10) Транспорт двуокиси углерода. Кривая диссоциации двуокиси углерода. Зависимость pH от содержания двуокиси углерода и кислорода.

Транспорт двуокиси углерода

1) Физическое растворение - содержание физически растворенной двуокиси углерода в артериальной крови составляет 0,0026 мл в 1 мл крови (где – то 1,3 ммоль/л, 5% всего углекислого газа в крови).

2) В виде химического соединения с гемоглобином карбогемоглобином (где – то 1,3 ммоль/л, 10% всего углекислого газа в крови).

3) В составе бикарбоната, образующегося в результате диссоциации угольной кислоты (23 ммоль/л, 85% всего углекислого газа в крови).

Наибольшее парциальное давление двуокиси углерода в клетках тканей и в тканевых жидкостях – 60 мм.рт.ст. ; в протекающей артериальной крови оно равно 40 мм.рт.ст. Благодаря этому градиенту двуокись углерода движется из тканей в капилляры. В результате ее парциальное давление возрастает, достигая венозной крови 46-48 мм.рт.ст.

Кривая диссоциации двуокиси углерода.

Отражает все три вида транспорта. Содержание двуокиси углерода в крови зависит от ее парциального давления. Общая закономерность проявляется в увеличении содержании двуокиси углерода в крови при возрастании ее парциального давлении.

При одном и том же парциальном давлении содержание двуокиси углерода в дезоксигенированной крои больше, чем в оксигенированной.

Реальная кривая диссоциации двуокиси углерода в крови проходит между двумя графиками, относящимися к оксигенированной и дезоксигенированной крови в диапазоне между 40-46 мм.рт.ст., которая соответствует парциальному давлению двуокиси углерода в артериальной и венозной крови.

Кривая оксигемоглобина – имеет вид англ С + 1 вид транспорта/ прямая линия, все виды транспорта.

Содержание двуокиси углерода и кислорода в крови и тканях активно влияет на рН. Избыток двуокиси углерода ведет к увеличению содержания угольной кислоты и повышению концентрации водородных ионов. Снижение двуокиси углерода вызывает обратную реакцию — развитие защелачивания (алкалоз).

При недостатке кислорода (гипоксия) усиливается доля гликолитических реакций в метаболизме, что проявляется в избытке недоокисленных продуктов, молочной, а-кетоглютаровой и пировиноградной кислот. При выраженной гипоксии наблюдается сдвиг рН в кислую сторону (ацидоз).

1. Понятие дыхательного центра. Современные представления о локализации дыхательного центра. Ритмическая активность дыхательного центра. Автоматия.

Дыхательный центр представляет собой совокупность нейронов, объединенных общей функцией организации и регуляции дыхания и расположенных в разных "этажах" центральной нервной системы.

1 этаж: Спинной мозг содержит двигательные центры дыхательной мускулатуры. Представлены мотонейронами передних рогов спинного мозга:

- грудной отдел (Th1 - Th6 - nn. intercostales) - межреберные нервы иннервируют наружные косые межреберные мышцы.

- шейный отдел (С3 - С5) - n. frenicus. Диафрагмальный нерв иннервирует диафрагму.

При перерезке ЦНС между спинным и продолговатым мозгом процесс дыхания прекращается (т.к. центры спинного мозга не обладают автоматией). При перерезке спинного мозга между шейным и грудным отделами дыхание сохраняется за счет сокращения диафрагмы (диафрагмальное дыхание).

2 этаж: Дыхательный центр продолговатого мозга (собственно дыхательный центр) обеспечивает последовательную смену вдоха и выдоха.

Открыт в 1885 г. русским исследователем Н.А. Миславским на дне 4-го желудочка продолговатого мозга. Это - парное образование. Связан проводящими путями с выше- и нижерасположенными нервными центрами (мотонейроны спинного мозга - 1-ый этаж дыхательного центра).

В составе дыхательного центра часть нейронов ответственна за вдох, другая часть - за выдох. Т. е. Выделяют т.н. Экспираторный и Инспираторный центры. Это - функциональные образования, т.к. морфологически их выделить нельзя.

Между центрами - реципрокные взаимоотношения. Это и обеспечивает чередование процессов вдоха и выдоха, т.к. активация нейронов одного отдела вызывает угнетение другого.

Собственно дыхательный центр обладает автоматией. 4-5 раз в минуту в ДЦ возникает самопроизвольное возбуждение, не связанное с поступлением импульсов из других центров, а обусловленное особенностью метаболизма клеток ДЦ. Это обеспечивает автономность от других влияний и поддержание жизненно важной функции на базальном уровне. Таким образом, при пересечении ЦНС выше продолговатого мозга будет наблюдаться глубокое и редкое дыхание (дыхание Куссмауля), другие виды патологического дыхания: Чейн-Стокса, Биотта, Грокко.

Типы дыхательных нейронов

1. Ранние инспираторные нейроны – разряжаются в начале вдоха;

2. - поздние инспираторные нейроны – разряжаются в конце вдоха;

3. - полные инспираторные нейроны – постоянно разряжаются на протяжении всего вдоха;

4. -инспираторно-экспираторные (постинспираторные) нейроны – начинают возбуждаться в конце фазы вдоха и заканчивают в начале выдоха;

5. -экспираторно-инспираторные (преинспираторные) нейроны – начинают возбуждаться в конце фазы выдоха и заканчивают в начале вдоха;

6. - экспираторные нейроны – разряжаются во время выдоха.

Он делится дорсальную дыхательную группу – инспираторный (2,3 тип нейронов). И вентральную.

Третий "этаж" дыхательного центра расположен в варолиевом мосту и назван пневмотАксическим (таксис). Он способствует переключению возбуждения с центра вдоха на центр выдоха и наоборот. Возбуждение пневмотаксического центра приводит к угнетению центра вдоха, а нейроны, ответственные за выдох - активируются. Существует и обратный механизм, который обеспечивает переключение с выдоха на вдох. Перерезка ЦНС выше Варолиева моста позволяет поддерживать частоту дыхания на уровне 14-18 в минуту.

Четвертый этаж - высшие отделы ЦНС.

Гипоталамус - регулирует дыхание во время простых поведенческих актов:

- при общей защитной реакции организма (боль, физическая работа);

- высший центр терморегуляции, поэтому при гипертермии наблюдается учащение дыхания без изменения его глубины (значительно увеличивается вентиляция ОМП, что увеличивает теплоотдачу: дыхание собаки в жару).

Лимбическая система - регуляция дыхания при эмоциях ("хмыкнул" - разная интонация м.б., "чего сопишь ?", крайние формы выражения эмоций - смех и плач - это измененные дыхательные движения).

Кора больших полушарий принимает участие:

- в выработке условных дыхательных рефлексов,

- в приспособлении дыхания к изменяющимся условиям окружающей среды (глотание, пение, речь, ныряние, произвольное апное и гиперпное).

Дыхание - единственная функция внутренних органов, подверженная сознательной регуляции без предварительной тренировки (йоги), так как висцеральная функция реализуется через соматическую мускулатуру.

Дыхательный цикл подразделяют на фазу вдоха и фазу выдоха. Двум фазам внешнего дыхания соответствуют три фазы активности нейронов дыхательного центра продолговатого мозга: и.нспираторная, 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.

Особенности:

1) Способностью самопроизвольно возбуждаться обладают не отдельные нейроны, а группы нейронов (4-12), возбуждение по которым циркулирует, периодически возбуждая инспираторные и экспираторные нейроны;

2) Зависимость автоматизма от гуморальных факторов (парциальное давление углекислого газа).

3) автоматическая деятельность находится под значительным произвольным контролем.