ТЕМА ЛЕКЦІЇ : «ФІЗІОЛОГІЯ
ДИХАННЯ»
ВИКЛАДАЧ
БЕЗШТАНЬКО О.О.
ПРОЦЕС ДИХАННЯ
Диханням
називається сукупність процесів, що забезпечують потреби організму у кисні і
виділенні вуглекислого газу. Надходження кисню необхідне для окислення
органічних речовин, в результаті чого звільняється енергія, що потрібна для
життєдіяльності організму. Вуглекислий газ, як кінцевий
продукт, повинен бути видалений з організму. Крім газообмінної функції, дихання
сприяє підтриманню найважливішої константи внутрішнього середовища - рН рідин і
тканин. Так, при зсуві рН в кислу сторону, за допомогою прискорення дихання
виводиться більше вуглекислого газу.
Дихання
також бере участь у підтриманні температури тіла на постійному рівні. Дихання
складається з наступних процесів: 1) зовнішнє дихання, або вентиляція легень -
обмін газів між організмом і зовнішнім середовищем; 2) обмін газів у легенях
відбувається між альвеолярним повітрям і кров'ю капілярів малого кола
кровообігу; 3) транспорт газів, що полягає в переносі кров'ю кисню від легень
до тканин і вуглекислого газу від тканин до легень; 4) обмін газів між кров'ю
великого кола кровообігу і клітинами тканин; 5) внутрішнє або тканинне дихання
- це біологічне окислення в мітохондріях клітин.
ВЕНТИЛЯЦІЯ ЛЕГЕНЬ
Вентиляція легень забезпечує зміну повітря в
альвеолах. Вона відбувається в результаті періодичних змін об'єму грудної
порожнини під час вдиху (inspiratio) і видиху (expiratio). Вдих і видих, що
періодично йдуть один за одним, складають дихальний цикл. Збільшення об'єму
грудної клітки забезпечує вдих, зменшення - видих. Вдих є результатом
скорочення інспіраторних м'язів. Спокійний видих відбувається пасивно, а видих
при глибокому диханні - при скороченні експіраторних м'язів.
МЕХАНІЗМ ВДИХУ ТА ВИДИХУ
Під час спокійного вдиху скорочуються зовнішні
міжреберні м'язи, що призводить до підіймання ребер, а груднина рухається
вперед. Внаслідок цього збільшується об'єм грудної клітки у фронтальній і
сагітальній площинах. Під час спокійного вдиху також скорочується діафрагма, її
купол стає більш плоским, об'єм грудної клітки збільшується у вертикальному
напрямку. Під час глибокого вдиху, крім діафрагми, скорочуються допоміжні
дихальні м'язи грудної клітки і живота. Під час спокійного дихання видих
здійснюється пасивно, за рахунок еластичної енергії, що накопичилась під час
попереднього вдиху. У форсованому видиху беруть участь внутрішні міжреберні
м'язи, черевний прес тощо.
РЕГУЛЯЦІЯ ДИХАННЯ
Для функціонування всіх фізіологічних систем організму
необхідне постійне надходження кисню через зовнішнє дихання. Зупинка
дихання навіть на 3-5 хв неминуче призводить до смерті. Тому регуляторний
механізм дихання, який сформувався в процесі еволюції, забезпечує високу
надійність дихання. На всіх рівнях центральної нервової системи, починаючи від
спинного мозку і закінчуючи корою великих півкуль, є нейрони, які беруть участь
у регуляції дихання. В експериментах на тваринах методом перерізування мозку в
різних частинах встановили, що найбільш важливі структури дихального центру
знаходяться в довгастому мозку. Це бульбарний дихальний центр. При його
ушкодженні настає зупинка дихання. Дихальний центр довгастого мозку складається
з двох ядер: дорсального і вентрального. У дорсальному ядрі розташовані
інспіраторні нейрони, збудження яких забезпечує вдих. У вентральному ядрі є як
інспіраторні, так і експіраторні нейрони, що запускають видих. Збудження
нейронів дорсального ядра гальмує експіраторні нейрони вентрального.
