Анатомия и физиология человека
.pdf
5 Ñистемные мехàнизмы гомеостàзисà |
131 |
|
|
Ýритроциты имеют форму двояковогнутого дискà. Äиàметр их рàвен 7-8 мкм. Îбрàзуются в крàсном костном мозге, живут около 4 месяцев и рàзрушàются в печени и селезенке. Â 1 л крови мужчин содержится 4,0-5,0 х 10
/л (4,0-5,0 млн. в 1 мм3)
эритроцитов, женщин – 3,7-4,7 х1012/л (3,7-4,7 млн. в 1 мм3). Ïовышение количествà эритроцитов в крови – эритроцитоз, понижение – эритропения.
|
Ôункции эритроцитов: |
|
|
|
|
|
Äыхàтельнàя функция выполняется эритроцитàми зà счет |
||||
|
дыхàтельного пигментà гемоглобинà, который облàдàет |
||||
|
способностью присоединять к себе кислород и углекислый |
||||
|
гàз. |
|
|
|
|
|
Ïитàтельнàя |
функция |
эритроцитов |
состоит |
в |
|
àдсорбировàнии нà их поверхности àминокислот, которые |
||||
Ýритроциты |
трàнспортируются к клеткàм оргàнизмà от оргàнов |
||||
пищевàрения. |
|
|
|
|
|
|
Çàщитнàя функция эритроцитов определяется |
их |
|||
способностью связывàть токсины (вредные, ядовитые для оргàнизмà веществà) зà счет нàличия нà поверхности эритроцитов специàльных веществ белковой природы – àнтител. Êроме того, эритроциты принимàют àктивное учàстие в свертывàнии крови.
Ôерментàтивнàя функция эритроцитов связàнà с тем, что они являются носителями рàзнообрàзных ферментов.
Ðегуляция рÍ крови осуществляется эритроцитàми посредством гемоглобинà. Ãемоглобиновый буфер – один из мощнейших буферов, он обеспечивàет 7075% буферных свойств крови.
Ãемоглобин – дыхàтельный пигмент крови – выполняет в оргàнизме вàжную
роль переносчикà кислородà и принимàет учàстие в трàнспорте углекислого гàзà.
|
Ó мужчин в крови содержится в среднем 130-160 г/л |
||
|
гемоглобинà, у женщин – 120-140 г/л. |
|
|
|
Ãемоглобин состоит из белкà глобинà и четырех |
||
|
молекул гемà. Ìолекулà гемà, содержàщàя àтом железà, |
||
|
облàдàет способностью присоединять или отдàвàть |
||
|
молекулу кислородà. |
|
|
|
Ñоединения |
гемоглобинà. |
Ãемоглобин, |
Ãемоглобин |
присоединивший к |
себе кислород, |
преврàщàется в |
|
оксигемоглобин (ÍbO ). Â скелетных и сердечной мышцàх |
||
|
|
2 |
|
нàходится мышечный гемоглобин, или миоглобин. Ìиоглобин человекà связывàет до
14% общего количествà кислородà в оргàнизме. Îн игрàет вàжную роль в снàбжении кислородом рàботàющих мышц.
Ãемолиз – рàзрушение эритроцитов с выходом гемоглобинà в окружàющую эритроциты среду. Ãемолиз может нàблюдàться кàк в сосудистом русле, тàк и вне оргàнизмà.
Ëейкоциты, или белые кровяные тельцà, – бесцветные клетки, содержàщие ядро
ÁÍÒÓ
132
и протоплàзму. Ðàзмер их – 8-20 мкм. Â крови здоровых людей в состоянии покоя количество лейкоцитов колеблется в пределàх 4,0-9,0 109/л (4000-9000 в 1 мм3).
Óвеличение количествà лейкоцитов в крови нàзывàется лейкоцитозом, уменьшение – лейкопенией.
Ðàзличàют физиологический и реàктивный лейкоцитоз. Ôизиологический лейкоцитоз нàблюдàется после приемà пищи, во время беременности, при мышечной рàботе, сильных эмоциях, болевых ощущениях. Ðеàктивный лейкоцитоз возникàет при воспàлительных процессàх и инфекционных зàболевàниях.
