Regulácia dýchania nazývaný proces riadenia pľúcnej ventilácie, zameraný na udržiavanie respiračných konštánt vnútorného prostredia tela a prispôsobovanie dýchania meniacim sa podmienkam vonkajšieho a vnútorného prostredia.
V procese regulácie dýchania sa jeho frekvencia, hĺbka, minútový objem a krvný obeh prispôsobujú meniacim sa potrebám metabolizmu a realizácii niektorých ďalších telesných funkcií (reč, plač, krik, kašeľ, prehĺtanie).
Už skôr bolo poznamenané, že začiatok každého dýchacieho cyklu vykonáva inspiračná časť dýchacieho centra, ktorá posiela prúd do miechy az nej do inspiračných svalov. nervové impulzy. Frekvencia respiračných cyklov je určená frekvenciou vysielania nervových impulzov. Hĺbka dýchania alebo dychový objem je určený silou kontrakcie dýchacie svaly, ktorý závisí od počtu nervových impulzov v samostatnom rade (balíku) impulzov vyslaných dýchacím centrom na spustenie dýchacieho cyklu. Regulácia frekvencie, hĺbky dýchania a ventilácie pľúc teda v konečnom dôsledku vedie k zmenám v aktivite neurónov dýchacieho centra a jeho častí a je vykonávaná jedným z funkčných systémov tela.
Funkčný systém regulácie dýchania
Činnosť funkčného respiračného regulačného systému je zameraná na dosiahnutie konečného užitočný výsledok— udržiavanie dychových konštánt vnútorného prostredia tela na správnej úrovni. Jeho zjednodušená schéma je znázornená na obr. 1. Tieto konštanty sú napätie kyslíka v arteriálnej krvi(p0 2), napätie v ňom oxid uhličitý(рС0 2) a pH arteriálnej krvi a cerebrospinálnej tekutiny. Normálna úroveň p0 2 arteriálnej krvi s okysličením hemoglobínom 94-98% je 95-100 mm Hg. Art., рС0 2 - 35-45 mm Hg. art., pH plazmy arteriálnej krvi - 7,36-7,44 (v erytrocytoch - 7,25-7,30), pH cerebrospinálnej tekutiny - 7,35-7,40.
Ryža. 1. Schéma funkčného systému regulácie napätia kyslíka, oxidu uhličitého a acidobázického stavu vnútorného prostredia: 1, 2, 3 - signalizácia z extero-, intero- a proprioceptorov; MNHR - mechanizmy neurohumorálnej regulácie
Systém regulácie dýchania teda ovláda tri indikátory naraz. Tieto systémy v kybernetike sú tzv viacparametrové prepojené riadiace systémy a považujú sa za veľmi zložité. Hlavnými štrukturálnymi zložkami funkčného respiračného regulačného systému sú chemoreceptory, dýchacie centrum, mechanizmy neurohumorálnej regulácie dýchania, výkonné (efektorové) mechanizmy. Prispievajú k vplyvu na zloženie plynu a pH, spätnoväzbové mechanizmy, pomocou ktorých sa hodnotí účinnosť regulácie dýchania (obr. 1).
Ryža. nariadenia vonkajšie dýchanie(za minútový objem dýchania) a - účinok pCO2 - hyperkapnický stimul, b - indikátor pH; c — pO2 — hypoxický podnet
chemoreceptory, určené na hodnotenie napätia kyslíka, oxidu uhličitého, pH arteriálnej krvi a mozgovomiechového moku, sa nachádzajú v cievach a v predĺženej mieche. Posielajú informácie o zložení plynu do dýchacích, vazomotorických centier a iných štruktúr centrály nervový systém. Zastúpené je dýchacie centrum rôzne skupiny neuróny lokalizované prevažne v medulla oblongata a pons. Niektoré z týchto neurónov majú schopnosť spontánne sa rytmicky vzrušovať a vytvárať tok eferentných nervových impulzov, ktoré nastavujú určitú frekvenciu a hĺbku dýchania. Aktivita neurónov v dýchacom centre je modulovaná tokom aferentných signálov vstupujúcich do dýchacieho centra z chemoreceptorov a iných receptorov tela, ako aj z neurónov v kôre, limbických a iných oblastiach mozgu. V dôsledku toho sa vytvára odlišný vzorec činnosti neurónov dýchacieho centra, prispôsobujúci dýchanie charakteru aktuálnej funkčnej činnosti a meniacim sa metabolickým potrebám organizmu.
