Опыт Фредерика.
Он сделал перекрестное кровообращение у двух собак - голова каждой собаки получила кровь от туловища другой собаки. У одной собаки зажимали трахею, следовательно, возрастал уровень углекислого газа и понижался уровень кислорода в крови. После этого другая собака начинала часто дышать. Возникало гиперпноэ. В следствие этого в крови уменьшался уровень СО2 и возрастал уровень О2. Эта кровь поступала к голове первой собаки и тормозила ее дыхательный центр. Гуморальное торможение дыхательного центра могло довести эту первую собаку до апноэ, т.е. остановки дыхания.
Факторы, гуморально влияющие на дыхательный центр:
Избыток СО2 - гиперкарбия, вызывает активацию дыхательного центра.
Недостаток О2 - гипоксилия, вызывает активацию дыхательного центра.
Ацидоз - накопление ионов водорода (закисление), активирует дыхательный центр.
Недостаток СО2 - торможение дыхательного центра.
Избыток О2 - торможение дыхательного центра.
Алколоз - +++торможение дыхательного центра.
Сами нейроны продолговатого мозга засчет высокой активности вырабатывают много СО2 и локально воздействуют на самих себя. Положительная обратная связь (сами себя усиливают).
Кроме прямого действия СО2 на нейроны продолговатого мозга существует рефлекторное действие через рефлексогенные зоны сердечно-сосудистой системы (рефлексы Рейманса). При гиперкарбии возбуждаются хеморецепторы и от них возбуждение поступает к хемочувствительным нейронам ретикулярной формации и к хемочувствительным нейронам коры головного мозга.
Резкие изменения в организме, связанные с нарушением газообмена, наблюдаются при понижении и повышении атмосферного давления.
При подъеме на большую высоту (около 4 км над уровнем моря и выше) развивается состояние, называемое горной болезнью: отмечается учащение пульса и дыхания, головная боль, мышечная слабость и др. Причиной этому является резкий недостаток кислорода в тканях организма - кислородное голодание (гипоксия). Известно, что по мере подъема на высоту атмосферное давление падает, в результате снижается давление кислорода (парциальное) в легочных альвеолах и уменьшается количество кислорода, переходящее из легких в кровь. Понижение содержания кислорода в крови ведет к недостаточному поступлению его в ткани, что сопровождается различными нарушениями в деятельности организма. Чтобы избежать этого, при полетах на больших высотах применяют специальные кислородные приборы. Вдыхание кислорода приводит к повышению его содержания в крови.
В условиях повышенного атмосферного давления находятся люди, работающие в кессонах или под водой. Это может быть причиной состояния, называемого кессонной болезнью; для нее характерны боли в суставах и мышцах, кожный зуд, головокружение, рвота, иногда обморок (в тяжелых случаях может наступить смерть). По мере повышения атмосферного давления, например при погружении водолаза, давление газа в легочных альвеолах увеличивается. Вследствие этого из легких в кровь переходит не только кислород, но и азот.Азот находится в крови в растворенном состоянии и при нормальном атмосферном давлении; при повышенном же давлении содержание его возрастает.
По мере понижения повышенного атмосферного давления до нормального, например при подъеме водолаза из глубины на поверхность воды, излишек азота переходит из крови в воздух. Если давление понижается очень быстро, весь излишек азота из крови выделиться не успеет и в кровеносных сосудах образуются из него пузырьки газа. Они циркулируют вместе с кровью и могут вызвать закупорку сосудов, что сопровождается различными нарушениями в деятельности организма. Одной из мер предупреждения кессонной болезни является медленный переход от повышенного атмосферного давления к нормальному.
При многих болезнях наблюдается затрудненное дыхание - одышка. Виды одышки различны и зависят от характера причины, вызвавшей нарушение дыхания. Для одних заболеваний характерна одышка с учащенным и поверхностным дыханием, а для других - с замедленным и глубоким и т. д. Иногда одышка связана с нарушением ритма дыхательных движений, что чаще всего является результатом понижения возбудимости дыхательного центра.