Áольшàя чàсть лейкоцитов (более 50%) нàходится зà пределàми сосудистого руслà, около 30% – в костном мозге.
Ôункции лейкоцитов. Îсновнàя функция лейкоцитов – зàщитнàя. Ëейкоциты действуют преимущественно в соединительной ткàни рàзличных оргàнов. Â кровеносном русле лейкоциты циркулируют нà протяжении нескольких чàсов (от 4 до
72), после чего они выходят через стенку кàпилляров и рàсселяются по ткàням.
Ýозинофилы – рàзрушàют токсины белкового происхождения, чужеродные белки и комплексы "àнтиген-àнтитело". Ãистàмин является стимулом для увеличения количествà эозинофилов.
|
Áàзофилы – продуцируют и содержàт |
|
биологически àктивные веществà (гистàмин, |
|
гепàрин). Ãепàрин препятствует свертывàнию |
|
крови в очàге воспàления, à гистàмин рàсширяет |
|
кàпилляры, что способствует рàссàсывàнию и |
Êлетки крови |
зàживлению. |
Íейтрофилы – зàщищàют оргàнизм от проникàющих в него микробов и их токсинов. Îни быстро появляются нà месте повреждения или воспàления. Íейтрофилы фàгоцитируют живые и мертвые микробы, рàзрушàющиеся клетки, чужеродные чàстицы, à зàтем перевàривàют их при помощи собственных ферментов. Íейтрофилы продуцируют интерферон, окàзывàющий противовирусное действие.
Ìоноциты – проявляют вырàженную фàгоцитàрную àктивность. Â очàге воспàления моноциты фàгоцитируют микробы, погибшие лейкоциты, поврежденные клетки воспàленной ткàни, т.е. они очищàют очàг воспàления и подготàвливàют место для регенерàции ткàни.
Ëимфоциты – являются одним из центрàльных звеньев иммунной системы оргàнизмà, осуществляют формировàние специфического иммунитетà, реàлизàцию иммунного нàдзорà блàгодàря способности рàзличàть "свое" и "чужое". Ëимфоциты осуществляют синтез зàщитных àнтител, лизис чужеродных клеток, обеспечивàют реàкцию отторжения трàнсплàнтàтà, уничтожàют мутàнтные клетки оргàнизмà и обеспечивàют иммунную пàмять.
Ðàзличàют Â- и Ò-лимфоциты. Îсновнàя функция Â-лимфоцитов зàключàется в создàнии гуморàльного иммунитетà путем вырàботки àнтител, которые при встрече с
ÁÍÒÓ
5 Ñистемные мехàнизмы гомеостàзисà |
133 |
|
|
соответствующими им инородными веществàми связывàют их и нейтрàлизуют, тем сàмым подготàвливàя процесс последующего фàгоцитозà.
Ò-лимфоциты обеспечивàют клеточный иммунитет. Ðàзличàют несколько форм Ò-лимфоцитов. Êлетки-хелперы (помощники) взàимодействуют с Â-лимфоцитàми, преврàщàя их в плàзмàтические клетки. Êлетки-супрессоры (угнетàтели) блокируют чрезмерные реàкции Â-лимфоцитов и поддерживàют постоянное соотношение рàзных форм лимфоцитов. Êлетки-киллеры (убийцы) непосредственно осуществляют реàкции клеточного иммунитетà. Îни взàимодействуют с чужеродными клеткàми или своими, приобретшими несвойственные им кàчествà (опухолевые клетки, клетки-мутàнты), рàзрушàя их.
Òромбоциты, или кровяные плàстинки, предстàвляют собой обрàзовàния овàльной или округлой формы диàметром 2-5 мкм. Êоличество в крови тромбоцитов состàвляет 180-320
109/л (180000-320000 в 1 мм3). Óвеличение содержàния тромбоцитов в периферической крови нàзывàется тромбоцитозом, уменьшение – тромбоцитопенией.
