Дыхательный центр: структура и локализация. Физиологические механизмы смены вдоха и выдоха.
В узком смысле слова под дыхательным центром понимают сравнительно ограниченную нейрональную структуру, которая определяет ритмическое дыхание, и без существования которой дыхание невозможно. То есть обеспечивается только периодичность дыхания (вдох – выдох)
Такая нейрональная организация располагается в области продолговатого мозга. Как показали опыты, при разрушении этой зоны ритмическое дыхание необратимо исчезает.
В широком смысле слова под дыхательным центром понимают совокупность структур мозга, так или иначе участвующих в регуляции дыхания и в наиболее совершенном приспособлении его к изменяющимся дыхательным потребностям организма.
Дыхательный центр обладает автоматизмом – способностью возбуждаться через определенные промежутки времени в отсутствие раздражителей.
ДЦ продолговатого мозга отличается разнородностью нейроно: ранние (в начале вдоха), поздние (в конце), полные – в течение всей фазы.
Также: инспираторно-экспираторные (в момент смены вдоха на выдох), экс-инс (выдох на вдох), с непрерывной фоновой импульсацией – при смене фаз учащают, на вдохе или выдохе. Г
Группы нервных клеток в продолговатом мозге образуют центр вдоха и центр выдоха. В передней части моста описан пневмотаксический центр – обеспечивает контроль отношений центров вдоха и выдоха. В свою очередь он находится под влиянием коры, РФ, лимбической системы.
Возбуждение, возникающее в центре вдоха, обеспечивает акт вдоха, который сопровождается расширением легких и возбуждением механорецепторов легочных альвеол. Импульсы с рецепторов поступают уже в центр выдоха и возбуждают его нейроны. Одновременно непосредственно и через центр пневмотаксиса центр вдоха также возбуждает центр выдоха. Нейроны центра выдоха, возбуждаясь, по законам реципрокных отношений тормозят активность нейронов центра вдоха и вдох прекращается. Центр выдоха посылает информацию к мышцам экспираторам и вызывает их сокращение; таким образом, осуществляется акт выдоха. После того как произошел выдох происходит торможение центра выдоха и возбуждается центр вдоха.
Транспорт кислорода кровью; гемоглобин; кривая диссоциации оксигемоглобина. Кислородная емкость крови.
Обогащенная кислородом кровь направляется по сосудам с током крови из легких в ткани организма. Кислород транспортируется кровью двумя способами: в связанном с гемоглобином виде — в форме оксигемоглобина и за счет физического растворения газа в плазме крови.
Большая часть кислорода переносится кровью в виде химических соединений с гемоглобином. Один моль гемоглобина может связать до четырех молей кислорода и в среднем 1 г гемоглобина способен связать 1,34—1,36 мл кислорода. Исходя из этого, можно определить кислородную емкость крови, характеризующую количество кислорода, содержащееся в 1 л крови. Принимая во внимание, что в норме в 1 л крови присутствует 150 г гемоглобина, можно рассчитать, что в 1 л крови содержится 0,2 л кислорода.
Характеристика кривой диссоциации оксигемоглобина.
Связывание кислорода с гемоглобином и высвобождение его зависят от парциального давления кислорода. Соотношение количества гемоглобина и оксигемоглобина в крови иллюстрирует кривая диссоциации оксигемоглобина.
В точках.
• рО2 от 0 до 10 мм.рт.ст – оксигенация медленно, в крови циркулирует восстановленный дезоксигемоглобин
• от 10 до 40 – быстро и количество – 75 %
• от 40 до 60 – продолжается, но замедляется, количество – 90%
• свыше – идет очень медленно, 96-98%, но не достигает 100
влияет рн, температура, парциальное СО2
Чем выше парциальное давление кислорода, тем больше содержание оксигемоглобина; при парциальном давлении 80 мм рт.ст. практически весь гемоглобин насыщается кислородом, за исключением незначительного количества (1—2 %), «занятого» двуокисью углерода.
Огромное биологическое значение для транспорта кислорода и двуокиси углерода имеет эффект Бора.
При увеличении парциального давления двуокиси углерода в тканях кривая диссоциации оксигемоглобина, сдвигаясь вправо, отражает повышение способности оксигемоглобина отдавать кислород тканям и тем самым высвобождаться для дополнительного связывания двуокиси углерода и переноса ее избытка из тканей в легкие.
Напротив, при снижении парциального давления двуокиси углерода и смещении рН крови в основную сторону (алкалоз) сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина влево означает снижение способности оксигемоглобина отдавать кислород тканям и поглощать двуокись углерода для транспорта ее к легким.