Значение дыхания для организма. Возрастные особенности дыхания

ФГБОУ ВПО « Казанский государственный университет»

Медицинский институт

Кафедра физиологии человека

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине «Нормальная физиология»

  на тему:

  «Значение дыхания для организма. Возрастные особенности дыхания»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка группы 13ЛЛ19

Петрова Ольга Андреевна

Проверила: доктор медицинских наук

 Романец Виктория Сергеевна

 

 

 

 

 

 

Казань,2014

План курсовой работы:

 Введение……………………………………………………………..……..3

1.Строение и функции органов дыхания…………………………..…...…2

2.Возрастные особенности  дыхания ……………………………..….…….7

3.Акт дыхания……………………………………………………..…….…..8

3.1.Внешнее дыхание…………………………………………….……….....8

3.2.Транспорт газа кровью………………………………………………..…9

3.3.Тканевой газообмен…………………………………………………..….9

4.Регуляция внешнего дыхания………………………………………….....10

4.1.Дыхательный центр………………………………………………….….10

4.2.Локализация и функциональные  свойства дыхательных нейронов…11

4.3.Генерация дыхательного ритма………………………………………...13

5. Диффузионная способность легких…………………………………......17

6. Значение дыхания для организма………………………………………..19

Заключение…………………………………………………………...............19

Список литературы…………………………………………………………..21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Дыхание - необходимый для жизни процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей средой. Дыхание обеспечивает постоянное поступление в организм кислорода, необходимого для осуществления окислительных процессов, являющихся основным источником энергии.

Кислород из внешней среды поступает в легкие. Там, как уже известно, происходит превращение венозной крови в артериальную. Артериальная кровь, текущая по капиллярам большого круга кровообращения, отдает кислород через тканевую жидкость клеткам, которые омываются ею, а углекислый газ, выделяемый клетками, поступает в кровь. Отдача углекислого газа кровью в атмосферный воздух также совершается в легких.

Понятно, что прекращение поступления кислорода к клеткам хотя бы на очень короткое время приводит к их гибели. Вот почему непрестанное поступление этого газа из окружающей среды - необходимое условие жизни организма.

Значение дыхания для человека огромное. На самом деле, без пищи человек может прожить несколько недель, без воды - несколько суток, а без кислорода - всего 5 минут.

Акт дыхания состоит из трех процессов:

1. Внешнее или легочное дыхание - обмен газов между организмом  окружающей средой.

2. Внутреннее или тканевое дыхание, протекающее в клетках.

3. Транспорт газов кровью, т.е. перенос  кислорода кровью от легких  к тканям и углекислого газа  от тканей к легким.

 

 

 

 

 

1.Строение и функции органов дыхания 
 
Систему органов дыхания человека составляют воздухоносные пути и легкие. К воздухоносным путям относятся: носовая полость, носоглотка, гортань, трахея и бронхи. Носовая полость разделяется костно-хрящевой перегородкой на правую и левую половины, в каждой из которых есть извилистые носовые ходы. Слизистая оболочка, которая выстилает носовую полость, густо покрыта ресничками, пронизана кровеносными сосудами и железами. Воздух, поступающий в носовую полость, очищается, согревается, увлажняется и обеззараживается. 
Из носовой полости воздух попадает в носоглотку, а затем в гортань.

Глотка у ребенка отличается меньшей длиной и большей шириной, а также низким расположением слуховой трубки. Особенности строения носоглотки приводят к тому, что заболевания верхних дыхательных путей у детей часто осложняются воспалением среднего уха. Также серьезно отражается на здоровье детей заболевание миндалевых желез расположенных в глотке.

Гортань расположена на передней поверхности шеи, на уровне 4-6 шейных позвонков, по обоим бокам ее располагаются доли щитовидной железы, а сзади - глотка. Гортань имеет форму воронки. Ее скелет образован парными и непарными хрящами, соединенными между собой суставами, связками и мышцами. Непарные хрящи - щитовидный, надгортанник, перстневидный. Парные хрящи - рожковидный, черпаловидный. Надгортанник покрывает вход в гортань во время глотания. Изнутри гортань покрыта слизистой оболочкой с мерцательным эпителием. Гортань служит для проведения воздуха и одновременно является органом звукообразования, в котором участвуют две голосовые связки, это слизистые складки, состоящие из эластических соединительных волокон. Связки натянуты между щитовидным и черпаловидным хрящами, и ограничивают голосовую щель.

