Химическое связывание СО2

Напряжение СО2 в тканях составляет 50-60 мм рт.ст., а впритекающей крови - 40 мм рт.ст. Благодаря этому СО2 переходит из ткани в кровь (46 мм рт.ст.).

2.2.1. В виде карбогемоглобина (соединение СО2 с гемоглобином) транспортируется лишь 10 % углекислого газа.

2.2.2. Основная форма связывания СО2 кровью - это образование гидрокарбонатов натрия и калия.

Информационный блок № 2.

Регуляция дыхания

Главная задача регуляции дыхания - чтобы потребление кислорода, поставка его тканям за счет внешнего дыхания были адекватны функциональным потребностям организма.

В регуляции дыхания можно выделить 3 группы механизмов:

1. Обеспечение организации дыхательного акта (последовательность вдоха и выдоха).

2. Перестройка дыхания в соответствии с потребностями организма - изменение частоты и глубины дыхания.

3. Регуляция тонуса кровеносных сосудов легких и бронхиального дерева.

1-ая группа. Механизмы организации дыхательного акта

Чередование вдоха и выдоха организуется благодаря деятельности дыхательного центра.

Дыхательный центр представляет собой совокупность нейронов, объединенных общей функцией организации и регуляции дыхания и расположенных в разных "этажах" центральной нервной системы.

Выделяют 4 "этажа":

- спинной мозг,

- продолговатый мозг,

- варолиев мост,

- высшие отделы ЦНС (гипоталамус, лимбическая система, кора больших полушарий).

Каждый из перечисленных отделов имеет определенную функцию.

1 этаж: Спинной мозг содержит двигательные центры дыхательной мускулатуры. Представлены мотонейронами передних рогов спинного мозга:

- грудной отдел (Th1 - Th6 - nn. intercostales) - межреберные нервы иннервируют наружные косые межреберные мышцы.

- шейный отдел (С3 - С5 - n. frenicus). Диафрагмальный нерв иннервирует диафрагму.

При перерезке ЦНС между спинным и продолговатым мозгом процесс дыхания прекращается (т.к. центры спинного мозга не обладают автоматией).

При перерезке спинного мозга между шейным и грудным отделами дыхание сохраняется за счет сокращения диафрагмы (диафрагмальное дыхание).

2 этаж: Дыхательный центр продолговатого мозга (собственно дыхательный центр) обеспечивает последовательную смену вдоха и выдоха.

В составе дыхательного центра выделяют Экспираторный и Инспираторный центры. Между центрами - реципрокные взаимоотношения. Это обеспечивает чередование процессов вдоха и выдоха, т.к. активация нейронов одного отдела вызывает угнетение другого.

Собственно дыхательный центр обладает автоматией с частотой 4-5 раз в минуту. Это обеспечивает автономность от других влияний и поддержание жизненно важной функции на базальном уровне.

Таким образом, при пересечении ЦНС выше продолговатого мозга будет наблюдаться глубокое и редкое дыхание.

Третий "этаж" дыхательного центра расположен в варолиевом мосту и назван пневмотаксическим. Он способствует переключению возбуждения с центра вдоха на центр выдоха и наоборот. Перерезка ЦНС выше Варолиева моста позволяет поддерживать частоту дыхания на уровне 14-18 в минуту.

Четвертый этаж - высшие отделы ЦНС.

Гипоталамус - регулирует дыхание во время простых поведенческих актов:

- при общей защитной реакции организма (боль, физическая работа);

- высший центр терморегуляции (при гипертермии учащается дыхание без изменения его глубины).

Лимбическая система - регуляция дыхания при эмоциях.

Кора больших полушарий принимает участие:

- в выработке условных дыхательных рефлексов,

- в приспособлении дыхания к изменяющимся условиям окружающей среды (глотание, пение, речь, ныряние, произвольное апное и гиперпное).

2-ая группа. Механизмы перестройки внешнего дыхания в соответствии с потребностями организма.

