Mechanizmom dýchania je výmena plynov v pľúcach a tkanivách. Výmena plynov v tkanivách a pľúcach. Štruktúra dýchacieho systému

Zloženie vzduchu

Zloženie vzduchu, ktorý vstupuje a vystupuje dýchacieho traktu pomerne konštantný. Vdychovaný vzduch obsahuje asi 21 % kyslíka, 0,03 % oxid uhličitý. V tomto prípade bude vydychovaný vzduch obsahovať 16-17% kyslíka a 4% oxidu uhličitého. Percento kyslíka v alveolárnom vzduchu je 14,4%, oxid uhličitý - 5,6%. Pri výdychu sa vzduch z mŕtveho priestoru zmieša s obsahom acini.

Objem vdychovaného a vydychovaného atmosférického dusíka zostáva takmer rovnaký.

Pri výdychu sa z tela odstraňuje vodná para.

Ak dlhodobo vdychujete vzduch, ktorý obsahuje významné koncentrácie kyslíka, môže to mať škodlivý vplyv na stav tela. Pri niektorých ochoreniach sa však ako terapeutické opatrenia používajú inhalácie 100 % kyslíka.

Difúzia plynu

Poznámka 1

Pľúcna membrána alebo vzducho-krvná bariéra je deliacou čiarou medzi krvou a vzduchom alveol.

V pľúcach je možná výmena plynov v dôsledku difúzie kyslíka z alveol do krvi, ako aj oxidu uhličitého z krvi do alveol. Plyny môžu prechádzať cez vzduchovo-hematickú bariéru v dôsledku rozdielu v ich koncentráciách. Parciálny tlak plynu je časť celkového tlaku, ktorá prislúcha danému plynu.

Vo vzduchu má kyslík parciálny tlak (alebo napätie) 160 mmHg. čl. Parciálny tlak oxidu uhličitého je približne 0,2 mmHg. čl. V alveolárnom vzduchu má parciálny tlak kyslíka a oxidu uhličitého iný význam. Takže tlak kyslíka je 100 mmHg. Art., a oxid uhličitý - 40 mm Hg. čl.

V krvi sú plyny v chemicky viazanom a rozpustenom stave. Difúzneho procesu sa môžu zúčastniť iba molekuly plynu v rozpustenom stave.

Schopnosť plynu rozpúšťať sa v kvapalinách závisí od:

1. objem a tlak plynu nad kvapalinou;
2. kvapalné zloženie;
3. povaha plynu;
4. teplota kvapaliny.

Čím nižšia je teplota a vyšší tlak plynu, tým viac plynu je schopné rozpustiť.

V 1 ml krvi pri teplote 38 ºС a tlaku 760 mm Hg. čl. Rozpustí sa 2,2 % kyslíka a 5,1 % oxidu uhličitého.

Tlakový gradient medzi krvou a alveolárnym vzduchom pre kyslík je 60 mmHg. čl. V dôsledku toho je možná difúzia kyslíka do krvi. V krvi sa kyslík viaže s hemoglobínom nachádzajúcim sa v červených krvinkách a vzniká oxyhemoglobín. Arteriálna krv obsahuje veľké množstvo oxyhemoglobínu. Hemoglobín zdravého človeka môže byť nasýtený kyslíkom o 96%.

Definícia 1

Kyslíková kapacita krvi je maximálne možné množstvo kyslíka, ktoré môže krv viazať, keď je hemoglobín hlboko okysličený.

Poznámka 2

Hrldanovým efektom je zvýšená schopnosť krvi viazať oxid uhličitý pri prechode oxyhemoglobínu na hemoglobín.

Normálne 100 ml krvi obsahuje takmer 20 ml kyslíka. Venózna krv rovnakého objemu obsahuje 13-15 ml kyslíka.

Oxid uhličitý vznikajúci v tkanivách prechádza koncentračným gradientom do krvi a spája sa s hemoglobínom. V dôsledku toho sa tvorí karbhemoglobín. Hlavná časť oxidu uhličitého reaguje s vodou za vzniku karboxylovej kyseliny. Karboxylová kyselina môže disociovať, čo vedie k vytvoreniu vodíkového iónu a hydrogénuhličitanu. Väčšina oxidu uhličitého sa pohybuje vo forme bikarbonátu.

Červené krvinky obsahujú enzým karboanhydrázu, ktorý dokáže katalyzovať rozklad karboxylovej kyseliny aj jej tvorbu. K rozpadu dochádza v kapilárach pľúc.

IN žilovej krvi Napätie oxidu uhličitého je asi 46 mmHg. čl. Parciálny tlak oxidu uhličitého v alveolárnom vzduchu je 40 mmHg. Art., takže tlakový gradient je 6 mm Hg. čl. v prospech krvi.

V kľude ľudské telo opustí 230 ml oxidu uhličitého.

K difúzii plynov dochádza podľa rozdielu koncentrácií, to znamená z média s vysokým napätím do média s nižším napätím.

Definícia 2

Difúzna kapacita pľúc

Výmena plynov v tkanivách

Minimálne napätie kyslíka sa prejavuje v mitochondriách – miestach jeho využitia na biologickú oxidáciu. V dôsledku rozpadu oxyhemoglobínu začnú molekuly kyslíka difundovať smerom k nižším hodnotám napätia kyslíka.

Čiastočný tlak v tkanivách závisí od mnohých faktorov:

• vzdialenosti medzi krvnými kapilárami a ich geometriou;
• rýchlosť prietoku krvi;
• umiestnenie buniek vzhľadom na kapiláry;
• oxidačné procesy atď.

Napätie kyslíka v tkanivovej tekutine v blízkosti kapilár je oveľa nižšie (20-40 mmHg) ako v krvi.

Počas intenzívnych oxidačných procesov v bunkách môže byť napätie kyslíka prakticky nulové. Napätie kyslíka sa prudko zvýši so zvyšujúcou sa rýchlosťou prietoku krvi.

Maximálny tlak oxidu uhličitého (asi 60 mm Hg) sa pozoruje v bunkách, keď sa tvorí v mitochondriách. Tlak oxidu uhličitého je premenlivý v tkanivovej tekutine (asi 46 mm Hg), zatiaľ čo v arteriálnej krvi rovná 40 mm Hg.

Oxid uhličitý sa pohybuje pozdĺž stresového gradientu do krvných kapilár a ďalej je transportovaný krvou do pľúc.

Krv, ktorá prúdi do pľúc zo srdca (venózna), obsahuje málo kyslíka a veľa oxidu uhličitého; vzduch v alveolách naopak obsahuje veľa kyslíka a menej oxidu uhličitého. V dôsledku toho dochádza k obojsmernej difúzii cez steny alveol a kapilár. kyslík prechádza do krvi a oxid uhličitý sa presúva z krvi do alveol. V krvi sa kyslík dostáva do červených krviniek a spája sa s hemoglobínom. Okysličená krv sa stáva arteriálnou a prúdi cez pľúcne žily do ľavej predsiene.

U ľudí je výmena plynov dokončená v priebehu niekoľkých sekúnd, kým krv prechádza cez pľúcne alveoly. Je to možné vďaka obrovskému povrchu pľúc, ktorý komunikuje s vonkajším prostredím. Celková plocha alveol je viac ako 90 m3.

Výmena plynov v tkanivách prebieha v kapilárach. Cez ich tenké steny prúdi kyslík z krvi do tkanivového moku a následne do buniek a oxid uhličitý prechádza z tkanív do krvi. Koncentrácia kyslíka v krvi je väčšia ako v bunkách, takže do nich ľahko difunduje.

Koncentrácia oxidu uhličitého v tkanivách, kde sa hromadí, je vyššia ako v krvi. Preto prechádza do krvi, kde sa viaže na chemické zlúčeniny v plazme a čiastočne s hemoglobínom, je krvou transportovaný do pľúc a uvoľňovaný do atmosféry.

Vstup vzduchu nasýteného kyslíkom do pľúc a odvod vydýchnutého vzduchu nasýteného oxidom uhličitým von zabezpečujú aktívne dýchacie pohyby. hrudná stena a bránice a samotnej kontraktility pľúc v kombinácii s činnosťou dýchacieho traktu. Súčasne kontraktilná aktivita a ventilácia dolných lalokov veľký vplyv vyvíjaný bránicou a spodnými časťami hrudník, pričom ventilácia a zmeny objemu horných lalokov sa uskutočňujú najmä pohybmi horná časť hrudník.

Tieto vlastnosti dávajú chirurgom možnosť zaujať diferencovaný prístup k prerezaniu bránicového nervu pri odstraňovaní lalokov pľúc.

Okrem normálneho dýchania v pľúcach existuje kolaterálne dýchanie, t.j. pohyb vzduchu obchádzajúci priedušky a bronchioly. Vyskytuje sa medzi zvláštne konštruovanými acini, cez póry v stenách pľúcnych alveol. V pľúcach dospelých, častejšie u starých ľudí, najmä v dolných lalokoch pľúc, spolu s lalokovými štruktúrami existujú štruktúrne komplexy pozostávajúce z alveol a alveolárnych kanálikov, ktoré sa nejasne rozdeľujú na pľúcne laloky a acini. vláknitá trabekulárna štruktúra. Tieto alveolárne šnúry umožňujú kolaterálne dýchanie. Keďže takéto atypické alveolárne komplexy spájajú jednotlivé bronchopulmonálne segmenty, kolaterálne dýchanie sa neobmedzuje len na ne, ale rozširuje sa širšie.

Fyziologická úloha pľúc sa neobmedzuje len na výmenu plynov. Ich komplexnej anatomickej stavbe zodpovedá aj celý rad funkčných prejavov: aktivita steny priedušiek pri dýchaní, sekrečno-vylučovacia funkcia, účasť na metabolizme (voda, lipidy a soľ s reguláciou rovnováhy chlóru), ktorá je dôležitá pri udržiavaní acidobázickej rovnováhy v organizme.

Považuje sa za pevne stanovené, že pľúca majú silne vyvinutý systém buniek vykazujúcich fagocytárne vlastnosti.

Vďaka funkcii výmeny plynov dostávajú pľúca nielen arteriálnu, ale aj venóznu krv. Ten preteká vetvami pľúcnej tepny, z ktorých každá vstupuje do brány zodpovedajúcich pľúc a potom sa delí podľa vetvenia priedušiek. Najmenšie vetvy pľúcnej tepny tvoria sieť kapilár, ktoré obopínajú alveoly (dýchacie kapiláry). Venózna krv prúdiaca do pľúcnych kapilár cez vetvy pľúcnej tepny vstupuje do osmotickej výmeny (výmena plynov) so vzduchom obsiahnutým v alveolách: uvoľňuje oxid uhličitý do alveol a na oplátku prijíma kyslík. Žily sa tvoria z kapilár, ktoré nesú krv obohatenú kyslíkom (arteriálne) a potom tvoria väčšie žilové kmene. Posledné splývajú ďalej do v. pulmonales. Arteriálnu krv privádza do pľúc rr. bronchiales (z aorty, aa. intercostales posteriores a a. subclavia). Vyživujú stenu priedušiek a pľúcne tkanivo. Z kapilárnej siete, ktorú tvoria vetvy týchto tepien, vznikajú vv. bronchiales, ústiace čiastočne do vv. azygos et hemiazygos a čiastočne vo vv. pulmonales. Systém pľúcnych a bronchiálnych žíl tak navzájom anastomuje.

V pľúcach sú povrchové lymfatické cievy, uložené v hlbokej vrstve pohrudnice a hlboké, intrapulmonárne. Korene hlbokých lymfatických ciev sú lymfatické kapiláry, ktoré tvoria siete okolo dýchacích a terminálnych bronchiolov, v interacinus a interlobulárnych septách. Tieto siete pokračujú do plexusov lymfatických ciev okolo vetiev pľúcnej tepny, žíl a priedušiek.

Drenážne lymfatické cievy smerujú do koreňa pľúc a regionálnych bronchopulmonálnych a potom tu ležiacich tracheobronchiálnych a peritracheálnych lymfatických uzlín, nodi lymphatici bronchopulmonales et tracheobronchiales.

Keďže eferentné cievy tracheobronchiálnych uzlín smerujú do pravého venózneho uhla, značná časť lymfy ľavých pľúc, prúdiaca z jej dolného laloku, vstupuje do pravého lymfatického kanála.

Nervy pľúc vychádzajú z plexus pulmonalis, ktorý je tvorený vetvami n. vagus et truncus sympatikus.

Po opustení uvedeného plexu sa pľúcne nervy šíria v lalokoch, segmentoch a lalokoch pľúc pozdĺž priedušiek a priedušiek. cievy, tvoriace cievne-bronchiálne zväzky. V týchto zväzkoch tvoria nervy plexusy, v ktorých sa stretávajú mikroskopické vnútroorgánové nervové uzliny, kde pregangliové parasympatické vlákna prechádzajú na postgangliové.

V prieduškách sú tri nervové plexy: v adventícii, vo svalovej vrstve a pod epitelom. Subepiteliálny plexus dosahuje alveoly. Okrem eferentnej sympatickej a parasympatickej inervácie sú pľúca vybavené aferentnou inerváciou, ktorá sa vykonáva z priedušiek pozdĺž nervu vagus a z viscerálnej pleury - ako súčasť sympatické nervy prechádzajúce cez cervikotorakálny uzol.

Nadýchnite sa

Počas nádychu sa svaly bránice stiahnu, centrálna šľacha sa posunie nadol a priestor medzi bránicou a hrudnou stenou sa otvorí. Takto vytvorený priestor je naplnený svetlom. Počas hrudného dýchania sa hrudník aktívne dvíha vonkajšími medzirebrovými svalmi a rozširuje sa, keď sú rebrá nasmerované pod uhlom. Pri vynútenom dýchaní sa hrudník pomocou skalénových svalov a iných pomocných dýchacích svalov (napríklad m. sternocleidomastoideus) (musculus sternocleidomastoideus), veľký prsný sval (musculus pectoralis major) dvíha ešte vyššie pri nádychu.

Výdych

Počas výdychu sa bránica uvoľní a vnútrobrušným tlakom ju vytlačí smerom nahor. Svaly brušnej steny môže tento pohyb posilniť stláčaním brucha. Po výdychu sa hrudník pasívne vráti do predchádzajúceho pokojového stavu, pretože má elastickú štruktúru. Hrudník je aktívne stláčaný vnútornými medzirebrovými svalmi iba pri nútenom výdychu. Šikmý chrbtový sval zosilňuje tento pohyb znížením objemu hrudníka.

Predchádzajúci12345678910111213141516Ďalší

POZRIEŤ VIAC:

Transport kyslíka krvou. Kapacita kyslíka v krvi

Funkčný systém transportu kyslíka- súbor štruktúr srdcovo-cievneho aparátu, krvi a ich regulačných mechanizmov, tvoriaci dynamickú samoregulačnú organizáciu, činnosťou všetkých jej zložiek vytvára difúzne nuly a gradienty pO2 medzi krvou a tkanivovými bunkami a zabezpečuje dostatočné zásobovanie kyslík do tela.

Účelom jeho prevádzky je minimalizovať rozdiel medzi potrebou a spotrebou kyslíka. Oxidázová dráha na využitie kyslíka, spojená s oxidáciou a fosforyláciou v mitochondriách tkanivového dýchacieho reťazca, je najpriestrannejšia v zdravé telo(spotrebuje sa asi 96-98 % spotrebovaného kyslíka). Zabezpečujú ho aj procesy transportu kyslíka v tele antioxidačná ochrana.

§ Hyperoxia- zvýšený obsah kyslíka v tele.

§ hypoxia - znížený obsah kyslíka v tele.

§ Hyperkapnia- zvýšený obsah oxidu uhličitého v tele.

§ Hyperkapémia- zvýšené hladiny oxidu uhličitého v krvi.

§ Hypokapnia- znížený obsah oxidu uhličitého v tele.

§ hypokapémia - nízke hladiny oxidu uhličitého v krvi.

Ryža. 1. Schéma dýchacích procesov

Spotreba kyslíka- množstvo kyslíka absorbovaného organizmom za jednotku času (v pokoji 200-400 ml/min).

Stupeň nasýtenia krvi kyslíkom- pomer obsahu kyslíka v krvi k jej kyslíkovej kapacite.

Objem plynov v krvi sa zvyčajne vyjadruje v objemových percentách (obj. %). Tento indikátor odráža množstvo plynu v mililitroch nájdených v 100 ml krvi.

Kyslík sa krvou prenáša v dvoch formách:

§ fyzikálne rozpustenie (0,3 obj. %);

§ v súvislosti s hemoglobínom (15-21 obj. %).

Molekula hemoglobínu, ktorá nie je spojená s kyslíkom, je označená symbolom Hb a molekula, ktorá má pripojený kyslík (oxyhemoglobín), je označená ako HbO2. Prídavok kyslíka k hemoglobínu sa nazýva okysličenie (saturácia) a uvoľňovanie kyslíka sa nazýva deoxygenácia alebo redukcia (desaturácia). Hemoglobín hrá hlavnú úlohu vo väzbe a transporte kyslíka. Jedna molekula hemoglobínu, keď je plne okysličená, viaže štyri molekuly kyslíka. Jeden gram hemoglobínu viaže a transportuje 1,34 ml kyslíka. Keď poznáme obsah hemoglobínu v krvi, je ľahké vypočítať kapacitu kyslíka v krvi.

Kapacita kyslíka v krvi- to je množstvo kyslíka spojeného s hemoglobínom, ktoré sa nachádza v 100 ml krvi, keď je úplne nasýtená kyslíkom. Ak krv obsahuje 15 g% hemoglobínu, potom kyslíková kapacita krvi bude 15 1,34 = 20,1 ml kyslíka.

Za normálnych podmienok hemoglobín viaže kyslík v pľúcnych kapilárach a uvoľňuje ho do tkanív vďaka špeciálne vlastnosti, ktoré závisia od množstva faktorov. Hlavným faktorom ovplyvňujúcim väzbu a uvoľňovanie kyslíka hemoglobínom je množstvo kyslíkového napätia v krvi, ktoré závisí od množstva v nej rozpusteného kyslíka. Závislosť väzby kyslíka hemoglobínom od jeho napätia popisuje krivka nazývaná disociačná krivka oxyhemoglobínu (obr. 2.7). Na grafe zvislá čiara znázorňuje percento molekúl hemoglobínu viazaných na kyslík (%HbO2) a vodorovná čiara znázorňuje napätie kyslíka (pO2). Krivka odráža zmenu % HbO2 v závislosti od napätia kyslíka v krvnej plazme. Má tvar S so zlommi v rozsahu napätia 10 a 60 mm Hg. čl. Ak sa pO2 v plazme zvýši, okysličenie hemoglobínu sa začne zvyšovať takmer lineárne so zvýšením napätia kyslíka.

Väzbová reakcia hemoglobínu s kyslíkom je reverzibilná a závisí od afinity hemoglobínu ku kyslíku, ktorá zase závisí od napätia kyslíka v krvi:

Pri obvyklom parciálnom tlaku kyslíka v alveolárnom vzduchu, ktorý je asi 100 mm Hg. Art., tento plyn difunduje do krvi kapilár alveol a vytvára napätie blízke parciálnemu tlaku kyslíka v alveolách. Za týchto podmienok sa zvyšuje afinita hemoglobínu ku kyslíku. Z vyššie uvedenej rovnice je zrejmé, že sa reakcia posúva smerom k tvorbe okenhemoglobínu. Okysličenie hemoglobínu v arteriálnej krvi prúdiacej z alveol dosahuje 96-98%. V dôsledku presunu krvi medzi malým a veľkým kruhom je okysličenie hemoglobínu v tepnách systémového obehu mierne znížené, a to na 94-98%.

Afinita hemoglobínu ku kyslíku je charakterizovaná napätím kyslíka, pri ktorom sa okysličí 50 % molekúl hemoglobínu. Volá sa polovičné saturačné napätie a je označený symbolom P50. Zvýšenie P50 naznačuje zníženie afinity hemoglobínu ku kyslíku a jeho zníženie znamená zvýšenie. Hladinu P50 ovplyvňuje mnoho faktorov: teplota, kyslosť prostredia, napätie CO2, obsah 2,3-difosfoglycerátu v erytrocytoch. Pre venóznu krv je P50 blízko 27 mmHg. Art., a pre arteriálne - do 26 mm Hg. čl.

Z krvi mikrocirkulačných ciev kyslík neustále difunduje do tkaniva svojim napäťovým gradientom a jeho napätie v krvi klesá. Súčasne sa zvyšuje napätie oxidu uhličitého, kyslosť a teplota krvi tkanivových kapilár.

Výmena plynov v pľúcach

To je sprevádzané poklesom afinity hemoglobínu ku kyslíku a zrýchlenou disociáciou oxyhemoglobínu s uvoľňovaním voľného kyslíka, ktorý sa rozpúšťa a difunduje do tkaniva. Rýchlosť uvoľňovania kyslíka zo spojenia s hemoglobínom a jeho difúzia uspokojuje potreby tkanív (vrátane tých vysoko citlivých na nedostatok kyslíka), s obsahom HbO2 v arteriálnej krvi nad 94 %. Keď obsah HbO2 klesne na menej ako 94 %, odporúča sa prijať opatrenia na zlepšenie saturácie hemoglobínu a keď je obsah 90 %, tkanivá sa testujú hladovanie kyslíkom a musí sa vziať Naliehavé opatrenia, zlepšenie dodávky kyslíka do nich.