Tabuľka. Hlavné chemoreceptory
Efektorové tkanivá a mechanizmy v funkčný systém regulácia dýchania sú dýchacie svaly zabezpečujúce vonkajšie dýchanie, srdce, hladké myocyty stien ciev a priedušiek, krv, mechanizmy tvorby a deštrukcie červených krviniek a hemoglobínu, nárazníkové systémy a mechanizmov uvoľňovania kyslých príp alkalické produkty obličky a gastrointestinálny trakt, metabolizmus v bunkách a tkanivách. Účinnosť adaptačných zmien dýchania sa hodnotí pomocou spätnoväzbových mechanizmov.
Úloha mozgovej kôry pri regulácii dýchania
Dýchanie je jedným z vegetatívne funkcie, ktorá má svojvoľnú reguláciu. Každý človek môže ľubovoľne meniť rytmus a hĺbku dýchania, držať ho na určitý čas(od 20-60 do 240 s). Možnosť dobrovoľných zmien dýchania naznačuje regulačný vplyv kôry mozgových hemisfér pre túto funkciu.
Pomocou tejto metódy sa získali živé dôkazy kortikálnej regulácie dýchania podmienené reflexy. Podmienený dýchací reflex sa môže vyvinúť v reakcii na akýkoľvek vonkajší stimul, ak je kombinovaný s nejakým nepodmieneným dýchacím reflexom.
G.P. Conradi a Z.P. Babičky na as bezpodmienečný stimul použitá inhalácia zmes plynov so zvýšeným obsahom oxidu uhličitého (zároveň sa zvyšuje pľúcna ventilácia). Vdychovaniu zmesi predchádzal zvuk metronómu na 5-10 s. Po
10-15 kombinácií inhalácie zmesi a zvuku metronómu, jeden zvuk metronómu (bez vdýchnutia zmesi) spôsobil zvýšenie pľúcnej ventilácie.
Indikátorom jeho podmienenej reflexnej regulácie sú aj predštartové zmeny dýchania u športovcov. Jeho význam v v tomto prípade je prispôsobiť telo zvýšenej fyzická aktivita vyžadujúce zvýšenú výmenu plynu. Predštartová zmena (zvýšenie) hĺbky a frekvencie dýchania (súčasne so zmenou aktivity kardiovaskulárneho systému) zabezpečuje rýchlejšie dodávanie kyslíka do pracujúcich svalov a odstraňovanie oxidu uhličitého z krvi.
Regulácia dýchania sa u ľudí formovala v procese evolúcie v súvislosti s formovaním reči. Výslovnosť sa vykonáva pri výdychu, preto, aby bolo možné hovoriť, je potrebné zmeniť hĺbku a rytmus dýchania, vďaka čomu je možné dosiahnuť recitáciu, spev atď.
Regulácia dýchania je prispôsobenie pľúcnej ventilácie potrebám organizmu. Regulácia dýchania sa vykonáva reflexne a zahŕňa niekoľko mechanizmov.
Nervová regulácia
Hlavná úloha patrí dýchaciemu centru, ktoré je súborom buniek umiestnených v rôzne oddelenia centrálny nervový systém a poskytujúci koordinovaný rytmus činnosť dýchacích svalov prispôsobiť dýchanie zmenám vonkajšieho a vnútorného prostredia tela.
Ryža. 2. Nervózny a humorálna regulácia dýchanie
Dýchacie centrum mozgu predstavuje inspiračné centrum (skupina nervové bunky, riadiacu inhaláciu), exspiračné centrum (výdychové centrum) a pneumotaxické centrum, ktoré reguluje prácu inspiračného a exspiračného centra. Centrá nádychu a výdychu sa nachádzajú v predĺženej mieche a pneumotaxické centrum je v hornej časti mostíka stredného mozgu.