У детей гортань короче, уже и располагается выше, чем у взрослых. Наиболее интенсивно гортань растет на 1-3 годах жизни и в период полового созревания - у мальчиков образуется кадык, удлиняются голосовые связки, гортань становится шире и длиннее чем у девочек, происходит ломка голоса.

Слизистая оболочка воздухоносных путей более обильно снабжена кровеносными сосудами, нежна и ранима, содержит меньше слизистых желез предохраняющих ее от повреждений.

От нижнего края гортани отходит трахея. Трахея - длиной около 12 см. (длина ее увеличивается в соответствии с ростом туловища, максимально ускоренный рост в 14 - 16 лет), состоит из хрящевых полуколец. Задняя стенка трахеи мягкая, прилегает к пищеводу. Изнутри выстлана слизистой оболочкой содержащей железы, которые выделяют слизь. Из области шеи трахея переходит в грудную полость и делится на два бронха, слева шире и короче, а справа - уже и длиннее. Бронхи входят в легкие и там делятся на бронхи меньшего диаметра-бронхиолы, которые разделяются еще на более мелкие, образуя бронхиальное дерево, которое в свою очередь образует ворота легких. В грудной полости расположены два легких, они имеют форму конуса. На обращенной к сердцу стороне каждого легкого, располагаются углубления - ворота легкого, через которые проходят бронх, нерв легкого, кровеносные и лимфатические сосуды. Бронх в каждом легком ветвится. Бронхи, как и трахея, в стенках содержат хрящи. Самые маленькие разветвления бронхов - бронхиолы, они не имеют хрящей, но снабжены мышечными волокнами и способны сужаться.

Тончайшие бронхи - бронхиолы - заканчиваются альвеолярными ходами, на стенках которых расположены легочные пузырьки, или альвеолы. Альвеолы образуют дыхательную часть легких, а бронхи - воздухоносных. Легочные пузырьки образуют губчатую массу, которая формирует легкие. Легкие заполняют всю грудную полость, за исключением места, занятого сердцем, кровеносными сосудами, воздухоносными путями и пищеводом. 
Каждое легкое покрыто серозной оболочкой - плеврой. Плевра состоит из двух листов: пристеночный лист - прилегает к грудной клетке, внутринносный - сросся с легким. Между двумя листами имеется пространство - плевральная полость, заполнена серозной жидкостью, которая облегчает скольжение листов плевры при дыхательных движениях. В полости плевры воздуха нет и давление там отрицательное. Плевральная полость между собой не сообщается.

Правое легкое состоит из трех, а левое из двух долей. Каждый отдел легкого состоит из сегментов: в правом - 11 сегментов, в левом - 10 сегментов. Каждый сегмент в свою очередь состоит из множества легочных долек. Структурной единицей является ацинус - конечная часть бронхиолы с альвеолярными пузырьками. Бронхиолы переходя в расширение - альвеолярные ходы, на стенках которых находятся выпячивания – альвеолы, которые являются конечной частью дыхательного пути. Стенки легочных пузырьков состоят из однослойного плоского эпителия и к ним примыкают капилляры. Через стенки альвеол и капилляров осуществляется газообмен: в кровь из альвеол поступает кислород, а обратно углекислый газ. В легких насчитывают до 350 млн. альвеол, а их поверхность достигает 150 м2.

Основная функция легких - обеспечение газообмена между внешней средой и организмом. 
 
Газообмен в легких происходит вследствие ритмических дыхательных движений - вдоха и выдоха. В легких отсутствует мышечная ткань; дыхательные движения осуществляются с помощью межреберных и грудных мышц и диафрагмы. Во время вдоха, благодаря поднятию ребер и опусканию диафрагмы, объем грудной полости увеличивается. Одновременно с увеличением объема грудной полости расширяются и легкие. Во время выдоха происходит расслабление наружных межреберных мышц, опускание ребер и поднятия купола диафрагмы, объем грудной клетки и легких уменьшается. 
 
Нейрогуморальная регуляция обеспечивает ритмичное чередование вдоха и выдоха, изменения частоты и глубины дыхательных движений. Нервные механизмы дыхания обеспечиваются дыхательным центром, содержащейся в продолговатом мозге и двигательными нервами, ядра которых располагаются в спинном мозге. Основным гуморальным фактором регуляции дыхания является концентрация СО2 в крови (повышенное содержание СО2 вызывает увеличение глубины и частоты дыхания).

 

2. Возрастные особенности дыхания

 

У детей раннего возраста ребра имеют малый изгиб и занимают почти горизонтальное положение. Верхние ребра и весь плечевой пояс расположены высоко, межреберные мышцы слабые. Поэтому у новорожденных преобладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межреберных мышц. Такой тип дыхания сохраняется до второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз и ребра принимают косое положение. Дыхание грудных детей теперь становится грудобрюшным с преобладанием диафрагмального.

В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса начинает преобладать грудной тип дыхания, и к 7 годам он становится выраженным.

В 7–8 лет начинаются половые отличия в типе дыхания: у мальчиков преобладающим становится брюшной тип дыхания, у девочек – грудной. Заканчивается половая дифференцировка дыхания к 14–17 годам.

Своеобразие строения грудной клетки и малая выносливость дыхательных мышц делают дыхательные движения у детей менее глубокими и частыми. Взрослый же человек делает в среднем 15–17 дыхательных движений в минуту; за один вдох при спокойном дыхании он вдыхает 500  мл воздуха. При мышечной работе дыхание учащается в 2–3 раза. У тренированных людей при одной и той же работе объем легочной вентиляции постепенно увеличивается, так как дыхание становится более редким и глубоким. При глубоком дыхании альвеолярный воздух вентилируется на 80–90  %. Это обеспечивает большую диффузию газов через альвеолы. При неглубоком и частом дыхании вентиляция альвеолярного воздуха значительно меньше и относительно большая часть вдыхаемого воздуха остается в так называемом мертвом пространстве – в носоглотке, ротовой полости, трахее, бронхах. Таким образом, у тренированных людей кровь в большей степени насыщается кислородом, чем у людей нетренированных.

Глубина дыхания характеризуется объемом воздуха, поступающим в легкие за один вдох,  – дыхательным воздухом. Дыхание новорожденного частое и поверхностное, при этом его частота подвержена значительным колебания. У детей школьного возраста происходит дальнейшее урежение дыхания.

Большая частота дыхательных движений у ребенка обеспечивает высокую легочную вентиляцию.

Жизненная емкость легких меняется с возрастом, зависит от пола, степени развития грудной клетки, дыхательных мышц. Как правило, она больше у мужчин, чем у женщин; у спортсменов больше, чем у нетренированных людей. К 16–17 годам жизненная емкость легких достигает величин, характерных для взрослого человека.

3.Акт дыхания

3.1. Внешнее дыхание.

Внешнее дыхание представляет собой обмен газов между организмом и внешней средой. Оно осуществляется с помощью двух процессов – легочного дыхания и дыхания через кожу.

Легочное дыхание заключается в обмене газов между альвеолярным воздухом и окружающей средой и между альвеолярным воздухом и капиллярами. При газообмене с внешней средой поступает воздух, содержащий 21 % кислорода и 0,03-0,04 % углекислого газа, а выдыхаемый воздух содержит 16 % кислорода и 4 % углекислого газа. Кислород поступает из атмосферного воздуха в альвеолярный, а углекислый газ выделяется в обратном направлении При обмене с капиллярами малого круга кровообращения в альвеолярном воздухе давление кислорода 102 мм.рт.ст., а углекислого газа – 40 мм.рт.ст., напряжение в венозной крови кислорода – 40 мм. рт. ст., а углекислого газа – 50 мм.рт.ст. В результате внешнего дыхания от легких оттекает артериальная кровь, богатая кислородом и бедная углекислым газом.

3.2.Транспорт газа кровью.

Транспорт газов кровью осуществляется в основном в виде комплексов: 1) кислород образует соединение с гемоглобином, 1 г гемоглобина связывает 1,345 мл газа; 2) в виде физического растворения транспортируется 15-20 мл кислорода; 3) углекислый газ переносится в форме бикарбонатов Na и К, причем бикарбонат К находится внутри эритроцитов, а бикарбонат Na – в плазме крови; 4) углекислый газ транспортируется вместе с молекулой гемоглобина.

3.3.Тканевой газообмен.

Кровь, приносящая к тканям кислород, отдает его ( по градиенту концентрации) в тканевую жидкость, а оттуда молекулы О2 проникают в клетки, где и захватываются митохондриями. Чем интенсивнее происходит  этот захват , тем выше становится градиент между артериальной кровью и тканью, тем быстрее кровь отдает кислород ,отсоединяющийся при этом от молекулы гемоглобина, которая служила «транспортным средством» для доставки кислорода. Освободившиеся молекулы гемоглобина могут захватывать молекулы СО2 ,чтобы нести их к легким и там отдавать альвеолярному воздуху. Кислород, вступая в цикл окислительных реакций в митохондриях , в конечном счете оказывается соединенным либо с водородом (образуется Н2О), либо с углеродом ( образуется СО2) . В свободном виде кислорода практически не существует. Весь образующийся в тканях углекислый газ выводится из организма через легкие. Метаболическая вода также частично испаряется с поверхности легких, но может выводиться, кроме того, с потом и мочой.

 

 

4.Регуляция внешнего дыхания.

Основная функция дыхательной системы заключается в обеспечении газообмена О2 и СО2 между окружающей средой и организмом в соответствии с его метаболическими потребностями. В целом эту функцию регулирует сеть многочисленных нейронов ЦНС, которые связаны с дыхательным центром продолговатого мозга.

4.1.Дыхательный центр

Под дыхательным центром следует понимать совокупность нейронов специфических (дыхательных) ядер продолговатого мозга, способных генерировать дыхательный ритм.  

 

В нормальных (физиологических) условиях дыхательный центр получает афферентные сигналы от периферических и центральных хеморецепторов, сигнализирующих соответственно о парциальном давлении О2 в крови и концентрации Н+ во внеклеточной жидкости мозга. В период бодрствования деятельность дыхательного центра регулируется дополнительными сигналами, исходящими из различных структур ЦНС. У человека это, например, структуры, обеспечивающие речь. Афферентные сигналы от хеморецепторов тесно взаимодействуют с другими афферентными стимулами дыхательного центра, но, в конечном счете, химический, или гуморальный, контроль дыхания всегда доминирует над нейрогенным.  

 

Дыхательный центр выполняет две основные функции в системе дыхания: моторную, или двигательную, которая проявляется в виде сокращения дыхательных мышц, и гомеостатическую, связанную с изменением характера дыхания при сдвигах содержания О2 и СО2 во внутренней среде организма. 

 

Двигательная функция дыхательного центра заключается в генерации дыхательного ритма и его паттерна. Под генерацией дыхательного ритма понимают генерацию дыхательным центром вдоха и его прекращение (переход в экспирацию). 

Гомеостатическая функция дыхательного центра поддерживает нормальные величины дыхательных газов (O2, CO2) и рН в крови и внеклеточной жидкости мозга, регулирует дыхание при изменении температуры тела, адаптирует дыхательную функцию к условиям измененной газовой среды, например при пониженном и повышенном барометрическом давлении. 

 

4.2.Локализация и функциональные свойства дыхательных нейронов. Нейроны дыхательного центра локализованы в дорсомедиальной и вентролатеральной областях продолговатого мозга и образуют так называемые дорсальную и вентральную дыхательную группу. 