Stav, pri ktorom sa okysličenie hemoglobínu zníži na menej ako 90 % a pO2 v krvi klesne pod 60 mmHg. Art., tzv hypoxémia.

Zvýšenie telesnej teploty znižuje afinitu hemoglobínu ku kyslíku. Ak sa telesná teplota zníži, potom sa krivka disociácie HbO2 posunie doľava. Hemoglobín aktívnejšie zachytáva kyslík, ale v menšej miere ho uvoľňuje do tkanív. Aj preto pri vstupe do studenej (4-12 °C) vody aj dobrí plavci rýchlo pocítia nepochopiteľnú svalovú slabosť.

Hypotermia a hypoxia svalov končatín sa vyvíjajú v dôsledku zníženia prietoku krvi v nich a zníženej disociácie HbO2.

Vzťah medzi hemoglobínom a kyslíkom ovplyvňujú aj ďalšie faktory. V praxi je dôležité vziať do úvahy, že hemoglobín má veľmi vysokú (240-300-krát väčšiu ako kyslík) afinitu k oxidu uhoľnatému (CO). Kombinácia hemoglobínu s CO je tzv karboxyheluglobínu. V prípade otravy CO môže koža obete v oblastiach hyperémie získať čerešňovo-červenú farbu. Molekula CO sa viaže na atóm železa v heme a tým blokuje možnosť spojenia hemoglobínu s kyslíkom. Navyše, v prítomnosti CO ho aj tie molekuly hemoglobínu, ktoré sú spojené s kyslíkom, uvoľňujú do tkanív v menšej miere. Disociačná krivka HbO2 sa posúva doľava. Keď je vo vzduchu 0,1% CO, viac ako 50% molekúl hemoglobínu sa premení na karboxyhemoglobín a aj keď krv obsahuje 20-25% HbCO, človek vyžaduje lekársku pomoc. V prípade otravy oxid uhoľnatý Je dôležité zabezpečiť, aby obeť vdychovala čistý kyslík. To zvyšuje rýchlosť disociácie HbCO 20-krát. Za normálnych životných podmienok je obsah HbCO v krvi 0-2% po vyfajčení cigarety sa môže zvýšiť na 5% alebo viac.

Pod vplyvom silných oxidačných činidiel je kyslík schopný vytvoriť silnú chemickú väzbu s hemovým železom, v ktorej sa atóm železa stáva trojmocným. Táto kombinácia hemoglobínu s kyslíkom sa nazýva methemoglobín. Nemôže dať kyslík do tkanív. Methemoglobín posúva disociačnú krivku oxyhemoglobínu doľava a tým zhoršuje podmienky pre uvoľňovanie kyslíka v tkanivových kapilárach. U zdravých ľudí za normálnych podmienok môže byť v dôsledku neustáleho príjmu oxidačných činidiel (peroxidov, organických látok obsahujúcich nitro a pod.) do krvi až 3 % hemoglobínu v krvi vo forme methemoglobínu.

Nízka hladina tejto zlúčeniny je udržiavaná vďaka fungovaniu antioxidačných enzýmových systémov. Tvorbu methemoglobínu obmedzujú antioxidanty (glutatión a kyselina askorbová), prítomný v erytrocytoch a jeho redukcia na hemoglobín nastáva v procese enzymatických reakcií zahŕňajúcich enzýmy erytrocytovej dehydrogenázy. Ak sú tieto systémy nedostatočné alebo ak sa do krvného obehu nadmerne dostávajú látky (napríklad fenacetín, antimalariká a pod.) s vysokými oxidačnými vlastnosťami, vzniká msgmoglobinsmia.

Hemoglobín ľahko interaguje s mnohými ďalšími látkami rozpustenými v krvi. Najmä pri interakcii s liekmi obsahujúcimi síru môže vzniknúť sulfhemoglobín, čím sa posunie disociačná krivka oxyhemoglobínu doprava.

V krvi plodu prevláda fetálny hemoglobín (HbF), ktorý má väčšiu afinitu ku kyslíku ako hemoglobín dospelých. U novorodenca obsahujú červené krvinky až 70 % hemoglobínu. Hemoglobín F je nahradený HbA počas prvých šiestich mesiacov života.

V prvých hodinách po narodení je pO2 v arteriálnej krvi asi 50 mm Hg. Art., a Hb02 - 75-90%.

U starších ľudí sa postupne znižuje napätie kyslíka v arteriálnej krvi a saturácia hemoglobínu kyslíkom

Vzhľadom na existenciu úzkeho spojenia medzi saturáciou hemoglobínu kyslíkom v krvi a napätím kyslíka v krvi bola vyvinutá metóda pulzná oxymetria, ktorý dostal široké uplatnenie v ambulancii. Touto metódou sa zisťuje saturácia hemoglobínu v arteriálnej krvi kyslíkom a jeho kritické úrovne, pri ktorých napätie kyslíka v krvi nestačí na jeho efektívnu difúziu do tkanív a začínajú pociťovať kyslíkový hlad (obr. 3).

10. Stavba a funkcie dýchacích orgánov. Štruktúra vzduchovej bariéry. Výmena plynov v alveolách. Perfúzne procesy

Dýchací prístroj pozostáva z dýchacieho traktu, dýchacej časti pľúc, hrudníka (vrátane jeho osteochondrálneho rámca a nervovosvalového systému), cievny systém pľúca, ako aj nervové centrá na reguláciu dýchania. Dýchacie orgány vykonávajú niekoľko funkcií:

- vonkajšie dýchanie,

- termoregulácia,

- výber,

- ochranná funkcia,

- metabolická funkcia.

Vonkajšie dýchanie– ide o príjem plynov (inhalácia) a odvod vzduchu (výdych) z vonkajšieho prostredia cez dýchacie cesty do dýchacej časti pľúc a obojstrannú difúziu plynov cez vzduchovo-hematickú bariéru. Funkcia vonkajšie dýchanie sa uskutočňuje prenosom plynov cez dýchacie cesty (v dôsledku práce dýchacích svalov, ktoré znižujú tlak vzduchu v hrudníku) do dýchacej časti pľúc. Tu dochádza difúziou k prenosu plynov na dýchací povrch alveol a výmene plynov cez aerohematickú bariéru (t.j. medzi dutinou alveol a krvou umiestnenou v krvných kapilárach interalveolárnych sept). Aero-krvná bariéra pozostáva z niekoľkých štruktúr: alveolárne bunky typu I (0,2 µm), spoločná bazálna membrána (0,1 µm), sploštená časť kapilárnej endotelovej bunky (0,2 µm). Minimálna hrúbka vzduchovej bariéry je 0,5 mikrónu. V skutočnosti bariéra obsahuje povrchovo aktívny film lemujúci alveolárny povrch a medzibunkovú substanciu medzi bazálnymi membránami alveolocytov a kapilár, čo zvyšuje cestu výmeny plynov na niekoľko mikrometrov. Povrchovo aktívna látka– emulzia fosfolipidov, bielkovín a sacharidov. Surfaktant obsahuje množstvo unikátnych proteínov, ktoré podporujú adsorpciu na rozhraní dvoch fáz (plynnej a kvapalnej).

Výmena plynov v tkanivách a pľúcach. Štruktúra dýchacieho systému

Niektoré povrchovo aktívne proteíny sa podieľajú na lokálnych imunitných reakciách, ktoré sprostredkujú fagocytózu.

Pľúcna ventilácia (ventilácia dýchacích ciest) nastáva len pri inhalácii. Alveolárna ventilácia prebieha neustále, difúziou plynov pozdĺž gradientu ich parciálnych tlakov. Tento gradient možno zvýšiť 1) zvýšením rýchlosti ventilácie dýchacích ciest, 2) zrýchlením prietoku krvi kapilárami pľúcneho obehu a 3) zvýšením väzby kyslíka na hemoglobín (a zodpovedajúcim znížením napätia rozpustených látok). kyslík v krvi).

Proces, pri ktorom odkysličená krv z pľúcnych tepien prechádza pľúcami a okysličuje sa tzv. perfúzia. Prívod krvi do pľúc vykonávané z dvoch zdrojov - pľúcne tepny pľúcneho kmeňa, počnúc pravou komorou (pľúcny obeh) a bronchiálne tepny (vetvy hrudnej aorty, systémový obeh). Pľúcne tepny obsahujú odkysličenú venóznu krv, ich vetvy nasledujú po vetvách dýchacích ciest a rozpadajú sa na kapiláry interalveolárnych sept. Po výmene plynov sa krv zhromažďuje v bazéne pľúcnych žíl. Bronchiálne tepny obsahujú okysličenú krv a zásobujú krvou predovšetkým dýchacie cesty.

Venózna krv prúdi do povodia pľúcnej žily a v oveľa menšej miere do azygos žily.

Pľúca– najobjemnejší vnútorný orgán naše telo. V niektorých ohľadoch sú veľmi podobné drevu (takto sa nazýva toto oddelenie - bronchiálny strom), ovešaný ovocnými bublinkami (alveolami). Je známe, že pľúca obsahujú takmer 700 miliónov alveol. A to je funkčne opodstatnené - hrajú hlavnú úlohu pri výmene vzduchu. Steny alveol sú také elastické, že sa pri nádychu môžu niekoľkokrát natiahnuť. Ak porovnáme povrch alveol a kože, otvorí sa úžasný fakt: Napriek svojej zdanlivej kompaktnosti sú alveoly desaťkrát väčšie ako pokožka.

Pľúca sú veľkými pracovníkmi nášho tela. Sú v neustálom pohybe, niekedy sa sťahujú, niekedy naťahujú. Toto sa deje vo dne iv noci proti nášmu želaniu. Tento proces však nemožno nazvať úplne automatickým. Je to skôr poloautomatický. Môžeme zámerne zadržať dych alebo ho prinútiť. Dýchanie je jednou z najdôležitejších funkcií tela. Bolo by vhodné pripomenúť, že vzduch je zmes plynov: kyslík (21 %), dusík (asi 78 %), oxid uhličitý (asi 0,03 %). Okrem toho obsahuje inertné plyny a vodnú paru.

Z hodín biológie si mnohí zrejme pamätajú pokus s vápennou vodou. Ak vydýchnete slamkou do čistej vápennej vody, zakalí sa. To je nezvratný dôkaz, že vzduch po výdychu obsahuje oveľa viac oxidu uhličitého: asi 4%. Množstvo kyslíka naopak klesá a dosahuje 14 %.