Ñвойствà тромбоцитов. Òромбоциты способны к фàгоцитозу и передвижению зà счет обрàзовàния ложноножек (псевдоподий). Ê физиологическим свойствàм тромбоцитов тàкже относится их способность прилипàть к чужеродной поверхности (àдгезия) и склеивàться между собой (àгрегàция) под влиянием рàзнообрàзных причин. Òромбоциты очень легко рàзрушàются. Îни способны выделять и поглощàть некоторые биологически àктивные веществà: серотонин, àдренàлин, норàдренàлин. Âсе рàссмотренные особенности кровяных плàстинок обусловливàют их учàстие в остàновке кровотечения.
Ôункции тромбоцитов. Òромбоциты принимàют àктивное учàстие в процессе свертывàния крови и фибринолизà (рàстворение кровяного сгусткà).
Ãемостàз – совокупность физиологических процессов, зàвершàющихся остàновкой кровотечения при повреждении сосудов.
Ðàзличàют двà мехàнизмà остàновки кровотечения: сосудисто-тромбоцитàрный, или микроциркуляторный гемостàз, и свертывàние крови с последующей ретрàкцией (сокрàщением) кровяного сгусткà.
Ñвертывàние крови (гемокоàгуляция) является вàжнейшим зàщитным мехàнизмом оргàнизмà, предохрàняющим его от кровопотери в случàе повреждения кровеносных сосудов, в основном, мышечного типà.
Êроветворные клетки происходят от одной клетки-предшественницы. Ýто тàк нàзывàемàя стволовàя клеткà. Îдним из хàрàктерных свойств ее является сàмоподдержàние. Îно зàключàется в том, что при делении однà из дочерних клеток остàется стволовой, à вторàя может стàть нà путь дàльнейшего дифференцировàния и пролиферàции.
Ðегуляция кроветворения. Êоличество обрàзующихся эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов соответствует количеству рàзрушàющихся клеток, тàк что общее их
ÁÍÒÓ
134
число остàется постоянным. Îргàны системы крови (костный мозг, селезенкà, печень, лимфàтические узлы) содержàт большое количество рецепторов, рàздрàжение которых вызывàет рàзличные физиологические реàкции. Òàким обрàзом, имеется двусторонняя связь этих оргàнов с нервной системой: они получàют сигнàлы из центрàльной нервной системы (которые регулируют их состояние) и, в свою очередь, являются источником рефлексов, изменяющих состояние их сàмих и оргàнизмà в целом.
Ðегуляция эритропоэзà. Ïри кислородном голодàнии, вызвàнном любыми причинàми, число эритроцитов в крови возрàстàет. Ïри кислородном голодàнии, вызвàнном потерей крови, знàчительным рàзрушением эритроцитов в результàте отрàвления некоторыми ядàми, вдыхàнием гàзовых смесей с низким содержàнием кислородà, продолжительным пребывàнием нà больших высотàх, в оргàнизме возникàют стимулирующие кроветворение веществà — эритропоэтины.
Ðегуляция лейкопоэзà. Ïродукция лейкоцитов стимулируется лейкопоэтинàми, появляющимися после быстрого удàления из крови большого количествà лейкоцитов. Ïод действием гормонов гипофизà – àдренокортикотропного гормонà и гормонà ростà
–повышàется количество нейтрофилов и уменьшàется число эозинофилов в крови.
Âстимуляции лейкопоэзà большую роль игрàет нервнàя системà. Ðàздрàжение симпàтических нервов вызывàет увеличение нейтрофильных лейкоцитов в крови. Äлительное рàздрàжение блуждàющего нервà вызывàет перерàспределение лейкоцитов в крови: их содержàние нàрàстàет в крови мезентериàльных сосудов и убывàет в крови периферических сосудов; рàздрàжение и эмоционàльное возбуждение увеличивàют количество лейкоцитов в крови. Ïосле еды увеличивàется содержàние лейкоцитов в крови, циркулирующей в сосудàх. Â этих условиях, à тàкже при мышечной рàботе и болевых рàздрàжениях в кровь поступàют лейкоциты, нàходящиеся в селезенке и синусàх костного мозгà.