Nervové impulzy vznikajúce v inspiračnom centre medulla oblongata sa prenášajú do podriadených motorických centier miechy alebo motorických centier vagu a tvárové nervy. o normálne dýchanie Regulačné impulzy z centra inšpirácie vstupujú do medzirebrových svalov a bránice, čo spôsobuje ich kontrakciu, čo vedie k zväčšeniu objemu hrudníka a prúdeniu vzduchu do pľúc. Zvýšenie objemu pľúc excituje napínacie receptory umiestnené v stenách pľúc, impulzy z nich putujú pozdĺž centripetálnych nervov do centra výdychu. Podráždenie neurónov tohto centra utlmí činnosť neurónov inhalačného centra a zastaví sa tok nervových vzruchov do dýchacích svalov. Uvoľňujú sa medzirebrové svaly, zmenšuje sa objem hrudnej dutiny a vytláča sa vzduch z pľúc.
Hrá dôležitú úlohu pri regulácii dýchania, najmä pri správaní. Napríklad hypotalamický účinok na dýchacie centrum sa prejavuje aktiváciou dýchania pri bolestivej stimulácii, pri fyzickej práci a pri emocionálnom vzrušení.
Činnosť dýchacieho centra ovplyvňujú aj signály prichádzajúce z hornej dýchacieho traktu. Receptory v nosových priechodoch sú inervované čuchovým a trigeminálnym hlavových nervov, a sú citlivé na rôzne chemikálie ako aj na mechanické dráždidlá. Reakcie na ich stimuláciu sa pohybujú od apnoe až po kýchanie. Faryngálna zóna je inervovaná vetvou glossofaryngeálny nerv. Stimulácia tejto oblasti spôsobuje prudké inhalácie. Receptory sa nachádzajú v hrtane a priedušnici odlišné typy reagujúci na chemické a mechanické podráždenie. Sú inervované hlavne vetvami blúdivý nerv. Ich stimulácia má rôzne účinky. Pri nádychu prúdenie vzduchu dráždi receptory nosovej sliznice, impulzy z receptorov sú posielané do mozgu pozdĺž vlákien trojklanného nervu a majú slabý inhibičný účinok na dýchacie centrum.
Pľúca majú tri typy receptorov inervovaných blúdivým nervom, takzvané pulmonálne napínacie receptory.
Dýchanie ovplyvňujú aj arteriálne receptory. Takže v arteriálnej a žilové systémy veľký kruh mechanoreceptory sú lokalizované v krvnom obehu a pri excitácii dochádza k rôznym reakciám. Ak sa krvný tlak zvýši, zvyšuje sa podráždenie presorických receptorov karotického sínusu a oblúka aorty, čo je sprevádzané miernou inhibíciou dýchacieho centra a znížením ventilácie pľúc. Pri znižovaní krvný tlak, v dôsledku oslabenia podráždenia týchto receptorov sa naopak zvyšuje ventilácia pľúc.
Určitý význam pri dýchaní majú napínacie proprioceptory, ktoré sa nachádzajú vo svaloch bránice, brušnej steny, medzirebrových svalov, ako aj dráždivé receptory umiestnené v epiteli a subepiteliálnej vrstve všetkých dýchacích ciest.
Adaptácia dýchania na vonkajšie prostredie a zmeny pozorované vo vnútornom prostredí tela sú spojené s rôznymi nervovými informáciami vstupujúcimi do inhalačného centra, ktoré sa predbežne analyzujú v neurónoch mosta, stredného a stredného mosta. diencephalon, ako aj v bunkách mozgovej kôry.
Humorálna regulácia
Určujúci faktor ovplyvňujúci úroveň dýchacie pohyby v tele, slúži koncentrácia oxidu uhličitého v krvi. Zvýšenie obsahu CO zvyšuje excitabilitu štruktúr dýchacieho a pneumotaxického centra, čo má za následok zvýšené dýchanie. Prvý nádych u novorodencov súvisí aj so zvýšením koncentrácie CO 2 v krvi po oddelení od pupočnej šnúry. Koncentrácia CO2 po dosiahnutí prahovej hodnoty aktivuje nervové štruktúry dýchacieho centra a novorodenec začne dýchať atmosférický vzduch.
Stimulačný účinok vysoký obsah oxid uhličitý v krvi vzniká nielen priamym pôsobením na bunky dýchacieho centra, ale aj nepriamym reflexným pôsobením na rytmus dýchania z chemoreceptorov reflexogénnych zón.
