Дыхание

* Во время мышечной работы усиление вентиляции лёгких обеспечивает возрастающие потребности организма в О₂ в несколько раз. Расширяются кровеносные сосуды легких и дыхательных путей (а также дыхательных мышц), увеличивается скорость тока крови по сосудам внутренних органов. Активируется работа дыхательных нейронов.

* Кроме того, в мышечной ткани есть особый белок (миоглобин – кратковременное депо О₂), способный обратимо связывать О₂. В миокарде О₂, связанный с миоглобином, обеспечивает окислительные процессы в участках, кровоснабжение которых на короткий срок нарушается. Запасы О₂ в сердце составляют достаточно количества в условиях полного прекращения доставки О₂ к миокарду и может хватить для того, чтобы поддерживать окислительные процессы, но лишь в течение примерно 3–4 сек. В начальном периоде интенсивной мышечной нагрузки увеличенные потребности скелетных мышц в кислороде частично удовлетворяются за счет О₂, высвобождающегося миоглобином. В дальнейшем возрастает мышечный кровоток и поступление О₂ к мышцам вновь становится адекватным.

Ещё раз напомню, к счастью, организм создан с большим запасом прочности и самовосстанавливается, если не переусердствовать в обратном.

Мы ужé знаем, что дыхание – процесс бессознательный (саморегуляция), контролируемый мозгом, который всегда бодрствует (в разной степени). Ведущий дыхательный центр расположен в области продолговатого мозга (продолжение спинного мозга), который и посылает импульсы к нейронам спинного мозга, иннервирующим дыхательную мускулатуру. Наличие дыхательных центров и в коре головного мозга доказывается образованием дыхательных условных рефлексов изменениями частоты и глубины дыхательных движений, имеющих место при различных произвольных изменениях дыхания.

– Рефлекторные механизмы (нервные) осуществляются дыхательным центром – совокупность специализированных нервных клеток, которые расположены в различных отделах ЦНС, обеспечивая координационное ритмичное дыхание. Доказано, что есть первичные дыхательные центры, которые находятся в головном мозге:

1-ый дыхательный центр: продолговатый мозг (продолжение спинного мозга) –

смена вдоха и выдоха.

2-ой дыхательный центр находится в Воролевом мосту (пневмотоксический) –

глубина и частота дыхания.

Есть еще и вторичные центры, в спинном мозге:

3-й центр: шейный отдел спинного мозга – центр диафрагмального нерва.

4-й: центр межреберных мышц в грудном отделе спинного мозга.

5-й – гипоталамус – баланс гормонов.

6-й – кора головного мозга – изменение дыхания из вне.

– Нервно-гуморальная регуляция дыхания – это приспособление дыхания к постоянно

меняющимся потребностям организма в СО₂ (для газового баланса).

Газообмен в лёгких

Воздух, циркулирующий в организме, состоит из атмосферного, альвеолярного (лат. alveolus – пузырёк), содержащегося в лёгочных альвеолах (О₂), и выдыхаемого (СО₂).

В состав воздуха атмосферы входит: кислород (20% О2), углекислый газ (0,03–4% СО₂), азот (78% N2), вода (пары) (0,2–4% H₂O ) и др. газы. Участие в газообмене: доставка О2 из вне от лёгких к тканям и СО₂ – от тканей к лёгким и вовне (О₂ превращается в СО₂ при циркуляции по крови). Этот обмен в лёгких происходит путем диффузии (перемещение из области с высокой концентрацией в область с низкой) и обратно из крови в альвеолярный воздух. При этом, если не дышать, запасов О₂ хватает максимум минут на пять,

а дальше начинают гибнуть клетки организма. Мозг и сердце – наиболее уязвимые органы между разницей О₂ и СО₂ (баланс). Транспорт О₂ начинается в капиллярах лёгких, где он из поступающего воздуха вступает в химическую связь с гемоглобином.

Это внутреннее (тканевое) дыхание – биологическое окисление органических веществ в клетках с получением энергии для их жизнедеятельности (кислородообеспечение и есть адаптационные возможности организма). Потребность в О₂ возрастает в связи с увеличением работы всех органов (в частности клеток) тела.

Главным гуморальным регулятором дыхательного центра является СО₂. Этот продукт метаболизма (обмен веществ: расщепление белков, жиров и углеводов) выделяется в тканях и переносится как излишек к легким, через которые выдыхается. СО₂ – природный сосудорасширитель:

– с повышением CO₂ в крови капилляры расширяются, пропуская бóльшее количество

крови, которое доставляет к тканям О₂ и выводит СО₂.

– с уменьшением СО₂ сосуды сжимаются (спазм, повышается давление), нарушается

тканевое (внутреннее) кровообращение и пр.

Дыхательная система тоже стимулируется повышением содержания СО₂, а не только нехваткой О₂, как может показаться. Без присутствия CO₂ кислород не может высвободиться из связанного состояния с гемоглобином и переходить в ткани и органы.