Лекция 12.
Физиология
дыхания
Дыхательная система человека
Носовая
полость
глотка
гортань
трахея
Бронхиальное
древо
альвеола
бронхи
Стадии дыхания у
млекопитающих
1. Конвекционный транспорт
О2 в легкие
2. Диффузный транспорт О2
из легких в кровь
3. Конвекционный транспорт
О2 кровью
4. Диффузный транспорт О2
из крови к клеткам
Дыхательные мышцы
Вдох - активно
Выдох - пассивно
Дыхательный цикл
вдох
трахея
Л
диафрагма
выдох
Эластическая тяга легких
Вдох
Выдох
Изменения давления в ходе
дыхательного цикла
Плевральное давление
Альвеолярное давление
Дыхательный объем
вдох
выдох
Легочная вентиляция:
величина ЖЕЛ и ОО зависят от пола и
возраста
♂
20-30
♂
50-60
♀
20-30
Резервный
объем
вдоха
Резерв
вдоха
Общая
емкость
легких
Жизненная
емкость
легких
Дыхательный
объем
Резервный
объем
Функцион. выдоха
остаточная
емкость
Остаточный
объем
4,8
3,8
3,6(л)
1,2
1,8
1,0(л)
Параметры легочной вентиляции
• Дыхательный объем (ДО)
• Частота дыхательных движений
(ЧДД)
• Максимальная вентиляция легких
(МВЛ)
-объем воздуха, проходящий через
легкие за определенный промежуток
времени при дыхании с максимально
возможной частотой и глубиной
•Объем мертвого пространства
(ОМП)
- объем проводящих воздухоносных
путей
Газообмен в легких и тканях
Дыхание – процесс обмена газами (О2 и СО2) между
клетками и окружающей средой
Газообмен
в легких
Принцип газообмена - диффузия
Газообмен
в тканях
Указаны значения парциального давления соответствующих газов, мм. рт.ст.
Закономерности диффузии
дыхательных газов
Аэрогематический барьер
Закон диффузии Фика
S
V  k   С
h
Просвет
альвеолы
альвеолоцит
V - диффузионный поток ,
С - эффективный градиент
концентрации вещества (=Р)
СО2
СО2
Градиенты парциального
давления дыхательных газов в
легких
О2
сурфактант
эндотелиоцит
просвет
капилляра
эритроцит
РО2= 100-40=60 мм.рт.ст.
РСО2=46-40=6 мм.рт.ст.
Скорость диффузии
Транспорт кислорода
Hb +4O2=Hb(O2)4
SO2 - кислородное насыщение
гемоглобина
SO2
[ HbO2 ]

100%
[ Hb ]  [ HbO2 ]
Сдвиги кривой диссоциации
Смещение
влево:
100
SО2, %
0
Смещение
вправо:
Транспорт углекислого газа
Транспортные формы СО2:
HbCO2- карбогемоглобин (11%)
(≠карбоксигемоглобин – НbСО)
НСО3- - гидрокарбонат-ион (77%)
Растворенный в плазме СО2 (12%)
ткань
- карбоангидраза
Ритмогенез дыхательных
движений
Активная
ретикулярная
формация
Типы нейронов
Э – экспираторные нейроны
ПТ-И
РИ
ПТ-И – постинспираторные нейроны
РИ – ранние инспираторные нейроны
Э
ПМН-И
ПМН –И – полные медленные
инспираторные нейроны
П-И – поздние инспираторные
нейроны
Ибс – бульбоспинальные
инспираторные нейроны
П-И
Ибс
Дыхательный центр
совокупность иерархически организованных
специализированных структур нервной системы,
расположенных на разных уровнях нервной
системы, управляющая дыханием.
1 - нейроны сердечно-сосудистого
центра;
2 - нейроны ритмического
пейсмекера дыхательного центра
(центры вдоха и выдоха);
3,4 - тонический пейсмекер
дыхательного центра
(апнейстический и
пневмотаксический центры);
5 - ретикулярная формация;
6 - ядра олив.
Функциональные группы дыхательных нейронов ствола
головного мозга- совокупности нейронов дыхательного
центра, расположенные в стволе мозга и
специализированные для управления дыханием.
Три функциональных группы респираторных нейронов, распределенных в
разных частях ствола мозга:
нейроны, являющиеся ритмическими пейсмекерами (формируют управляющие
сигналы для мотонейронов, иннервирующих дыхательные мышцы и этим
обеспечивают ритмическое дыхание);
тонические пейсмекеры (управляющие сигналы для координации ритмических
пейсмекеров);
хемочувствительные нейроны (воспринимают информацию о напряжении СО2 и
О2 , pH в интерстициальном пространстве нейронов).

