Общая схема функциональной системы

Физиология дыхания

• В покое человек с массой тела 70 кг
• потребляет в минуту            250 мл О₂
•        выделяет             200 мл СО₂
• При ходьбе потребление О₂ растет в 3-4 раза
• Запасы О₂ в организме –около 2,6 литра. На самом деле в клетках запасы кислорода есть,почему мы можем задерживать дыхание, и если бы не необходимость удаление углекислого газа,это будет провоцировать то,что через какой-то определенный промежуток времени будет совершен вдох и выдох,т.е как бы мы не стремились задержать дыхание и не контролировали это корой больщих полушарий все равно произойдет вдох через определенной промежуток времени.это в больше степени связано с тем,что в организме происходит накопление углекислого газа и таким образом нужно будет удалить угольную кислоту.(ту которая накопилась в крови)
• За день легкие вентилируют до 19 тысяч литров воздуха,

что за год составляет 7 млн литров.

ПОСТУПЛЕНИЕ О₂ ИЗ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ДОЛЖНО БЫТЬ:

· НЕПРЕРЫВНЫМ

· АДЕКВАТНЫМ ПОТРЕБНОСТЯМ ОРГАНИЗМА

ОБЩАЯ СХЕМА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Аппараты управления-заставляет делать вдох-выдох.

Внешние исполнители, Внутренние исполнители- без них невозможно будет вдох и выдох

 Есть Результат,но для того,чтобы все пришло в единую систему,всегда есть рецепторы результата.Они имею тесную связь с аппратом управления. В зависимость от того,какой сигнал аппарат управления получит от рецепторов результата,таким будет и система упраления.

Дыхательная система представлена:

 а) воздухоносными путями,(это верхние и нижние дыхательные пути.основная функция проведение воздуха к дыхательным системам)

б) легкими,

в) дыхательными мышцами, (

г) контролирующими их функции нервными структурами,

д) кровью и сердечно-сосудистой системой.

Система дыхания:

Внешнее звено:

Воздухоносные пути и легкие.

Грудная клетка и мышцы (костно-мышечный каркас)

Внешнее звено работает только сообща)

Внутреннее звено

1. Кровь

2. Сердечно-сосудистая система (малый круг кровообращения)

3. Органелы клеток (тканевое дыхание)

Нейрогуморальный механизм регуляции

Все находится под контролем нейрогуморальной регуляции,т.е есть нервная регуляция,есть гуморальная регуляция и очень много звеньев в каждой и регуляторных влияний,которые оказывают влияние и на внешнее звено и на внутренее

Дыхательные пути подразделяют на верхние (полости носа, носоглотка, ротовая часть глотки)
и нижние (гортань, трахея, вне- и внутрилегочные бронхи).

Ветвление трахеобронхиального дерева

 

КОНДУКТИВНАЯ ЗОНА (от главного бронха до терминальных бронхиол)- анатомические мертвое пространство с точки зрения функционала)Они не принимают участие в газообмене.Основное назначение этот зоны- доставка воздуха к основным компонентам легких (респираторные бронхи, альвеолярные ходы,альвеолярнеы мешочки)

Строение стенки бронха

Регуляция просвета бронхов

Симпатические нервы:

расслабление гладких мышц(через β2-адренорецепторы)

 

Парасимпатические нервы:
сокращение гладких мышц, увеличение секреции слизи (через М-холинорецепторы)

Секретируемые тучными клетками гистамин, тромбоксан, простагландины, брадикинин, цитокины: сокращение гладкой мышцы, секреция слизи, отек слизистой

Внешнее дыхание связано с поступлением воздуха в легкие и газообменом междуальвеолярным воздухом и атмосферным- это первый этап дыхания

Второй этап дыхания это газообмен между альвеолряным воздухом и кровью малого круга кроообращения, и траспорт газов кровью.