Existujú dve skupiny chemoreceptorov, ktoré regulujú dýchanie: periférne (arteriálne) a centrálne (medulárne). Arteriálne chemoreceptory sa nachádzajú v karotických dutinách a aortálnom oblúku. Nachádzajú sa v špeciálnych malých telách, hojne zásobených arteriálnou krvou.
Väčšina dôležité Karotické chemoreceptory pomáhajú regulovať dýchanie. Aortálne chemoreceptory majú malý vplyv na dýchanie, primárne sa podieľajú na regulácii krvného obehu.
Chemoreceptory karotických a aortálnych teliesok citlivo reagujú na pokles hladiny kyslíka v krvi vysielaním aferentných signálov. Okrem toho sa aferentné vplyvy chemoreceptorov zvyšujú so zvýšením obsahu oxidu uhličitého a koncentráciou vodíkových iónov v arteriálnej krvi.
Funkčná aktivita chemoreceptorov je pod kontrolou nervového systému. Pri podráždení efektorových parasympatických vlákien teda citlivosť chemoreceptorov klesá a pri podráždení sympatických sa zvyšuje. Práve chemoreceptory signalizujú dýchaciemu centru o hladinách kyslíka a oxidu uhličitého v krvi. Centrálne chemoreceptory sú umiestnené v medulla oblongata. Reagujú na zmeny pH cerebrospinálnej tekutiny. Centrálne chemoreceptory majú silnejší vplyv na činnosť dýchacieho centra ako periférne.
Na udržanie zloženia plynov v alveolách (odstránenie oxidu uhličitého a nasávanie vzduchu obsahujúceho dostatočné množstvo kyslík) je potrebná ventilácia alveolárneho vzduchu. Dosahuje sa dýchacími pohybmi: striedavým nádychom a výdychom. Samotné pľúca nemôžu pumpovať ani vytláčať vzduch z alveol. Len pasívne sledujú zmenu objemu hrudnej dutiny vplyvom podtlaku v pleurálnej dutine. Schéma dýchacích pohybov je znázornená na obr. 5.9.
Ryža. 5.9.
o nadýchnuť sa bránica sa pohybuje nadol, čím tlačí orgány preč brušná dutina a medzirebrové svaly zdvíhajú hrudník nahor, dopredu a do strán. Objem hrudnej dutiny sa zväčšuje a pľúca nasledujú tento nárast, pretože plyny obsiahnuté v pľúcach ich tlačia smerom k parietálnej pleury. Výsledkom je, že tlak vo vnútri pľúcnych alveol klesá a vonkajší vzduch vstupuje do alveol.
Výdych začína uvoľnením medzirebrových svalov. Pod vplyvom gravitácie hrudná stena klesá a bránica stúpa, keď brušná stena tlačí vnútorné orgány brušnej dutiny, a svojim objemom zdvíhajú bránicu. Objem hrudnej dutiny sa zmenšuje, pľúca sú stlačené, tlak vzduchu v alveolách je vyšší ako atmosférický tlak a časť z neho vychádza. To všetko sa deje pri pokojnom dýchaní. o hlboký nádych a výdychu sa aktivujú ďalšie svaly.
Nervová regulácia dýchania
Dýchacie centrum sa nachádza v medulla oblongata. Pozostáva z inhalačných a výdychových centier, ktoré regulujú činnosť dýchacích svalov. Kolaps pľúcnych alveol, ku ktorému dochádza pri výdychu, reflexne aktivuje centrum nádychu a rozšírenie alveol reflexne aktivuje centrum výdychu – teda dýchacie centrum funguje neustále a rytmicky. Automatika dýchacieho centra je spôsobená zvláštnosťami metabolizmu v jeho neurónoch. Impulzy vznikajúce v dýchacom centre pozdĺž odstredivých nervov sa dostávajú do dýchacích svalov, čo spôsobuje ich kontrakciu, a teda poskytuje inhaláciu.
