Презентация на тему: Регуляция дыхания

Регуляция дыхания Это приспособление внешнего дыхания к потребностям организма.

Регуляция дыхания, т. е. его приспособление Регуляция дыхания, т. е. его приспособление к потребностям организма осуществляется путем изменения следующих показателей: ДО,ЧД, МОД, МАВ, МОК, КЕК.КУК

Регуляция дыхания осуществляется с участием дыхательного центра.

Дыхательный центр (ДЦ). Это совокупность нейронов, обеспечивающих координацию деятельности дыхательной мускулатуры и приспособление деятельности дыхательной системы к изменившимся условиям.

ДЦ располагается в различных отделах ЦНС в бульбарном отделе; в варолиевом мосту, в спинном мозге, в лимбико-ретикулярном комплексе, в коре.

Роль различных отделов в регуляции дыхания.

Продолговатый мозг Здесь находится жизненноважный отдел дыхательного центра.

Большинство экспираторных нейронов являются инспираторнотормозящими. Большинство экспираторных нейронов являются инспираторнотормозящими. Часть нейронов посылает импульсы к мотонейронам экспираторных мышц.

Функции инспираторных нейронов 1.Воспринимают сигналы от хеморецепторов; 2.Возбуждаются 3. Передают сигналы к инспираторным мышцам

Функции экспираторных нейронов. 1) Воспринимают сигналы от механорецепторов легких, от проприорецепторов дыхательных мышц. 2) Тормозят инспираторные нейроны, обеспечивая смену вдоха на выдох.

Варолиев мост В передней части находятся нейроны, обладающие тонической активностью. Они образуют пневмотаксический центр. Его роль: 1.Обеспечивает смену дыхательных фаз (вдох на выдох).

2. Увеличивает скорость развития вдоха; 2. Увеличивает скорость развития вдоха; 3. Повышает возбудимость нейронов, выключающих вдох. Нарушение связи пневмотаксического центра с дыхательным центром продолговатого мозга приводит к длительным вдохам и коротким выдохам

Роль спинного мозга: 1) В 3 – 6 шейных сегментах находятся мотонейроны, иннервирующие диафрагму. 2) В грудных и поясничных сегментах (Th4- L4) находятся мотонейроны, иннервирующие межреберные мышцы и мышцы живота.

Гипоталамус: 1) Обеспечивает автоматизированное управление дыханием через АНС и ЖВС при поступлении сигналов: - с интерорецепторов; - с проприорецепторов; - с терморецепторов Например, тепловая одышка - растет ЧД и отдача тепла.

Лимбическая система: изменяет дыхание при поведенческих реакциях.

Кора БП: 1) тормозит ДЦ; 2) обеспечивает условные рефлексы; 3) обеспечивает произвольную регуляцию дыхания.

Роль рецепторов в регуляции дыхания Для нормальной работы дыхательных нейронов, правильного чередования вдоха – выдоха необходима импульсация: 1) с хеморецепторов центральных и периферических;

2) с механорецепторов: 2) с механорецепторов: а) воздухоносных путей ( ирритантных); б) с рецепторов растяжения легких. 3) с проприорецепторов дыхательных мышц.

Рефлексы с хеморецепторов.

Активность центра вдоха зависит от содержания в крови Активность центра вдоха зависит от содержания в крови СО2 (гиперкапнический стимул), Н+ ( ацидотический стимул). В меньшей степени от содержания О2 ( гипоксический стимул).

Эти факторы, воздействуя на центральные и периферические хеморецепторы, усиливают деятельность дыхательного центра, Эти факторы, воздействуя на центральные и периферические хеморецепторы, усиливают деятельность дыхательного центра,

Характеристика хеморецепторов Периферические или артериальные – в дуге аорты и каротидных синусах. Латентный период возбуждения 3 – 5с.

Аортальные возбуждаются при снижении РО2 до 80 – 20 мм рт. ст. на гипоксический Аортальные возбуждаются при снижении РО2 до 80 – 20 мм рт. ст. на гипоксический стимул. Вызывают учащение сердцебиений и повышение МОК.

Каротидные ХР возбуждаются при избытке СО2 (на гиперкапнический стимул и Н+ (ацидотический стимул). Каротидные ХР возбуждаются при избытке СО2 (на гиперкапнический стимул и Н+ (ацидотический стимул). Обеспечивают увеличение частоты дыхания, ДО и повышение МАВ.

Центральные (медуллярные) хеморецепторы Обнаружены в продолговатом мозге. Реагируют на Н+ и концентрацию СО2 во внеклеточной жидкости. Возбуждаются позже периферических.

Оказывают более сильное и длительное влияние на ДЦ, Оказывают более сильное и длительное влияние на ДЦ, чем периферические. ↑СО2, Н+ увеличивают легочную вентиляцию за счет увеличения ЧД и ДО.

Рефлексы с механорецепторов. Механорецепторы в регуляции деятельности дыхательной системы выполняют 2 функции: 1) регулируют глубину и длительность вдоха, смену его выдохом; 2) обеспечивают защитные дыхательные рефлексы.

