Дыхательная система (окончание) Дыхание - совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение двуокиси углерода. Дыхание осуществляет перенос кислорода из атмосферного воздуха к тканям организма, а в обратном направлении производит удаление углекислого газа из организма в атмосферу. Этапы дыхания:
Внешнее дыхание Внешнее дыхание осуществляется благодаря изменениям объема грудной клетки и сопутствующим им изменениям объема легких. Во время вдоха объем грудной клетки увеличивается, а во время выдоха - уменьшается. В дыхательных движениях участвуют: дыхательные пути, которые по своим свойствам являются слегка растяжимыми, сжимаемыми и создают поток воздуха. Человек нуждается в постоянном поступлении к тканям организма кислорода, который используется в сложном биохимическом процессе окисления питательных веществ, в результате чего выделяется энергия и образуется двуокись углерода и вода. Газообмен и транспорт газов Газообмен О2 и СО2 через альвеолярно-капиллярную мембрану происходит с помощью диффузии, которая осуществляется в два этапа. На первом этапе диффузионный перенос газов происходит через аэрогематический барьер, на втором - происходит связывание газов в крови легочных капилляров. Движение газов происходит в результате разницы парциальных давлений. Для О2 градиент направлен в сторону крови, для СО2 градиент давления направлен в обратную сторону, и СО2 с выдыхаемым воздухом уходит в окружающую среду. Газообмен кислорода между альвеолярным воздухом и кровью происходит благодаря наличию концентрационного градиента 02 между этими средами. В капиллярах легких основная масса поступающего в кровь О2 вступает в химическую связь с гемоглобином. Кровь человека содержит примерно 700 - Кислород транспортируется в крови с помощью гемоглобина эритроцитов, белка с присоединенной к нему железосодержащей группой. Гемоглобин в определенных условиях может присоединять и переносить О2, в а других отдавать его. Транспорт O2 из крови в те участки ткани, где он используется, происходит путем простой диффузии. Углекислый газ в крови находится в трех фракциях: физически растворенный, химически связанный в виде бикарбонатов и химически связанный с гемоглобином в виде карбогемоглобина. Эритроциты переносят в 3 раза больше СО2 чем плазма. Кровеносные сосуды легких. Легочная артерия несет кровь от правого желудочка сердца, она делится на правую и левую ветви, которые направляются к легким. Эти артерии ветвятся, следуя за бронхами, снабжают крупные структуры легкого и образуют капилляры, оплетающие стенки альвеол (рис. 4). Воздух в альвеоле отделен от крови в капилляре 1) стенкой альвеолы, 2) стенкой капилляра и в некоторых случаях 3) промежуточным слоем между ними. Из капилляров кровь поступает в мелкие вены, которые в конце концов соединяются и образуют легочные вены, доставляющие кровь в левое предсердие. Бронхиальные артерии большого круга тоже приносят кровь к легким, а именно снабжают бронхи и бронхиолы, лимфатические узлы, стенки кровеносных сосудов и плевру. Большая часть этой крови оттекает в бронхиальные вены, а оттуда-в непарную (справа) и в полунепарную (слева). Очень небольшое количество артериальной бронхиальной крови поступает в легочные вены. Соотношение между вентиляцией и кровоснабжением. Эффективность легочного дыхания в разных частях легкого изменяется в связи с изменением числа вентилируемых альвеол, которые соприкасаются с хорошо кровоснабжаемыми капиллярами. При спокойном дыхании у человека при вертикальном положении нижние отделы снабжаются кровью лучше, чем верхние. По мере увеличения дыхательного объема нижние части легкого используются все больше и все лучше кровоснабжаются. Негазообменные функции воздухоносных путей и легких Воздухоносные пути: полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи помимо газотранспортной выполняют целый ряд других функций. В них происходит согревание, увлажнение, очищение воздуха, регуляция его объема за счет способности мелких бронхов изменять свой просвет, а также рецепция вкусовых и обонятельных раздражителей. Эндотелиальные клетки слизистой оболочки полости носа выбрасывают за сутки до 500 - 600 мл секрета. Этот секрет участвует в выведении из дыхательных путей инородных частиц и способствует увлажнению вдыхаемого воздуха. Слизистая оболочка трахеи и бронхов продуцирует в сутки до 100 - 150 мл секрета. Их выведение