Čo riadi pľúca alebo dýchací mechanizmus

Mechanizmus výmeny plynov v pľúcach je veľmi zaujímavý proces. Samotné pľúca sa bez svalovej práce nenatiahnu ani nestiahnu. Pri pľúcnom dýchaní sú zapojené medzirebrové svaly a bránica (špeciálny plochý sval na hranici hrudnej a brušnej dutiny). Keď sa bránica zmrští, tlak v pľúcach sa zníži a do orgánu prirodzene prúdi vzduch. Výdych prebieha pasívne: samotné elastické pľúca vytláčajú vzduch von. Aj keď niekedy sa svaly môžu stiahnuť pri výdychu. Stáva sa to pri aktívnom dýchaní.

Celý proces je pod kontrolou mozgu. Medulla oblongata má špeciálne centrum na reguláciu dýchania. Reaguje na prítomnosť oxidu uhličitého v krvi. Akonáhle sa zmenší, centrum vyšle signál do bránice pozdĺž nervových dráh. Nastáva proces kontrakcie a dochádza k inhalácii. Ak dôjde k poškodeniu dýchacieho centra, pľúca pacienta sa ventilujú umelo.

Ako prebieha výmena plynov v pľúcach?

Hlavnou úlohou pľúc nie je len prepravovať vzduch, ale aj vykonávať proces výmeny plynov. V pľúcach sa mení zloženie vdychovaného vzduchu. A tu hlavná úloha patrí obehovému systému. Aký je obehový systém nášho tela? Možno si ju predstaviť ako veľkú rieku s prítokmi malých riek, do ktorých sa vlievajú potoky. Sú to kapilárne prúdy, ktoré prenikajú do všetkých alveol.

Kyslík vstupujúci do alveol preniká stenami kapilár. Stáva sa to preto, že krv a vzduch obsiahnuté v alveolách majú rozdielne tlaky. Venózna krv má nižší tlak ako alveolárny vzduch. Preto sa kyslík z alveol ponáhľa do kapilár. Tlak oxidu uhličitého je v alveolách nižší ako v krvi. Z tohto dôvodu je oxid uhličitý nasmerovaný z venóznej krvi do lúmenu alveol.

V krvi sú špeciálne bunky – červené krvinky – obsahujúce bielkovinu hemoglobín. Kyslík sa viaže na hemoglobín a v tejto forme sa šíri po celom tele. Krv obohatená kyslíkom sa nazýva arteriálna.

8.2. Mechanizmus vonkajšieho dýchania a výmeny plynov v pľúcach

A potom cez „riečne prúdy“ sa krv spolu s kyslíkom dodáva do všetkých buniek tela. V bunkách vydáva kyslík a prijíma oxid uhličitý, odpadový produkt. A začína to spätný proces: tkanivové kapiláry – žily – srdce – pľúca. V pľúcach sa krv obohatená oxidom uhličitým (venózna) vracia do alveol a spolu so zvyšným vzduchom je vytláčaná von. Oxid uhličitý, podobne ako kyslík, je transportovaný hemoglobínom.

V alveolách teda dochádza k dvojitej výmene plynov. Celý tento proces prebieha rýchlosťou blesku vďaka veľkému povrchu alveol.

Nerespiračné funkcie pľúc

Dôležitosť pľúc určuje nielen dýchanie. Medzi ďalšie funkcie tohto tela patria:

• mechanická ochrana: sterilný vzduch vstupuje do alveol;
• imunitná ochrana: krv obsahuje protilátky proti rôznym patogénnym faktorom;
• čistenie: krv odstraňuje plynné toxické látky z tela;
• podpora acidobázickej rovnováhy krvi;
• čistenie krvi z malých krvných zrazenín.

Ale bez ohľadu na to, aké dôležité sa môžu zdať, hlavnou úlohou pľúc je dýchanie.

Výmena plynov v pľúcach a tkanivách.

Výmena plynov v pľúcach vzniká v dôsledku difúzie plynov cez tenké epitelové steny alveol a kapilár. Obsah kyslíka v alveolárnom vzduchu je oveľa vyšší ako vo venóznej krvi kapilár a obsah oxidu uhličitého je nižší. V dôsledku toho je parciálny tlak kyslíka v alveolárnom vzduchu 100-110 mm Hg. Art., a v pľúcnych kapilárach - 40 mm Hg. čl. Parciálny tlak oxidu uhličitého je naopak vyšší vo venóznej krvi (46 mm Hg) ako v alveolárnom vzduchu (40 mm Hg.

Hlavnou funkciou pľúc je výmena plynov.

čl.). V dôsledku rozdielov v parciálnom tlaku plynov bude kyslík z alveolárneho vzduchu difundovať do pomaly prúdiacej krvi kapilár alveol a oxid uhličitý bude difundovať opačným smerom. Molekuly kyslíka vstupujúce do krvi interagujú s hemoglobínom červených krviniek a vo forme tvoril oxyhemoglobín prenesené do tkanív.

Výmena plynov v tkanivách sa vykonáva podľa podobného princípu. V dôsledku oxidačných procesov v bunkách tkanív a orgánov je koncentrácia kyslíka nižšia a koncentrácia oxidu uhličitého vyššia ako v arteriálnej krvi. Preto kyslík z arteriálnej krvi difunduje do tkanivového moku az neho do buniek. Pohyb oxidu uhličitého nastáva v opačnom smere. Výsledkom je, že arteriálna krv bohatá na kyslík sa zmení na venóznu, obohatenú oxidom uhličitým.

teda hnacia sila výmena plynov je rozdiel v obsahu a v dôsledku toho aj v parciálnom tlaku plynov v tkanivových bunkách a kapilárach.

Nervová a humorálna regulácia dýchania.

Dýchanie je regulované dýchacie centrum, nachádza sa v medulla oblongata. Predstavuje ho centrum nádychu a centrum výdychu. Nervové impulzy vznikajúce v týchto centrách striedavo, podľa klesajúce cesty dosahujú motorické bránicové a medzirebrové nervy, ktoré riadia pohyby zodpovedajúcich dýchacích svalov. Informácie o stave dýchacieho systému nervových centier získané z mnohých mechano- a chemoreceptorov umiestnených v pľúcach, dýchacích cestách a dýchacích svaloch.

Zmena dýchania nastáva reflexne. Mení sa stimuláciou bolesti, podráždením brušných orgánov, receptorov krvných ciev, kože a receptorov dýchacích ciest. Pri vdychovaní pár amoniaku sa napríklad podráždia receptory sliznice nosohltanu, čo vedie k reflexnému zadržaniu dychu. Toto dôležité zariadenie zabraňujúce prenikaniu toxických a dráždivých látok do pľúc.

Osobitný význam pri regulácii dýchania majú impulzy vychádzajúce z receptorov dýchacích svalov a z receptorov samotných pľúc. Od nich do značnej miery závisí hĺbka nádychu a výdychu. Stáva sa to takto: keď sa nadýchnete, keď sa pľúca natiahnu, sú receptory v ich stenách podráždené. Impulzy z pľúcnych receptorov pozdĺž dostredivých vlákien sa dostanú do dýchacieho centra, inhibujú centrum inhalácie a vzrušujú centrum výdychu. V dôsledku toho sa dýchacie svaly uvoľňujú, hrudník klesá, bránica má tvar kupoly, objem hrudníka sa zmenšuje a dochádza k výdychu. Preto hovoria, že inhalácia reflexne spôsobuje výdych. Výdych zasa reflexne stimuluje nádych.

Mozgová kôra sa podieľa na regulácii dýchania a zabezpečuje čo najjemnejšie prispôsobenie dýchania potrebám organizmu v súvislosti so zmenami podmienok prostredia a životných funkcií organizmu.

Tu sú príklady vplyvu mozgovej kôry na dýchanie. Človek môže na chvíľu zadržať dych a ľubovoľne meniť rytmus a hĺbku. dýchacie pohyby. Vplyvy mozgovej kôry vysvetľujú predštartové zmeny v dýchaní u športovcov - výrazné prehĺbenie a zvýšené dýchanie pred štartom súťaže. Je možné vyvinúť podmienené dýchacie reflexy. Ak do vdychovaného vzduchu pridáte asi 5-7% oxidu uhličitého, ktorý v takejto koncentrácii zrýchľuje dýchanie a vdychovanie sprevádzate zvukom metronómu alebo zvončeka, potom po niekoľkých kombináciách zvonček alebo zvuk metronómu sám spôsobí zvýšené dýchanie.

Ochranné dýchacie reflexy – kýchanie a kašeľ – pomáhajú odstraňovať cudzie častice, prebytočný hlien a pod., ktoré sa dostali do dýchacieho traktu.

Humorálna regulácia dýchania spočíva v tom, že zvýšenie oxidu uhličitého v krvi zvyšuje excitabilitu inspiračného centra v dôsledku príjmu nervových impulzov z chemoreceptorov umiestnených vo veľkých arteriálnych cievach a mozgovom kmeni.

Teraz sa zistilo, že oxid uhličitý nemá len priamy stimulačný účinok na dýchacie centrum. Hromadenie oxidu uhličitého v krvi dráždi receptory v krvných cievach, ktoré vedú krv do hlavy ( krčných tepien) a reflexne excituje dýchacie centrum. Podobne pôsobia aj iné kyslé produkty vstupujúce do krvi, napríklad kyselina mliečna, ktorej obsah v krvi sa zvyšuje počas svalová práca. Kyseliny zvyšujú koncentráciu vodíkových iónov v krvi, čo spôsobuje stimuláciu dýchacieho centra.

Respiračná hygiena.

Dýchacie orgány sú vstupnou bránou pre vstup patogénov, prachu a iných látok do ľudského tela. Značná časť malých častíc a baktérií sa usadzuje na sliznici horných dýchacích ciest a odstraňuje sa z tela pomocou riasinkového epitelu. Niektoré mikroorganizmy sa stále dostávajú do dýchacích ciest a pľúc a môžu spôsobiť rôzne ochorenia (angína, chrípka, tuberkulóza a pod.). Pre prevenciu ochorení dýchacích ciest je potrebné pravidelne vetrať obytné priestory, udržiavať ich v čistote, dlhé prechádzky na čerstvom vzduchu, vyhýbať sa návštevám preplnených miest, najmä v období epidémií respiračných ochorení.

Fajčenie tabakových výrobkov spôsobuje veľké škody dýchacím orgánom - samotnému fajčiarovi aj ostatným (pasívne fajčenie jedovaté látky z tabakového dymu). rôzne choroby(bronchitída, tuberkulóza, astma, rakovina pľúc atď.).