Osobitný význam pri regulácii dýchania majú impulzy vychádzajúce z receptorov dýchacích svalov a z receptorov samotných pľúc. Hĺbka nádychu a výdychu do značnej miery závisí od ich charakteru. Fyziologický mechanizmus regulácia dýchania je postavená na princípe spätnej väzby: pri nádychu sa pľúca naťahujú a v receptoroch umiestnených v stenách pľúc vzniká vzruch, ktorý sa dostáva do dýchacieho centra pozdĺž dostredivých vlákien blúdivého nervu a brzdí činnosť nervu vagus. neuróny inhalačného centra, zatiaľ čo v centre výdychu dochádza k reverznému indukčnému mechanizmu excitácia. Výsledkom je uvoľnenie dýchacích svalov, hrudný kôš klesá a dochádza k výdychu. Rovnakým mechanizmom výdych stimuluje nádych.
Keď zadržíte dych, svaly nádychu a výdychu sa stiahnu súčasne, v dôsledku čoho sú hrudník a bránica držané v jednej polohe. Prácu dýchacích centier ovplyvňujú aj iné centrá, vrátane tých, ktoré sa nachádzajú v mozgovej kôre. Vďaka ich vplyvu môžete vedome meniť rytmus dýchania, zadržiavať ho a ovládať dýchanie pri rozprávaní či spievaní.
Pri dráždení brušných orgánov, receptorov cievy, koža, receptory dýchacích ciest, dýchanie sa reflexne mení. Pri vdychovaní amoniaku sa teda podráždia receptory sliznice nosohltanu, čo spôsobí aktiváciu dýchacieho aktu a pri vysokej koncentrácii pár reflexné zadržanie dychu. Do rovnakej skupiny reflexov patrí kýchanie a kašeľ - ochranné reflexy, ktoré slúžia na odstránenie cudzích častíc, ktoré sa dostali do dýchacieho traktu.
Humorálna regulácia dýchania
o svalová práca Oxidačné procesy sa zintenzívňujú, čo vedie k zvýšeniu hladiny oxidu uhličitého v krvi. Nadbytok oxidu uhličitého zvyšuje činnosť dýchacieho centra, dýchanie sa stáva hlbším a častejším. V dôsledku intenzívneho dýchania sa nedostatok kyslíka dopĺňa, nadbytočný oxid uhličitý sa odstraňuje. Ak sa koncentrácia oxidu uhličitého v krvi zníži, činnosť dýchacieho centra je inhibovaná a dochádza k nedobrovoľnému zadržaniu dychu. Vďaka nervovej a humorálnej regulácii sa koncentrácia oxidu uhličitého a kyslíka v krvi udržiava na určitej úrovni za akýchkoľvek podmienok.
IN Ľudské telo všetky životné procesy sú regulované. Príroda poskytuje dva mechanizmy, ktoré sa na tento účel využívajú – nervový a humorálny. S ich pomocou sa reguluje dýchanie.
Dýchanie je životne dôležitý proces v našom tele. zabezpečuje výmenu CO2 a O2 medzi telom a vonkajším životné prostredie. Túto funkciu regulujú početné neuróny centrálneho nervového systému, ktoré sa nachádzajú v niekoľkých častiach mozgu a sú spojené do všeobecného konceptu „respiračného centra“. Ovplyvňujú ho nervové a humorálne podnety a samotná funkcia dýchania sa prispôsobuje podmienkam prostredia, ktoré sa neustále menia.
Nervová regulácia dýchania
Štruktúry, ktoré sú jednoducho nevyhnutné pre vznik respiračných rytmov, boli prvýkrát nájdené v roku Jeho zničenie vedie k zastaveniu dýchania. Mozgová kôra sa priamo podieľa na regulácii dýchania. Preto je dýchacie centrum v neustálej činnosti. Vznikajú v ňom rytmické vzruchy a zaznamenáva sa rytmická aktivita. Ďalej sa impulzy z centra prenášajú do dýchacích svalov a bránice pomocou odstredivých neurónov. Takto v tele striedame výdych a nádych. Pri stimulácii bolesti, podráždení cievnych receptorov alebo podráždení orgánov nachádzajúcich sa v brušnej dutine dochádza k zmene dýchania úplne reflexne.
