Фізіологія дихальної системи

Дихання Це сукупність процесів, що забезпечують потреби організму у кисні і виділенні вуглекислого газу

Зовнішнє або легеневе дихання, яке здійснює газообмін між зовнішнім середовищем організму і альвеолами легень. Дифузія газів у легенях ( обмін газів між альвеолярним повітрям і кров'ю. ) Транспорт газів кров'ю Дифузія газів в тканини ( обмін газів між кров'ю і тканиною. ) Внутрішнє або тканинне дихання ( споживання кисню і виділення вуглекислого газу клітинами організму. ) Функціональна дихальна система складається з наступних процесів :

Транспортна система дихання

Головна функція зовнішнього дихання полягає в підтримці оптимального газового складу артеріальної крові. Ця функція виконується не тільки в звичайних умовах навколишнього середовища, але і в широкому діапазоні змін життєдіяльності організму.

Повітропровідні шляхи Кістково - м'язовий каркас грудної клітини Плевру, яка покриває легені Дихальну мускулатуру ( діафрагма, міжреберні м'язи ) Мале коло кровообігу Нейрогуморальний апарат регуляції Структура системи зовнішнього дихання включає :

Носова порожнина Носоглотка Гортань Трахея Бронхи ( 2 головних ; бронхи 2,3-19 порядків; найтонші бронхи - бронхіоли переходять в анціуси- грона ) Легені - парні органи ( праве - 3 часточки, ліве - 2 ) утворені бронхіолами і альвеолами Повітропровідні шляхи

Общая поверхность альвеол – м 2 (80 м 2 ) Диаметр альвеолы – около 0.33 мм Общее число альвеол – около 300 млн. Альвеолярный объем (в конце нормального выдоха) – около 3000 мл Мертвый объем – около 150 мл Дыхательный объем – мл (альвеолярной зоны достигает 2/3 свежего воздуха: примерно 10 %-ное обновление)

Дихальні м'язи як двигун вентиляції Скорочення діафрагми і зовнішніх міжреберних м'язів Підйом кінців ребер, висування грудини вперед, опускання купола діафрагми Розтягування легенів ВДИХ (активный) Розслаблення діафрагми і зовнішніх міжреберних м'язів Опускання кінців ребер і грудини, підйом купола діафрагми Скорочення грудної клітини та обсягу легких ВИДИХ ( Пасивний в нормі )

Механізм першого вдиху новонародженої дитини Газообмін плода відбувається через плаценту. Під час пологів плацентарний газообмін порушується. Це призводить по зниження О 2 у крові дитини (гіпоксія) і збільшення СО 2 (гіперкапнія). У час перевязування пуповини зростає гіперкапнія у крові новонародженого, що є сильним адекватним подразником хеморецепторів. Від останніх імпульсація досягає дихального центру і збуджує інспіраторні нейрони.

Тиск у плевральній порожнині Якщо у плевральну щілину ввести голку, яка зєднана з манометром, то можна переконатися, що тиск там завжди відємний, тобто нижчий від атмосферного. При вдиху він досягає 3 мм. рт. ст., а при вдиху стає нижчим і становить 6 мм. рт. ст. Завдяки цьому легені знаходяться у розтягнутому стані.

Дихальний обсяг - кількість повітря, що надходить і виходить з легких при спокійному диханні см3. Резервний об'єм вдиху - кількість повітря, яке можна вдихнути після спокійного вдиху см3. Резервний обсяг видиху - кількість повітря, яке можна видихнути після звичайного видиху см3. Життєва ємність легенів - сума обсягів дихального, резервного вдиху і резервного видиху см3. Остаточний обсяг - кількість повітря, яке залишається в легенях і дихальних шляхах після найглибшого видиху см3. Легенева вентиляція - кількість повітря, що проходить за 1 хв через легені см3. Легеневі обєми

зміна обєму легень потік повітря плевральний тиск альвеолярний тиск вдихвидих

Обмін газів між повітрям і кров'ю відбувається шляхом дифузії через альвеоло-капілярний бар'єр під впливом різниці парціальних тисків між альвеолярним повітрям і кров'ю, що надходить в легеневі капіляри. Кисень і вуглекислий газ далі транспортуються по всьому великому колу кровообігу. У м'язах або внутрішніх органах судинне русло знову розділяється на капіляри, і відбувається зворотний процес - дифузія кисню і вуглекислого газу в зворотному напрямку, по градієнту парціальних тиску. З тканин виводиться надмірна кількість вуглекислого газу, а з еритроцитів крові в тканини надходить необхідна кількість кисню. Газообмін