Третий этап- газообмен между кровью и межтканевой жидкостью и клеточное дыхание

Внешнее дыхание обеспечивается:

• костно-мышечными структурами грудной клетки,
•  дыхательными путями,
• легкими,
•  нервными центрами головного и спинного мозга

Строение легких

· Находятся в грудной клетке

· Занимаю её весь объем

· Покрыты плеврой

· Плевра образована 2 соединительно-тканными листами

· 1 лист к грудной клетке (пристеночная плевральная оболочка)

· 2 лист прилегает плотно к легким и образует висцеральную плевральную полость.

· В плевральной полости находится небольшое кол-во жидкости,которое нужно чтобы уменьшить трение

· Легкие подразделяются на доли

· Правое разделяется на 3,левое на 2 доли

· Структурно-фунциональна единица легких АЦИНУС

 

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЕДИНИЦА ЛЕГКИХ
в каждую дольку легкого входит дольковая бронхиола, которая делится на 3-7 концевых бронхиол. Функциональная единица лёгкого - ацинус. Он включает одну концевую бронхиолу, которая делится на дыхательные бронхиолы разных порядков, альвеолярные ходы, альвеолы и мешочки. В одном лёгком 300-350 млн. альвеол. Общая поверхность альвеол двух лёгких при вдохе составляет 80-120 м ^2.
Каждая альвеола обильно кровоснабжается

Ацинус- разветвление одной терминально бронхиолы, включающее ее респираторные бронхиолы и альвеолярные ходы   и (400-600 альвеол)

Основные инспираторные мышцы — это диафрагма и наружные межреберные мышцы. Нормальный расслабленный выдох — это пассивный процесс, происходящий вследствие эластичного сокращения легких и поверхностного натяжения. Однако, есть несколько мышц, помогающих сделать принудительный выдох. К ним относятся внутренние межреберные мышцы, самые внутренние межреберные мышцы, подреберные мышцы и мышцы передней брюшной стенки.

Вспомогательные экспираторные мышцы — это мышцы передней брюшной стенки: прямая мышца живота, наружная косая мышца, внутренняя косая мышца и поперечная мышцы живота. В области грудо-поясничного перехода это самые нижние волокна подвздошно-реберной мышцы и длиннейшая мышца, задняя нижняя зубчатая мышца и квадратная мышца поясницы.

НЕДЫХАТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ:

1. Участие в водном обмене

 Через дыхательные пути и легкие за сутки испаряется около 500 мл воды и таким образом осуществляется их участие в регуляции водно-солевого баланса и температуры тела.

2. Участие в терморегуляции.

  На испарение 1 г воды расходуется 0,58 ккал тепла и это один из путей участия дыхательной системы в механизмах теплоотдачи. В условиях покоя за счет испарения воды с дыхательных путей из организма выводится около 25% суточного расхода воды и 15% продуцируемого тепла.

3. Участие в регуляции кислотно-основного состояния крови.

4. Защитная функция: иммунологическая, задерживаются лейкоциты, образуются антитела,осуществляется фагоцитоз, вырабатывается лизоцим,интерферон, иммуноглобулины(IgG, IgM)

5. Депонирование крови (до 15% объема циркулирующей крови).

При этом “депонированная” кровь продолжает участвовать в газообмене с альвеолярным воздухом.

6. Фильтрационная и гемостатическая функция – в легких задерживаются и удаляются из крови мелкие тромбы и эмболы. Тромбы разрушаются фибринолитической системой легких.

7.Регуляция агрегатного состояния крови (тромбопластин, тромбоксан В2,факторы VII, VIII). Интерстиций легких содержит большое количество тучных клеток, содержащих гепарин благодаря чему кровь, оттекающая от легких, свертывается медленнее, чем притекающая

8.Экскреторная функция – через легкие удаляется более 200 летучих веществ. Эндогенных: углекислый газ, метан, ацетон и др.; экзогенных - этиловый спирт, фторотан, закись азота и т.д., испаряется вода

9. Метаболическая. Эпителиоцитами синтезируются липиды и протеины, входящие в состав сурфактанта, коллаген и эластин, придающие упругость стенкам альвеол

10. Выработка биологически активных веществ:

- легкими синтезируется до 90% гепарина;

- ангиотензинI превращается в высокоактивный сосудосуживающий фактор – ангиотензинII;

- на 80% инактивируется брадикинин;

- захватывается и депонируется серотонин, а также 30-40% норадреналина.