Tuberkulóza - odvtedy známa infekcia staroveku a nazývaný „konzum“, keďže tí, čo ochoreli, pred našimi očami uschli a uschli. Toto ochorenie je chronická infekcia určitý typ baktérie (Mycobacterium tuberculosis), ktorá zvyčajne postihuje pľúca. Infekcia tuberkulózy sa neprenáša tak ľahko ako iné infekcie dýchacích ciest, pretože si vyžaduje opakované a dlhodobá expozíciačastice uvoľnené, keď pacient kašle alebo kýcha. Významným rizikovým faktorom je pobyt v preplnených miestnostiach so zlými hygienickými podmienkami a častým kontaktom s pacientmi s tuberkulózou.

Tuberkulózne mykobaktérie majú vo vonkajšom prostredí výraznú rezistenciu. Na tmavom mieste v spúte môžu zostať životaschopné mnoho mesiacov. Pod vplyvom prím slnečné lúče mykobaktérie zahynú v priebehu niekoľkých hodín. Sú citlivé na vysoká teplota, aktivované roztoky chloramínu, bielidlo. Ako liečiť ľudové prostriedky pozri tu chorobu.

Infekcia má dve štádiá. Baktérie najskôr putujú do pľúc, kde väčšinu z nich zničí imunitný systém. Baktérie, ktoré nie sú zničené, zachytí imunitný systém do tvrdých kapsúl nazývaných tuberkulózy, ktoré sa skladajú z mnohých rôzne bunky. Baktérie tuberkulóza nemôže spôsobiť poškodenie alebo symptómy v tuberkulózach a u mnohých ľudí sa choroba nikdy nerozvinie. Len malá časť (asi 10 percent) nakazených prejde do druhého, aktívneho štádia ochorenia.

Aktívne štádium ochorenia začína, keď baktérie opúšťajú tuberkulózy a infikujú iné oblasti pľúc. Baktérie sa môžu dostať aj do krvného obehu a lymfatický systém a šíri sa po celom tele. U niektorých ľudí sa aktívne štádium vyskytuje niekoľko týždňov po počiatočnej infekcii, ale vo väčšine prípadov druhé štádium začína až o niekoľko rokov alebo desaťročí neskôr. Faktory ako starnutie, oslabený imunitný systém a zlá výživa zvyšujú riziko šírenia baktérií za tuberkulózy. Najčastejšie s aktívnou tuberkulózou sú baktérie zničené pľúcne tkanivo a veľmi sťažujú dýchanie, ale choroba môže postihnúť aj iné časti tela vrátane mozgu, Lymfatické uzliny, obličky a gastrointestinálny trakt. Ak sa tuberkulóza nelieči, môže byť smrteľná.

Ochorenie sa niekedy nazýva biely mor kvôli popolavej pleti svojich obetí. Tuberkulóza je celosvetovo hlavnou príčinou úmrtí, a to aj napriek vývoju účinnej liečby

drogy.

Zdrojom infekcie je chorý človek, choré domáce zvieratá a vtáky. Najnebezpečnejší pacienti otvorený formulár pľúcna tuberkulóza, uvoľňovanie patogénov so spútom, kvapkami hlienu pri kašli, rozprávaní atď. Pacienti s tuberkulóznymi léziami čriev, urogenitálneho traktu a iných vnútorných orgánov sú epidemiologicky menej nebezpeční.

Medzi domácimi miláčikmi najvyššia hodnota ako zdroj nákazy má veľký dobytka, ktorý vylučuje patogény do mlieka, a ošípané.

Cesty prenosu infekcie sú rôzne. Častejšie dochádza k infekcii kvapkaním cez spútum a sliny vylučované pacientom pri kašli, rozprávaní, kýchaní, ako aj cez polietavý prach.

Dôležitú úlohu zohráva kontakt a šírenie infekcie v domácnosti, a to priamo od pacienta (ruky zafarbené spúta) a prostredníctvom rôznych predmetov pre domácnosť kontaminovaných spúta. Potravinové výrobky môžu byť kontaminované osobou s tuberkulózou; Okrem toho sa infekcia môže preniesť zo zvierat s tuberkulózou prostredníctvom ich mlieka, mliečnych výrobkov a mäsa.

Náchylnosť na tuberkulózu je absolútna. Prietok infekčný proces závisí od stavu organizmu a jeho odolnosti, výživy, životného prostredia, pracovných podmienok a pod.

Prednáška č.4

v odbore „Základy anatómie, fyziológie a patológie“

pre robotnícku profesiu "junior" zdravotná sestra pre starostlivosť o pacienta"

Kurz: 1. ročník: 2015-2016

"Dýchací systém"

Cvičenie: viesť slovník.

Dych– súbor procesov, ktoré zabezpečujú vstup kyslíka do tela, odvod oxidu uhličitého a využitie kyslíka bunkami a tkanivami na oxidáciu látok s uvoľnením energie v nich obsiahnutej, potrebnej pre život. Zlatý klinec tri stupne dýchania:

1) vonkajšie (pľúcne) dýchanie - proces výmeny plynov medzi pľúcami a atmosférou;

2) transport plynov krvou - kyslík z pľúc do tkanív a oxid uhličitý z tkanív do pľúc na odstránenie z tela;

3) tkanivové dýchanie – výmena plynov v tkanivách: na syntézu ATP sa využíva kyslík, vzniká oxid uhličitý a voda.

Štruktúra a funkcie dýchacích orgánov

Dýchacie (vzduchové) cesty sú vzájomne prepojené dutiny a trubice, ktorými sa vzduch z prostredia dostáva do pľúc. Existujú horné a dolné dýchacie cesty.

Začína sa horné dýchacie cesty nosová dutina . Sliznica obsahuje veľa krvných ciev, vďaka čomu sa vzduch ohrieva a zvlhčuje. Ciliárny epitel ho čistí od prachových častíc. Baktericídne látky a leukocyty ničia baktérie. Ďalej vstupuje vzduch hrdla , potom dovnútra hrtanu , kde začínajú dolné dýchacie cesty. Špeciálne supraglotický chrupavky(epiglottis) zakrýva vchod do hrtana pri prehĺtaní potravy.

Vzduch vstupuje z hrtana priedušnice . Na úrovni 4-5 hrudný stavec priedušnica sa rozvetvuje na dva priedušky. Priedušky sa opakovane rozvetvujú na menšie rúrky, pričom sa formujú bronchiálny strom . Najtenšie konáre - bronchioly. Vychádzajú z nich najtenšie priechody, ktorých steny tvoria výčnelky - alveoly. Alveoly sú prepletené hustou sieťou kapilár. Cez steny alveol a kapilár dochádza k výmene plynov medzi vzduchom a krvou: kyslík vstupuje do krvi z alveolárneho vzduchu a oxid uhličitý vstupuje do alveolárneho vzduchu z krvi.

Alveoly, ktoré vznikajú z jedného bronchiolu, sa nazývajú acini. Acini sa skladajú z plátky, z plátkov - segmenty, ktoré sa zhromažďujú v akcie, a laloky tvoria ľavé a pravé pľúca. Ľavé pľúca majú dva laloky, pravé pľúca majú tri laloky. Do každej pľúcnice vstupuje jedna pľúcna tepna a vystupujú dve pľúcne žily.

Vonkajšia strana pľúc je pokrytá pľúcna pleura . Steny hrudnej dutiny sú pokryté parietálnej pleury. Medzi dvoma vrstvami pleury je malý štrbinovitý priestor - pleurálna dutina. Obsahuje pleurálna tekutina, zníženie trenia medzi vrstvami pohrudnice pri dýchacích pohyboch. Tlak v pleurálnej dutine je nižší ako atmosférický. V pleurálnej dutine nie je vzduch, ktorý je potrebný na vonkajšie dýchanie.

Mediastinum- komplex orgánov umiestnených medzi ľavou a pravou pleurálnou dutinou. Hranice mediastína: vpredu - hrudná kosť, vzadu - hrudnej oblasti chrbtica, nad - horný otvor hrudníka, pod - bránica. Existujú horné a dolné S. Orgány mediastína sú nezávislé.

Elastické pásy sú natiahnuté cez hrtan hlasivky. Medzi nimi je hlasivková štrbina. Keď sú väzy napäté, vydychovaný vzduch ich rozochvie, čo spôsobí zvukové vibrácie. Počas dýchania sa hlasivky pri vytváraní zvuku široko od seba vzďaľujú, takmer úplne sa uzavrú.

Ľudský rečový aparát

Pozostáva z pohyblivých a pevných častí. Medzi pohyblivé časti patria pery, jazyk, spodná čeľusť, velum s malým jazýčkom a medzi pevné časti horná čeľusť, zuby a ich alveoly. Výslovnosť môže byť normálna, teda jasná a jasná, alebo narušená, keď existuje množstvo odchýlok od normy.

DÝCHACÍ MECHANIZMUS. VITÁLNA KAPACITA PĽÚC

Dýchacie pohyby poskytujú nádych a výdych. Pri nádychu sa medzirebrové svaly sťahujú, zdvíhajú rebrá a bránica sa posúva smerom k brušnej dutine a stáva sa plochejšou. Objem hrudnej dutiny sa zvyšuje. Keďže tlak v hrudnej dutine je nižší ako atmosférický tlak, pri zväčšovaní jej objemu sa rozťahujú aj pľúca. Tlak v nich je tiež nižší ako atmosférický tlak a vzduch z prostredia sa ponáhľa do pľúc.

Keď je potrebné hlboké dýchanie, sťahujú sa aj svaly trupu a ramenného pletenca. Výdych je pasívny: medzirebrové svaly sa uvoľňujú, rebrá klesajú, bránica stúpa, objem hrudnej dutiny a pľúc sa zmenšuje. Tlak v pľúcach je vyšší ako atmosférický tlak a vzduch z nich odchádza. S hlbokým výdychom, dodatočnou kontrakciou medzirebrových a brušné svaly a objem výdychu sa zvyšuje.

Druhy vonkajšieho dýchania sa líšia pre ženy a mužov. U mužov brušný typ dýchanie - dýchajú hlavne v dôsledku kontrakcie bránice; u žien hrudné - dýchajú v dôsledku kontrakcie medzirebrových svalov.

Vitálna kapacita pľúca(VC) – maximálny možný výdych po maximálnom možnom nádychu. Priemerná hodnota vitálnej kapacity je 3500 cm 3 a silne závisí od veku, pohlavia a trénovanosti. Od narodenia sa tento údaj zvyšuje približne 45-krát a u trénovaného človeka môže dosiahnuť viac ako 5000 cm 3 .

Objemy pľúc.

V pokoji človek vdýchne a vydýchne asi 500 cm 3 vzduchu - dychový objem . Meria sa pomocou prístroja - spirometer.