Ðегуляция тромбоцитопоэзà. Óстàновлено тàкже, что продукция тромбоцитов стимулируется тромбоцитопоэтинàми. Îни появляются в крови после кровотечения. Â результàте их действия через несколько чàсов после знàчительной острой кровопотери число кровяных плàстинок может увеличиться вдвое.
Îсновные изменения в системе крови непосредственно в процессе мышечной
рàботы.
•Ïри выполнении нàгрузок умеренной мощности происходит увеличение объемà циркулирующей крови, обусловленное сокрàщением сосудистых депо и сужением просветов кàпилляров.
•Ïри выполнении нàгрузок большой и субмàксимàльной мощности происходит уменьшение объемà циркулирующей крови в связи с переходом плàзменной жидкости в интерстициàльное прострàнство.
Ñрочные постнàгрузочные изменения nокàзàтелей белой крови принято объединять в три фàзы миогенного лейкоцитозà (по À.Ë. Åгорову, 1937, цит. по Í.È. Òàвàстшерну, 1937):
1-я фàзà – лимфоцитàрнàя. Îбщее число лейкоцитов существенных изменений не претерпевàет. Óвеличение количествà лимфоцитов соответствует уменьшению количествà нейтрофилов. Ñдвиг лейкоцитàрной формулы крови влево отсутствует.
2-я фàзà – нейтрофильнàя. Îбщее число лейкоцитов возрàстàет. Ïроцентное
ÁÍÒÓ
5 Ñистемные мехàнизмы гомеостàзисà |
135 |
|
|
содержàние лимфоцитов в формуле крови пàдàет ниже исходного, число нейтрофилов увеличивàется со сдвигом влево (количество пàлочкоядерных форм возрàстàет в 2-2,5
рàзà). ×исло эозинофилов уменьшàется.
Ç-я фàзà – интоксикàционнàя. Ðезкий лейкоцитоз (до 50 тыс.). ×исло лимфоцитов пàдàет не только в процентном отношении, но и в àбсолютных цифрàх. Ðезкий нейтрофильный сдвиг лейкоцитàрной формулы влево. Ïолное отсутствие в мàзке эозинофилов.
 3-й фàзе выделяют двà типà: регенерàтивный и дегенерàтивный.
Äегенерàтивный тип отличàется сдвигом нейтрофилов влево и присутствием их дегенерàтивных форм при отсутствии лейкоцитозà.
Îсновные изменения в системе крови под влиянием многолетних
системàтических тренировок:
• Òренировки в зоне мàксимàльной мощности прàктически не влияют нà состàв
крови.
•Ïод влиянием тренировок в зоне субмàксимàльной мощности (рàботà длительностью от 1 до 3-4 мин) увеличивàется способность крови противостоять зàкислению.
•Ïод влиянием тренировок в зоне большой и умеренной мощности (рàботà длительностью от 5-6 мин до нескольких чàсов) увеличивàется объем плàзмы и эритроцитов.
 лейкоцитàрной формуле крови увеличивàется содержàние лимфоцитов.
Êонтрольные вопросы
1.Ïонятие о системе крови: периферическàя кровь, оргàны кроветворения и кроверàзрушения, регулирующий нейро-гуморàльный àппàрàт.
2.Îбъем и состàв крови. Êровяные депо. Îсновные функции крови.
3.Êоличество и состàв крови. Îбъем циркулирующей крови и его изменение. Êровопотеря и ее последствия.
4.Ôизико-химические свойствà крови.
5.Êоллоидно-осмотическое (онкотическое) дàвление. Áуферные свойствà крови.
6.Ïлàзмà и сывороткà крови, их знàчение.
7.Ôорменные элементы крови (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты), их функции.
8.Ãемоглобин, его состàв, количество, роль в трàнспорте гàзов и обеспечении буферных свойств крови.
9.Êроветворение и его регуляция.
10.Ãомеостàз и свертывàние крови. Ðегуляция системы крови.
11.Èзменения в состàве крови во время мышечной рàботы и под влиянием системàтической интенсивной тренировки.
ÁÍÒÓ
136
5.3 Ñистемà дыхàния
Äыхàние – сложный непрерывный процесс, в результàте которого постоянно обновляется гàзовый состàв крови.
Ëегкие – пàрные дыхàтельные оргàны, рàсположенные в герметически зàмкнутой грудной полости (смотреть видео 5.3.1). Èх воздухоносные пути предстàвлены носоглоткой, гортàнью, трàхеей. Òрàхея в грудной полости делится нà двà бронхà – прàвый и левый, кàждый из которых, многокрàтно рàзветвляясь, обрàзует тàк нàзывàемое бронхиàльное дерево. Ìельчàйшие бронхи – бронхиолы нà концàх рàсширяются в слепые пузырьки – легочные àльвеолы.
 дыхàтельных путях гàзообмен не происходит, и состàв воздухà не меняется. Ïрострàнство, зàключенное в дыхàтельных путях, нàзывàется мертвым, или вредным. Ïри спокойном дыхàнии объем воздухà в мертвом прострàнстве состàвляет 140-150 мл.
Ñтроение легких обеспечивàет выполнение ими дыхàтельной функции. Òонкàя стенкà àльвеол состоит из однослойного
эпителия, легко проходимого для гàзов. Íàличие элàстических элементов и глàдких мышечных волокон обеспечивàет быстрое и легкое рàстяжение àльвеол, блàгодàря чему они могут вмещàть большие количествà воздухà. Êàждàя àльвеолà покрытà густой сетью кàпилляров, нà которые рàзветвляется легочнàя àртерия.
Êàждое легкое покрыто снàружи серозной оболочкой – плеврой, состоящей из двух листков: пристеночного и легочного (висцерàльного). Ìежду листкàми плевры имеется узкàя щель, зàполненнàя серозной жидкостью – плеврàльнàя полость.
Äàвление в плеврàльной полости и в средостении в норме всегдà отрицàтельное. Çà счет этого àльвеолы всегдà нàходятся в рàстянутом состоянии. Îтрицàтельное внутригрудное дàвление игрàет знàчительную роль в гемодинàмике, обеспечивàя венозный возврàт крови к сердцу и улучшàя кровообрàщение в легочном круге, особенно в фàзу вдохà.
Ðàспрàвление и спàдение легочных àльвеол, à тàкже движение воздухà по воздухоносным путям сопровождàется возникновением дыхàтельных шумов, которые можно исследовàть методом выслушивàния (àускультàции).
 процессе дыхàния рàзличàют три звенà: внешнее, или легочное, дыхàние, трàнспорт гàзов кровью и внутреннее, или ткàневое, дыхàние.
ÁÍÒÓ
5 Ñистемные мехàнизмы гомеостàзисà |
137 |
|
|
Âнешнее дыхàние – это гàзообмен между оргàнизмом и окружàющим его àтмосферным воздухом. Îсуществляется в двà этàпà – обмен гàзов между àтмосферным и àльвеолярным воздухом и гàзообмен между кровью легочных кàпилляров и àльвеолярным воздухом (смотреть видео 5.3.2).
Àппàрàт внешнего дыхàния включàет в себя дыхàтельные пути, легкие, плевру, скелет грудной клетки и ее мышцы, à тàкже диàфрàгму. Îсновной функцией àппàрàтà внешнего дыхàния является обеспечение оргàнизмà кислородом и освобождение его от избыткà углекислого гàзà. Î функционàльном состоянии àппàрàтà внешнего дыхàния можно судить по ритму, глубине, чàстоте дыхàния, по величине легочных объемов, по покàзàтелям поглощения кислородà и выделения углекислого гàзà и т. д.
Òрàнспорт гàзов осуществляется кровью. Îн обеспечивàется рàзностью пàрциàльного дàвления (нàпряжения) гàзов по пути их следовàния: кислородà – от легких к ткàням, углекислого гàзà – от клеток к легким (смотреть видео 5.3.3).
Âнутреннее, или ткàневое, дыхàние тàкже может быть рàзделено нà двà этàпà. Ïервый этàп – обмен гàзов между кровью и ткàнями. Âторой – потребление кислородà клеткàми и выделение ими углекислого гàзà (клеточное дыхàние).
×еловек дышит àтмосферным воздухом, который имеет следующий состàв:
20,94% – кислородà, 0,03% – углекислого гàзà, 79,03% – àзотà. Â выдыхàемом воздухе обнàруживàется 16,3% – кислородà, 4% – углекислого гàзà, 79,7% – àзотà.
Àльвеолярный воздух по состàву отличàется от àтмосферного. Â àльвеолярном воздухе резко уменьшàется содержàние кислородà и возрàстàет количество углекислого гàзà. Ïроцентное содержàние отдельных гàзов в àльвеолярном воздухе: 14,2-14,6% –
кислородà, 5,2-5,7% – углекислого гàзà, 79,7-80% – àзотà.
Äыхàтельный цикл
Äыхàтельный цикл состоит из вдохà, выдохà и дыхàтельной пàузы. Äлительность вдохà у взрослого человекà – от 0,9 до 4,7 с, длительность выдохà – 1,2-6
с. Äыхàтельнàя пàузà рàзличнà по величине и дàже может отсутствовàть.
Äыхàтельные движения совершàются с определенным ритмом и чàстотой, которые определяют по числу экскурсий грудной клетки в 1 мин. Ó взрослого человекà чàстотà дыхàтельных движений состàвляет 12-18 в 1 мин.
Ãлубину дыхàтельных движений определяют по àмплитуде экскурсий грудной клетки и с помощью специàльных методов, позволяющих исследовàть легочные объемы.
Ìехàнизм вдохà. Âдох обеспечивàется рàсширением грудной клетки вследствие сокрàщения дыхàтельных мышц – нàружных межреберных и диàфрàгмы. Ïри этом увеличивàется объем легких, дàвление зàключенного в них воздухà стàновится ниже àтмосферного, и воздух зàсàсывàется в легкие.
Ìехàнизм выдохà. Âыдох (экспирàция) осуществляется в результàте рàсслàбления дыхàтельной мускулàтуры, à тàкже вследствие элàстической тяги легких, стремящихся зàнять исходное положение. Ýлàстические силы легких предстàвлены
ÁÍÒÓ
138
ткàневым компонентом и силàми поверхностного нàтяжения, которые стремятся сокрàтить àльвеолярную сферическую поверхность до минимумà. Îднàко àльвеолы в норме никогдà не спàдàются. Ïричинà этого – нàличие в стенкàх àльвеол поверхностно-àктивного стàбилизирующего веществà – сурфàктàнтà, вырàбàтывàемого àльвеолоцитàми.
Ëегочные объемы. Ëегочнàя вентиляция
Äыхàтельный объем – количество воздухà, которое человек вдыхàет и выдыхàет при спокойном дыхàнии. Åго объем состàвляет 300-700 мл.
Ðезервный объем вдохà – количество воздухà, которое может быть введено в
легкие, если вслед зà спокойным вдохом произвести мàксимàльный вдох. Ðезервный объем вдохà рàвняется 1500-2000 мл.
Ðезервный объем выдохà – тот объем воздухà, который удàляется из легких, если вслед зà спокойным вдохом и выдохом произвести мàксимàльный выдох. Îн состàвляет 1500-2000 мл.
Îстàточный объем – это объем воздухà, который остàется в легких после мàксимàльно глубокого выдохà. Îстàточный объем рàвняется 1000-1500 мл воздухà.
Äыхàтельный объем, резервные объемы вдохà и выдохà состàвляют тàк нàзывàемую жизненную емкость легких.
Æизненнàя емкость легких у мужчин молодого возрàстà состàвляет 3,5-4,8 л, у женщин – 3-3,5 л.
Îбщàя емкость легких состоит из жизненной емкости легких и остàточного объемà воздухà.
Ëегочнàя вентиляция – количество воздухà, обменивàемое в 1 мин.
Ëегочную вентиляцию определяют путем умножения дыхàтельного объемà нà число дыхàний в 1 мин (минутный объем дыхàния). Ó взрослого человекà в состоянии относительного физиологического покоя легочнàя вентиляция состàвляет 6-8 л в 1
мин.
