106. Частота дыхательных движений в покое и при мышечной работе

Если в покое частота дыхания составляет 12-18 дыхательных движений (циклов вдох-выдох) в минуту, то при работе она увеличивается до 40-90 дыхательных движений в зависимости от интенсивности работы.

107. Понятие о дыхательном центре и его автоматизм

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

В период бодрствования деятельность дыхательного центра регулируется дополнительными сигналами, исходящими из различных структур ЦНС.

Дыхательный центр выполняет две основные функции в системе дыхания: 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 адаптирует дыхание к метаболическим потребностям организма, приспосабливает дыхание в поведенческих реакциях (поза, бег и др.).

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.

Дыхательный центр находится в состоянии постоянной активности: в нем ритмически возникают импульсы возбуждения. Эти импульсы возникают автоматически. Даже после полного выключения центростремительных путей. Идущих к дыхательному центру. В нем можно зарегистрировать ритмическую активность. Автоматизм дыхательного центра связывают с процессом обмена веществ в нем. Ритмические импульсы передаются из дыхательного центра по центробежным нейронам к дыхательным мышцам и диафрагме. Обеспечивая чередование вдоха и выдоха.

108. Гуморальная и рефлекторная регуляция дыхания

Регуляция внешнего дыхания представляет собой физиологичес­кий процесс управления легочной вентиляцией для обеспечения оп­тимального газового состава внутренней среды организма в постоян­но меняющихся условиях его жизнедеятельности. Основную роль в регуляции дыхания играют рефлекторные реакции, возникающие в результате возбуждения специфических рецепторов, заложенных в легочной ткани, сосудистых рефлексогенных зонах и скелетных мышцах. Центральный аппарат регуляции дыхания представляют нервные образования спинного, продолговатого мозга и выше лежа­щих сегментов ЦНС.

Все изменения внешнего дыхания в на­стоящее время объясняются только рефлекторными механизмами.

Дыхательный ритм и управление деятельностью дыхательных мышц генерируется работой дыхательного центра, представ­ляющего собой совокупность взаимосвязанных нейронов ретику­лярной формации продолговатого мозга и вышележащих отделов ЦНС, обеспечивающих тонкое приспособление дыхания к различным условиям внешней среды. Современные представления о работе дыхательного центра сводятся к тому, что часть дыхательных нейро­нов, объединенных в так называемую латеральную зону является эфферентной частью дыхательного центра и обеспечивает преимущественно фазу вдоха (инспираторные нейроны). Другая группа нейронов, составляющая медиальную зону, является афферентной частью дыхательного центра и обеспечивает фазу выдоха (экспираторные нейроны). Предназначение этой зоны заключается в контроле за периодичностью дыхательной ритмики, организуемой латеральной зоной.В регуляции дыхания на основе механизма обратных связей при­нимают участие несколько групп механорецепторов легких.

Рецепторы растяжения легких находятся в гладких мышцах трахеи и бронхов. Адекватным раздражителем этих рецеп­торов является растяжение стенок воздухоносных путей.Ирритантные рецепторы расположены в эпителиальном слое верхних дыхательных путей и раздражаются при изменении объема легких, а также при пневмотораксе, коллапсе и действии на слизи­стую трахеи и бронхов механических или химических раздражителей. При раздражении этих рецепторов у человека возникают кашлевой рефлекс, першение и жжение, учащение дыхания и броноспазм.

Джи - рецепторы расположены в стенках альвеол в местах их контакта с капиллярами, поэтому их еще называют юкстакапиллярные рецепторы легких. Эти рецепторы формируют частое поверхностное дыхание при патологии легких (воспаление, отек, по­вреждения легочной ткани), а также раздражаются при действии не­которых биологически активных веществ (никотин, гистамин и др.).

Проприорецепторы дыхательных мышц (межреберные мышцы, мышцы живота) обеспечивают усиление вентиляции легких при повышении сопротивления дыханию.

Поддержание постоянства газового состава внутренней среды организма регулируется с помощью центральных и периферических хеморецепторов.

Центральные хеморецепторы расположены в структурах продолговатого мозга, и они чувствительны к изменению рН меж­клеточной жидкости мозга. Эти рецепторы стимулируются ионами водорода, концентрация которых зависит от рСО в крови. При сни­жении рН интерстициальной жидкости мозга (концентрация водо­родных ионов растет) дыхание становится более глубоким и частым. Напротив, при увеличении рН угнетается активность дыхательного центра и снижается вентиляция легких.

Периферические (артериальные) хеморецепторы расположены в дуге аорты и месте деления общей сонной артерии (каротидный синус). Эти рецепторы вызывают рефлекторное увеличение легочной вентиляции в ответ на снижение рО в крови (гипоксемия).

Афферентные влияния с работающих мышц осуществляются благодаря раздражению проприорецепторов, что приводит к усилению дыхания рефлекторным путем. Повышение активности дыхательного центра в этом случае является результатом распространения возбуждения по различным отделам ЦНС.

Существенное воздействие на регуляцию дыхания оказывают и условнорефлекторные влияния. В частности, эмоциональные на­грузки, предстартовые состояния, гипнотические внушения, влия­ния индифферентных раздражителей, сочетавшихся ранее с избыт­ком СО , самообучение управлению дыханием подтверждают ска­занное. Легочная вентиляция зависит также от особенностей гемоди­намики (уровень АД, величина МОК), температуры внешней среды и других факторов.

109. МИНУТНЫЙ ОБЪЕМ ДЫХАНИЯ В ПОКОЕ И ПРИ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЕ.

Общее количество нового воздуха, входящего в дыхательные пути за каждую минуту, называют минутным объемом дыхания (МОД). Он равняется произведению дыхательного объема на частоту дыхания в минуту. В покое дыхательный объем составляет около 500 мл и частота дыхания — около 12 раз в минуту, следовательно, минутный объем дыхания составляет в среднем около 6 л/мин. Человек в течение короткого периода времени может жить при минутном объеме дыхания около 1,5 л/мин и частоте дыхания 2-4 раза в минуту.

Иногда частота дыхания может вырасти до 40-50 раз в минуту, а дыхательный объем у молодого взрослого мужчины может достигать примерно 4600 мл. Минутный объем при этом может оказаться больше 200 л/мин, т.е. в 30 раз и более, чем в покое. Большинство людей не способны поддерживать эти показатели даже на уровне 1/2-2/3 приведенных значений в течение более 1 мин.

110. ДЫХАНИЕ ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТЕ.При физической нагрузке потребление О2 и продукция СО2 возрастают в среднем в 15—20 раз. Одновременно усиливается вентиляция и ткани органи-зма получают необходимое количество О2, а из организма выводи-тся CO2.Каждый чел имеет индивидуальные показатели внешнего дыхания. В норме частота дыхания варьирует от 16 до 25 в минуту, а дыхательный объем — от 2,5 до 0,5 л. При мышечной нагрузке разной мощности легочная вентиляция, как правило, пропорциона-льна интенсивности выполняемой работы и потреблению О2 тка-нями организма. В момент начала мышечной работы вентиляция быстро увеличивается, однако в начальный период работы не про-исходит каких-либо существенных изменений рН и газового сос-тава артериальной и смешанной венозной крови. Уровень венти-ляции в первые секунды мышечной активности регулируется сиг-налами, кот поступают к дыхательному центру из гипоталамуса, мозжечка, лимбической системы и двигательной зоны коры боль-шого мозга. Одновременно активность нейронов дыхательного центра усиливается раздражением проприоцепторов работающих мышц. Довольно быстро первоначальный резкий прирост венти-ляции легких сменяется ее плавным подъемом до достаточно ус-тойчивого состояния, или так называемого плато. В период «плато» усиливается транспорт газов через аэрогематический барьер, начи-нают возбуждаться периферические и центральные хеморецепторы. В этот период к нейрогенным стимулам дыхательного центра прис-оединяются гуморальные воздействия, вызывающие дополнитель-ный прирост вентиляции в процессе выполняемой работы. При тя-желой физической работе на уровень вентиляции будут влиять так-же повышение температуры тела, концентрация катехоламинов, ар-териальная гипоксия и индивидуально лимитирующие факторы би-омеханики дых.Состояние «плато» наступает в среднем через 30 с после начала работы или изменения интенсивности уже выполня-емой работы. В соответствии с энергетической оптимизацией дых-го цикла повышение вентиляции при физ нагрузке происходит за счет различного соотношения частоты и глубины дых. При очень высокой легочной вентиляции поглощение О2 дых-ми мышцами сильно возрастает. Это обстоятельство ограничивает возможность выполнять предельную физ нагрузку. Окончание работы вызывает быстрое сниж-е вентиляции легких до некоторой величины, после кот происходит медленное восстановление дыхания до нормы.

111. Возрастная динамика функциональных показателей дыхания.Частота дыхания у детей.У новорожденных и детей первых месяцев жизни дыхание неравномерное, аритмичное, глубокое дыхание сменяется поверхностным, паузы между вдохом и выдохом неравномерны.В первые дни жизни число дыхательных движений составляет 40–60 в мин. По мере взросления оно сокращается до 30–35 в мин, к 10 годам до 20-22, к 15 до 18–20 в мин. Взрослый чел дышит примерно 15-16 раз в мин.

При мышечной работе дыхание учащается в 2–3 раза, а во время сна уряжается. Частота дыхания в покое до 8 лет преобладает у мальчиков, а к периоду полового созревания она становится больше у девочек. Это обратное соотношение наблюдается в течение всей жизни.

У новорожденного объем одного дыхательного движения в среднем равен 20 мл, к концу первого месяца достигает 25 мл. С возрастом он увеличивается: у годовалого ребенка – 80 мл, у 5–летнего – 150 мл, у младших школьников – 250 мл, у 16–летнего и старших – до 400 мл.

При крике объем дыхательного движения увеличивается в 2-5 раз. Объем одного дыхания, умноженный на число дыханий в 1 мин., называется минутным объемом дыхания (МОД). У новорожденных МОД составляет примерно 800-900 мл, к концу 1 года – 2600 мл, а к 5 – 3200 мл. Мощность дыхательного аппарата значительно возрастает от12 до 17 лет, а к 16-17 годам МОД достигает величины, характерной для взрослого – 5000 мл.

Как уже отмечалось одной из функциональных характеристик легких служит их жизненная емкость (ЖЕЛ). У новорожденных ее измерение представляет большие трудности, поэтому у них обычно определяют так называемую жизненную емкость крика.

Считается, что при очень сильном крике количество выдыхаемого воздуха почти равно ЖЕЛ и в первые минуты после рождения составляет 56–110 мл. У детей ЖЕЛ зависит от физического развития, возраста, пола, окружности грудной клетки. У ребенка 5–6 лет – 1200 мл, 8 лет в пределах 1100–1700 мл, 9–ти лет – 1130–2200 мл, 10-и лет – 1360–2300 мл, 11-и лет – 1480–2700 мл. Средние показатели внешнего дыхания у детей.

Воз-раст, лет	Час- тота дыха-ния, мин	Глуби- на ды-хания, мл	Погло- щение кислор., мл	Жизненная емкость легких		Объем дополн- ного воздуха, мл.	Объем запас-ного возду-ха, мл	Ми-нутная венти-ляция мл
				Маль-чики,мл	Девоч- ки, мл
5	24	151	115,3	1200	-	520	530	3500
6	26	156	114,6	1200	1100	500	510	3500
7	23	163	133,2	1400	1200	570	500	3650
8	22	170	138,7	1600	1300	650	650	3800
9	21	230	151,7	1700	1450	680	690	4100
10	20	230	169,3	1800	1650	730	740	4300
11	19	254	160,8	2100	1800	850	840	4600
12	18	260	166,2	2200	2000	950	900	4700
13	18	280	176,9	2200	2100	970	900	4800
14	17	300	207,5	2700	2400	1100	1100	4900
15	17	375	210	3200	2700	1250	1200	5400

Обычно ЖЕЛ оценивают по так называемому жизненному показателю, т.е. на кг массы тела. Однако этот параметр может заметно варьировать даже в одной возрастной группе в связи с большими колебаниями веса детей. Более объективную картину дает сопоставление фактической ЖЕЛ с должной. Она вычисляется умножением должного основного обмена на эмпирический коэффициент. Должный основной обмен устанавливается по таблицам Гаррис- Бенедикта исходя из возраста, пола, роста и веса обследуемого ребенка. Коэффициент пересчета: для детей 4 лет – 1,4; 5–6 лет – 1,5; 7–9 лет – 1,65; 10–13 лет – 1,75; 14–15 лет – 2,0; 16–17 лет – 2,2.

В пубертатном периоде появляются существенные половые различия в ЖЕЛ. У девушек и женщин она меньше, чем у юношей и мужчин и достигает максимума к 25–30 годам.