Газообмен в тканях (клетках)

· В клетках парциальное давление кислорода очень низкое, а в артериальной крови, приходящей в ткани – высокое; оксигемоглобин диссоциирует, высвобождая кислород, который дифундирует в клетки

· Парциальное давление СО₂ в клетках высокое, а в артериальной крови – очень низкое, поэтому он быстро диффундирует из клеток в кровь, превращая её в венозную - СО₂ транспортируется плазмой крови в виде гидрокарбонатов натрия и калия (70%), 30% СО₂ в виде карбгемоглобина в эритроцитах - газообмен в тканях осуществляется при посредничестве тканевой жидкости

· СО₂ абсолютно необходим и выполняет в организме важные функции (постоянно находится в крови в небольших количествах) - гуморальный фактор регуляции дыхания, возбуждение центра вдоха и сердечно-сосудистого центра - изменение диаметра кровеносных сосудов (расширение сосудов мозга и прилив крови), фактор изменения (повышения) давления крови

• В дыхании человека принимает участие вся поверхность тела (особенно кожа груди, спины, живота); хорошее самочуствие после бани объясняется значительным улучшением кожного газообмена, апокрытый непроницаемой для воздуха краской человек погибает от удушья

Дыхательные мышцы

· В лёгких нет мышечной ткани, поэтому они не могут сокращаться (вдох и выдох обеспечивают специальные дыхательные мышцы (при параличе дыхательных мышц дыхание становиться невозможным)

o Наружные межрёберные мышцы – поднимают рёбра и увеличивают объём грудной клетки

o Диафразма – куполообразная мышечная перегородка между грудной клеткой и брюшной полостью, обращённая куполом в грудную клетку – при вдохе она уплощается, увеличивая объём грудной клетки

o Внутренние межрёберные мышцы – при их сокращени объём грудной клетки уменьшается

Дыхательные движения

· Спокойный вдох - сокращаются наружные межрёберные мышцы и диафрагма (при этом она уплощается) -увеличение объёма грудной клетки

· Спокойный выдох (осуществляется пассивно, без участия мышц)- расслабление наружных межрёберных мышц, расслабление диафрагмы (уменьшение объёма грудной клетки) - грудная клетка возвращается в исходное положение благодаря своей тяжести и эластической силе хрящей рёбер, которые растягивались при вдохе

· Форсированный (глубокий) вдох - сокращаются наружные межрёберные мышцы, диафрагма, а также мышцы грудии шеи (дополнительное увеличение объёма грудной клетки)

· Форсированнный (глубокий) выдох - сокращаются внутренние межрёберные мышце и мышцы брюшного пресса, которые давят на органы брюшной полости, и ещё более впячивают диафрагму в грудную клетку) –уменьшение объёма грудной клетки

Жизненная ёмкость лёгких

o В разных физиологических состояниях (норма, сон, физическая нагрузка) используются разные объёмы лёгких

o Дыхательный объём – объём лёгких, используемый при спокойном дыхании (человек вдыхает и выдыхает – 500см³ воздуха); - из них 150 см³ остаются в воздухоносных путях и в газообмене не участвуют – «мёртвое пространство»

o Резервный (дополнительный) объём вдоха – объём воздуха, который можно вдохнуть дополнительно после спокойного вдоха (1500 см³)

o Резервный объём выдоха – объём воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха (1500 см³)

o Остаточный воздух – объём вохдуха, остающийся в лёгких после самого глубокого выдоха (его невозможно удалить из лёгких) -1200 см³ – препятствует спадению лёгких, поддерживает лёгкие в слегка раздутом состоянии – «пневмоскелет», лёгочная ткань не тонет в воде

o Жизненная ёмкость лёгких (ЖЁЛ) – объём воздуха, который можно выдохнуть после самого глубокого вдоха - складывается из дыхательного объёма (500см3), резерного объёма вдоха (1500 см³) и резервного объёма выдоха (1500 см³) - обеспечивает все физиологические состяния и равен у взрослого здорового человека около 3500 см³ (3,5 л); у женщин меньше, чем у мужчин - при физических занятиях ЖЁЛ растёт и у тренированных людей может достигать 7500 см³ (марафонцы, пловцы, гребцы т.д.) - измеряется с помощью специального прибора - спирометра

o - общая ёмкость лёгких – складывается из ЖЁЛ и остаточного объёма - минутный объём дыхания – объём, который человек вдыхает и выдыхает за минуту (около 8 л воздуха); при интенсивной физической нагрузке возрастает до 120 л\мин; во сне человек за 1 ч поглощает до 20 л О₂ - курение и лёгочные заболевания значительно снижают ЖЁЛ - за всю жизнь здоровый человек вдыхает 380 тыс. м³ воздуха