О2О2 СО 2 Вдыхаемый воздух1580,3 Альвеолы100 (13,3 кПа) 40 (5,3 кПа) Артерии большого круга 9540 Капилляры тканей тела 4046 Вены большого круга 4046 Выдыхаемый воздух парциальное давление, мм Hg область

Кисень і вуглекислий газ частково переносяться в крові в фізично розчиненому вигляді. Велика частина кисню в еритроцитах оборотно пов'язана з гемоглобіном до оксигемоглобіну. Хімічно пов'язаний вуглекислий газ транспортується в крові у формі бікарбонату і карбанат. Транспорт газів кров'ю

Клітинним ( тканинним ) диханням називають процес, при якому окислення органічних речовин веде до виділення хімічної енергії. Не слід плутати тканинне дихання з газообменом в тканинах. Газообмін ( зовнішнє дихання ) - процес поглинання з навколишнього середовища ( в тому числі тканинної рідини ) кисню і виділення в середу вуглекислого газу. Клітинне дихання

Поняття дихальний центр включає в себе: Функціональний ознака - здатність регулювати роботу дихальної системи за різних умов життєдіяльності організму. Анатомічний ознака - структури довгастого мозку, що формують дихальний ритм. Центральним регулятором діяльності системи дихання є дихальний центр

Дихальний центр розташований в довгастому мозку як парне симетричне освіту. Дихальний центр являє собою сукупність нейронів, що володіють складними мережевими взаємодіями. Основною властивістю дихального центру є автоматизм. Дихальний центр координує ритмічну активність м'язів, що забезпечують вдих і видих. Дихальний центр

За локалізацією в стовбурі мозку виділяють вентральную (область подвійного ядра) і дорсальну (область ядра одиночного шляху) групи дихальних нейронів, комплекс Бетцінгера та ін. За фазі активності дихальні нейрони діляться на струс (нейрони вдиху), експіраторние (нейрони видиху) і різні типи фазово - перехідних нейронів. За функції нейрони поділяють на нейрони, що генерують дихальний ритм і нейрони, що формують дихальний патерн. Нейронний склад дихального центру

Дихальний центр посилає імпульси до мотонейронам спинного мозку, иннервирующим дихальні м'язи. Діафрагма інервується мотонейронами III- IV шийних сегментів спинного мозку. Міжреберні м'язи іннервуються мотонейронами III - XII грудних сегментів спинного мозку.

Дихальна система включає два основних контура регулювання: хеморецепторную і механорецепторних Розрізняють центральні і периферичні хеморецептори. Основними хімічними подразниками є йони водню, парціальні тиску кисню і вуглекислоти в артеріальною крові. Чутливими елементами цього рівня регуляції є рецептори розтягування, розташовані в тканини легенів, іррітатние і J - рецептори в бронхах і трахеї і механорецептори дихальних м'язів.

На роботу дихального центру крім імпульсів від хемо і механорецепторов впливають термічні, зорові, слухові та ін. соматичні подразники. Дихальні нейрони чутливі до дії нейромедіаторів і гормонів. Дихання - це автономна вегетативна функція, яка може піддаватися довільного управління. Центральна нервова система може змінювати параметри дихального ритму при реалізації інших функцій організму: фізичне навантаження, ковтання, жування, голосообразование і т.д. Дихання змінює параметри при здійсненні захисних рефлексів: блювота, кашель. Вищі відділи мозку дозволяють регулювати дихання при емоційної, психічної та інтелектуальної навантаженнях. Особливості регуляції дихальної функції

ВЫСШИЕ ЦЕНТРЫ Болевые рецепторы Температура тела Гормоны Терморецепторы кожи Барорецепторы Механорецепторы, хеморецепторы внутренних органов Хеморецепторы Рецепторы растяжение Межклеточная и спинно- мозговая жидкость

Все різноманіття пристосувальних змін параметрів дихання (частоти, глибини, ритму і патерну) здійснюється єдиної дихальної нейронною мережею стовбура мозку і обумовлено переробкою надходять в неї сигналів різних модальностей з центру і периферії, їх інтеграцією і формуванням адекватної команди до виконавчих органів дихальної системи.