Po pokojnom nádychu môžete vdýchnuť približne ďalších 1500 cm 3 vzduchu a po pokojnom výdychu vydýchnete ďalších 1500 cm 3 vzduchu. Toto rezervné objemy nádych a výdych . Aj po najhlbšom výdychu zostáva v pľúcach asi 1000 cm 3 vzduchu, ktorý je potrebný na to, aby alveoly neskolabovali - zvyškový objem .

Výmena plynov v pľúcach a tkanivách iných orgánov

V medzibunkovej tekutine a v bunkách je podstatne menej kyslíka ako v krvi prenášanej cievami veľký kruh krvný obeh z ľavej srdcovej komory. Hemoglobín uvoľňuje kyslík, ktorý vstupuje do tkanivovej tekutiny obklopujúcej krvné kapiláry a potom vstupuje do buniek. V bunkách sa kyslík využíva na oxidáciu Organické zlúčeniny, čo vedie k uvoľňovaniu energie a tvorbe oxidu uhličitého. Plyn prechádza z buniek do medzibunkovej tekutiny a potom cez steny kapilár do krvi. Prostredníctvom krvného obehu sa oxid uhličitý transportuje do pľúc a odstraňuje sa z tela.

S intenzívnou aktivitou sa zvyšuje frekvencia a hĺbka dýchania, srdcová frekvencia a srdcový výdaj sa stávajú častejšími.

REGULÁCIA DÝCHANIA

Zabezpečuje koordinovanú prácu svalov zodpovedných za rytmické striedanie nádychov a výdychov v súlade s energetickými potrebami organizmu.

Vykonávané humorálnymi a nervovými mechanizmami.

Nervová regulácia vykonávané vďaka dýchaciemu centru umiestnenému v mozgu.

Dýchacie centrum je v stave neustálej činnosti a má automatiku: rytmicky v ňom vznikajú excitačné impulzy, ktoré sa prenášajú pozdĺž nervov do svalov, ktoré zabezpečujú dýchacie pohyby. Dýchacie centrum je excitované približne 15-krát za minútu, čo zodpovedá priemernej frekvencii dýchacích pohybov v pokoji.

Osoba je schopná dobrovoľne zadržať, spomaliť alebo zrýchliť dýchanie, zmeniť jeho hĺbku, pretože činnosť dýchacieho centra medulla oblongata kontrolované vyššie oddelenia mozog.

Činnosť dýchacieho centra ovplyvňuje množstvo látok, ktoré pôsobia humorné. Steny mnohých krvných ciev obsahujú receptory, ktoré reagujú na obsah oxidu uhličitého v krvi. Z nich nasledujú impulzy do dýchacieho centra, čo spôsobuje zvýšené dýchanie. Počas fyzického a emocionálneho stresu sa rýchlosť dýchania prudko zvyšuje, aby sa uspokojili zvýšené potreby tela na kyslík a odstránilo sa zvýšené množstvo oxidu uhličitého.

Výmena plynov v pľúcach.

V pľúcach dochádza k výmene plynov medzi vdychovaným a alveolárnym vzduchom.

Dusík sa nezúčastňuje dýchania, ale obsah dusíka sa zvyšuje, keď sa vzduch v pľúcach zvlhčuje a zvyšuje sa obsah vodnej pary. K výmene plynov medzi zmesami plynov dochádza v dôsledku rozdielu v parciálnych tlakoch plynu. Celkový tlak plynnej zmesi sa riadi Daltonov zákon -

Celkový tlak zmesi plynov sa rovná súčtu parciálnych tlakov jej zložiek.

Ak je zmes plynov vo vnútri atmosferický tlak, potom bude podiel kyslíka

V ďalšom štádiu dochádza k výmene plynov medzi alveolárnym vzduchom a krvnými plynmi (venózna krv približujúca sa k pľúcam môže byť fyzicky rozpustená alebo s niečím spojená). Rozpúšťanie plynov závisí od zloženia kvapaliny, od objemu a tlaku plynov nad kvapalinou, od teploty a od povahy samotného plynu, ktorý sa rozpúšťa. Koeficient rozpustnosti ukazuje, koľko plynu sa môže rozpustiť v 1 ml. kvapalina pri T=0 a tlaku plynu nad kvapalinou 760 mm. Čiastočné napätie plynu v kvapaline. Vytvárajú ho rozpustené formy a nie chemické zlúčeniny daného plynu. Množstvo rozpusteného kyslíka v žilovej krvi = 0,3 ml na 100 ml krvi. Oxid uhličitý = 2,5 ml na 100 ml krvi. Zvyšok obsahu je v iných formách – kyslík – oxyhemoglobín, oxid uhličitý – kyselina uhličitá, jej soli hydrogénuhličitan sodný a draselný a vo forme karbohemoglobínu. Na úrovni alveol sa vytvárajú podmienky, za ktorých plynný kyslík v dôsledku tlakového rozdielu vytlačí oxid uhličitý. Hlavným dôvodom pohybu kyslíka a oxidu uhličitého je rozdiel v parciálnych tlakoch.

V tomto prípade plyny prechádzajú vzduch-krvná bariéra, ktorý oddeľuje alveolárny vzduch od krvnej kapiláry. Zahŕňa povrchovo aktívny film, alveolárne pnumocyty, bazálnu membránu a endotel kapilár. Hrúbka tejto bariéry je asi 1 mikrón. Rýchlosť difúzie plynu sa riadi Grahamov zákon-

Rýchlosť difúzie plynu cez kvapalinu je priamo úmerná jeho rozpustnosti a nepriamo úmerná jeho hustote.

Rozpustnosť oxidu uhličitého je oveľa vyššia (20-krát) ako rozpustnosť kyslíka. 6-8 mm - tlakový rozdiel pre výmenu oxidu uhličitého

Fickov zákon (difúzia plynu)

M/t = k*A/l(p1-p2)=k*A/l*∆p

Kroghov K-pomer

A - plocha, l - hrúbka

Výmena plynu prebehne za 0,1 s.

Faktory ovplyvňujúce výmenu plynov

1. Alveolárna ventilácia
2. Perfúzia pľúc krvou
3. Difúzna kapacita pľúc je množstvo kyslíka, ktoré môže preniknúť do pľúc za 1 minútu, s rozdielom parciálneho tlaku 1 mm. Pre kyslík (20-30 ml)

Ideálny ventilačný pomer je 0,8-1 (5 litrov vzduchu a 5 litrov krvi, t.j. približne 1). Ak alveoly nie sú ventilované a zásobovanie krvou je normálne, potom sa parciálny tlak plynov v alveolárnom vzduchu nastaví na rovnaký tlak ako je napätie plynov v žilovej krvi (40 - pre kyslík 40-46 - pre oxid uhličitý) Pomer ventilácie k perfúzii = 0. Ak sa ventilácia vykonáva nepracujú alveoly, ale kŕmia sa krvou. Pomer smeruje k nekonečnu, parciálny tlak v alveolárnom vzduchu bude prakticky zodpovedať parciálnemu tlaku atmosférického vzduchu. Ak je pomer ventilácie k perfúzii 0,6, znamená to nedostatočnú ventiláciu vzhľadom na prietok krvi, a teda nízky obsah kyslíka v arteriálnej krvi. Vysoký pomer ventilácie a perfúzie (napríklad 8) je nadmerná ventilácia vo vzťahu k prietoku krvi a obsah kyslíka v arteriálnej krvi je normálny. Hyperventilácia niektorých oblastí nemôže kompenzovať hypoventiláciu iných.

Tkanivá absorbujú 6 objemových percent kyslíka - arterio-venózny rozdiel ( normálne 6-8 )

O2 - 0,3 obj.%CO2 – 2,5 % obj.

Zvyšok je v chemicky viazanej forme. Pre kyslík - oxyhemoglobín, ktorý vzniká pri okysličovaní (nemení oxidačný stav železa) molekuly hemoglobínu.

Pri vysokom parciálnom tlaku sa hemoglobín viaže na kyslík a pri nízkom parciálnom tlaku sa uvoľňuje. Závislosť tvorby oxyhemoglobínu od parciálneho tlaku je krivka s nepriamou závislosťou. Disociačná krivka má tvar S

Nabíjacie napätie - zodpovedá 95% obsahu oxyhemoglobínu (95% sa dosiahne pri 80 mmHg)

Vybíjacie napätie - zníženie na 50%. P50 = 26-27 mmHg

P O2 od 20 do 40 - zodpovedá deoxygenácii, napätiu O2 v tkanivách

Na 1 g hemoglobínu sa viaže 1,34 ml kyslíka.

Hlavný faktor, ktorý prispeje k napojeniu kyslíka na hemoglobín, napätie kyslíka, množstvo ďalších ovplyvní priebeh disociačnej krivky - pomocné faktory-

Zníženie pH krvi – posun krivky doprava

Nárast teploty - doprava

Nárast 2,3DFG tiež posúva krivku doprava

Doprava sa posúva aj nárast CO2

Fyziologicky je to veľmi užitočné. Zmena týchto indikátorov v opačnom smere posúva krivku smerom k tvorbe väčšieho množstva oxyhemoglobínu. To spôsobí rozdiel v pľúcach. Disociačná krivka závisí od formy hemoglobínu. Hemoglobín F má vysokú afinitu ku kyslíku. To umožňuje plodu prijímať veľké množstvo kyslíka.

Čo sa deje v kapilárach systémového obehu.

V bunkách prebieha oxidačný proces, ktorý končí absorpciou kyslíka a uvoľňovaním oxidu uhličitého a vody. Sú tam všetky podmienky (parciálny tlak), aby oxid uhličitý prúdil z buniek do plazmy (v nej sa rozpúšťa do 2,5%, ale to je limit, ďalej sa rozpúšťať nemôže). Oxid uhličitý vstupuje do červených krviniek. Oxid uhličitý a voda sa spájajú prostredníctvom anhydridu kyseliny uhličitej za vzniku kyseliny uhličitej. V erytrocytoch sa tvorí kyselina uhličitá, ktorá sa disociuje na anión HCO3 a anión vodíka. Dochádza k akumulácii aniónov. Ich koncentrácia bude väčšia ako v plazme. Anión HCO3 vstúpi do plazmy v dôsledku rozdielu v koncentrácii. Krvná plazma obsahuje viac sodíka, ktorý sa vždy nachádza spolu s chlórom. Uvoľňovanie aniónov zvyšuje záporné náboje - vytvára sa elektrochemický gradient, ktorý núti chlór z plazmy ísť do erytrocytu. V kapilárach veľkého kruhu dôjde k dočasnému oddeleniu Na a Cl. Vstúpi Na nové pripojenie HCO3 má za následok tvorbu hydrogénuhličitanu sodného, ​​ale v plazme vzniká forma transportu oxidu uhličitého.