В них инактивируется и накапливается гистамин,  инактивируется до 25% инсулина, 90-95% простагландинов группы E и F; образуются простагландин I 2 (сосудорасширяющий простациклин); оксид азота (NO); факторы свертывания крови VII и VIII,, эритропоэтины.

11. Дыхательные пути участвуют в генерации звуков (голосообразование). В механизмах формирования устной речи и пения выделяют энергетический, генераторный и резонаторный компоненты.

Образование звуков

Человек молчит – голосовая щель треугольной формы и достаточно велика. Звук появляется при неполном смыкании голосовой щели, прохождение через нее воздуха, который колеблет голосовые связки.

ЭТАПЫ ДЫХАНИЯ

Комплекс последовательных физиологических и физико-химических процессов, обеспечивающих дыхание подразделяют на 5 этапов:

Дыхание как целостный процесс включает:

-Внешнее дыхание

1. Обмен газов между легочным воздухом и атмосферным воздухом(вентиляция легких)

2. Обмен воздуха между легочным воздухом и кровью капиляров малого круга кровообращения

-Внутреннее

 3. Транспорт О2 и СО2 кровью

 4. Тканевое дыхание (обмен газов между кровью и клетками)

 5. Клеточное дыхание- биохимические и физико-химические процессы, обеспечивающие аэробное окисление органических веществ с получением энергии, используемой для жизнедеятельности клетки. При этом образуется СО2 и вода и (при окислении белков) азотистые основания.

Регуляция дыхания

Дыхательный центр
 (1885 год Н.А. Миславский)

В начале ХIX века было показано, что в продолговатом мозге на дне IV желудочка расположены структуры, разрушение которых уколом иглы ведет к прекращению дыхания и гибели организма.

Этот небольшой участок мозга в нижнем углу ромбовидной ямки был назван дыхательным центром (ДЦ).

ДЦ осуществляет координированную ритмическую деятельность дыхательных межреберных мышц и диафрагмы.

 ДЦ обеспечивает приспособление дыхания к меняющимся условиям окружающей и внутренней среды.

ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР

1) Продолговатый мозг: включает отдел вдоха (инспираторный) и отдел выдоха (экспираторный).

2) Варолиев мост: включает центр пневмотаксиса, который переключает фазы вдоха и выдоха, и апнейстический центр, который увеличивает глубину дыхательных движений.

3) Спинной мозг получает импульсы от продолговатого, которые идут к диафрагме и межреберным мышцам.

4) Гипоталамус регулирует дыхание при физической работ осуществляет связь дыхания с обменом веществ и терморегуляцией в организме.

5) Лимбическая система связывает дыхание с вегетативной регуляцией органов и с эмоциями.

6) Кора больших полушарий регулирует дыхание во время разговора, дублирует автоматию дыхательного центра.

Таким образом, дыхательный центр – это совокупность нейронов, обеспечивающих смену процессов вдоха и выдоха и адаптацию системы к потребностям организма.

Выделяют несколько уровней регуляции:

• 1) спинальный;

• 2) бульбарный;

• 3) супрапонтиальный;

• 4) корковый.

Спинальный уровень представлен мотонейронами передних рогов спинного мозга, аксоны которых иннервируют дыхательные мышцы.

Компонент не имеет самостоятельного значения, так как подчиняется импульсам из вышележащих отделов.