Механизм вдоха и выдоха

o Даление в грудной клетке (плевральной полости) всегда должно равняться давлению в лёгких

o Вдох начинается с сокращения наружных межрёберных мышц и диафрагмы под командой центра вдоха дыхательного центра и увеличение объёма грудной клетки (плевральной полости)

o Давление в грудной клетке и лёгких падает (ниже атмосферного), а давление в окружающей среде высокое и воздух сам засасывается внутрь лёгких, растягивая их и прижимая к грудной стенке - вдох

o При вдохе раздражаются механорецепторы растягивающейся стенки лёгких, импульсы от которых возбуждают центр выдоха дыхательного центр, который тормозит центр вдоха

o Дыхательные мышцы расслабляются и грудная клетка спадается, её объём уменьшается, а давление в ней и в лёгких растёт

o Под давлением опускающейся грудной клетки воздух выталкивается из лёгких – выдох

o Поступление воздуха в лёгкие во время вдоха и выталкивание его из лёгких являются чисто физическими процессами

o Если в грудную клетку (плевральную полость) попадёт атмосферный воздух (при сквозных ранениях, преломах, операциях), давление в ней становиться равным атмосферному, лёгкое спадается и перестаёт участвовать в дыхании – пневмоторакс (за счёт того, что каждое лёгкое находится в изолированной полости, участие в дыхании осуществляется за счёт другого лёгкого); двусторонний пневмоторакс ведёт к прекращению дыхания Пневмоторакс – явление поступления атмосферного воздуха в плевральную полость, ведущее к спадению лёгкого

o Различают грудной (рёберный) и брюшной типы дыхания в зависимости от преобладания в дыхательном процессе грудной клетки или диафрагмы (брюшной тип дыхания более эффктивен, т. к. при нём глубже вентилируются лёгкие и облегчается венозный возврат от брюшной полости к сердцу – преобладает у мужчин, певцов, спортсменов)

Регуляция дыхания (нервная и гуморальная) Значение регуляции дыхания: 1. Осуществление актов вдоха и выдоха (вентиляция лёгких) 2. Приспособление частоты и глубины дыхания к внешней среде и потребностям организма (обмену веществ)

Нервная регуляция дыхания

· Осуществляется с помощью вегетативного дыхательного центра, локализованного в продолговатом мозге (состоит из центра вдоха, соединённого с дыхательными мышцами и центра выдоха, соединённого с механорецепторами стенки лёгких)

· Центр вдоха обладает автоматией – способностью возбуждаться независимо от внешней среды и потребностей организма (в покое с постоянной частотой 16 -18 раз в минуту)

· Центр вдоха соединяется с дыхательными мышцами симпатическими и парасимпатическими нервами

· При возбуждении симпатического отдела вегетативной нервной системы осуществляется непроизвольное учащение и углубление дыхания (происходит во время бодрствования, физической активности); происходит также и расширение бронхов

· Возбуждении парасимпатического отдела ведёт к нормализации, урежению и ослаблению дыхания (во время покоя, отдыха,сна); осуществляет сужение бронхов

· Рефлекторное непроизвольное изменение дыхания возникаети при раздражении других рецепторов тела (болевых, температурных, обонятельных и т. д.)

· Работа вегетативного дыхательного нервного центра непроизвольна, безусловнорефлекторна

· Кора больших полушарий активно участвует в регуляции дыхания – условнорефлекторный механизм (под её контролем возможно произвольно изменять ритм, частоту и глубину дыхания, задерживать его на коротое время при плавании подводой или в помещении, наполненном ядовитыми парами); - частота дыхания может изменятся на любой условный раздражитель – эмоциональная реакция (волнение, смех), вид какого - либо объекта (опасного или дружеского) и т. д.

· Нервная регуляция обеспечивает тонкое и быстрое приспособление дыхания к изменяющимся условиям внешней среды