S kyslíkom. Jeho obsah v bunkách je nízky – oxyhemoglobín sa rozkladá na kyslík a redukovaný hemoglobín, ktorý má menej výrazné kyslé vlastnosti.

KHbO2 + H2CO3 = KHCO3 + HHb + O2/ Hemoglobín plní tlmiace vlastnosti, zabraňuje posunu na kyslú stranu a uvoľňuje sa aj kyslík.

Červené krvinky produkujú hydrogénuhličitan draselný, čo je forma transportu kyslíka.

Oxid uhličitý sa môže viazať priamo na hemoglobín - na bielkovinovú časť (NH2), vzniká karbonínová väzba - R-NH2 + CO2 = R-NHCOOH.

Vznikajú všetky formy transportu oxidu uhličitého – rozpustená forma (2,5 %), soli kyseliny uhličitej a samotná kyselina uhličitá. Tvoria 60-70% transportu CO2, 10-15% vo forme karbhemoglobínu. Krv sa tak premení na žilovú krv a potom musí putovať do pľúc, kde prebehnú procesy výmeny plynov v pľúcach. Úlohou pľúc je prijímať kyslík a rozdávať oxid uhličitý.

V pľúcach kyslík z alveolárneho vzduchu prechádza cez aeregometickú bariéru do plazmy a do alveocytu. Kyslík sa viaže na hemoglobín, t.j. KHCO3 + HHb + O2 = KHbO2 + H2CO3. Kyselina uhličitá sa pri nízkom napätí CO2 rozkladá na vodu a oxid uhličitý pomocou anhydridu kyseliny uhličitej. Oxid uhličitý opúšťa erytrocyt a prechádza do alveolárneho vzduchu, a preto koncentrácia aniónu HCO3 v erytrocytoch klesá. Anión HCO3 opúšťa plazmu a vstupuje do červených krviniek. Vo vnútri červených krviniek je viac záporných iónov a chlór sa vracia na sodík.

Karbonínová väzba sa rozpadá. Oxid uhličitý sa uvoľňuje z hemoglobínu a oxid uhličitý prechádza do plazmy a alveolárneho vzduchu. Zničenie foriem transportu oxidu uhličitého. Potom sa všetky procesy znova zopakujú.

Regulácia dýchania

Regulácia dýchania sa chápe ako kombinácia nervovej a humorálne mechanizmy, zabezpečujúci rytmickú a koordinovanú prácu dýchacích svalov, ktorá zabezpečuje dostatočnú spotrebu kyslíka a odvod oxidu uhličitého. To sa dá dosiahnuť zmenou fungovania dýchacích svalov. Nervový systém podieľa sa na regulácii dýchania. To sa prejavuje na jednej strane automatickou reguláciou dýchania (funkcia centier mozgového kmeňa). Zároveň dochádza k dobrovoľnej regulácii dýchania, ktorá závisí od funkcie mozgovej kôry. Oblasti centrálneho nervového systému, ktoré sú spojené s reguláciou respiračných funkcií, sa nazývajú dýchacie centrá. Súčasne sa na rôznych úrovniach pozoruje zhluk neurónov zapojených do regulácie dýchania, kôra, hypotalamus, mostík, predĺžená miecha a miecha. Význam jednotlivých oblastí nebude rovnaký. Motorické neuróny miecha- sú to 3-5 cervikálnych segmentov, ktoré inervujú bránicu a horných 6 hrudných segmentov, ktoré inervujú medzirebrové nohy. Pôjde o robotnícke alebo segmentové centrá. Priamo prenášajú signál na kontrakciu dýchacích svalov. Centrá miechy nemôžu pracovať samostatne (bez vplyvu). Po poškodení vyšších sa dýchanie zastaví. Automatická regulácia dýchania je spojená s funkciou vitálneho centra, ktoré sa nachádza v medulla oblongata. Vzhľadom na predĺženú miechu sú tam 2 centrá - regulácia dýchania a krvného obehu. Stred predĺženej miechy zabezpečuje automatickú reguláciu dýchania a dýchacie centrum predĺženej miechy.

Legallois 1812, Flourens 1842, Mislavsky 1885 - podrobná štúdia dýchacích centier medulla oblongata. Dýchacie centrum zahŕňa mediálny úsek retikulárnej formácie medulla oblongata, ktorý sa nachádza na oboch stranách línie a proximálne zodpovedá výstupu hypoglossálneho nervu a kaudálne dosahuje odliv a pyramídy. Dýchacie centrum je párová formácia. Existujú neuróny, ktoré sú zodpovedné za nádych a neuróny, ktoré sú zodpovedné za výdych – výdychový úsek. Teraz sa zistilo, že generovanie centrálneho rytmu dýchania je spojené s interakciou 6 skupín neurónov, ktoré sú lokalizované v 2 jadrá - dorzálne dýchacie jadro, susedí s jadrom osamelého traktu. Osamelý trakt dostáva impulzy z 9. a 10. páru hlavových nervov. Dorzálne respiračné jadro obsahuje hlavne inspiračné a dorzálne neuróny. Dýchacie jadro, keď je vzrušené, vysiela prúd impulzov do bránicových nervov. Ventrálne dýchacie jadro obsahuje 4 jadrá. Najviac kaudálne je retroambigulárne jadro pozostávajúce z výdychových neurónov. Do tejto skupiny patrí aj dvojité jadro, ktoré reguluje relaxáciu hltana, hrtana a jazyka, paraambigulárne jadro 3e zaberá prednejšie úseky a leží rovnobežne s dvojitým jadrom a obsahuje inspiračné neuróny a respiračný neurón. Bötzingerov komplex 4. neurónu, ktorý sa podieľa na výdychu. V týchto jadrách je 6 skupín neurónov -

1. skoré inšpiratívne
2. neuróny zvyšujúce inšpiráciu
3. neskoré inspiračné, vrátane interneurónu
4. skorý výdych
5. neuróny zvyšujúce výdych
6. neskoré exspiračné neuróny (predinspiračné)

3 fázy dýchacieho cyklu - inspiračná fáza, poinspiračná fáza alebo prvá výdychová fáza, 2. výdychová fáza. V prvej fáze dochádza k inšpirácii – zvyšuje sa signál inspiračných zosilňujúcich neurónov – neuróny sú sústredené v dorzálnom respiračnom jadre. Pozdĺž zostupných dráh sa signály prenášajú do centier bránicového nervu, bránica sa sťahuje, dochádza k inhalácii,

Aby vzduch mohol prejsť do dýchacieho traktu, kontrakcie svalov spôsobujú rozšírenie hltana a hrtana. Je to spôsobené aktivitou preinspiračných neurónov. Počas inhalačného aktu sa riadia dva parametre – rýchlosť nárastu pribúdajúcich signálov neurónu a tento moment určuje trvanie aktu nádychu, druhým faktorom je dosiahnutie hraničného bodu, v ktorom sa náhle objaví inspiračný signál. mizne a to mizne do prvej výdychovej fázy, čo vedie k uvoľneniu inspiračných svalov a to bude sprevádzané pasívnym výdychom. Inspiračné neuróny sú prítomné aj vo ventrálnom dýchacom jadre a tieto neuróny riadia kontrakciu vonkajších šikmých medzirebrových svalov a pomocných inspiračných svalov, ale pri tichom dýchaní nie je potrebné tieto neuróny zapínať. Po prvej výdychovej fáze môže nastať druhá výdychová fáza spojená s aktívnym výdychom a táto fáza je spôsobená zahrnutím zosilnených výdychových neurónov, ktoré ležia v kaudálnej časti ventrálneho dýchacieho jadra a signál z týchto neurónov sa prenáša k vnútorným šikmým medzirebrovým svalom k brušným svalom – aktívny výdych. To. Na úrovni predĺženej miechy pôsobí 6 skupín respiračných neurónov, ktoré vytvárajú pomerne zložité nervové okruhy zabezpečujúce akt nádychu a výdychu, pričom aktivácia inhalačných neurónov potláča skupinu výdychových neurónov. Tieto skupiny sú v antagonistickom vzťahu. V obvodoch týchto neurónov sa našli početné transmitery, ktoré sú excitačné (glutamát, acetylchoín, látka P), inhibičné transmitery – GABA a glycín. Pred ventrálnym dýchacím jadrom je Bötzingerov komplex. V tomto komplexe sú obsiahnuté iba výdychové neuróny. Aktivácia tohto komplexu, ktorý prijíma signály primárne z tractus solitarius, má inhibičný účinok na inspiračné neuróny v jadrách dorzálneho a ventrálneho komplexu a stimuluje kaudálnu časť ventrálneho jadra výdychových neurónov. Bötzingerov komplex je určený na stimuláciu výdychovej fázy. V oblasti Varolievovho mosta sú neuróny spojené s dýchacím cyklom a nachádzajú sa v dvoch jadrách mosta - parabrachiálnom jadre a jadre Kölliker Fuze. V týchto jadrách boli nájdené neuróny spojené s aktom nádychu, výdychu a stredné neuróny. Tieto neuróny sa nazývajú pneumotoxické centrum, ale v modernej literatúry tento termín sa opúšťa a označuje sa ako respiračná skupina pontínových neurónov. Neuróny mosta sa podieľajú na regulácii aktivity neurónov v medulla oblongata, čím zabezpečujú rytmus dýchania. Toto centrum je nevyhnutné na zmenu aktu vdýchnutia od aktu výdychu a hlavná funkcia Predpokladá sa, že táto skupina potláča aktivitu inspiračných neurónov v dorzálnom respiračnom jadre. Prispievajú k zmene aktu vdychovania na výdych. Ak bola inhalácia oddelená od predĺženej miechy, potom bolo pozorované predĺženie inhalačnej fázy Dýchacie centrum predĺženej miechy má vlastnosť automatiky, t.j. Tu dochádza k samovzrušeniu neurónov a v prvom rade je automatizácia spojená s inhalačnými centrami. Vyskytujú sa u nich potenciálne výkyvy, ktoré spôsobujú samovzrušenie. Stred predĺženej miechy má okrem automatiky rytmus – zabezpečuje zmenu fáz nádychu a výdychu. Činnosťou centier medulla oblongata je vykonávať komplexnú integračnú prácu prispôsobovaním dýchania rôznym signálom z nášho tela. Bez ohľadu na to, aké zmeny v dýchaní nastanú, hlavnou úlohou je zabezpečiť kyslík a odstrániť oxid uhličitý. Činnosť centier sa mení tak pod vplyvom reflexných účinkov, ako aj z humorálnych faktorov. Regulácia respiračných funkcií je založená na princípe spätnej väzby. Reguláciou prísunu kyslíka do tela reaguje dýchacie centrum SA na obsah O2 a CO2.

na druhý výdych bez zapojenia výdychových svalov. V 3. štádiu – aktívny výdych – sa aktivujú výdychové svaly.