 

Дыхательные нейроны, активность которых вызывает инспирацию или экспирацию, называются соответственно инспираторными и экспираторными  нейронами.  Инспираторные и экспираторные нейроны иннервируют дыхательные мышцы. В дорсальной и вентральной дыхательной группах продолговатого мозга обнаружены следующие основные типы дыхательных нейронов:

1) ранние инспираторные, которые  разряжаются с максимальной частотой  в начале фазы вдоха;

2) поздние инспираторные, максимальная  частота разрядов которых приходится на конец инспирации;

3) полные инспираторные с постоянной или с постепенно нарастающей активностью в течение фазы вдоха;

4) постинспираторные, которые имеют максимальный разряд в начале фазы выдоха;

5) экспираторные с постоянной или постепенно нарастающей активностью, которую они проявляют во вторую часть фазы выдоха;

6) преинспираторные, которые имеют максимальный пик активности непосредственно перед началом вдоха. Тип нейронов определяется по проявлению его активности относительно фазы вдоха и выдоха.  

 

Нейроны дыхательного центра, активность которых совпадает с ритмом дыхания, но они не иннервируют дыхательные мышцы, называются респираторно-связанными нейронами. К респираторно-связанным нейронам относят клетки дыхательного центра, иннервирующие мышцы верхних дыхательных путей, например гортани. 

 

Дорсальная дыхательная группа (ДДГ) включает в себя симметричные области продолговатого мозга, расположенные вентролатеральнее ядра одиночного пучка .Дыхательные нейроны этой группы относятся только к инспираторному типу нейронов и представлены поздними и полными инспираторными нейронами. 

Вентральная дыхательная группа (ВДГ) расположена латеральнее обоюдного ядра продолговатого мозга, или ядра блуждающего нерва. ВДГ подразделяется на ростральную и каудальную части относительно уровня задвижки продолговатого мозга. 

 

Ростральная часть ВДГ состоит из инспираторных нейронов разных типов: ранних, полных, поздних инспираторных и постинспираторных. Ранние инспираторные и постинспираторные нейроны ВДГ называются проприобульбарными нейронами, так как они не направляют свои аксоны за пределы дыхательного центра продолговатого мозга и контактируют только с другими типами дыхательных нейронов. Часть полных и поздних инспираторных нейронов направляют свои аксоны к дыхательным мотонейронам спинного мозга, а следовательно, управляют мышцами вдоха. 

 

Каудальная часть ВДГ состоит только из экспираторных нейронов.  Все экспираторные нейроны направляют аксоны  в спинной мозг. При этом 40% экспираторных нейронов иннервирует внутренние межреберные мышцы, а 60% — мышцы брюшной стенки. 

 

Ростральнее ВДГ локализованы компактной группой экспираторные нейроны (комплекс Бетцингера), аксоны которых связаны только с другими типами нейронов дыхательного центра. Предполагают, что именно эти нейроны синхронизируют деятельность правой и левой половин дыхательного центра. 

 

В непосредственной близости от нейронов ВДГ расположены различные типы респираторно-связанных нейронов, которые иннервируют мышцы верхних дыхательных путей и гортани. 

 

Нейроны дыхательного центра в зависимости от проекции их аксонов подразделяют на три группы:

1) нейроны, иннервирующие мышцы  верхних дыхательных путей и  регулирующие поток воздуха в  дыхательных путях;

2) нейроны, которые синаптически связаны с дыхательными мотонейронами спинного мозга и управляют таким образом мышцами вдоха и выдоха;

3) проприобульбарные нейроны, которые связаны с другими нейронами дыхательного центра и участвуют только в генерации дыхательного ритма.  

 

4.3.Генерация дыхательного ритма.

Спонтанная активность нейронов дыхательного центра начинает появляться к концу периода внутриутробного развития. Об этом судят по периодически возникающим ритмическим сокращениям мышц вдоха у плода. В настоящее время доказано, что возбуждение дыхательного центра у плода появляется благодаря пейсмекерным свойствам сети дыхательных нейронов продолговатого мозга. Иными словами, первоначально дыхательные нейроны способны самовозбуждаться. Этот же механизм поддерживает вентиляцию легких у новорожденных в первые дни после рождения. С момента рождения по мере формирования синаптических связей дыхательного центра с различными отделами ЦНС пейсмекерный механизм дыхательной активности быстро теряет свое физиологическое значение. У взрослых ритм активности в нейронах дыхательного центра возникает и изменяется только под влиянием различных синаптических воздействий на дыхательные нейроны. 

