Регуляция дыхания

1. РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ

2. РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ

• ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ – зависит
от вентиляции лёгких и
от сосудистых реакций малого круга
кровообращения.
• ТРАНСПОРТ ГАЗОВ КРОВЬЮ – зависит от
состава крови
(кроветворение,
кроверазрушение; физико-химические
константы)
• ВНУТРЕННЕЕ ДЫХАНИЕ – зависит от уровня
метаболизма в клетках,
от снабжения тканей кровью (сосудистая
сеть, сердечно-сосудистые рефлексы).

3.

ОСНОВНЫМ РЕЗУЛЬТАТОМ
ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ
является постоянный состав
альвеолярного воздуха,
от которого зависит нормальное
парциальное давление газов
артериальной крови:
РО2= 100 мм рт.ст.
РСО2= 40 мм рт.ст.

4.

• При спокойном дыхании во время вдоха
только 1/7 часть альвеолярного воздуха
замещается атмосферным воздухом.
Дыхательный объём (ДО) = 500 мл.
Объём мёртвого пр-ва = 150 мл.
В альвеолы поступает 350 мл атмосферного
воздуха, в то время как там находится
2500 мл (ФОЕ).
350 мл составляет 1/7 часть от 2500мл.

5. ОТКЛОНЕНИЕ ЛЁГОЧНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ОТ НОРМЫ:

РО2
РСО2
РО2
РСО2
ГИПОВЕНТИЛЯЦИЯ
ГИПЕРВЕНТИЛЯЦИЯ

6. ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ

Три процесса, с помощью которых
в лёгких происходит газообмен
между воздухом и кровью :
1. ВЕНТИЛЯЦИЯ (V)
2. ДИФФУЗИЯ (D)
3. ПЕРФУЗИЯ (Q)
(Перфузия – снабжение лёгких
кровью)

7. ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ

ВЕНТИЛЯЦИЯ
ДИФФУЗИЯ
ПЕРФУЗИЯ

8. КРОВОСНАБЖЕНИЕ ЛЁГКИХ

Q = 4,5-5 л/мин
Ёмкость сосудов
малого круга450 мл крови
В капиллярах
лёгких находится
70 мл крови
Газообмен завершается пока кровь
проходит 1/3 длины капилляра

9. НОРМАЛЬНОЕ ВЕНТИЛЯЦИОННО-ПЕРФУЗИОННОЕ ОТНОШЕНИЕ

НОРМАЛЬНОЕ
ВЕНТИЛЯЦИОННОПЕРФУЗИОННОЕ ОТНОШЕНИЕ
V – ВЕНТИЛЯЦИЯ (4,5 - 5 л/мин)
Q – ПЕРФУЗИЯ (5 л/мин)
V/Q = 0,8 – 1

10. V/Q = 1

Альвеолярная
гипоксия вызывает
сужение артериол
альвеола
Альвеола хорошо
вентилируется и
хорошо кровоснабжается
V=Q
Альвеола плохо
вентилируется и
практически не
кровоснабжается
V 1 = Q1

11. НАРУШЕНИЕ ВЕНТИЛЯЦИОННО-ПЕРФУЗИОННОГО ОТНОШЕНИЯ

НАРУШЕНИЕ ВЕНТИЛЯЦИОННОПЕРФУЗИОННОГО ОТНОШЕНИЯ
РО2 = 150 мм рт.ст.
Альвеола хорошо
вентилируется, но
не кровоснабжается.
Газообмена нет.
Х
РО2 = 150
мм рт.ст.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ
«МЁРТВОЕ
ПРОСТРАНСТВО»

12. НАРУШЕНИЕ ВЕНТИЛЯЦИОННО-ПЕРФУЗИОННОГО ОТНОШЕНИЯ

НАРУШЕНИЕ ВЕНТИЛЯЦИОННОПЕРФУЗИОННОГО ОТНОШЕНИЯ
Альвеола не вентилируется, но хорошо
кровоснабжается.
Кровь остаётся
венозной.
РО2=40
мм рт.ст.
«АРТЕРИО-ВЕНОЗНЫЙ
ШУНТ»
РО2 = 40 мм Hg