Нейроны ретикулярной формации продолговатого мозга и моста образуют бульбарный уровень

• В продолговатом мозге выделяют следующие виды нервных клеток:

• 1) ранние инспираторные (возбуждаются за 0,1–0,2 с до начала активного вдоха);

• 2) полные инспираторные (активируются постепенно и посылают импульсы всю фазу вдоха);

• 3) поздние инспираторные (начинают передавать возбуждение по мере угасания действия ранних);

• 4) постинспираторные (возбуждаются после торможения инспираторных);

• 5) экспираторные (обеспечивают начало активного выдоха);

• 6) преинспираторные (начинают генерировать нервный импульс перед вдохом).именно аксоны этих клеток активирют центры спиного мозга

Нейроны продолговатого мозга, входящие в состав дыхательного центра, обладают двумя особенностями:

1) имеют реципрокные отношения;связаны с друг другом и нервный импульс уроходит там кольцом

2) могут самопроизвольно генерировать нервные импульсы.

Супрапонтиальный уровень представлен структурами мозжечка и среднего мозга, которые обеспечивают регуляцию двигательной активности и вегетативной функции.Этот уровень нужн чтобы подстроить частоту,ритм дыхания и глубину в зависимости от осуществляемой двигательной активности и взависимости от метоболизма

Корковый компонент состоит из нейронов коры больших полушарий, влияющих на частоту и глубину дыхания.  Благодаря наличию этого компонента есть возможност самопроизолольно изменять частоту и глубину дыхания

Участие коры больших полушарий свидетельствует о возможности самопроизвольно изменять частоту и глубину дыхания.

Виды транспорта кислорода

• Транспорт О₂ осуществляется в физически растворенном виде и химически связанном виде.

• Физически растворенный кислород может поддерживать нормальные процессы жизнедеятельности в организме (250 мл в мин.), если минутный объем кровообращения составит примерно 83 л мин. в покое.

• Оптимальным является механизм транспорта кислорода в связанном виде, т.е. в связи с гемоглобином.

Физиология дыхания

• В покое человек с массой тела 70 кг
• потребляет в минуту            250 мл О₂
•        выделяет             200 мл СО₂
• При ходьбе потребление О₂ растет в 3-4 раза
• Запасы О₂ в организме –около 2,6 литра. На самом деле в клетках запасы кислорода есть,почему мы можем задерживать дыхание, и если бы не необходимость удаление углекислого газа,это будет провоцировать то,что через какой-то определенный промежуток времени будет совершен вдох и выдох,т.е как бы мы не стремились задержать дыхание и не контролировали это корой больщих полушарий все равно произойдет вдох через определенной промежуток времени.это в больше степени связано с тем,что в организме происходит накопление углекислого газа и таким образом нужно будет удалить угольную кислоту.(ту которая накопилась в крови)
• За день легкие вентилируют до 19 тысяч литров воздуха,

что за год составляет 7 млн литров.

ПОСТУПЛЕНИЕ О₂ ИЗ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ДОЛЖНО БЫТЬ:

· НЕПРЕРЫВНЫМ

· АДЕКВАТНЫМ ПОТРЕБНОСТЯМ ОРГАНИЗМА

ОБЩАЯ СХЕМА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Аппараты управления-заставляет делать вдох-выдох.

Внешние исполнители, Внутренние исполнители- без них невозможно будет вдох и выдох

 Есть Результат,но для того,чтобы все пришло в единую систему,всегда есть рецепторы результата.Они имею тесную связь с аппратом управления. В зависимость от того,какой сигнал аппарат управления получит от рецепторов результата,таким будет и система упраления.

Дыхательная система представлена:

 а) воздухоносными путями,(это верхние и нижние дыхательные пути.основная функция проведение воздуха к дыхательным системам)

б) легкими,

в) дыхательными мышцами, (

г) контролирующими их функции нервными структурами,

д) кровью и сердечно-сосудистой системой.

Система дыхания:

Внешнее звено:

Воздухоносные пути и легкие.

Грудная клетка и мышцы (костно-мышечный каркас)

Внешнее звено работает только сообща)

Внутреннее звено

1. Кровь

2. Сердечно-сосудистая система (малый круг кровообращения)

3. Органелы клеток (тканевое дыхание)