Роль рецепторов растяжения легких.

Они локализованы в гладкомышечном слое стенок трахеобронхиального дерева. Они локализованы в гладкомышечном слое стенок трахеобронхиального дерева. Возбуждаются при растяжении дыхательных путей и легких при вдохе.

Афферентные сигналы идут по волокнам блуждающего нерва. Афферентные сигналы идут по волокнам блуждающего нерва. Итог возбуждения – торможение вдоха и его смена выдохом (рефлекс Геринга – Брейера).

Выключение информации с рецепторов растяжения Выключение информации с рецепторов растяжения приводит к углубленным, затянутым вдохам, как и при нарушении связей с пневмотаксическим центром.

Если прекратить связь ДЦ продолговатого мозга Если прекратить связь ДЦ продолговатого мозга с рецепторами растяжения и ПТЦ, то дыхание останавливается на вдохе, иногда прерываясь короткими экспирациями – (апнейзис).

Ирритантные рецепторы Различают механо и хемочувствительные. Расположены в эпителиальном и субэпителиальном слоях воздухоносных путей.

Ирритантные рецепторы возбуждаются: Ирритантные рецепторы возбуждаются: 1) при резком изменении объема легких. Участвуют в формировании рефлекса на спадание бронхов – бронхокострикцию;

2) при неравномерной вентиляции легких 2) при неравномерной вентиляции легких обеспечивает «вздохи» 3 раза в час для улучшения вентиляции и расправления легких;

3) При снижении растяжимости легочной ткани (при бронхиальной астме), 3) При снижении растяжимости легочной ткани (при бронхиальной астме), отеке легких, пневмотораксе, застое крови в малом круге кровообращения,

При этом возникает характерная одышка и чувство жжения, першения в горле.

4) Пылевыми частицами и накапливающейся слизью. 4) Пылевыми частицами и накапливающейся слизью. Обеспечивают защитные рефлексы.

Если возбуждены ирритантные рецепторы трахеи, то возникает кашель; бронхов - увеличивается частота дыхания.

5) при действии паров едких веществ (аммиак, эфир, табачный дым и т. д.). 5) при действии паров едких веществ (аммиак, эфир, табачный дым и т. д.). 6) В интерстиции легких есть J – рецепторы. Реагируют на гистамин, простагландин. В ответ частое, поверхностное дыхание (тахипное).

Рефлексы с проприорецепторов дыхательных мышц.

В диафрагме их мало. Значение имеют проприорецепторы межреберных и вспомогательных дыхательных мышц.

1) Возбуждаются если вдох или выдох затруднен, мышцы растянуты. 1) Возбуждаются если вдох или выдох затруднен, мышцы растянуты. В результате возникает сокращение мышцы (миотатический рефлекс).

Так автоматически регулируется сила сокращения дыхательных мышц Так автоматически регулируется сила сокращения дыхательных мышц при сужении бронхов, набухании слизистой спазме голосовой щели, дыхательных путей.

2) Проприорецепторы дыхательных мышц возбуждаются при возбуждении 2) Проприорецепторы дыхательных мышц возбуждаются при возбуждении γ – мотонейрона. Например при произвольной регуляции дыхания.

Схема смены дыхательных фаз.

Функциональная система дыхания. Системообразующий фактор - ↓РО2 и ↑РСО2. Удовлетворение запроса по кислороду обеспечивается автоматически и через поведение.

Автоматизированное управление уровнем О2 осуществляется путем: 1) изменения альвеолярной вентиляции за счет ДО и ЧД; 2) изменения газообмена между кровью и легкими – за счет увеличения кровотока через легкие; 3) изменения КЕК – перераспределение крови между депо и сосудами;

4) путем изменения условий для диффузии газов в тканях за счет изменения АД, а оно зависит от ЧСС, СВ и тонуса сосудов;

5) путем изменения доставки О2 в МЦР 5) путем изменения доставки О2 в МЦР (перераспределение крови в работающие регионы и открытия там новых капилляров); 6) путем изменения КУК, который повышается при ↑РСО2, Н+, То.

Дыхание при деятельности. 1) Умственная работа. Если она не сопровождается мышечной и эмоциональной активностью, дыхание возрастает незначительно.

Сопровождение умственной работы двигательной активностью, эмоциями увеличивает МОД на 10 - 90%.

Во время разговора, чтения вслух МОД может снижаться на 25%.

Физическая работа. Потребность в кислороде обеспечивается: 1) ДС; 2) ССС. Возрастание МОД при физической нагрузке может иметь 2 компонента: 1) условнорефлекторный; 2) безусловнорефлекторный.

I. Условнорефлекторное увеличение МОД Происходит с участием коры. Носит опережающий характер. Запускается нервным путем. Пример – предстартовые изменения дыхания.

II. Безусловнорефлекторное увеличение МОД Запускается нервным и гуморальным путем.

Нервный путь. 1) Сигнал с коры, вызывая произвольные движения, одновременно активизирует и дыхательный центр (прямо или через гипоталамус).

2) С проприорецепторов мышц – пример моторно-висцерального рефлекса. 3) С терморецепторов → гипоталамус ↑ЧД.

Гуморальный путь. Во время работы растет потребление тканями О2, выделение СО2 и метаболитов (молочной кислоты). Эти факторы воспринимаются артериальными хеморецепторами, в итоге → ↑ЧД и ЧСС.

Кроме того, растет чувствительность ДЦ к гипоксии и гиперкапнии - ↑ЧД. Кроме того, растет чувствительность ДЦ к гипоксии и гиперкапнии - ↑ЧД.

После прекращения работы интенсивность дыхания снижается, После прекращения работы интенсивность дыхания снижается, но не достигает нормы, т. к. из крови медленно удаляется молочная кислота – ацидотический стимул для ДЦ.

Дыхание при изменении атмосферного давления.

(подъем на высоту: альпинисты, парашютисты, разгерметизация кабин летательных аппаратов). При этом понижается парциальное давление кислорода. Это начинает ощущаться с высоты 2,5 – 4км над уровнем моря.

Гипоксия воспринимается хеморецепторами артерий. С дуги аорты увеличивается ЧСС и повышается АД С каротидных → увеличение вентиляции легких. Но повышение вентиляции легких вымывает из крови СО2 – гипокапния, снижается стимуляция центра вдоха.

Начиная с высоты 4 – 5км начинается «горная болезнь». Начиная с высоты 4 – 5км начинается «горная болезнь». Вследствие прекращения стимуляции центра вдоха частота и глубина дыхания снижается, развивается цианоз, ЧСС падает, АД снижается.

На высоте 7км может наступать потеря сознания и опасные нарушения дыхания и кровообращения. На высоте 7км может наступать потеря сознания и опасные нарушения дыхания и кровообращения. На высоте 11 – 12км требуется специальная дыхательная аппаратура, а при полетах в стратосферу – герметичные кабины.

Устойчивость к гипоксии различна в зависимости от тренировки.

Акклиматизация к понижению давления выражается: 1) в эритроцитозе и повышении КЕК; 2) в увеличении объема грудной клетки; 3)в появлении гемоглобина НвF; 4) в повышении плотности капилляров в тканях;

5) в повышении устойчивости к гипоксии; 5) в повышении устойчивости к гипоксии; 6) в ускоренном распаде оксигемоглобина за счет повышения активности 2,3-дифосфоглицерата.

Дыхание при повышенном атмосферном давлении

( при водолазных работах и работах в барокамерах). ( при водолазных работах и работах в барокамерах). При погружении под воду на 10м на тело действует давление 10 атмосфер. Дышать можно, если воздух подается под соответствующим более высоком давлением. При этом увеличивается растворимость газов.

Увеличение кислорода в крови приводит к «кислородному отравлению», Увеличение кислорода в крови приводит к «кислородному отравлению», поэтому ограничено время пребывания под водой. Азот в дыхательных смесях заменяется на гелий, он почти не растворим при высоком давлении.

Важным условием декомпрессии – постепенность, Важным условием декомпрессии – постепенность, т. к. при быстрой декомпрессии кровь «закипает», растворенный газ не успевает диффундировать в легкие и закупоривает сосуды (газовая эмболия).

Дыхание при изменении состава газовой смеси. 1) Понижение содержания О2. Возникает реакция как при понижении атмосферного давления с развитием всех адаптационных механизмов.

2) Повышение содержания СО2 Срочная адаптация осуществляется за счет увеличения ДО, длительная – за счет увеличения буферной емкости крови и снижения чувствительности хеморецепторов к СО2.

3) Повышение содержания О2 – гипероксия Даже при обычном атмосферном давлении через 12 – 15 часов кислород вызывает раздражение слизистых воздухоносных путей, нарушение функции сурфактанта, даже воспаление легких.

Оценка функционального состояния дыхательной системы.

1) По легочным объемам и емкостям – спирометрия. 2) По коэффициенту вентиляции легких. 3) Чувствительность дыхательного центра к гипоксии оценивают по функциональной пробе на выдохе (проба Генча). К избытку СО2 - проба на вдохе (проба Штанге).

Защитные реакции дыхательной системы.

1) Ауторегуляторные: а) реснично-слизистый эскалатор; Мерцательный эпителий покрыт слизью. Движения эпителия - от бронхиол к глотке и от носовых ходов к наружным носовым отверстиям (удаляется пыль, микробы, остатки клеток).

б) эндоцитоз; Основной механизм очистки ткани легких. Клетки фагоцитируют частицы или переносят в интерстиций и отдают фагоцитам. в) лимфатический дренаж; Лимфа транспортирует инородные тела и разрушает их в лимфатических узлах.

Рефлекторные: 1) предохранение от попадания; 2) изгнание. а) раздражение рецепторов слизистой гортани → сокращение сфинктеров гортани и спазм голосовой щели;

б) Чихание → раздражение слизистой носа → форсированный выдох после открытия голосовой щели через нос. Кашель →раздражение рецепторов гортани, воздухоносных путей → форсированный выдох через рот.