Ëегочные объемы могут быть определены с помощью специàльных приборов – спирометрà и спирогрàфà.
Òрàнспорт гàзов кровью
Êровь достàвляет ткàням кислород и уносит углекислый гàз. Äвижение гàзов из окружàющей среды в жидкость и из жидкости в окружàющую среду осуществляется блàгодàря рàзности их пàрциàльного дàвления. Ãàз всегдà диффундирует из среды, где имеется высокое дàвление, в среду с меньшим дàвлением.
Ïàрциàльное дàвление кислородà в àтмосферном воздухе – 21,1 кÏà (158 мм рт. ст.), в àльвеолярном воздухе – 14,4-14,7 кÏà (108-110 мм рт.ст.) и в венозной крови, притекàющей к легким, – 5,33 кÏà (40 мм рт. ст.).  àртериàльной крови кàпилляров большого кругà кровообрàщения нàпряжение кислородà состàвляет 13,6-13,9 кÏà (102104 мм рт. ст.), в межткàневой жидкости – 5,33 кÏà (40 мм рт. ст.), в ткàнях – 2,67 кÏà
(20 мм рт. ст.). Òàким обрàзом, нà всех этàпàх движения кислородà имеется рàзность его
ÁÍÒÓ
5 Ñистемные мехàнизмы гомеостàзисà |
139 |
|
|
пàрциàльного дàвления, что способствует диффузии гàзà.
Äвижение углекислого гàзà происходит в противоположном нàпрàвлении. Íàпряжение углекислого гàзà в ткàнях – 8,0 кÏà и более (60 и более мм рт. ст.), в венозной крови – 6,13 кÏà (46 мм рт. ст.), в àльвеолярном воздухе – 0,04 кÏà (0,3 мм рт. ст.). Ñледовàтельно, рàзность нàпряжения углекислого гàзà по пути его следовàния является причиной диффузии гàзà от ткàней в окружàющую среду.
Òрàнспорт кислородà кровью. Êислород в крови нàходится в двух состояниях: физическом рàстворении и в химической связи с гемоглобином. Ãемоглобин обрàзует с кислородом очень непрочное, легко диссоциирующее соединение – оксигемоглобин: 1 г
гемоглобинà связывàет 1,34 мл кислородà. Ìàксимàльное количество кислородà, которое может быть связàно 100 мл крови, – кислороднàя емкость крови (18,76 мл или
19 об%).
Íàсыщение гемоглобинà кислородом колеблется от 96 до 98%. Ñтепень нàсыщения гемоглобинà кислородом и диссоциàция оксигемоглобинà (обрàзовàние восстàновленного гемоглобинà) не нàходятся в прямой пропорционàльной зàвисимости от нàпряжения кислородà. Ýти двà процессà не являются линейными, à совершàются по кривой, которàя получилà нàзвàние кривой связывàния, или диссоциàции, оксигемоглобинà.
Ñродство гемоглобинà к кислороду знàчительно понижàется при сдвиге реàкции крови в кислую сторону, что нàблюдàется в ткàнях и клеткàх оргàнизмà вследствие обрàзовàния углекислого гàзà
Ïереход гемоглобинà в оксигемоглобин и из него в восстàновленный зàвисит и от темперàтуры. Ïри одном и том же пàрциàльном дàвлении кислородà в окружàющей среде при темперàтуре 37-38° Ñ в восстàновленную форму переходит нàибольшее количество оксигемоглобинà.
Òрàнспорт углекислого гàзà кровью. Óглекислый гàз переносится к легким в форме бикàрбонàтов и в состоянии химической связи с гемоглобином (кàрбогемоглобин).
Äыхàтельный центр
Ðитмическàя последовàтельность вдохà и выдохà, à тàкже изменение хàрàктерà дыхàтельных движений в зàвисимости от состояния оргàнизмà регулируются дыхàтельным центром, рàсположенным в продолговàтом мозге.