Takže ak vdychujete pary amoniaku, receptory sliznice nosohltanu budú podráždené, čo môže viesť k reflexnému oneskoreniu dýchacieho procesu. Ide o obranu tela, ktorá zabraňuje vniknutiu škodlivého plynu do pľúc. Regulácia dýchania nastáva, keď nervové impulzy pochádzajú z dýchacích svalov a receptorov umiestnených v samotných pľúcach. Od týchto impulzov závisí hĺbka výdychu a nádychu.
Regulácia dýchania tiež pomáha telu prispôsobiť sa zmenám v prostredí, napríklad zadržaním dychu môže človek nezávisle meniť jeho rytmus a hĺbku. U športovcov je to práve vplyv mozgovej kôry, ktorý vysvetľuje predpretekové zmeny dýchania, jeho zvýšenie a prehĺbenie pred štartom súťaží.
Humorálna regulácia dýchania.
Dýchacie centrum je ovplyvnené jeho chemickým zložením, a to zložením plynov. Oxid uhličitý, ktorý sa hromadí v krvi, dráždi receptory v cievach privádzajúcich krv do hlavy a na základe reflexov stimuluje dýchacie centrum. Ostatné produkty s zvýšená kyslosť ktoré vstupujú do krvi, napríklad kyselina mliečna. Jeho obsah sa zvyšuje v krvi pri svalovej práci. K tejto reakcii dýchacieho centra na zmenu stavu organizmu vplyvom vonkajšieho prostredia dochádza okamžite, v priebehu niekoľkých sekúnd. Možno týmto spôsobom sa naše telo obáva o stav nášho zdravia a varuje pred budúcim alebo blížiacim sa nebezpečenstvom. Humorálnu reguláciu možno právom nazvať najstaršou formou interakcie medzi našimi orgánmi a bunkami.
Taktiež mnohé potrebné funkcie v našom tele regulujú hormóny. Je vysoko aktívny a tak potrebné pre telo látky produkované žľazami vnútorná sekrécia. Sekrečné bunky žliaz prichádzajú svojim povrchom do kontaktu so stenami ciev. To je dôvod, prečo hormóny rýchlo prenikajú do krvi. Ich vplyv na organizmus je významný.
Ako vidíme, nervová aj humorálna regulácia má veľký význam pre celé telo, nielen pre dýchací systém.
Humorálna regulácia dýchania sa uskutočňuje zmenou excitability dýchacieho centra pod vplyvom chemických stimulov alebo biologicky účinných látok vstup do krvi. Zvýšenie parciálneho tlaku oxidu uhličitého v krvi (hyperkapnia) zvyšuje excitabilitu dýchacieho centra. Ak sa teda obsah CO 2 v krvi zvýši o 0,2 %, pľúcna ventilácia sa zvýši o 200 %.
Pri hyperventilácii parciálny tlak CO2 padá do krvi. Výsledkom je zníženie účinnosti dýchania a pľúcnej ventilácie. Prudký pokles parciálneho tlaku CO 2 v krvi, pozorovaný počas dobrovoľnej hyperventilácie, vedie k dočasnému zastaveniu dýchania (apnoe).
Vzrušivosť dýchacieho centra sa zvyšuje so zmenami pH krvi spôsobenými akumuláciou nadbytočných iónov H+. Hyperventilácia pozorovaná v tomto prípade sa normalizuje acidobázickej rovnováhy odstránením prebytočného oxidu uhličitého. Koncentrácia iónov H+ klesá. Stimulačný účinok oxidu uhličitého a iónov H + na dýchacie centrum sa realizuje prostredníctvom chemoreceptorov ležiacich v blízkosti dýchacieho centra (na ventrolaterálnom povrchu medulla oblongata, na výstupe hypoglossálneho nervu).
Nedostatok kyslíka v krvi spôsobuje zvýšené dýchanie reflexne, cez chemoreceptory sinokarotickej zóny, aorty a iných ciev. Samotné dýchacie centrum je prakticky imúnne voči nedostatku kyslíka. Vzhľadom na obmedzený vplyv nedostatku kyslíka na dýchacie centrum u ľudí môže byť podceňovaný. nebezpečné následky. Náhla strata vedomie je typickým dôsledkom tohto podceňovania. Pomaly sa rozvíjajúca hypoxia zapína výkonnejšie regulátory dýchania – produkty intersticiálneho metabolizmu, ktoré sa disociujú na ióny. Nadbytok H + iónov spôsobuje zvýšenú pľúcnu ventiláciu skôr, ako hypoxia dosiahne alarmujúce rozmery.