 

Дыхательный цикл подразделяют на фазу вдоха и фазу выдоха относительно движения воздуха из атмосферы в сторону альвеол (вдох) и обратно (выдох). Двум фазам внешнего дыхания соответствуют три фазы активности нейронов дыхательного центра продолговатого мозга: инспираторная, которая соответствует вдоху; постинспираторная, которая соответствует первой половине выдоха и называется пассивной контролируемой экспирацией; экспираторная, которая соответствует второй половине фазы выдоха и называется фазой активной экспирации. 

 

Инспираторная активность дыхательного центра начинается с мощного стартового разряда ранних инспираторных нейронов, который появляется спонтанно за 100—200 мс до разряда в диафрагмальном нерве. В этот момент ранние инспираторные нейроны полностью освобождаются от сильного торможения со стороны постинспираторных нейронов. Полное растормаживание ранних инспираторных нейронов происходит в момент, когда активируются преинспираторные нейроны дыхательного центра, которые окончательно блокируют разряд экспираторных нейронов. 

 

Стартовый разряд ранних инспираторных нейронов начинает активировать полные инспираторные нейроны, которые способны совозбуждать друг друга. Полные инспираторные нейроны, благодаря этому свойству, поддерживают и увеличивают частоту генерации потенциалов действия в течение фазы вдоха. Именно этот тип дыхательных нейронов создает нарастающую активность в диафрагмальном и межреберных нервах, вызывая увеличение силы сокращения диафрагмы и наружных межреберных мышц. 

 

Ранние инспираторные нейроны в силу особых физиологических свойств их мембраны прекращают генерировать потенциалы действия к середине фазы вдоха. Это моносинаптически растормаживает поздние инспираторные нейроны, поэтому их активность появляется в конце вдоха. 

 

Поздние инспираторные нейроны способны дополнительно активировать в конце вдоха сокращение диафрагмы и наружных межреберных мышц. Одновременно поздние инспираторные нейроны выполняют функцию начального выключения инспирации. В период своей активности они получают возбуждающие стимулы от легочных рецепторов растяжения, которые измеряют степень растяжения дыхательных путей во время вдоха. Максимальный по частоте разряд поздних инспираторных нейронов приходится на момент прекращения активности других типов инспираторных нейронов дыхательного центра. 

 

Прекращение активности всех типов инспираторных нейронов дыхательного центра растормаживает постинспираторные нейроны. Причем процесс растормаживания постинспираторных нейронов начинается гораздо раньше, а именно в период убывания разрядов ранних инспираторных нейронов. С момента появления активности постинспираторных нейронов выключается инспирация и начинается фаза пассивной контролируемой экспирации. Постинспираторные нейроны регулируют степень расслабления диафрагмы в первую половину фазы выдоха. В эту фазу заторможены все другие типы нейронов дыхательного центра. Однако в постинспираторную фазу сохраняется активность респираторно-связанных нейронов дыхательного центра, которые регулируют тонус мышц верхних дыхательных путей, прежде всего гортани. 

 

Вторая половина фазы выдоха, или фаза активной экспирации, полностью зависит от механизма ритмогенеза инспираторнои и пост-инспираторной активности. Например, при быстрых дыхательных движениях постинспираторная фаза может непосредственно переходить в фазу следующей инспирации. 

 

Активность дыхательных мышц в течение трех фаз нейронной активности дыхательного центра изменяется следующим образом . В инспирацию мышечные волокна диафрагмы и наружных межреберных мышц постепенно увеличивают силу сокращения. В этот же период активируются мышцы гортани, которые расширяют голосовую щель, что снижает сопротивление воздушному потоку на вдохе. Работа инспираторных мышц во время вдоха создает достаточный запас энергии, которая высвобождается в постинспираторную фазу, или в фазу пассивной контролируемой экспирации. В постинспираторную фазу дыхания объем выдыхаемого из легких воздуха контролируется медленным расслаблением диафрагмы и одновременным сокращением мышц гортани. Сужение голосовой щели в постинспираторную фазу увеличивает сопротивление воздушному потоку на выдохе. Это является очень важным физиологическим механизмом, который препятствует спаданию воздухоносных путей легких при резком увеличении скорости воздушного потока на выдохе, например при форсированном дыхании или защитных рефлексах кашля и чиханья. 

