воздухом под соответствующим погружению повышенным давлением. В этих условиях увеличивается количество газов, растворенных в крови, кислорода и особенно азота. Поэтому при погружении на большие глубины для дыхания применяются гелиево-кислородные смеси. Гелий почти нерастворим в крови и при дыхании им снижается сопротивление дыханию. Кислород добавляют к гелию в такой концентрации, чтобы его парциальное давление на глубине (т. е. при повышенном давлении) было близким к тому, которое имеется в обычных условиях.
Природа кессонной болезни. После работ на больших глубинах специального внимания требует переход человека от высокого давления к нормальному. При быстрой декомпрессии, например, при быстром подъеме водолаза, физически растворенные в крови и тканях газы значительно больше обычного, не успевают выделиться из организма и образуют пузырьки. Кислород и углекислый газ представляют меньшую опасность, т. к. они быстро связываются кровью и тканями. Особую опасность представляет образование пузырьков азота, которые разносятся кровью и закупоривают мелкие сосуды (газовая эмболия), что сопряжено с большой опасностью для жизни. Состояние, возникающее при быстрой декомпрессии, называется кессонной болезнью, она характеризуется болями в мышцах, головокружением, рвотой, одышкой, потерей сознания, а в тяжелых случаях могут возникать параличи. При появлении признаков кессонной болезни необходимо немедленно вновь подвергнуть пострадавшего действию высокого давления (такого, с которого он начинал подъем), чтобы вызвать растворение пузырьков азота, а затем декомпрессию производить постепенно.