Гуморальна регуляція

Нервова регуляція

Дихання регулюється як нервовою так і гуморальною системами організму людини. У довгастому мозку існує безумовно-рефлекторний центр регуляції дихання — дихальний центр. Він забезпечує координовану ритмічну діяльність дихальних м'язів (скорочення і розслаблення), що викликає почергово вдих і видих, та пристосування дихання до змін умов зовнішнього і внутрішнього середовища організму.

Автоматизм дихального центру зумовлюється нервовими імпульсами, які поступають з нервових закінчень легень, судин, м'язів. Хоча робота дихального центру автоматична (вона не припиняється у сплячої чи непритомної людини) — проте вона залежить від волі людини. Людина може довільно загальмувати або прискорити дихання (умовно-рефлекторна регуляція дихання). Пояснюється це контролем дихального центру корою великих півкуль мозку. Крім ритмічної зміни вдиху видихом дихальний центр здійснює замикання дихальних рефлексів:

· затримка дихання під час занурення тіла у воду,

· захисні рефлекси кашлю й чхання,

· регуляція діяльності м'язів гортані, що узгоджують ковтання з диханням.

Гуморальна регуляція дихання відбувається через вміст вуглекислого газу в крові. Нейрони дихального центру чутливі до СО2, якщо в крові, що омиває дихальний центр, є надлишок СО2, тоді збудливість дихального центру зростає і дихання стає частим і глибоким. Якщо СО2 в крові мало, то це викликає гальмування дихання.

При фізичних навантаженнях м'язи виконують посилену роботу і кількість СО2 в крові зростає, що стає однією з причин поглиблення і посилення дихальних рухів.

8. Постійні та непостійні рефлекторні впливи на діяльність дихального центру. Вплив кори головного мозку на активність дихального центру.

Рефлекторні впливи на нейрони ДЦ бувають постійні, епізодичні (непостійні).

Постійного впливу. Рефлекс Герінга-Брейера: в тканинах легень і дихальних шляхів розташовані механорецептори, які збуджуються при розтягнені і спаданні легень. Вони є закінченнями блукаючого нерва і більш чутливі до розтягування, ніж до спадання. При нормальному диханні на вдиху збуджуються механорецептори розтягнення, імпульси по блукаючому нерву йдуть у довгастий мозок до інспіраторних L-мотонейронів - вдих припиняється - починається пасивний видих. Цей рефлекс забезпечує зміну вдиху і видиху та підтримує активність нейронів ДЦ. При перевантаженні блукаючого нерва цей рефлекс не здійснюється, знижується ЧДД, зміна вдиху і видиху здійснюється різкіше, можливе подовження фаз дихання. Рецептори спадання активуються лише при дуже активному видиху.

Непостійного (епізодичного) впливу. Рефлекторного впливу з іррітантних рецепторів (розташовані в субепітеліальному просторі дихальних шляхів і виконують функцію одночасно механо-і хеморецепторів). Як механорецептори - мають дуже високий поріг подразнення, і збудження рецепторів можливе при значних змінах обсягу легень, наприклад, при спаданні легень. У нормальних умовах іррітантні рецептори збуджуються при зниженні легеневої вентиляції, і в цьому випадку об'єм легенів зменшується. У цьому випадку порушуються іррітантні рецептори, які викликають форсований вдих («подих»). Як хеморецептори - ці рецептори збуджуються при подразненні дихальних шляхів під дією БАВ (гістамін, нікотин, простагландини) - збудження іррітантних рецепторів викликає захисний кашльовий рефлекс, почуття печіння, подразнення. У патології - збудження іррітантних рецепторів викликає збільшення ЧДД і зменшення глибини - тахіпное, спазм дихальних шляхів.

9. Три рівні регуляції активності дихального центру ( М. В. Сергиевский)

За М. В. Сергиевскому, регуляція активності дихального центру представлена ​​трьома рівнями.

Перший рівень регуляції - спинний мозок. Тут розташовуються центри діафрагмальних і міжреберних нервів, що обумовлюють скорочення дихальних м'язів.

Другий рівень регуляції - довгастий мозок. Тут знаходиться дихальний центр. Цей рівень регуляції забезпечує ритмічну зміну фаз дихання і активність спинномозкових мотонейронів, аксони яких іннервують дихальну мускулатуру.

Третій рівень регуляції - верхні відділи головного мозку, що включають і коркові нейрони. Тільки за участі кори великого мозку можливо адекватне пристосування реакцій системи дихання до мінливих умов навколишнього середовища.

10. Захисні дихальні рефлекси.

Слизова дихальних шляхів просто всіяна рецепторами нервових закінчень, які аналізують все, що відбувається у дихальних шляхах. При попаданні різних чужорідних тіл і дратівливих речовин на слизову оболонку дихальних шляхів, а також при її запаленні організм відповідає захисними рефлексами - чханням і кашлем.

Чхання виникає при подразненні рецепторів слизової оболонки порожнини носа і являє собою різкий видих через ніс, спрямований на видалення подразника зі слизової.

Кашель ж є більш складним актом. Для того щоб його зробити людині необхідно глибоко вдихнути, затримати дихання, а потім зробити різкий видих, при цьому голосова щілина найчастіше виявляється закритою, що призводить до характерному звуку. Кашель виникає при подразненні слизової гортані, трахеї і бронхів.

Основне завдання захисних рефлексів, видалення дратівливих об'єктів з поверхні слизових оболонок, але іноді кашель не йде на користь а тільки посилює перебіг захворювань. І тоді застосовують протикашльові препарати.

11. Транспорт газів кров’ю. Парціальний тиск газів, напруга кисню і вуглекислого газу крові. Газообмін у легенях. Дихальна функція крові.

Транспорт газів здійснюється кров'ю. Він забезпечується різницею парціального тиску (напруги) газів по шляху їх проходження: кисню від легенів до тканин, вуглекислого газу від клітин до легень.

Кров доставляє тканинам кисень і забирає вуглекислий газ.

Рух газів з навколишнього середовища в рідину і з рідини в навколишнє середовище здійснюється завдяки різниці їх парціального тиску. Газ завжди дифундує із середовища, де є високий тиск, в середовище з меншим тиском.

Парціальний тиск кисню в атмосферному повітрі кПа 21,1 (158 мм рт ст.)., В альвеолярному повітрі - 14,4-14,7 кПа (.. 108-110 мм рт ст) І в венозної крові, що притікає до легких, кПа -5,33 (40 мм рт. ст.). В артеріальній крові капілярів великого кола кровообігу напруга кисню становить кПа 13,6-13,9 (102-104 мм рт Ст.)., В міжтканинної рідини - 5,33 кПа (40 мм рт ст.)., В тканинах - 2, 67 кПа (20 мм рт. ст.). Таким чином, на всіх етапах руху кисню є різниця його парціального тиску, що сприяє дифузії газу.

Рух вуглекислого газу відбувається в протилежному напрямку. Напруга вуглекислого газу в тканинах - 8,0 кПа і більше (60 і більше мм рт Ст.)., В венозної крові - 6,13 кПа (46 мм рт ст.)., В альвеолярному повітрі - 0,04 кПа (0 3 мм рт. ст.). Отже, різниця напруги вуглекислого газу по шляху його проходження є причиною дифузії газу від тканин в навколишнє середовище.

12. Транспорт кисню кров’ю. значення гемоглобіну в транспорті кисню.

Транспорт кисню кров'ю. Кисень у крові знаходиться в двох станах: фізичному розчиненні і в хімічній зв'язку з гемоглобіном. Гемоглобін утворює з киснем дуже нетривке, легко дисоціюють з'єднання - оксигемоглобіну: 1,34 1г гемоглобіну пов'язує мл кисню.

Максимальна кількість кисню, що може бути пов'язано мл крові 100, - киснева ємність крові (18,76 мл або про 19%).

Насичення гемоглобіну киснем коливається від 96 до 98%. Ступінь насичення гемоглобіну киснем і дисоціація оксигемоглобіну (утворення відновленого гемоглобіну) не знаходяться в прямій пропорційній залежності від напруги кисню. Ці два процеси не є лінійними, а скоюються по кривій, яка отримала назву кривої зв'язування або дисоціації оксигемоглобіну.

При нульовій напрузі кисню оксигемоглобіну в крові немає. При низьких значеннях парціального тиску кисню швидкість утворення оксигемоглобіну невелика. Максимальна кількість гемоглобіну (45 - 80%) зв'язується з киснем при його напруженні 3,47-6,13 кПа (26-46 мм рт Ст..). Подальше підвищення напруги кисню призводить до зниження швидкості утворення оксигемоглобіну.