 

Во вторую фазу выдоха, или фазу активной экспирации, экспираторный поток воздуха усиливается за счет сокращения внутренних межреберных мышц и мышц брюшной стенки. В эту фазу отсутствует электрическая активность диафрагмы и наружных межреберных мышц. 

 

Координация деятельности правой и левой половин дыхательного центра является еще одной функцией дыхательных нейронов. Дыхательный центр имеет дорсальную и вентральную группу нейронов как в правой, так и в левой половине продолговатого мозга и таким образом состоит из двух симметричных половин. Эта функция выполняется за счет синаптического взаимодействия различных типов дыхательных нейронов. Дыхательные нейроны взаимосвязаны как в пределах одной половины дыхательного центра, так и с нейронами противоположной стороны. При этом наибольшее значение в синхронизации деятельности правой и левой половин дыхательного центра имеют проприобульбарные дыхательные нейроны и экспираторные нейроны комплекса Бетцингера.

 

5.Диффузионная способность легких.

Градиент концентраций газов по обе сторон альвеолярной стенки является той силой, которая заставляет молекулы кислорода и углекислого газа диффундировать, проникать сквозь эту стенку. Однако при дном и том же атмосферном давлении скорость диффузии молекул зависит не только от градиента , но и от площади соприкосновения альвеол и капилляров, от толщины их стенок, от наличия сурфактанта и ряда других причин. Для того чтобы оценить все эти факторы , с помощью специальных приборов измеряют диффузионную способность легких, которая в зависимости от возраста и функционального состояния человека может измениться от 20 до 50 мл кислорода/мин/мм  рт.ст.

Вентиляционно-перфузное отношение. Газообмен в легких происходит только в том случае, если воздух в альвеолах периодически (в каждом дыхательном цикле) обновляется, а через легочные капилляры непрерывно течет кровь. Именно по этой причине остановка дыхания , как и остановка кровообращения, в равной мере означают смерть. Непрерывный ток крови через капилляры называется перфузией, а ритмическое поступление новых порций атмосферного воздуха в альвеолы – вентиляцией. Следует подчеркнуть, что воздух в альвеолах по составу весьма существенно отличается от атмосферного: в альвеолярном воздухе гораздо больше углекислого газа и меньше кислорода. Дело в том, что механическая вентиляция легких не затрагивает наиболее глубоких зон , в которых расположены легочные пузырьки, и там газообмен происходит только благодаря диффузии, а потому несколько замедленно. Тем не менее, каждый дыхательный цикл приносит в легкие новые порции кислорода и уносит избыток углекислоты. Скорость перфузии легочной ткани кровью должна точно соответствовать скорости вентиляции, чтобы между этими двумя процессами устанавливалось равновесие, иначе либо кровь будет перенасыщена углекислотой и недонасыщена кислородом, либо, наоборот , углекислота будет вымываться из крови. И то и другое плохо, так как дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге, генерируют импульсы, заставляющие дыхательные мышцы осуществлять вдох и выдох , под воздействием рецепторов , измеряющих содержание СО 2 и О2 в крови. Если уровень СО2 в крови падает, дыхание может остановиться; если же растет – начинается одышка, человек ощущает удушье. Соотношение между скоростью кровотока через легочные капилляры и скоростью потока воздуха ,вентилирующего легкие, называется вентиляционно-перфузионным отношением (ВПО). От него зависит соотношение концентраций О2 и СО2 в выдыхаемом воздухе. Если прибавка СО2 ( по сравнением с атмосферным воздухом) в точности соответствует уменьшению содержания кислорода, то ВПО = 1 , и это повышенный уровень . В норме ВПО составляет 0,7-0,8.