13. НАРУШЕНИЕ ДИФФУЗИИ

РО2 = 150
мм рт.ст.
РО2= 40 мм рт.ст.
Альвеола хорошо
вентилируется и
перфузируется, но
диффузии нет.
Кровь остаётся
венозной.
«АРТЕРИО-ВЕНОЗНЫЙ
ШУНТ»
РО2 = 40 мм Hg

14. НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ВЕНТИЛЯЦИОННО-ПЕРФУЗИОННОГО ОТНОШЕНИЯ

НЕТ
УСИЛЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ
РО2=100
РО2=40
мм рт.ст.
мм рт.ст.
200 мл/л
зависит от
кол-ва Hb
ВЕНТИЛЯЦИИ
150 мл/л
Артериальная
кровь
Венозная кровь
175 мл/л
РО2=60 мм рт.ст.
Смешанная кровь
Усиленная вентиляция функционирующих
альвеол не может компенсировать гипоксию и
гипоксемию

15. ЕЩЁ РАЗ О ТЕРМИНАХ:

ГИПЕРКАПНИЯ – повышение РСО2
ГИПОКСИЯ – снижение РО2 (мм Hg)
ГИПОКСЕМИЯ – уменьшение содержания
кислорода в крови
(мл/л)
АНЕМИЯ – уменьшение количества
эритроцитов и/или гемоглобина
ИШЕМИЯ – снижение кровотока в тканях
(мл/мин на 100 г ткани)

16. РЕГУЛЯЦИЯ ЛЁГОЧНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

КОРА БОЛЬШ.ПОЛУШ.
Произвольные изменения.
Координация речи и дыхания.
ЛИМБИЧЕСКАЯ СИСТ.
Эмоциональные реакции
ГИПОТАЛАМУС
ПРОДОЛГ.МОЗГ, МОСТ
СПИННОЙ МОЗГ
Рефлекторные изменения
связанные с поведением и
поддержанием гомеостаза.
Дыхательная ритмика.
Метаболические потребности.
Иннервация дыхательной
мускулатуры

17. ИЗМЕНЕНИЕ ДЫХАНИЯ ПОСЛЕ ПЕРЕРЕЗКИ ЦНС НА ОПРЕДЕЛЕННОМ УРОВНЕ:

Между средним мозгом
и мостом
(норма)
Между верхними и нижними
ядрами моста (гаспинг)
Между мостом и продолговатым мозгом
Между продолговатым и
спинным мозгом
Между шейными и грудными сегментами спинного мозга (норма)

18. ИННЕРВАЦИЯ ДЫХАТЕЛЬНЫХ МЫШЦ

С3-5
Th1-12
Иннервация
межрёберных
мышц
Иннервация
диафрагмы
L1-2
Иннервация мышц
брюшной стенки

19. ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР ПРОДОЛГОВАТОГО МОЗГА

МОСТ
IV желудочек
ДОРЗАЛЬНЫЕ
ЯДРА
ВЕНТРАЛЬНЫЕ
ЯДРА
ПРОДОЛГОВАТЫЙ МОЗГ

20. ОРГАНИЗАЦИЯ ДЫХАТЕЛЬНОЙ РИТМИКИ

МОСТ
торможение
ГЕНЕРАТОР
ВДОХА
И
И
РАННИЕ
МЕХАНИЗМ
ТОРМОЖЕНИЯ
ПОЗДНИЕ ВДОХА
(центр
выдоха)
возбуждение
к мотонейронам
диафрагмального
нерва

21. ГЛУБИНА И ЧАСТОТА ДЫХАНИЯ ЗАВИСИТ ОТ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПОТРЕБНОСТЕЙ ОРГАНИЗМА

От центральных
хеморецепторов
От
периферических
хеморецепторов
К мотонейронам
диафрагмального нерва
n. Vagus
(чувствительные
волокна)
От рецепторов
растяжения лёгких
(рефлекс
Геринга – Брейера)

22. ИЗМЕНЕНИЕ ДЫХАНИЯ ПОСЛЕ ПЕРЕРЕЗКИ БЛУЖДАЮЩЕГО НЕРВА

n. Vagus
Исходная пневмограмма
n. Vagus
Пневмограмма после
перерезки n. Vagus

23. ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ХЕМОРЕЦЕПТОРЫ

• Центральные
хеморецепторы
расположены на
латеральной поверхности
продолговатого мозга
МОСТ
ЦХ
• Они чувствительны к
изменениям рН ликвора
• рН ликвора зависит от рСО2
крови
ПРОДОЛГОВАТЫЙ
МОЗГ
ЦХ – система
непрерывного слежения

24. МЕХАНИЗМ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНЫХ ХЕМОРЕЦЕПТОРОВ

ГЭБ
НСО3-
ЛИКВОР
НСО3-
Н+
Н+
ХЦ
НСО3-
ДИФФУЗИЯ
СО2
СО2+Н2О=Н2СО3
Н+
Продолгов.
мозг

25. ПЕРИФЕРИЧЕСКИЕ ХЕМОРЕЦЕПТОРЫ

• Синокаротидные и
аортальные тельца
• чувствительны к
– повышению РСО2 крови
– уменьшению рН крови
– снижению РО2 крови
• Система аварийной
сигнализации
• Возбуждаются в условиях
гипоксии, когда ЦХ уже не
функционируют

26. ОПЫТ ФРЕДЕРИКА С ПЕРЕКРЁСТНЫМ КРОВООБРАЩЕНИЕМ ДВУХ СОБАК

А
Б
Пережатие трахеи у собаки «А» вызывает
одышку у собаки «Б»
Гипервентиляция лёгких у собаки «Б»
вызывает замедление дыхания у собаки «А»

27. Опыт Фредерика с перекрёстным кровообращением двух собак

А
Б
Пережатие трахеи у собаки «А» вызывает
одышку у собаки «Б»
Гипервентиляция лёгких у собаки «Б»
вызывает замедление дыхания у собаки «А»

28. ОПЫТ ХОЛДЕЙНА ДОКАЗЫВАЕТ ГЛАВНУЮ РОЛЬ СО2 В РЕГУЛЯЦИИ ДЫХАНИЯ

1
О2
СО2
2
ВДОХ
ЧЕЛ
ВЫДОХ
О2
1 – стимуляция дыхания за счёт
накопления углекислого газа
ЧЕЛ
СО2
удалён
2 – без СО2 стимуляция дыхания
происходит при очень
глубокой гипоксии

29. ОПЫТЫ ГЕЙМАНСА ПО ИЗУЧЕНИЮ ХЕМОРЕЦЕПТОРОВ АОРТЫ И СИНОКАРОТИДНОЙ ЗОНЫ

30. Артериальная гипоксия ( РО2) стимулирует лёгочную вентиляцию

РО2
(в 2 раза)

31. Уменьшение рН крови (ацидоз) стимулирует лёгочную вентиляцию

(на 2 л)

32. Гиперкапния ( РСО2) стимулирует лёгочную вентиляцию

ГИПЕРКАПНИЯ (
Периферические
хеморецепторы
РСО2)
Центральные
хеморецепторы
Дыхательный
центр
Дыхательная
мускулатура
ВЕНТИЛЯЦИЯ
(в 8 раз)

33. ДРУГИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЕНТИЛЯЦИЮ ЛЁГКИХ

Боль и
эмоции
Произвольный
корковый контроль
Раздражители
дыхательных
путей
Избыток воздуха
в лёгких

34.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА,
поддерживающая постоянный
газовый состав артериальной
крови.

35. Острая и хроническая горная болезнь:

1. Отек мозга
2. Отек лёгких
3. Застойная
сердечная
недостаточность

36. Кессонная болезнь

37.

38.

39.

40.

41.

42.

Абсолютное содержание газов в
крови не зависит от вентиляции
лёгких,
а зависит от свойств самой крови
(например, от количества
гемоглобина).
1 г Hb переносит 1,34 мл О2
150 г Hb
около 200 мл О2