Інформація, на основі притоку якої працює дихальний центр, надходить від хемо-
і механорецепторів. Хеморецептори знаходяться в каротидних синусах в місці
біфуркації загальних сонних артерій і в дузі аорти. Ці хеморецептори
називаються периферичними і реагують на зміну напруги тазів крові та
концентрації в ній водневих іонів. Особливо чутливі вони до гіпоксії - зниження
напруги кисню в крові. Ці рецептори подразнюються також при гіперкапнії -
підвищенні напруги вуглекислого газу і зниженні рН крові. На вентральній
поверхні довгастого мозку локалізуються центральні хеморецептори, які найкраще
сприймають зниження рН спинномозкової рідини. При цьому імпульсація від
периферійних і центральних хеморецепторів досягає нейронів бульбарного
дихального центру, збільшується частота і глибина дихання. Механорецептори
розташовані у гладких м'язах трахеї і бронхів. Ці рецептори реагують на
розтягнення при глибокому вдиху. Імпульсація від них по блукаючому нерву
досягає інспіраторних нейронів дихального центру і гальмує їх, сприяючи таким
чином зупинці вдиху. Рефлекс із механорецепторів називається рефлексом
Герінга-Брейера, він запобігає перерозтягненню легень при вдиханні більше 1,5 л
повітря. Іритантні рецептори знаходяться в епітеліальному шарі повітроносних
шляхів. Вони подразнюються частинками пилу, слизом, парами їдких речовин
(аміак, тютюновий дим), холодним повітрям, біологічно активними речовинами
(гістамін). Подразнення іритантних рецепторів верхніх дихальних шляхів викликає
захисні рефлекторні реакції - кашель, чхання, які полягають у скороченні видиху
і видаленні чужорідних частинок. Центри цих рефлексів знаходяться в довгастому
мозку. Подразнення іритантних рецепторів через блукаючий нерв може призвести до
скорочення гладких м'язів бронхів (бронхоспазму). Це спостерігається,
наприклад, під час подразнення іритантних рецепторів гістаміном при бронхіальній
астмі. У мості розташований
пневмотаксичний центр, що зумовлює зміну дихальних фаз, тривалість вдиху і
видиху, періодичну діяльність дихального центру.
ЛЕГЕНЕВІ ОБ'ЄМИ І
ЖИТТЄВІ ЄМНОСТІ ЛЕГЕНЬ
Зовнішнє дихання характеризують такі показники, як
дихальний об'єм, резервні об'єми вдиху і видиху, життєва ємність легень. Дихальний
об'єм (ДО) - це та кількість повітря, яку людина вдихає і видихає при
спокійному диханні. У дорослої людини він складає в середньому 500 мл.
Резервний об'єм вдиху (РО ВДИХу)
- це та максимальна кількість повітря, яку людина може додатково вдихнути після
спокійного вдиху. Це приблизно 2500 мл. Резервний об'єм видиху (РО ВИДИХу) - це та кількість повітря, яку
людина може додатково видихнути після спокійного видиху. Він складає в
середньому 1000 мл. Якщо додати ці три легеневі об'єми, то отримаємо життєву
ємність легень (ЖЄЛ). ЖЄЛ трохи вища у чоловіків і становить 4000-4500 мл, а у
жінок - 3000-3500 мл. Крім того, ЖЄЛ залежить від віку, зросту, маси,
тренованості людини. Легеневі об'єми і життєва ємність легень реєструються
методом спірографії. Не все повітря, що знаходиться в дихальній системі, бере
участь в процесі газообміну. Газообмін між повітрям і кров'ю відбувається в
альвеолах. Повітря, яке знаходиться в повітроносних шляхах (ніс, носоглотка,
гортань, трахея, бронхи), не бере участі в газообміні. Це повітря називається
анатомічним мертвим простором і складає 150 мл. Таким чином, якщо при
спокійному диханні людина вдихнула 500 мл повітря, то лише 350 мл будуть брати
участь у газообміні в альвеолах. Однак, анатомічний мертвий простір відіграє
важливу роль. Тут повітря
зігрівається, очищується, зволожується. У видихуваному повітрі більше
вуглекислого газу і менше кисню, ніж у вдихуваному.
Комментарии
Отправить комментарий