Frederickove skúsenosti s krížovým obehom. Na uskutočnenie tohto experimentu sme vzali 2 psov, u ktorých sa dosiahla krížová cirkulácia krvi - hlava jedného dostávala krv zo spodnej časti tela druhého (boli spojené krížom). Ak upnete tracheu prvého psa. To spôsobilo pokles kyslíka a prebytok CO2 v krvi prvého psa. Táto krv vstúpila psovi do hlavy druhýkrát. Druhý pes pociťoval dýchavičnosť (dyspnoe). Zvýšené dýchanie druhého psa zabezpečilo nasýtenie krvi kyslíkom a odstránenie oxidu uhličitého. Dýchacie centrum u prvého psa znížilo aktivitu a pozorovalo sa zastavenie dýchania (apnoe), napriek tomu, že tkanivá boli dusené. Posun v zložení plynov v krvi vedie k zmene funkcií dýchacieho centra, ale skúsenosť nedáva odpoveď - zvyčajne sa odpovedá na nedostatok kyslíka alebo nadbytok oxidu uhličitého. Ukázal to Holdenov výskum. Holden uskutočnil štúdiu zmien v dýchaní s rôznymi hladinami kyslíka a oxidu uhličitého. Tieto štúdie vykonal na ľuďoch a zistil, že pokles kyslíka vo vdychovanom vzduchu z 21 na 12 % nespôsobuje viditeľné zmeny na dychu. Zvýšenie obsahu CO2 v alveolárnom vzduchu o 0 % zvýšilo ventiláciu pľúc o 100 %. Hladina CO2 v krvi má väčší význam pri regulácii dýchacieho centra. Ďalší výskum ukázal, že všetky tieto faktory vedú k zmenám dýchania. Úroveň týchto indikátorov sa v tele monitoruje pomocou chemoreceptorov. Snímajú hladinu kyslíka a oxidu uhličitého. Chemoreceptory sa delia do 2 skupín – periférne a centrálne. Periférne chemoreceptory sa nachádzajú vo forme glomerulov v oblasti oblúka aorty a v oblasti karotického sínusu - miesta rozdelenia spoločnej karotídy na vnútornú a vonkajšiu. Tieto receptory dostávajú inerváciu - karotický glosofarynx, aortálne glomeruly - vagus. tieto glomeruly ležia na tepnách. Najintenzívnejší je prietok krvi v tkanivách glomerulov. Histologické vyšetrenie ukázalo, že glomeruly sú postavené z hlavných buniek a podporných alebo podporných buniek. Súčasne v membránach hlavných buniek existujú draslíkové kanály závislé od kyslíka, ktoré reagujú na pokles kyslíka v krvi proporcionálne; Zníženie produkcie draslíka vedie k depolarizácii membrány. V ďalšej fáze sa otvoria vápnikové kanály. Vápnik preniká do hlavných buniek, čím podporuje uvoľňovanie mediátora - dopamínu, látky P. Tieto mediátory vzrušujú nervových zakončení. Z chemoreceptorov ide signál do medulla oblongata. Nastane stimulácia, excitácia inspiračného neurónu, dýchanie bude častejšie. Tieto receptory vykazujú mimoriadnu citlivosť, keď kyslík klesne zo 60 mm na 20 mm. Periférne chemoreceptory vykazujú vysokú citlivosť na nedostatok kyslíka. Keď sú chemoreceptory vzrušené, dýchanie sa zvyšuje bez zmeny hĺbky. Sú to centrálne chemoreceptory, ktoré sa nachádzajú na ventrálnom povrchu medulla oblongata a na ventrálnom povrchu boli nájdené tri polia M, L, S Centrálne chemoreceptory vykazujú selektívnu chemosenzitivitu. K pôsobeniu protónov v cerebrospinálnej tekutiny. K nárastu protónov vodíka dochádza v dôsledku interakcie oxidu uhličitého a vody, pričom vzniká kyselina uhličitá, ktorá sa disociuje na protón vodíka a anión. Dochádza k posilneniu inspiračných aj exspiračných neurónov dýchacieho centra. Centrálne chemoreceptory sa vyznačujú pomalou, ale dlhšou excitáciou a vykazujú zvýšenú citlivosť na liečivá. Použitie morfínu ako lieku proti bolesti spôsobuje vedľajším účinkom- útlm dýchania.

Pre samoreguláciu sú veľmi viditeľné impulzy, ktoré signalizujú objem pľúc, jeho zmeny, čo zabezpečuje reguláciu frekvencie a hĺbky dýchania. Dýchacie centrum ovplyvňujú receptory svalového a šľachového aparátu hrudníka, proprioreceptory svalov a šliach hrudníka informujú o dĺžke a stupni napätia dýchacích svalov, čo je dôležité pre posúdenie práce pri dýchaní; . Dýchacie centrum prijíma informácie z iných systémov – kardiovaskulárneho, z receptorov tráviacich orgánov, teplotných a bolestivých receptorov kože, z kostrových svalov a šliach, kĺbov, t.j. dýchacie centrum dostáva veľmi pestrú škálu informácií.

Najväčší význam majú receptory dýchacieho traktu a pľúc. Obsahujú 3 skupiny mechanoreceptorov -

1. Pomalé prispôsobovanie napínacích receptorov dýchacích ciest a pľúc. Reagujú na zvýšenie objemu pľúc počas nádychu a tieto receptory sú spojené s hrubými aferentnými vláknami blúdivých nervov s rýchlosťou vedenia 14,59 m/s.
2. Druhá skupina - receptory citlivé na dráždivé vplyvy - ivitant. Sú vzrušené, keď sa objem pľúc zväčšuje alebo zmenšuje, k mechanickému podráždeniu prachovými časticami, žieravými parami. Tieto receptory sú spojené s tenšími vláknami s rýchlosťou vedenia v rozmedzí od 4 do 26 m/s. Tieto receptory môžu byť aktivované pri patológiách - pneumotorax, bronchiálna astma, stagnácia krvi v malom kruhu.
3. Skupina 3 - juxtakapilárne receptory - J. Tieto receptory sa nachádzajú v oblasti kapilár. V normálnom stave sú tieto receptory neaktívne; pľúcny edém a pri zápalové procesy. Z týchto procesov pochádzajú tenké vlákna bez buničiny skupiny s 0,5-3 m/s. V patologických stavoch sú tieto receptory zodpovedné za dýchavičnosť. Účasť mechanoreceptorov na regulácii dýchania dokázali 2 vedci – Hering a Breer. Zistilo sa, že ak sa počas inhalácie napumpuje vzduch do pľúc (pomocou injekčnej striekačky pripojenej k hlavnému bronchu), inhalácia sa zastaví a dôjde k výdychu. Je to spôsobené napínacími receptormi. Ak bol vzduch odsatý a došlo k väčšiemu pádu, potom sa zastavil výdych a bol stimulovaný akt nádychu. Účinok teda možno pozorovať pri nádychu a výdychu. Mechanoreceptory sú spojené s vagusovým nervom. Z pľúc impulzy vstupujú do medulla oblongata do osamelého traktu. To spôsobuje inhibíciu inspiračných neurónov a aktiváciu exspiračných neurónov. Tie. Nervus vagus sa podieľa na rytmickej zmene aktu nádychu na výdych. Pôsobia podobne ako dýchacia skupina pontínových neurónov. Transekcia vagusových nervov viedla k predĺženiu inšpirácie. Predĺžila sa inhalačná fáza, ktorú následne vystriedal výdych. Toto sa nazýva vagová dyspnoe. Ak sa po pretrhnutí blúdivých nervov preťal mostík, dýchanie sa počas inhalačnej fázy na dlhší čas zastavilo. Zmeny stavu krvného obehu, najmä zmeny tlaku, ovplyvňujú zmeny respiračných funkcií. So zvyšujúcim sa tlakom sa dýchanie spomaľuje. Zníženie tlaku vedie k prehĺbeniu dýchania. Tento reflex sa vyskytuje v baroreceptoroch oblúka aorty a karotického sínusu, ktoré reagujú na zmeny tlaku.
4. Negatívny tlak v interpleurálnom priestore ovplyvňuje prietok krvi do srdca. Čím väčšia hĺbka dýchania, tým väčší prietok krvi do srdca, preto bude vrhať viac krvi do kardiovaskulárneho systému a zvýši sa tlak. Reflexné zvýšenie dýchania. Ak je tlak vysoký, dýchanie je potlačené. Kožné receptory sú tiež spojené s reflexnou reguláciou dýchania. Teplý vplyv - zvýšené dýchanie, chlad - znížené dýchanie. Receptory bolesti spôsobujú zrýchlenie a dokonca zastavenie dýchania. Funkciu dýchacieho centra ovplyvňuje hypotalamus. Hypotalamus spôsobuje zmeny v reakciách správania. Hypotalamus obsahuje aj teplotné receptory. Zvýšenie telesnej teploty je sprevádzané tepelnou dýchavičnosťou. Hypotalamus ovplyvňuje centrá pons a medulla oblongata. Dýchanie reguluje aj mozgová kôra. Veľké hemisféry poskytujú jemné prispôsobenie dýchania potrebám tela a zostupné vplyvy kôry sa môžu realizovať na neurónoch miechy pozdĺž pyramídových dráh. Vôľová regulácia dýchania sa prejavuje v možnosti zmeny frekvencie a hĺbky dýchania. Človek dokáže dobrovoľne zadržať dych na 30-60 sekúnd. Podmienená reflexná zmena dýchania - účasť kôry. Keď napríklad skombinujete aktiváciu zvončeka s vdychovaním plynnej zmesi s vysokým obsahom CO2, po chvíli, keď zapnete jeden zvonček, sa dýchanie zvýši. Počas hypnózy možno navrhnúť frekvenciu dýchania. Kortikálne oblasti, ktoré sú zahrnuté, sú somatosenzorická a orbitálna kôra. Dobrovoľná regulácia dýchania nemôže zabezpečiť stálu kontrolu funkcie dýchania. Zmeny dýchania pri fyzickej práci, ktorá je spojená s vplyvom na dýchacie centrum svalov a šliach, a samotná skutočnosť práce stimuluje dýchacie práce. - reakcia založená na rozhorčení. Z dýchacích ciest máme ochranné reflexy - kašeľ a kýchanie, ako pri kašli, tak aj pri kýchaní - hlboký nádych, následne spazmus hlasiviek a zároveň stiahnutie svalov, ktoré zabezpečujú nútený výdych. Hlien a prach sú odstránené.