"Fyziológia človeka", N.A. Fomin
Dýchanie je nepretržitý biologický proces výmeny plynov medzi telom a vonkajšie prostredie. Pri dýchaní prechádza vzdušný kyslík do krvi a oxid uhličitý vznikajúci v tele sa odstraňuje vydychovaným vzduchom. Dýchanie sa delí na vonkajšie (pľúcne) a vnútorné (tkanivové). Stredný článok medzi nimi - prenos plynov krvou - nám umožňuje hovoriť dýchacie funkcie krvi. Ľudské dýchanie...
Elastická odolnosť pľúcne tkanivo jeho natiahnutie vdychovaným vzduchom závisí nielen od elastických štruktúr pľúc. Je to spôsobené aj povrchovým napätím alveol a prítomnosťou povrchovo aktívnej látky, čo je faktor, ktorý znižuje povrchové napätie. Táto látka bohatá na fosfolipidy a lipoproteíny sa tvorí v bunkách alveolárneho epitelu. Surfaktant zabraňuje kolapsu pľúc pri výdychu a povrchové napätie alveolárnych stien zabraňuje nadmernému naťahovaniu pľúc...
Pľúcna ventilácia v pokoji je 5 - 6 dm3. Pri svalovej práci sa zvyšuje na 100 dm3 alebo viac za minútu. Najvyššie hodnoty pľúcnej ventilácie (až 150 dm3/min) je možné dosiahnuť pri ľubovoľne hlbokej a zrýchlené dýchanie(maximálna pľúcna ventilácia). Počas vonkajšieho dýchania dochádza k výmene plynov medzi alveolárnym vzduchom a krvou. Výmena plynov v...
Regulácia dýchania
Dýchacie centrum- ide o súbor neurónov, ktoré zabezpečujú činnosť dýchacieho aparátu a jeho prispôsobenie sa meniacim sa podmienkam vonkajšieho a vnútorného prostredia. Tieto neuróny sa nachádzajú v miecha, medulla oblongata, pons A štekať veľký mozog . Hlavné neuróny sa nachádzajú v medulla oblongata . Nastavujú rytmus a hĺbku dýchania a vysielajú impulzy motorickým neurónom miechy, ktoré riadia kontrakciu dýchacích svalov. Dýchacie centrum je obojstranné a pozostáva z dvoch funkčných častí: inhalačného centra a výdychového centra. Neuróny ponsu a kôry mozgových hemisfér riadia činnosť inhalačných a výdychových neurónov. Funkcie dýchacieho centra študoval v roku 1885 N. A. Mislavsky. Pri rezaní mozgu medzi medulla oblongata a miecha Medzi mostom a predĺženou miechou dochádza k úplnému zastaveniu dýchania; Poškodenie inspiračných a exspiračných neurónov medulla oblongata zastaví dýchanie.
Dýchacie centrum je veľmi citlivé na nadbytok oxidu uhličitého, ktorý je jeho hlavným prirodzeným pôvodcom. V tomto prípade prebytok CO2 pôsobí na respiračné neuróny priamo (cez krv a cerebrospinálnej tekutiny a reflexne (cez chemoreceptory krvných ciev a predĺženej miechy).
Dýchacie centrum je neustále v stave aktivity, pretože v ňom automaticky vznikajú excitačné impulzy.
Reflexná (nervová) regulácia dýchania
Približne každé 4 sekundy idú nervové impulzy z dýchacieho centra predĺženej miechy do inspiračných svalov, čo núti hrudník dvíhať sa a bránicu znižovať. Vďaka tomu dochádza k vdýchnutiu. Výdych v pokoji je spontánny: hrudník klesá pod vplyvom gravitácie. Iba ak hlboké dýchanie zapne sa výdychové centrum, ktoré núti pracovať svaly vykonávajúce hlboký výdych.
