Физиология дыхания.
Дыхание проходит в 5 фаз.
Первая фаза – внешнее дыхание.
Вдох и выдох в результате которого альвеолярный воздух обменивается на воздух внешней среды.
Механизм вдоха:
Вдох начинается с сокращения дыхательных мышц. Главными дыхательными мышцами являются:-
-диафрагмма
-межреберная мышца.
Диафрагма при вдохе сокращается, купол ее при этом опускается, межреберные мышцы сокращаются, поднимают ребра в верх и разводят их в стороны. Все это приводит к объему грудной полости. При увеличение объема грудной полости легкие расправляются. Расправление происходит за счет движение плевры, в месте с ребрами движется париетальная плевра, а в след за ней в движение приходит висцеральная плевра. Вместе с ней легкие расправляются. С увеличением объема легких увеличивается объем альвеол, а с увеличением объема в них уменьшается давление. Давление в альвеолах становится по сравнению с атмосферным меньше, примерно, на 3-4 мм.рт.ст.
Н \р: если атмосферное давление =750 мм.рт.ст., то давление в альвеолах при вдохе = 746 мм.рт.ст.
По закону сообщающихся сосудов воздух из внешней среды, где давление выше, будет переходить в альвеолы, где давление ниже.
Механизм выдоха:
В отличие от вдоха, который является процессом активным, спокойный выдох – это процесс пассивный.
Он происходит без затраты энергии, без сокращения специальных мышц. При выдохе дыхательные мышцы расслабляются, ребра при этом опускаются, купол диафрагмы поднимается. Это приводит к уменьшению объема грудной полости. Как следствие этого уменьшения происходит уменьшение объема легких. При этом уменьшается объем всех альвеол. Давление в альвеолах при этом повышается.
Когда оно станет выше атмосферного, то воздух из альвеол станет выходит в окружающую среду.
При активном выдохе сокращаются специальные мышцы, это группа внутренних межреберных мышц.
Регуляция внешнего дыхания.
Осуществляется нейрогуморальным путем.
Гуморальная регуляция происходит через кровь при участии некоторых веществ, находящихся в ней:
В первую очередь это СО2 и О2.
Нервная регуляция осуществляется при участии дыхательного центра.
Дыхательный центр – в функциональном понимании, это группы нейронов, расположенные:
- в продолговатом мозге
- в коре головного мозга
- в шейном и грудном отделах спинного мозга
которые отвечают за процесс дыхания.
Главным из них является автоматический дыхательный центр в продолговатом мозге, который получает
Информацию в виде импульсов от различных рецепторов. Некоторые импульсы нейроны центра возбуждают, тогда дыхание становится более частым и глубоким. А некоторые импульсы в нейронах центра вызывают торможение, в результате чего происходит угнетение дыхания, вплоть до его остановки.
Дыхательный центр возбуждают:
1 главным фактором возбуждающим дыхательный центр являются импульсы, которые поступают от хеморецепторов, чувствительных к СО2. таких рецепторов больше всего в области каротидного синапса – это место, где общая сонная артерия делится на внутреннюю и наружную, а также в области дуги аорты. От хеморецепторов по чувствительным волокнам импульсы поступают в центр. Нейроны центра возбуждаются и вырабатывают собственные импульсы, которые затем передаются на центр спинного мозга, на диафрагмальный и на центр сокращения межреберных мышц. Нейроны этих центров в свою очередь возбуждаются и вырабатывают собственные импульсы, которые по двигательным волокнам будут передаваться на диафрагму, межреберные мышцы. Мышцы, получая импульсы, возбуждаются и в ответ сокращаются.
2 дыхание так же учащается при физической нагрузке:
а. во время сокращения скелетных мышц возбуждаются проприорецепторы, импульсы от которых возбуждают дыхательный центр.
б. во время сокращения мышц потребляется большое количество О2 и выделяется СО2.
3. дыхание учащается при повышенной температуре, когда возбуждаются тепловые терморецепторы.
4. дыхание учащается при раздражение болевых рецепторов.
5. влияние центров коры на дыхание можно доказать следующими примерами:
а. в некоторых ситуациях дыхание может быть более частым под влиянием сознания.
б. на учащение дыхания можно выработать условный рефлекс.
в. дыхание учащается на фоне стрессовых ситуаций, это влияние симпатической системы и адреналина.
Дыхательный центр угнетают:
1. угнетающее действие на дыхание оказывает избыток О2 в крови. О2 как химический раздражитель возбуждает специальные хеморецепторы, которые так же расположены на стенках сосудов. От этих рецепторов в центр идут импульсы, угнетающего действия, они вызывают в нейронах центра торможение как следствие в нейронах вырабатываются меньше импульсов, следовательно, их меньше поступит на центры спинного мозга, а в итоге поступит меньше импульсов и на мышцы. Мышцы сокращаются реже и слабее, так дыхание уряжается. А при высокой концентрации О2 в крови может наступить остановка дыхания – апноэ.
2. дыхание становится более редким под влиянием импульсов от холодовых терморецепторов.
3. дыхание может быть более редким под влиянием сознания, что доказывает влияние центров коры на уряжение дыхания, т.к. можно выработать условный рефлекс.
4. главным фактором смены вдоха на выдох и выдоха на вдох является поток импульсов идущий от специальных механорецепторов, которые расположены в мышечных волокнах бронхиол и мелких бронхах. При вдохе бронхиолы расправляются. При этом механорецепторы в их стенках возбуждаются, но в рецепторах вырабатываются импульсы угнетающего действия. При вдохе автоматический дыхательный центр находится в возбужденном состоянии и это возбуждение быстро сменяется на торможение под влиянием угнетающих импульсов от бронхиол. Когда в дыхательном центре возникает угнетение в нем перестают вырабатываться собственные импульсы, следовательно, они не будут поступать на центры спинного мозга. Эти центры, в свою очередь, не будут вырабатывать собственных импульсов, следовательно, импульсы не будут поступать и к дыхательным мышцам. Мышцы начинают расслабляться – так начинается выдох. При выдохе механорецепторы возбуждаются, поэтому импульсы угнетающего действия в центр поступать не будут, но т.к. за время выдоха в крови накопился СО2 в дыхательном центре вновь возникнет возбуждение и начнется вдох. Импульсы от механорецепторов – это главный фактор угнетающий дыхательный центр.