 дыхàтельном центре имеются две группы нейронов: инспирàторные и экспирàторные. Ïри возбуждении инспирàторных нейронов, обеспечивàющих вдох, деятельность экспирàторных нервных клеток зàторможенà, и нàоборот.
 верхней чàсти мостà головного мозгà (вàролиев мост) нàходится пневмотàксический центр, который контролирует деятельность рàсположенных ниже центров вдохà и выдохà и обеспечивàет прàвильное чередовàние циклов дыхàтельных движений.
Äыхàтельный центр, рàсположенный в продолговàтом мозге, посылàет импульсы к мотонейронàм спинного мозгà, иннервирующим дыхàтельные мышцы. Äиàфрàгмà иннервируется àксонàми мотонейронов, рàсположенных нà уровне III-IV шейных сегментов спинного мозгà. Ìотонейроны, отростки которых обрàзуют межреберные
ÁÍÒÓ
140
нервы, иннервирующие межреберные мышцы, рàсположены в передних рогàх (III-XII)
грудных сегментов спинного мозгà.
Ðегуляция деятельности дыхàтельного центрà
Ðегуляция деятельности дыхàтельного центрà осуществляется с помощью гуморàльных, рефлекторных мехàнизмов и нервных импульсов, поступàющих из вышележàщих отделов головного мозгà.
Ãуморàльные мехàнизмы
Ñпецифическим регулятором àктивности нейронов дыхàтельного центрà является углекислый гàз, который действует нà дыхàтельные нейроны непосредственно и опосредовàнно. Â ретикулярной формàции продолговàтого мозгà, вблизи дыхàтельного центрà, à тàкже в облàсти сонных синусов и дуги àорты обнàружены хеморецепторы, чувствительные к углекислому гàзу. Ïри увеличении нàпряжения углекислого гàзà в крови хеморецепторы возбуждàются, и нервные импульсы поступàют к инспирàторным нейронàм, что приводит к повышению их àктивности.
Óглекислый гàз повышàет возбудимость нейронов коры головного мозгà. Â свою очередь клетки ÊÃÌ стимулируют àктивность нейронов дыхàтельного центрà.
Ïри оптимàльном содержàнии в крови углекислого гàзà и кислородà нàблюдàются дыхàтельные движения, отрàжàющие умеренную степень возбуждения нейронов дыхàтельного центрà. Ýти дыхàтельные движения грудной клетки получили нàзвàние
эйпноэ.
Èзбыточное содержàние углекислого гàзà и недостàток кислородà в крови усиливàют àктивность дыхàтельного центрà, что обусловливàет возникновение чàстых и глубоких дыхàтельных движений – гиперпноэ. Åще большее нàрàстàние количествà углекислого гàзà в крови приводит к нàрушению ритмà дыхàния и появлению одышки
– диспноэ. Ïонижение концентрàции углекислого гàзà и избыток кислородà в крови угнетàют àктивность дыхàтельного центрà. Â этом случàе дыхàние стàновится поверхностным, редким и может нàступить его остàновкà – àпноэ.
Ðефлекторные мехàнизмы
Ðàзличàют постоянные и непостоянные (эпизодические) рефлекторные влияния нà функционàльное состояние дыхàтельного центрà.
Ïостоянные рефлекторные влияния возникàют в результàте рàздрàжения рецепторов àльвеол (рефлекс Ãерингà-Áрейерà), корня легкого и плевры (пульмоторàкàльный рефлекс), хеморецепторов дуги àорты и сонных синусов (рефлекс Ãеймàнсà), проприорецепторов дыхàтельных мышц.
Âлияние клеток коры большого мозгà нà àктивность дыхàтельного центрà
Ïо Ì.Â. Ñергиевскому, регуляция àктивности дыхàтельного центрà предстàвленà тремя уровнями.
Ïервый уровень регуляции – спинной мозг. Çдесь рàсполàгàются центры диàфрàгмàльных и межреберных нервов, обусловливàющие сокрàщение дыхàтельных мышц.
Âторой уровень регуляции – продолговàтый мозг. Çдесь нàходится дыхàтельный
ÁÍÒÓ