Na prácu dýchacích centier majú vplyv aj vyššie dýchacie centrá nachádzajúce sa v mozgovej kôre. Vďaka ich vplyvu sa dýchanie mení pri hovorení a speve; Počas cvičenia je tiež možné vedome meniť rytmus dýchania.
Takéto ochranné reflexy ako kýchanie A kašeľ. Podráždenie receptorov nosovej sliznice prachom alebo nepríjemne zapáchajúcou látkou spôsobuje prúdenie nervových vzruchov v dreň a odtiaľ do svalov. To vedie k zastaveniu dýchania a uzavretiu hlasiviek. Potom začne intenzívny (nútený) výdych. Tlak vzduchu sa zvyšuje a prichádza moment, keď silou prerazí uzavreté hlasivky. Prúd vzduchu sa nasmeruje do nosa, človek kýchne, vzduch vyrazí von a spolu s ním sa odstráni aj hlien, ktorý bráni dýchaniu.
To isté sa stane, keď kašlete, len prúd vzduchu pri výdychu vychádza cez ústa. Príčinou kašľa môže byť podráždenie priedušiek, priedušnice, hrtana alebo pľúcnej membrány – pohrudnice.
Intenzita dýchania sa mení nielen počas fyzickej aktivity, ale aj v závislosti od citový stav osoba. Pri vzrušení sa dýchanie stáva prerušovaným, pre človeka je ťažké hovoriť, keď je nahnevaný, je hlučný a častý. Príjemné emócie môžu byť sprevádzané znížením intenzity dýchania („Počúval so zatajeným dychom“). Pri smiechu dochádza k prerušovanému otváraniu glottis pri výdychu pri plači, dochádza ku kŕčovitým pohybom. hlasivky Pri výdychu sa podobné pohyby pridávajú pri nádychu (vzlyky).
Pri vstupe studená voda dýchanie sa zastaví pri vdýchnutí. Biologický význam tohto reflexu spočíva v tom, že znižuje vyparovanie vody z povrchu pľúc, a tým aj straty tepla spojené s vyparovaním. Dýchanie sa zastaví len na pár sekúnd, no počas tejto doby sa telo dokáže prispôsobiť novým teplotným podmienkam.
Humorálna regulácia dýchania
Pri svalovej práci sa zintenzívňujú oxidačné procesy a následne sa uvoľňuje viac oxidu uhličitého. Krv s prebytkom oxidu uhličitého sa dostáva do dýchacieho centra a dráždi ho, zvyšuje sa excitabilita: človek začne dýchať hlbšie. Nadbytočný oxid uhličitý sa odstráni, nedostatok kyslíka sa doplní, t.j. deje sa humorálna regulácia: Oxid uhličitý priamo ovplyvňuje dýchacie centrum krvou.
Oxid uhličitý pôsobí na dýchacie centrum a reflexne dráždi receptory v stenách tepien, cez ktoré sa krv dostáva do mozgu.
Ak sa koncentrácia oxidu uhličitého v krvi zníži, zníži sa aj práca dýchacieho centra a na krátky čas dôjde k dýchaniu. Keď sa obsah CO 2 v krvi vráti do normálu, dýchanie sa spontánne obnoví.
Vďaka regulácii dýchania sa za akýchkoľvek podmienok udržiava koncentrácia oxidu uhličitého a kyslíka v krvi na určitej úrovni.
Stálosť pomeru týchto plynov pre mozog je obzvlášť dôležitá: tiež skvelý obsah kyslík v krvi spôsobuje kŕče mozgových ciev, čo vedie k hladovanie kyslíkom. To, mimochodom, vysvetľuje, prečo obyvatelia miest, ktorí idú do lesa alebo do prírody, môžu najskôr pociťovať závraty, bolesť hlavy a iné nepríjemné stavy. Ako si zvyknete na nové prostredie, tieto nepohodlie prejsť.
Frekvencia mimovoľného dýchania je určená dýchacím centrom. Dobrovoľná regulácia dýchania počas reči, spevu, dychové cvičenia vykonávaná mozgovou kôrou.
Humorálna regulácia dýchania nastáva pod vplyvom oxidu uhličitého na dýchacie centrum: než aktívnejšia práca, čím viac oxidu uhličitého uvoľňujú tkanivá a intenzívnejšie pľúcne dýchanie.