Спорідненість гемоглобіну до кисню значно знижується при зсуві реакції крові в кислу сторону, що спостерігається в тканинах і клітинах організму внаслідок утворення вуглекислого газу

Перехід гемоглобіну в оксигемоглобін і з нього у відновлений залежить і від температури. При одному і тому ж парціальному тиску кисню в навколишньому середовищі при температурі 37-38 °С у відновлену форму переходить найбільшу кількість оксигемоглобіну.

13. Транспорт СО₂ кров’ю. Сполуки, у вигляді яких переноситься вуглекислий газ у крові. Вугільна ангідраза.

Транспорт вуглекислого газу кров'ю. Вуглекислий газ переноситься до легких у формі бікарбонатів і в стані хімічної зв'язку з гемоглобіном (карбогемоглобін).

Карбогемоглобі́н (HНbCO2) — гемоглобін, що зв'язує вуглекислий газ, після процесу газообміну із периферійними тканинами.

В умовах підвищення парціального тиску карбогемоглобін перетворюється спочатку в дезоксигемоглобин, а потім — в оксигемоглобін. Міститься в крові; переносить вуглекислий газ, що утворюється в організмі, до легень. Вперше ці сполуки були виявлені І.М.Сечоновим.

Карбоангідраза (вугільна ангідраза) - фермент, що каталізує оборотну реакцію розпаду вугільної кислоти: Н₂СО₃ = CO₂ + Н₂О.

Міститься головним чином в еритроцитах і бере участь у тканинному диханні. Активність карбоангідрази в крові та інших тканинах знижується при сепсисі, тяжких токсичних формах скарлатини, підвищується в умовах кисневого голодування і при захворюваннях дихальної та серцево-судинної систем. Одним з найбільш цікавих ферментів в людському організмі є вугільна ангідраза, яка каталізує виділення розчиненої вуглекислоти з крові в повітря, що знаходиться в легенях. Якби не цей фермент, організм не зміг би досить швидко звільнятися від СО₂, що накопичується при клітинному обміні речовин. Цей фермент з молекулярною масою 30000, що містить один атом цинку в молекулі, здатний каталізувати дегідратацію з подальшим переходом в повітря до 107 молекул СО₂ в секунду. До якої частини цього опису застосовні терміни голофермент, апофермент, кофактор або число оборотів. Знижена активність вугільної ангідрази призводить до накопичення іона хлору в плазмі і зниження його в еритроцитах, підвищенню лужності сечі. При тривалому застосуванні сульфаніламідних препаратів, зокрема, сульфазол, близького до досліджуваного нами речовині, виявлено зниження активності нукдеофосфатази печінки, нирок і особливо селезінки.

14. Тканинне дихання. Значення досліджень І.М. Сечова про гази. Дихання в різних умовах.

Тканинне або клітинне дихання - сукупність біохімічних реакцій, що протікають в клітинах живих організмів, у процесі яких відбувається окислення вуглеводів, ліпідів і амінокислот до вуглекислого газу і води. Вивільнена енергія запасається в хімічних зв'язках макроергічних сполук (молекул аденозинтрифосфорної кислоти та інших макроергів) і може бути використана організмом в міру необхідності. Входить до групи процесів катаболізму. На клітинному рівні розглядають два основних види дихання: аеробне (-з участю окислювача кисню) і анаеробне. При цьому, фізіологічні процеси транспортування до клітин багатоклітинних організмів кисню і видаленню з них вуглекислого газу розглядаються як функція зовнішнього дихання.

При аеробному диханні утворюється в процесі гліколізу піровиноградна кислота в кінцевому підсумку повністю окислюється киснем до СО 2 і води. У першій фазі піровиноградна кислота розщеплюється з утворенням СO 2 і водню. Цей процес протікає в матриксі мітохондрій і включає в себе послідовність реакцій, звану циклом Кребса. У другій фазі відщепилися водень через ряд окислювально-відновних реакцій - в так званій дихального ланцюга - окислюється в кінцевому рахунку молекулярним киснем до води. Це відбувається на так званих кристах (гребеневидний складках внутрішньої мембрани мітохондрій). Перехідний етап між гликолизом і циклом Кребса.

Цикл Кребса протікає в матриксі мітохондрій. Ацетильним групи (2С) залучаються до цикл, приєднуючись до 4С-з'єднанню - щавелевоуксусной кислоті, в результаті чого утворюється лимонна кислота (6С). Далі слід цикл реакцій, в яких надійшли в цикл ацетильним групи декарбоксилируется з утворенням двох молекул СO 2 і дегидрируются з вивільненням чотирьох пар атомів водню, які приєднуються до переносникам, в результаті чого утворюються три молекули відновленого НАД і одна молекула відновленого ФАД. Кожен оборот циклу дає також одну молекулу АТФ. (Нагадаємо, що з однієї молекули глюкози утворюються дві ацетильним групи, і значить, для окислення кожної молекули глюкози потрібні два оберти циклу.) Наприкінці циклу щавлі-воуксусная кислота регенерує і може тепер приєднати до себе нову ацетильную групу.

Анаеробне дихання (також бродіння або квашення) — окислення молекул для отримання енергії за відсутності кисню. Ці процеси вимагають наявності іншого акцептора електронів замість кисню. Термін «анаеробне дихання» часто використовується рівнозначно термінам «бродіння» та «ферментація», особливо, коли мова йде про гліколітичний шлях у клітині. Проте, певні анаеробні прокаріоти виробляють всю свою АТФ за рахунок іншого процесу, використовуючи електронну транспортну систему і АТФ-синтезу. Продукти анаеробного дихання містять хімічну енергію (вони не повністю окислені), але вважаються відходами, оскільки не можуть бути піддані подальшому метаболізму за відсутності кисню (або інших більш високо-окислених акцепторів електронів). Наслідком цього є той факт, що отримання АТФ бродінням менш ефективно, ніж шляхом окислювального фосфорилування, коли пуріват повністю окислюється до двоокису вуглецю. В ході анаеробного дихання на одну молекулу глюкози припадає дві молекули АТФ (для порівняння, близько 36 молекул шляхом аеробного дихання). Швидкість генерації АТФ приблизно в 100 разів більша, ніж під час окислювального фосфорилування. Рівень pH в цитоплазмішвидко падає, коли в м'язі накопичується молочна кислота, зрештою стримуючи ферменти, що беруть участь в процесі гліколізу.

15. Дихання при фізичній культурі.

При фізичному навантаженні збільшується концентрація в крові і тканинах вуглекислого газу та молочної кислоти, які стимулюють нейрони дихального центру як гуморальним шляхом, так і за рахунок нервових імпульсів, що надходять від судинних рефлексогенних зон. Нарешті, активність нейронів дихального центру забезпечується потоком нервових імпульсів, що надходять від клітин кори головного мозку, що володіють високою чутливістю до нестачі кисню і до надлишку вуглекислого газу.

Одночасно виникають пристосувальні реакції в серцево-судинній системі. Збільшуються частота і сила серцевих скорочень, підвищується артеріальний тиск, розширюються судини працюючих м'язів і звужуються судини інших областей.

Таким чином, система дихання забезпечує зростаючі потреби організму в кисні. Системи же кровообігу і крові, перебудовуючись на новий функціональний рівень, сприяють транспорту кисню до тканин і вуглекислого газу до легень.

16. Дихання при зниженому та підвищеному АТ. Штучне дихання.

Вплив зниженого атмосферного тиску на організм

При підйомі на висоту атмосферний тиск знижується: чим вище над рівнем моря, тим менше атмосферний тиск. Так, на висоті 1000 м над рівнем моря воно дорівнює 734 мм рт. ст., 2000 м - 569 мм, 3000 м -526 мм, а на висоті 15000 м - 90 мм рт. Ст..

При зниженому атмосферному тиску відзначається частішання і поглиблення дихання, збільшення частоти серцевих скорочень (сила їх більш слабка), деяке падіння кров'яного тиску, спостерігаються також зміни в крові у вигляді збільшення кількості червоних кров'яних тілець.

Кров, як і будь-яка інша рідина, при контакті з газоподібної середовищем (в даному випадку в альвеолах легенів) розчиняє певну частину газів, - чим вище парціальний тиск їх, тим більше насичення крові цими газами. При зниженні атмосферного тиску змінюється парціальний тиск складових частин повітря і, зокрема, основних його компонентів-азоту (78%) і кисню (21%); внаслідок цього з крові починають виділятися ці гази до зрівнювання парціального тиску. Під час швидкого зниження атмосферного тиску виділення газів, особливо азоту, з крові настільки велике, що вони не встигають віддалятися через органи дихання і скупчуються в кровоносних судинах у вигляді дрібних бульбашок. Ці бульбашки газів можуть розтягувати тканини (аж до дрібних надривів), заподіюючи гострий біль, а в деяких випадках утворювати газові тромби в дрібних судинах, ускладнюючи кровообіг.

Дата добавления: 2014-01-05