осуществляется реснитчатым эпителием трахеи и бронхов. Каждая клетка мерцательного эпителия имеет около 200 ресничек, которые совершают координированные колебательные движения частотой 800- 1000 в 1 минуту. Наибольшая частота колебаний ресничек наблюдается при температуре 37°С, снижение температуры вызывает угнетение их двигательной активности. Легкие выполняют фильтрационно-защитную функцию. Альвеолярные макрофаги фагоцитируют попавшие к ним пылевые частицы, микроорганизмы и вирусы. В бронхиальной слизи содержатся также лизоцим, интерферон, протеазы, иммуноглобулин и другие компоненты. Легкие являются не только механическим фильтром, очищающим кровь от разрушенных клеток, сгустков фибрина и других частиц, но и метаболизируют их с помощью своей ферментативной системы. Легкие принимают участие в водно-солевом обмене, удаляя за сутки 500 мл воды. В то же время легкие могут поглощать воду, которая поступает из альвеол в легочные капилляры. Вместе с водой легкие способны пропускать крупномолекулярные вещества, например, лекарственные препараты, которые вводятся непосредственно в легкие в виде аэрозолей или жидкостей через интубационную трубку. Дыхание в измененных условиях. В самых различных условиях дыхание и кровообращение функционируют согласовано, как единая кардиореспираторная система. Особенно четко это проявляется при интенсивной физической нагрузке и в условиях гипоксии - недостаточном снабжении организма кислородом. Дыхание при физической нагрузке Во время выполнения физической работы мышцам необходимо большое количество кислорода. Потребление 02 и продукция СО2 возрастают при физической нагрузке в среднем в 15 - 20 раз. Обеспечение организма кислородом достигается сочетанным усилением функции дыхания и кровообращения. Уже в начале мышечной работы вентиляция легких быстро увеличивается. При тяжелой физической работе на уровень вентиляции оказывают влияние также повышение температуры, артериальная двигательная гипоксия и другие лимитирующие факторы. Дыхание при пониженном атмосферном давлении (высокогорье) Коренные жителей высокогорья (и горные животные) имеют генетически обусловленные особенности реагирования на гипоксию, но и жители равнин в течение 3-4 лет постоянного проживания в высокогорной местности вырабатывают механизмы компенсации и адаптации к гипоксии (то есть акклиматизации). Эти механизмы: - повышение содержания углекислоты и понижение содержания кислорода в крови на фоне снижения чувствительности периферических хеморецепторов к гипоксии, - увеличения плотности капилляров - относительно высокий уровень усваивания 02 из крови - у горцев также возрастают диффузионная способность легких и кислородная емкость крови за счет роста концентрации гемоглобина Дыхание при высоком атмосферном давлении Во время водолазных и кессонных работ человек находится под давлением выше атмосферного на 1 атм. на каждые Величина легочной вентиляции (объем проходящего воздуха) определяется глубиной дыхания и частотой дыхательных движений. Минутный объем дыхания (МОД) - количественная характеристика легочной вентиляции - объем воздуха, проходящий через легкие за 1 минуту. В покое частота дыхательных движений человека составляет примерно 16 в 1 минуту, а объем выдыхаемого воздуха - около 500 мл. Умножив частоту дыхания в 1 минуту на величину дыхательного объема, получим МОД, который у человека в покое составляет в среднем 8 л/мин. Максимальная вентиляция легких (МВЛ) - объем воздуха, который проходит через легкие за 1 минуту во время максимальных по частоте и глубине дыхательных движений, Максимальная вентиляция возникает во время интенсивной работы, при недостатке содержания 02 (гипоксия) и избытке СО2 (гиперкапния) во вдыхаемом воздухе. В этих условиях МОД может достигать 150 - Объем воздуха в легких и дыхательных путях зависит от конституционально-антропологических и возрастных характеристик человека, свойств легочной ткани, поверхностного натяжения альвеол, а также силы, развиваемой дыхательными мышцами. Диагностика дыхательной функции легких – функция внешнего дыхания или ФВД - для диагностики вентиляционной функции легких, состояния дыхательных путей, изучения паттерна (рисунка) дыхания применяются различные методы исследования: пневмография, спирометрия, спирография, пневмоскрин. С помощью спирографа можно определить и записать величины легочных объемов воздуха, проходящих через воздухоносные пути человека Значение исследования функций легких - для диагностики заболеваний (ателектаз, рубцовые изменения легких, поражения плевры) - для экологического мониторинга местности и оценки состояния функции дыхания популяции в экологически неблагополучных зонах - для контроля эффективности тренировок дыхательной системы Регуляция дыхания Дыхательную функцию регулирует так называемый "дыхательный центр», расположенный в продолговатом мозге. При воздействии на него нервных и гуморальных стимулов происходит приспособление функции дыхания к меняющимся условиям внешней среды. Он управляет двумя основными функциями: - двигательной, которая проявляется в виде сокращения дыхательных мышц - гомеостатической, связанной с поддержанием постоянства внутренней среды организма при сдвигах в ней содержания 02 и СО2. Двигательная, или моторная, функция дыхательного центра заключается в генерации дыхательного ритма и его паттерна. Благодаря этой функции осуществляется интеграция дыхания с другими функциями организма. Под паттерном дыхания следует иметь в виду длительность вдоха и выдоха, величину дыхательного объема, минутного объема дыхания. Гомеостатическая (гомеостаз – постоянство внутренней среды) функция дыхательного центра поддерживает стабильные величины дыхательных газов в крови и внеклеточной жидкости мозга, адаптирует дыхательную функцию к условиям измененной газовой среды и другим факторам среды обитания. Разными отделами нервной системы регулируются разные аспекты дыхания - согласованная деятельность диафрагмы и дыхательных мышц - осуществляется влияние преимущественно на фазу вдоха или фазу выдоха, а также на смену вдоха и выдоха - величина дыхательного объема - координация связи дыхания с кровообращением. - определенные зоны коры больших полушарий осуществляют произвольную регуляцию дыхания в соответствии с особенностями влияния на организм внешних факторов среды - управление дыханием - сложнейший процесс, осуществляемый множеством нейронных структур. В процессе управления дыханием осуществляется четкая иерархия различных компонентов и структур дыхательного центра. Рефлекторная регуляция дыхания Нейроны дыхательного центра имеют связи с многочисленными механорецепторами дыхательных путей, альвеол легких и рецепторов сосудистых рефлексогенных зон. Благодаря этим связям осуществляется весьма многообразная, сложная и биологически важная рефлекторная регуляция дыхания и ее координация с другими функциями организма. Гуморальная регуляция дыхания Главным физиологическим стимулом дыхательных центров является двуокись углерода. Изменение концентрации СО2 в альвеолярном воздухе и артериальной крови приводит к регуляторным реакциям Так, при повышении в замкнутых герметических кабинах концентрации СО2 до 5 - 8% у обследуемых наблюдалось увеличение легочной вентиляции в 7-8 раз. Деятельность дыхательного центра зависит от состава крови, поступающей в мозг по общим сонным артериям. Уровень СО2 в крови определяется артериальными хеморецепторами, которые информируют дыхательный центр о концентрации 02 и СО2 в крови, направляющейся к мозгу. Центральные хеморецепторы расположены в продолговатом мозге, они реагируют на изменение напряжения СО2 в артериальной крови позже, чем периферические хеморецепторы. Совокупность дыхательных нейронов следовало бы рассматривать как созвездие структур, осуществляющих центральный механизм дыхания. Таким образом, вместо термина "дыхательный центр" точнее было бы говорить о системе центральной регуляции дыхания, которая включает в себя различные структуры коры головного мозга, других отделов нервной системы, центральные и периферические хеморецепторы, а также механорецепторы органов дыхания. Своеобразие функции внешнего дыхания состоит в том, что она одновременно и автоматическая, и произвольно управляемая. Ссылки по теме: физиология дыхания: http://www.nedug.ru/library/doc.aspx?item=8690 http://www.nedug.ru/library/doc.aspx?item=8691 http://www.nedug.ru/library/doc.aspx?item=8692 о природе смеха: http://promo.ntv.ru/programs/specials/gordon/index.jsp?part=Article&?pn=16&arid=9523 Карфрид фон Дюркхайм, «О двойственном происхождении человека», раздел «о дыхании» из 5 главы: http://sa-test.narod.ru/durckheim.htm
|
© "Центр гомеопатии" / Гомеопатический Центр здоровья и реабилитации (Москва) При использовании материалов сайта ссылка обязательна |