1.
2.
3.
Дыхательные нейроны
продолговатого мозга
Задняя группа дыхательных нейронов продолговатого мозга;
находится в составе ядра одиночного тракта (nucleus tractus solitarius, NTS).
содержит интернейроны, перерабатывающие афферентную информацию и
нейроны, формирующие управляющие сигналы (предмоторные нейроны),
направляемые к мотонейронам спинного мозга управляющим дыхательными
мышцами.

Вентральная группа дыхательных нейронов продолговатого мозга (ventral respiratory group,
VRG). Эту группу разделяют на две части: каудальная часть (caudal part of the ventral respiratory
group, CVRG) и ростральная часть (rostral part of the ventral respiratory group, CVRG). В
каудальной части распределены главным образом нейроны, формирующие сигналы,
управляющие выдохом (экспираторные нейроны). В ростральной части распределены главным
образом нейроны, формирующие сигналы, управляющие вдохом (инспираторные нейроны).
Четкой границы между совокупностями инспираторных и экспираторных нейронов нет. В
граничащих друг с другом смежных областях обеих частей распределения экспираторных и
инспираторных нейронов перекрывают друг друга. Совокупность инспираторных нейронов
продолговатого мозга обозначают как центр вдоха, а совокупность экспираторных нейронов
продолговатого мозга обозначают как центр выдоха. Центры вдоха и выдоха - ритмические
пейсмекеры дыхательного центра. Экспираторные и инспираторные нейроны распределены
вперемешку с мотонейронами миндалевидного ядра (nucleus ambiguus, nA), аксоны которых
составляют черепные нервы


Группа верхних шейных инспираторных нейронов Ближе к средней линии продолговатого мозга расположены
мотонейроны ядра XII пары черепных нервов (n. hypoglossus), а каудальнее вентральной группы дыхательных
нейронов расположена группа верхних шейных инспираторных нейронов (upper cervical inspiratory neurones, UCINs).
Комплекс Бётцингера и предкомплекс Бётцингера. Выше вентральной группы дыхательных нейронов, как её
продолжение в ростральном направлении, в ростральном вентролатеральном отделе продолговатого мозга (rostroventrolateral medulla, RVLM) расположен комплекс Бётцингера (Bötzinger complex, BC). Эта группа содержит различные
нейроны. Основными являются нейроны, формирующие управляющие сигналы тормозящие (подавляющие) выдох и
мотонейроны черепных нервов. Здесь же, чуть каудальнее ядра лицевого нерва (n. facialis, VII пара черепных нервов)
расположена окололицевая группа дыхательных нейронов (para-facial respiratory group, pFRG). Каудальнее комплекса
Бётцингера, непосредственно перед ним расположена группа нейронов, названная предкомплексом Бётцингера
(Pre-Bötzinger complex, PBC). Нейроны всех этих образований участвуют в формировании ритмического дыхания,
чередования вдоха и выдоха.


Дыхательные нейроны Варолиева моста.
Совокупность дыхательных нейронов моста обозначены как пневмотаксический центр (с апнейстическим
центром). Пневмотаксический с апнейстическим центром являются тоническими пейсмекерами дыхательного
центра. В соответствии с принципом иерархии структур дыхательного центра, они координируют функцию
дистально расположенных структур дыхательного центра и участвуют в управлении сложными двигательными
актами, непосредственно связанными с дыханием. К таким актам относятся кашель, чихание, формирование
голоса, речи. Эти же центры управляют взаимодействием системы дыхания с другими системами организма,
например, с системой кровообращения, с двигательной системой. Такое непроизвольное взаимодействие
систем важно в реальном поведении, в частности в управлении дыханием во время сна, при осуществлении
разнообразных физических нагрузок, связанных с повседневной активностью, при дыхании в постоянно
изменяющейся газовой среде и т.п.
Рефлекторная регуляция
дыхания:
расположение инспираторных и экспираторных
нейронов в продолговатом мозгу кошки
dorsal
ventral
Рефлекторная регуляция дыхания:
общая схема действия стимулирующих факторов и
периферических рецепторов, влияющих на дыхание
Рефлекторная регуляция дыхания:
патологические типы дыхания
Тип дыхания
Кривая дыхания
Причина
Нормальное
дыхание
Дыхание
Чейн-Стокса
Дыхание Биота
Дыхание
Куссмауля
Гаспинг
Гипоксия во сне,
отравление
Повреждение мозга,
повышение давления
внутричерепного
Нереспираторный
(метаболический)
ацилоз
Недоношенность,
поврежедение мозга
Функциональная система
дыхания
Благодарю за
внимание
Скачать

Лекция 12 Дыхание - Лаборатория физиологии человека и