Пусковым фактором будет являться воздействие на различные рецепторы организма. Как результат – изменение частоты и глубины дыхания.

1. Роль хеморецепторов:

1.1. Влияние углекислого газа (СО2)

СО2 является мощным регулятором дыхания. Пути воздействия СО2:

- Рефлекторно (через хеморецепторы сосудистого русла, прежде всего – каротидного синуса).

- Прямое воздействие СО2 на нейроны ствола мозга, собственно ДЦ.

Накопление СО2 в крови (гиперкапния) стимулирует дыхание.

С другой стороны, после искусственного гиперпное возникает апное (т.к. СО2вымывается из крови (гипокапния) и должен накопиться для раздражения ДЦ).

1.2. Значение О2.

Хеморецепторы каротидного синуса реагируют на изменение рО2, но менее выраженно, чем на СО2, гипоксия стимулирует дыхание, гипероксия снижает объем легочной вентиляции..

1.3. Влияние ацидоза и алкалоза.

Ацидоз стимулирует дыхание, алкалоз тормозит.

2.Роль механо- и барорецепторов:

2.1. Влияние на рецепторы растяжения в легких.

В деятельности дыхательного центра имеет значение информация с рецепторного поля легких, о чем свидетельствует, в частности, рефлекс Геринга-Брейера: при вдохе легочная ткань растягивается, это вызывает возбуждение альвеолярных рецепторов, передающееся по чувствительным волокнам, идущим в составе блуждающего нерва (не имеют отношения к парасимпатике) в пневмотаксический центр. При этом центр вдоха тормозится, вдох сменяется на выдох. Интенсивность импульсации пропорциональна степени растяжения.

Т.о. рефлекс Геринга-Брейера - защитный рефлекс, предохраняющий легкие от перерастяжения.

2.2.Влияние на ирритантные рецепторы верхних дыхательных путей, трахеи и бронхов.

Проявляется в защитных дыхательных рефлексах - чихании и кашле.

2.3.Влияние на j-рецепторыинтерстиции альвеол и бронхиол.

Возбуждаются при повышении давления в малом круге кровообращения и увеличении объема интерстициальной жидкости в легких. Вызывают частое поверхностное дыхание,нередко бронхоконстрикцию (при отеке легких).

2.4. Раздражение проприорецепторов скелетных мышц.

Выполнение мышечной работы делает дыхание более глубоким и частым (рефлекторно, т.е. ещё до повышения уровня СО2 в крови).

2.5. Влияние на барорецепторы сосудистого русла - повышение гидростатического давления сопровождается снижением вентиляции.

2.6. Влияние на болевые рецепторы. Боль - стимулирует вентиляцию.

2.7.Влияние на терморецепторы - гипертермия и незначительная гипотермия стимулируют вентиляцию.

3.Гормональные воздействия - повышают вентиляцию, воздействуя непосредственно на Дыхательный Центр:

- Адреналин (при физической и умственной работе),

-Прогестерон - при беременности обеспечение кислородом организма матери и плода.

4.Участие коры головного мозга в регуляции дыхания.

При этом дыхание заранее приспосабливается к определенной нагрузке.

3-я группа. Механизмы регуляции тонуса сосудов и бронхиол.

3.1. Регуляция тонуса сосудов легких:

1) Ведущая роль принадлежит газовому составу крови:

- понижение содержания в крови СО2 приводит к повышению тонусалегочных сосудов;

- увеличение СО2 уменьшает тонус легочных сосудов.

2) На тонус сосудов влияет газовый состав альвеолярного воздуха: При гипоксии и гиперкапнии альвеолярного воздуха повышается тонус сосудов легких, т.е. кровоток перераспределяется в пользу участков легочной ткани с лучшей оксигенацией.

3.2. Регуляция просвета бронхиального дерева.

Сужение бронхов вызывают парасимпатические нервы, а также гормоны воспаления - гистамин, ацетилхолин, серотонин.

Расширение бронхов вызывают симпатическая нервная система и адреналин.

Поиск по сайту: