Главная → Физиология → Система дыхания -> Особенности регуляции дыхания в состоянии покоя и в условиях форсированного дыхания

Особенности регуляции дыхания в состоянии покоя и в условиях форсированного дыхания

Механизмы регуляции дыхания

Центральный.Легочную вентиляцию обеспечивают координированные сокращения дыхательных мышц. В передних рогах спинного мозга на уровне III и IV шейных сегментов находятся мотонейроны, аксоны которых иннервируют диафрагму. В грудных сегментах спинного мозга расположены мотонейроны межреберных мышц и мышц живота (Атл., рис. 10, с. 170). Эти мотонейроны образуют спинно-мозговые центры дыхания.

Дыхательные движения осуществляются под контролем дыхательного центра, состоящего из парных центров вдоха (инспираторные нейроны) и выдоха (экспираторные нейроны) в ретикулярной формации продолговатого мозга. В мосту находится пневмотаксический центр, контролирующий деятельность этих центров и обеспечивающий нормальные дыхательные движения (Атл., рис. 11, с. 170). Нервные импульсы, идущие от центра вдоха в продолговатом мозгу, заставляют мышцы диафрагмы сокращаться, а межреберные мышцы поднимать ребра. Другие импульсы подходят к пневмотаксическому центру в варолиевом мосту, проходят по нейронным цепям, достигая центра выдоха в продолговатом мозгу. Центр выдоха возбуждается и посылает импульсы к межреберным мышцам, которые опускают ребра. Другие импульсы приходят в центр вдоха, чтобы затормозить его на короткое время. Когда импульсы от пневмотаксического центра затухают, начинается новый вдох и весь цикл дыхания повторяется.

Дыхательный центр продолговатого мозга обладает автоматией, то есть постоянной ритмической активностью. Дыхательные нейроны функционируют нормально при определенных условиях: 1) сохранность связей между их различными группами (хотя пока не установлено, какие именно нейроны являются водителям ритма; 2) наличие афферентной стимуляции. В этом плане важную роль играет импульсация, поступающая с хеморецепторов.

Хеморецепторы. Изменения в газовом составе внутренней среды организма сигнализируются от центральных и периферических хеморецепторов.

В продолговатом мозге имеются нейроны, чувствительные к напряжению СО₂ и концентрации ионов Н⁺. Воздействие этих веществ вызывает увеличение дыхательного объема и легочной вентиляции. Наоборот, снижение рСО₂ ведет к полному или частичному исчезновению реакции дыхания на избыток СО₂ (гиперкапнию) и ацидоз (нарушение кислотно-щелочного равновесия), а также угнетению респираторной активности вплоть до остановки дыхания.

Артериальные хеморецепторы расположены в области сонной артерии (каротидный синус) и реагируют на следующие изменения газового состава артериальной крови: снижение напряжения О₂ (гипоксимию), повышение напряжения СО₂ (гиперкапнию), увеличение концентрации ионов Н⁺. Эти факторы усиливают активность дыхательного центра продолговатого мозга.

Функция центральных и периферических хеморецепторов направлена на поддержание газового и кислотно-щелочного гомеостаза организма и химического состава среды ткани мозга.

На деятельность дыхательного центра оказывает влияние гипоталамус, центры гипоталамуса участвуют в регуляции дыхания, при различных поведенческих реакциях организма (физическая работа, при болевых раздражениях, эмоциях) происходит усиление дыхания. При повышении температуры тела увеличивается частота дыхания.

Механорецепторы дыхательной системы участвуют, во-первых, в регу­ляции параметров дыхательного цикла и его длительности; во-вто­рых, в ряде рефлексов защитного характера, например кашле.

Эти чувствительные нервные окончания в легких, возбуждаемые растяжением во время вдоха, посылают импульсы по блуждающему нерву, которые стимулируют центр выдоха и тормозят центр вдоха. Этот рефлекс от рецепторов растяжения в легких создает второй механизм обратной связи, обеспечивающий регуляцию дыхательного цикла (глубины вдоха и его длительности), а также эти рецепторы служат источником защитных рефлексов — кашля. К защитным рефлексам также относятся чихание, глотание и др. Данные рефлексы обусловлены наличием рецепторов в верхних дыхательных путях. Раздражение слизистой оболочки воздухоносных путей накапливающейся слизью, пылью, инородными телами вызывает чихание или кашель.

Кашель и чихание начинаются с глубокого вдоха, за которым следует смыкание голосовых связок. Затем происходит сокращение экспираторных мышц, а голосовые связки расходятся.

Повышение артериального давления усиливает раздражение прессорецепторов каротидного синуса и дуги аорты. Одновременно с депрессорным рефлексом наблюдаются незначительные торможения деятельности дыхательного центра и уменьшение вентиляции легких. При снижении артериального давления вследствие ослабления раздражения прессорецепторов вентиляция легких несколько увеличивается.

Роль коры головного мозга в регуляции дыхания.Регуляция дыхания обеспечивает поддержание постоянного газового состава артериальной крови, и эта функция выполняется в основном дыхательным центром. Процессы, приспосабливающие дыхание к изменяющимся условиям окружающей среды и жизнедеятельности организма, обеспечиваются корой больших полушарий. Любой поведенческий акт человека сопровождается изменением частоты и глубины дыхания. Изменения дыхания отмечаются при психических процессах (мышление, внимание, эмоции). Сложные изменения дыхания происходят при речи и пении, во время которых экспираторное движение воздуха через верхние дыхательные пути обеспечивает возникновение звуков.

Кора головного мозга оказывает прямые влияния через подкорковые структуры, гипоталамус, ретикулярную формацию ствола мозга, приспосабливая дыхание к постоянно меняющимся условиям среды. В коре больших полушарий нет участков, специально изменяющих деятельность дыхательного центра. Однако существенные изменения дыхания наблюдаются при раздражениях соматосенсорной зоны.

Важные приспособительные изменения осуществляются посредством условных рефлексов, за счет которых происходит опережающая регуляция дыхания. Особенно четко она выражена у спортсменов в предстартовом состоянии. Физическая работа еще не началась, но дыхательная и другие вегетативные системы уже подготовлены к ее выполнению, в частности к увеличению доставки в организм кислорода и выведению углекислого газа. Выработка подобных условных рефлексов возможна в процессе тренировки к любой мышечной работе.

Влияние полушарий головного мозга на дыхание проявляется при произвольных изменениях дыхания. Человек может задержать дыхание на 40—60 с. Произвольное управление дыханием используется во время речи, пения, игры на духовых музыкальных инструментах, занятий дыхательной гимнастикой. Влияние коры головного мозга помогает дыхательному центру функционировать относительно независимо от сигналов хеморецепторов сосудов и механорецепторов легких.

Дыхание в онтогенезе.В период эмбрионального развития артерилизация крови плода осуществляется через плаценту. Первые дыхательные движения у плода возникают с 2—3-месячного срока внутриутробного развития, хотя воздухоносные пути эмбриона еще заполнены жидкостью, а легкие находятся в спавшемся состоянии. Постепенно эти движения становятся все более регулярными, но незадолго до рождения прекращаются.

После рождения первый вдох (первый крик) происходит в момент пережатия пуповины, очевидно, вследствие резкой стимуляции хеморецепторов благодаря быстрому накоплению в крови СО₂ и убыли О₂. Большое значение при этом имеют тактильные и температурные раздражители, повышающие активность ЦНС, в том числе активность дыхательного центра. Вначале дыхание новорожденного носит характер судорожных вдохов: грудная клетка и легкие принимают расправленное состояние, в плевральной щели образуется отрицательное давление, из воздухоносных путей удаляется жидкость. Затем устанавливаются ритмичные дыхательные движения, нормализуется газовый состав и кислотно-щелочное состояние крови.

Вопросы для самоконтроля

1. Строение, функции и развитие дыхательных путей.

2. Внешнее дыхание. Типы дыхания. Показатели внешнего дыхания и их изменения с возрастом.

3.

Газообмен между легкими и кровью, кровью и тканями. Перенос углекислого газа и кислорода кровью. Понятие о гипоксемии и гипоксии.

4. Регуляция дыхания. Понятие о дыхательном центре. Рефлекторное чередование вдоха и выдоха. Произвольное дыхание.

Список литературы

Анатомия, физиология, психология человека: иллюстрированный краткий словарь / под ред. А. С. Батуева. — СПб. : Лань, 1998. — 256 с.

Анатомия человека : в 2 т. / под ред. М. Р. Сапина. — 2-е изд., доп.
и перераб. — М. : Медицина, 1993. — Т. 1. — 544 с.

Андронеску, А. Анатомия ребенка / А. Андронеску. — Бухарест : Меридиан, 1970. — 363 с.

Атлас по нормальной физиологии / под ред. Н. А. Агаджаняна. — М., 1986. — 351 с.

Гуминский, А. А. Руководство к лабораторным занятиям по общей и возрастной физиологии / А. А. Гуминский, Н. Н. Леонтьева, К. В. Маринова.
— М. : Просвещение, 1990. — 239 с.

Гуминский, А. А. Практические занятия по возрастной физиологии и школьной гигиене : учеб. пособие / А. А. Гуминский. — М., 1992.

Регуляция дыхания (стр. 1 из 6)

— 132 с.

Козлов, В. И. Анатомия человека : учеб. пособие / В. И. Козлов. — М.: Изд-во Российского ун-та дружбы народов (РУДН), 2004. — 187 с.

Малафеева, С. Н. Атлас по анатомии и физиологии человека: учеб. пособие / С. Н. Малафеева, И. В. Павлова ; Урал. гос. пед. ун-т. — Екатеринбург, 1999. — 194 с.

Маркосян, А. А. Основы морфологии и физиологии организма детей и подростков / А. А. Маркосян. — М. : Медицина, 1969. — 575 с.

Начала физиологии / под ред. Н. Д. Ноздрачева. — Санкт-Петербург ; Москва ; Краснодар, 2004. — 1088 с.

Нормальная физиология : курс физиологии функциональных систем / под ред. К. В. Судакова. — М. : МИА, 1999. — 717 с.

Солодков, А. С. Физиология человека : общая, спортивная, возрастная /
А. С. Солодков, Е. Б. Сологуб. — М., 2001. — 519 с.

Ткаченко, Б. И. Основы физиологии человека : учебник для вузов : в 2 т. /
Б. И. Ткаченко. — СПб., 1994. — Т. 1. — 570 с.

Физиология человека : учебник / под ред. Г. И. Косицкого. — М. : Медицина, 1985. — 544 с.

Физиология человека / под ред. Н. А. Агаджаняна. — М. : Медицинская книга; НН : НГМА, 2005. — 527 с.

Физиология человека : в 2 т. / под ред. В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько. — М. : Медицина, 2001. — 447 с.

Хрипкова, А. Г. Возрастная физиология : учеб. пособие для студентов небиол. спец. пед. ин-тов / А. Г. Хрипкова. — М. : Просвещение, 1978. — 287 с.

Хрипкова, А. Г. Возрастная физиология и школьная гигиена : учеб. пособие для студентов пед. ин-тов / А. Г. Хрипкова. — М. : Просвещение, 1990. — 319 с.

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Шпаргалка: Физиология легочного дыхания

Содержание

Введение

1. Механимы внешнего дыхания.

2. Газообмен в легких.

3. Работа дыхательного центра.

4. Регуляция дыхания.

Заключение

Введение

Организм человека как единая целостная живая система. Положение человека как биологического вида в системе животного царства. Понятие о тканях, органах, системах органов. Организм и среда. Анатомия и физиология человека — науки, изучающие внешнее и внутреннее строение, функции и процессы жизнедеятельности организма человека. Предмет анатомии и физиологии, методы и основные направления. Значение анатомии и физиологии для медицины и биологии. Краткая история анатомии и физиологии.Физическое воспитание изменяет организм человека, причем изменения затрагивают, иногда очень глубоко, и строение организма, и его функции. Очень важны точные представления о механизмах, по которым протекают функциональные изменения в организме. В изучении жизнедеятельности организма человека основную роль играют биологические науки – анатомия, физиология, гигиена. Физиология устанавливает закономерности функционирования живых систем, изучает взаимосвязи и особенности жизнедеятельности в разных условиях окружающей среды и при изменении внутренней среды организма.

Внешнее дыхание.

Внешнее дыхание осуществляется в результате ритмических движений грудной клетки. Дыхательный цикл состоит из фаз вдоха (inspiratio) и выдоха (exspiratio), между которыми отсутствует пауза. В покое у взрослого человека частота дыхательных движений 16-20 в минуту. Вдох это активный процесс. При спокойном вдохе сокращаются наружные межреберные и межхрящевые мышцы. Они приподнимают ребра, а грудина отодвигается вперед. Это ведет к увеличению сагитального и фронтального размеров грудной полости. Одновременно сокращаются мышцы диафрагмы. Ее купол опускается и органы брюшной полости сдвигаются вниз, в стороны и вперед. За счет этого грудная полость увеличивается и в вертикальном направлении. После окончания вдоха дыхательные мышцы расслабляются. Начинается выдох. Спокойный выдох пассивный процесс. Во время него происходит возвращение грудной клетки в исходное состояние. Это происходит под действием ее собственного веса, натянутого связочного аппарата и давления на диафрагму органов брюшной полости. При физической нагрузке, патологических состояниях, сопровождающихся одышкой (туберкулез легких, бронхиальная астма и т.д.) возникает форсированное дыхание. В акт вдоха и выдоха вовлекаются вспомогательные мышцы. При форсированном вдохе дополнительно сокращаются грудино-ключично-сосцевидные, лестничные, грудные и трапециевидные мышцы. Они способствуют дополнительному поднятию ребер. При форсированном выдохе сокращаются внутренние межреберные мышцы, которые усиливают опускание ребер. Т.е. это активный процесс. Различают грудной и брюшной тип дыхания. При первом дыхание в основном осуществляется за счет межреберных мышц, при втором за счет мышц диафрагмы. Грудной или реберный тип дыхания характерен для женщин. Брюшной или диафрагмальный для мужчин. Физиологически более выгоден брюшной тип, так как он осуществляется с меньшей затратой энергии. Кроме того, движения органов брюшной полости при дыхании препятствуют их воспалительным заболеваниям. Иногда встречается смешанный тип дыхания.

Газообмен в легких.

Газообмен в легких происходит путем диффузии.Обмен газов между кровью и воздухом относится к основной функции легких.

Воздух, поступающий в легкие при вдохе, нагревается и насыщается водяными парами при движении в дыхательных путях и достигает альвеолярного пространства, имея температуру 37 °С. Парциальное давление водяных паров в альвеолярном воздухе при этой температуре составляет 47 мм рт. ст. Поэтому согласно закону парциальных давлений Дальтона вдыхаемый воздух находится в разведенном водяными парами состоянии и парциальное давление кислорода в нем меньше, чем в атмосферном воздухе. Соотношение вентиляции и перфузии кровью легких. При прекращении вентиляции в каком-либо регионе легких увеличивается их функциональное мертвое пространство (а). При этом венозная кровь перфузирует этот отдел легких и, не обогащаясь кислородом, поступает в большой круг кровообращения. Нормальное вентиляци-онно-перфузионное отношение формируется, когда вентиляция регионов легких соответствует величине их перфузии кровью (б). При отсутствии кровотока в каком-либо регионе легких (в) вентиляция также не обеспечивает нормальное вентиляционно-перфузионное отношение. V — вентиляция легких, Q — кровоток в легких. Обмен кислорода и углекислого газа в легких происходит в результате разницы парциального давления этих газов в воздухе альвеолярного пространства и их напряжения в крови легочных капилляров.

Процесс движения газа из области высокой концентрации в область с низкой его концентрацией обусловлен диффузией. Кровь легочных капилляров отделена от воздуха, заполняющего альвеолы, альвеолярной мембраной, через которую газообмен происходит путем пассивной диффузии. Процесс перехода газов между альвеолярным пространством и кровью легких объясняется диффузионной теорией.

Дыхательный центр.

Дыхательный центр автоматически регулирует ритм, и глубину дыхательных движений. Однако мы можем вмешиваться в его работу, произвольно меняя объем легочной вентиляции или даже на некоторое время задерживая дыхательные движения. Сознательное регулирование акта дыхания осуществляется посредством высшего отдела нервной системы – коры больших полушарий головного мозга. Влияние коры большого мозга на дыхательные движения выражается в возможности произвольно прерывать (в известных пределах времени) дыхательные движения, изменять их ритм и глубину. Поэтому различные психические состояния – смех, плач, горе, радость – также отражаются на характере дыхания.

Регуляция дыхания.

Регуляция дыхания. Регулятором дыхательной системы служит дыхательный центр. Импульсы, исходящие из дыхательного центра, управляют работой дыхательных мышц, а объем вентиляции легких влияет на альвеолярный газообмен и систему транспорта газов кровью. Сигналы о том, сколько в крови кислорода и углекислого газа, поступают от хемочувствительных датчиков-рецепторов в регулятор и определяют значение следующей команды из дыхательного центра. Так замыкается и действует ведущий контур регуляции дыхания – хеморецепторный. В свою очередь степень растяжения легких и сокращения мышц контролируется специальными чувствительными клетками – датчиками механорецепторами, так как объем легких должен соответствовать потребности организма в кислороде и необходимости удаления избытка углекислого газа в каждый момент времени. Кроме того, работа по обеспечению кислородом должна быть чрезвычайно экономной. Такие задачи решаются в дополнительном механорецепторном контуре регулирования.

Вышележащие уровни управления, расположенные в коре больших полушарий и других отделах головного мозга, могут воздействовать как на функцию дыхательного регулятора, так и непосредственно на дыхательные мышцы, произвольно изменяя дыхательные движения.

Автоматическая система регуляции дыхания.

Регуляция дыхания

Как уже отмечалось, дыхание осуществляется автоматически; во время бодрствования, сна и в бессознательном состоянии. Автоматическая система регулирования поддерживает оптимальное для текущего момента напряжение газов в крови и тканях в соответствии с интенсивностью обмена веществ (метаболизма) и участвует в обеспечении постоянства внутренней среды организма. В зависимости от его энергетических затрат определяется Характер дыхания. Конечно, мы можем и произвольно изменять частоту и глубину дыхательных движений. Без целенаправленного управления дыхательными движениями невозможны речь, пение и тренировка дыхания. Однако такое сознательное вмешательство происходит на фоне автоматически регулируемого ритма дыхания, но не вопреки ему.

Заключение.

процесс дыхания, главная цель которого обеспечивать организм кислородом и тем самым создавать основное условие для получения энергии и поддержания жизни. Однако сам процесс внешнего дыхания чрезвычайно чувствителен к разного рода воздействиям, ибо дыхательный аппарат служит также своеобразным защитным барьером между внешней и внутренней средой организма. Это сопряжено с выполнением многих других функций, например, очистки воздухоносных путей и защиты организма от инородных тел, раздражающих и ядовитых веществ. Практически любой раздражитель, действующий на человека, вызывает изменение дыхания или кратковременную задержку дыхательных движений: резкий или неожиданный звук, сильный или внезапный свет, раздражающие запахи и механическое раздражение оболочки носа и верхних дыхательных путей, разнообразные раздражения кожи, брюшных органов, болевые воздействия и т. д. Большое значение имеют разветвленные в носовой полости окончания чувствительных нервов, осуществляющих своеобразный качественный контроль химического состава вдыхаемого воздуха.

3. Регуляция дыхания

Дыхание при различных условиях

Дыхание человека меняется в зависимости от его состояния. Оно спокойное, редкое во время сна, частое и глубокое при физических нагрузках, прерывистое, неровное во время эмоций. Бывает, что у человека и «дух захватывает», например при погружении в холодную воду.

Дыхательный центр

Русский физиолог Н. А. Миславский установил, что в продолговатом мозге имеется груша клеток, разрушение которых ведет к остановке дыхания. Так было положено начало изучению дыхательного центра. Дыхательный центр — сложное образование; он состоит из центра вдоха и центра выдоха. Позже удалось показать, что дыхательный центр имеет более сложную структуру и в процессах регуляции дыхания принимают участие также вышележащие отделы центральной нервной системы, которые обеспечивают приспособление органов дыхания к различной деятельности организма. Важная роль в регуляции дыхания принадлежит коре больших полушарий.

Миславский Николай Александрович (1854-1928) — выдающийся советский физиолог. Занимался главным образом исследованием механизмов нервной регуляции функций организма. В 1919 г. установил местоположение дыхательного центра в продолговатом мозге. Ряд работ Миславского посвящен изучению рефлекторной регуляции кровообращения. Им было доказано влияние коры больших полушарий головного мозга на деятельность некоторых внутренних органов.

В дыхательном центре ритмически возникают импульсы возбуждения. Эти импульсы возникают автоматически. Даже после полного выключения приходящих к дыхательному центру центростремительных импульсов в нем можно зарегистрировать ритмическую активность. Автоматизм дыхательного центра связывают с процессами обмена веществ в нем. Ритмические импульсы передаются из дыхательного центра по центробежным нейронам к дыхательным мышцам и диафрагме, обеспечивая чередование вдоха и выдоха.

Рефлекторная регуляция дыхания

Изменение дыхания происходит рефлекторно.

Шпаргалка: Физиология легочного дыхания

Оно меняется при болевом раздражении, при раздражении органов брюшной полости, рецепторов кровеносных сосудов, кожи, рецепторов дыхательных путей. При вдыхании паров аммиака, например, раздражаются рецепторы слизистой оболочки носоглотки, что приводит к рефлекторной задержке дыхания. Это важное приспособление, препятствующее попаданию в легкие ядовитых и раздражающих веществ.

Особое значение в регуляции дыхания имеют импульсы, идущие от рецепторов дыхательных мышц и от рецепторов самих легких. От них в большой степени зависит глубина вдоха и выдоха. Это происходит так: при вдохе, когда легкие растягиваются, раздражаются рецепторы в их стенках. Импульсы от рецепторов легких по центростремительным волокнам достигают дыхательного центра, тормозят центр вдоха и возбуждают центр выдоха. В результате дыхательные мышцы расслабляются, грудная клетка опускается, диафрагма принимает вид купола, объем грудной клетки уменьшается и происходит выдох. Поэтому говорят, что вдох рефлекторно вызывает выдох. Выдох, в свою очередь, рефлекторно стимулирует вдох.

В регуляции дыхания принимает участие кора головного мозга, обеспечивая тончайшее приспособление дыхания к потребностям организма в связи с изменениями условий внешней среды и жизнедеятельности организма.

Вот примеры влияния коры больших полушарий на дыхание. Человек может на время задержать дыхание, по своему желанию менять ритм и глубину дыхательных движений. Влияниями коры головного мозга объясняются предстартовые изменения дыхания у спортсменов — значительное углубление и учащение дыхания перед началом соревнования. Возможна выработка условных дыхательных рефлексов. Если к вдыхаемому воздуху добавить около 5-7% углекислого газа, который в такой концентрации учащает дыхание, и сопровождать вдох стуком метронома или звонком, то через несколько сочетаний один только звонок или стук метронома вызовет учащение дыхания.

Гуморальные влияния на дыхательный центр

Большое влияние на состояние дыхательного центра оказывает химический состав крови, в частности ее газовый состав. Впервые это было показано в опыте с перекрестным кровообращением. У двух собак, находящихся под наркозом, перерезали сонные артерии, несущие кровь к голове, и через трубки соединяли так, что кровь от туловища первой собаки поступала к голове второй, а кровь от туловища второй собаки поступала к голове первой (рис. 42). Вторые сонные артерии у собак зажимали. Зажатие трахеи у первой собаки вызывало одышку у второй, и наоборот. Происходило это потому, что в крови собаки, у которой пережималась трахея, накапливалось большое количество углекислого газа. Такая кровь, насыщенная углекислым газом, поступала к голове другой собаки, омывала дыхательный центр и возбуждала его к активной деятельности.

Потому у второй собаки и наблюдались частые дыхательные движения (одышка).

Рис. 42. Схема опыта с перекрестным кровообращением

Последующие опыты с введением в определенный участок продолговатого мозга раствора, содержащего углекислоту, подтвердили это положение.

В настоящее время установлено, что углекислый газ оказывает не только прямое возбуждающее действие на дыхательный центр. Накопление углекислого газа в крови вызывает раздражение рецепторов в кровеносных сосудах, несущих кровь к голове, и рефлекторно возбуждает дыхательный центр. Подобным образом действуют и другие кислые продукты, поступающие в кровь, например молочная кислота, содержание которой в крови увеличивается во время мышечной работы. Кислоты увеличивают концентрацию водородных ионов в крови, что вызывает возбуждение дыхательного центра.

Опыт 18

Соберите установку для регистрации дыхательных движений у человека (см. опыт 16).

Зарегистрируйте дыхательные движения у человека, находящегося в состоянии покоя. Затем испытуемому предложите задержать дыхание на возможно больший промежуток времени. Продолжайте регистрировать дыхание. Обратите внимание, что после задержки дыхания глубина и частота дыхательных движений изменились. Чем это можно объяснить?

После непродолжительного отдыха предложите испытуемому сделать 8-10 глубоких и частых дыхательных движений, которые бы хорошо вентилировали легкие. Как теперь изменится характер кривой дыхательных движений?

В результате деятельности механизмов регуляции обеспечивается приспособление дыхания к потребностям организма, поддерживается постоянство газового состава и реакции внутренней среды организма. Таким образом, и деятельность дыхательной системы направлена на поддержание гомеостаза.

Вопросы и задания к главе «Дыхание»

1. Сантиметровой лентой измерьте окружность грудной клетки у вашего товарища при самом глубоком выдохе и самом сильном вдохе. Объясните полученные данные.

2. Положите руку на грудь и посчитайте количество дыхательных движений за 1 мин. Теперь задержите дыхание 40-50 сек. Как изменится частота дыхания после задержки дыхания?

3. Почему после усиленной вентиляции легких дыхание становится редким, а иногда на некоторое время наблюдается даже остановка дыхания?

4. Почему у спортсменов жизненная емкость легких больше, чем у людей, не занимающихся спортом?

5. Чем вызывается затруднение дыхания на больших высотах?

У человека механизм вдоха и выдоха осуществляется также как у всех млекопитающих за счет движений межреберных мышц и диафрагмы. Диафрагма — это мышца, разделяющая грудную и брюшную полости.

Дыхательные движения представляют собой попеременное увеличение и уменьшение объема легких.

В периоды высокой физической активности (например, при беге) кроме диафрагмы и межреберных мышц в дыхательных движениях также могут участвовать другие мышцы туловища и плечевого пояса.

Вдох

На вдохе межреберные мышцы сокращаются, диафрагма смещается в сторону брюшной полости. Это приводит к увеличению объема грудной полости.

В грудной полости давление отрицательное, т. е.

Регуляция дыхания.

меньше атмосферного. Поэтому вслед за увеличением ее объема происходит растяжение легких.

Увеличение объема легких при неизменном объеме воздуха в них приводит к тому, что давление в них становится отрицательным.

Это, в свою очередь, ведет к засасыванию воздуха по дыхательным путям (носоглотку → гортань → трахею →бронхи). Газ всегда движется из области с более высоким давлением в область с более низким. Таким образом, в легкие поступает дополнительная порция воздуха, и давление в них становится равным атмосферному.

Выдох

Выдох происходит пассивно. Межреберные мышцы и диафрагма просто расслабляются. При этом ребра опускаются как бы сдавливая грудную полость. Диафрагма приподнимается вверх, что тоже ведет к уменьшению грудной полости.

Стенки грудной полости давят на легкие, и они уменьшаются в объеме, выталкивая из себя воздух обратно по дыхательным путям. Можно сказать, что давление в легких становится выше атмосферного, в результате чего воздух устремляется в сторону более низкого давления, т. е. наружу.

Различие в механизмах дыхания у мужчин и женщин

Несмотря на то, что механизм вдоха и выдоха у человека обеспечивается как межреберными мышцами, так и диафрагмой, степень их участия в дыхательных движениях у мужчин и женщин различается.

Для мужского типа дыхания свойственно активное участие диафрагмы, в то время как межреберные мышцы сокращаются мало. Это называется брюшным типом дыхания.

Для женщин, наоборот, характерно активное сокращение межреберных мышц, в то время как диафрагма при вдохе и выдохе смещается не так сильно, как у мужчин. Это грудной тип дыхания.

Гуморальная регуляция дыхания

В гуморальной регуляции дыхания принимают участие хеморецепторы, расположенные в сосудах и продолговатом мозге. Периферические хеморецепторы находятся в стенке дуги аорты и каротидных синусов. Они реагируют на напряжение углекислого газа и кислорода в крови. Повышение напряжения углекислого газа называется гиперкапнией, понижение гипокапнией. Даже при нормальном напряжении углекислого газа рецепторы находятся в возбужденном состоянии. При гиперкапнии частота нервных импульсов идущих от них к бульбарному центру воз­растает. Частота и глубина дыхания увеличиваются. При снижении напряжения кислорода в крови, т.е гипоксгмии, хеморецепторы также возбуждаются и дыхание усиливается. Причем периферические хеморецепторы более чувствительны к недостатку кислорода, чем избытку углекислоты.

Центральные или медуллярные хеморецепторные нейроны располагаются на переднебоковых поверхностях продолговатого мозга. От них идут волокна к нейронам дыхательного центра. Эти рецепторные нейроны чувствительны к катионам водорода. Гематоэнцефалический барьер хорошо проницаем для углекислого газа и лишь незначительно для протонов.

Особенности регуляции дыхания в состоянии покоя и в условиях форсированного дыхания

Поэтому рецепторы реагируют на протоны, которые накапливаются в межклеточной и спинномозговой жидкости в результате поступления в них углекислого газа. Под влиянием катионов водорода на цен­тральные хеморецепторы резко усиливается биоэлектрическая активность инспираторных и экспираторных нейронов. Дыхание учащается и углубляется. Медуллярные рецепторные нейроны более чувствительны к повышению напряжения углекислого газа.

Механизм активации инспираторных нейронов дыхательного центра лежит в основе первого вдоха новорожденного. После перевязки пуповины в его крови накапливается углекислый газ и снижается содержание кислорода. Возбуждаются хеморецепторы сосудистых рефлексогенных зон, активируются инспираторные нейроны, сокращаются инспираторные мышцы, происходит вдох. Начинается ритмическое дыхание.

Предыдущая3456789101112131415161718Следующая

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ: