Главная страница

Методичка по физиологии. Физиология человека


Скачать 2,63 Mb.
НазваниеФизиология человека
АнкорМетодичка по физиологии.doc
Дата20.10.2016
Размер2,63 Mb.
Формат файлаdoc
Имя файлаMetodichka_po_fiziologii.doc
ТипДокументы
#481
страница10 из 17
Каталог
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   17

Регуляция работы сердечно-сосудистой системы
Нервная регуляция
Парасимпатический отдел ВНС, представленный блуждающим нервом, ослабляет и урежает ритм сердца.

Сосудодвигательный центр,регулирующий симпатическую иннервацию сердца, находится в продолговатом мозге. Он состоит из депрессорной и прессорной частей (центров). Прессорный центр усиливает и учащает сердцебиение, повышает АД.Депрессорный центрослабляет симпатическую стимуляцию сердца и, соответственно, уменьшает сердечный выброс, снижает АД.

Уровень АД воспринимается чувствительными механорецепторами (барорецепторами), расположенными в основном в стенке аорты. Эти рецепторы реагируют на растяжение стенки сосуда. Возникающие нервные импульсы передаются в сосудодвигательные центры.

Сосудодвигательные центры расположены не только в продолговатом мозге, но и в вышележащих отделах, таких как гипоталамус. Стимуляция некоторых его ядер вызывает сужение сосудов и, как следствие, повышение кровяного давления.

В управлении состоянием сосудов значительную роль играет кора больших полушарий. Раздражение отдельных ее участков сопровождается изменением просвета сосудов.
Гуморальная регуляция
Наиболее сильное воздействие на состояние сосудистой системы оказывают гормоны:

  • адреналин (гормон мозгового вещества надпочечников) увеличивает силу и частоту сердечных сокращений, следовательно, и скорость кровотока;

  • вазопрессин(нейросекреторный гормон гипоталамуса)секретируется в кровь из гипофиза, вызывает сужение артериол и капилляров и повышение АД;

  • ангиотензин II вызывает сужение сосудов и повышение АД.

Ионы калия, молочная, угольная кислоты, АТФ расширяют кровеносные сосуды и снижают АД.
Лимфатические сосуды
Наряду с кровеносными сосудами в организме существует система лимфатических сосудов, представляющая собой дополнительную дренажную систему. Лимфатическая система состоит из лимфатических сосудов, лимфатических узлов и лимфатических протоков.

По составу лимфа сходна с плазмой крови, но содержит меньше белков. Лимфатические узлы добавляют к лимфе лимфоциты, значительное количество которых находится в крупных лимфатических сосудах. Других клеток в лимфе нет. Продвижению лимфы по сосудам способствуют сокращения окружающих их мышц и клапаны.

Основные функции лимфатической системы:

  • по лимфатическим сосудам в ток крови из тканей возвращается жидкость и белок;

  • эмульгированные жиры, образующиеся в стенке кишечника, переносятся в кровоток;

  • из лимфатических узлов вместе с лимфой транспортируются лимфоциты в кровяное русло;

  • лимфатические узлы задерживают и обезвреживают микробы, тем самым они предотвращают распространение инфекции от места внедрения в организм к другим частям тела;

  • в лимфоузлах образуются белки – антитела, защищающие от болезнетворных микробов.

ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА и дыхание
Краткая характеристика органов дыхательной системы
Дыхательная система включает воздухоносные пути и легкие.

Воздухоносные пути – полость носа, глотка (перекрещиваются дыхательные и пищеварительные пути), гортань, трахея и бронхи. Основная функция воздухоносных путей – проведение воздуха извне в легкие и из легких наружу. Воздухоносные пути имеют в своих стенках костную основу (носовая полость) или хрящи (гортань, трахея, бронхи), вследствие чего органы сохраняют просвет и не спадаются. Слизистая оболочка воздухоносных путей покрыта мерцательным эпителием, реснички их клеток своими движениями изгоняют наружу вместе со слизью попавшие в дыхательные пути инородные частицы.

Легкие составляют собственно дыхательную часть системы, в них происходит газообмен между воздухом и кровью.

Полость носа выполняет двоякую функцию – она является началом дыхательных путей и органом обоняния. Вдыхаемый воздух, проходя через полость носа, очищается, согревается, увлажняется. Содержащиеся в воздухе пахучие вещества раздражают обонятельные рецепторы, в которых возникают нервные импульсы. Из полости носа вдыхаемый воздух попадает в носоглотку, затем – в гортань. Воздух может поступать в носоглотку и через ротовую полость. Полость носа и носоглотку называют верхними дыхательными путями.

Гортань располагается в передней части шеи. Скелетом гортани служат 6 хрящей, которые соединены друг с другом при помощи суставов и связок. Вверху гортань подвешана связками к подъязычной кости, внизу соединяется с трахеей. При глотании, разговоре, кашле гортань смещается вверх-вниз. В гортани находятся голосовые связки из эластичных волокон. При прохождении выдыхаемого воздуха через голосовую щель (узкое пространство между голосовыми складками) голосовые связки колеблются, вибрируют и воспроизводят звуки. Более низкий голос у мужчин зависит от большей длины голосовых связок, чем у женщин и детей.

Трахея имеет скелет в виде 16-20 хрящевых полуколец, не замкнутых сзади и соединенных кольцевыми связками. Задняя часть полуколец замещена перепонкой. Впереди трахеи в верхней ее части находится щитовидная железа и вилочковая, сзади – пищевод. На уровне V грудного позвонка трахея делится на два главных бронха – правый и левый. Правый главный бронх является как бы продолжением трахеи, он короче и шире левого, в него чаще попадают инородные тела. Стенки главных бронхов имеют такое же строение, как трахея. Слизистая оболочка бронхов, как и трахеи, выстлана мерцательным эпителием, богата слизистыми железами и лимфоидной тканью. В воротах легких главные бронхи делятся на долевые, те, в свою очередь, на сегментарные и другие более мелкие. Разветвление бронхов в легких называется бронхиальным деревом. Стенки мелких бронхов образованы эластическими хрящевыми пластинками, а самых мелких – гладкомышечной тканью (см. рис. 21).

Рис. 21. Гортань, трахея, главные и сегментарные бронхи
Легкие (правое и левое) расположены в грудной полости, справа и слева от сердца и крупных кровеносных сосудов (рис. 22). Легкие покрыты серозной оболочкой – плеврой, которая имеет 2 листка, первый окружает легкое, второй – прилегает к грудной клетке. Между ними пространство, которое называется плевральной полостью. Плевральная полость содержит серозную жидкость, физиологическая роль которой состоит в уменьшении трения плевры во время дыхательных движений.

Рис. 22. Положение легких в грудной клетке
Через ворота легкого входят главный бронх, легочная артерия, нервы, а выходят легочные вены и лимфатические сосуды. Каждое легкое бороздами делится на доли, в правом легком 3 доли, в левом – 2. Доли делятся на сегменты, которые состоят из долек. В каждую из них входит дольковый бронх диаметром около 1 мм, он делится на концевые (терминальные) бронхиолы, а концевые – на дыхательные (респираторные) бронхиолы. Дыхательные бронхиолы переходят в альвеолярные ходы, на стенках которых имеются миниатюрные выпячивания (пузырьки) – альвеолы. Одна концевая бронхиола с ее разветвлениями – дыхательными бронхиолами, альвеолярными ходами и альвеолами называется легочным ацинусом. Под микроскопом кусочек ткани легкого (дыхательные бронхиолы, альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки с альвеолами) напоминают виноградную гроздь (acinus), что послужило причиной образования названия. Ацинус является структурно-функциональной единицей легкого, в нем происходит газообмен между протекающей по капиллярам кровью и воздухом альвеол. В обоих легких человека имеется примерно 600-700 млн. альвеол, дыхательная поверхность которых составляет около 120 м2.
Физиология дыхания
Дыхание – это процесс газообмена между организмом и внешней средой. Из внешней среды организм потребляет кислород, обратно выделяет углекислый газ. Кислород необходим клеткам, тканям организма для окисления питательных веществ (углеводов, жиров, белков), в результате чего освобождается энергия. Углекислый газ является конечным продуктом обмена веществ. Остановка дыхания ведет к немедленному прекращению обмена веществ. Ниже в табл. 4 приведено содержание кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе. Выдыхаемый воздух состоит из смеси альвеолярного воздуха и воздуха мертвого пространства (воздух газоносных путей), состав которого мало отличается от вдыхаемого воздуха.
Таблица 4

Содержание кислорода и углекислого газа

во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе, %


Воздух

Содержание

кислорода

Содержание

углекислого газа

Вдыхаемый

20,94

0,03

Выдыхаемый

16,30

4,00

Альвеолярный

14,40

5,60


Процесс дыхания включает в себя следующие этапы:

  • внешнее дыхание – газообмен между окружающей средой и альвеолами легких;

  • газообмен между альвеолами и кровью. Поступающий по газоносным путям в легкие кислород через стенки легочных альвеол и кровеносных капилляров поступает в кровь и захватывается эритроцитами, а углекислый газ выводится из крови в альвеолы;

  • транспорт газов кровью – кислорода из легких ко всем тканям организма, а углекислого газа – в обратном направлении.

  • газообмен между кровью и тканями. Кислород из крови через стенки кровеносных капилляров поступает к клеткам и другим тканевым структурам, где включается в обмен веществ.

  • тканевое, или клеточное дыхание – основное звено дыхательного процесса; оно заключается в окислении ряда веществ, в результате чего высвобождается энергия. Процесс тканевого дыхания происходит при участии специальных ферментов.


Механизм вдоха и выдоха
Дыхательный цикл состоит из ритмично повторяющихся фаз вдоха и выдоха. Поступление атмосферного воздуха при вдохе и удаление его при выдохе происходит в результате изменения объема герметичной грудной полости за счет сокращения и расслабления дыхательных мышц.

Вдох – активный процесс, обусловленный синхронным сокращением наружных межреберных мышц и диафрагмы. При расширении грудной клетки легкие пассивно растягиваются, расширяются. При этом давление в легких понижается и становится меньше атмосферного (на 3-4 мм рт. ст.), поэтому воздух извне устремляется в легкие.

Нормальный нефорсированный выдох – процесс пассивный, обусловленный расслаблением мышц вдоха. Приподнятая и расширенная при вдохе грудная клетка в силу своей тяжести и при действии ряда мышц опускается. Растянутые легкие благодаря своей эластичности уменьшаются в объеме. При этом давление в легких резко возрастает, и воздух покидает легкие. При нарушении дыхания выдох может быть активным. Например, при кашле, чихании быстрый выдох осуществляется за счет сокращения мышц живота и брюшного пресса, при этом ребра опускаются, диафрагма резко поднимается.

Взрослый человек в состоянии покоя совершает 16-20 дыхательных движений в 1 мин, продолжительность вдоха и выдоха соотносится как 1:1,3.
Легочные объемы
При спокойном дыхании за один цикл человек вдыхает и выдыхает около 500 мл воздуха. Этот объем называется дыхательным объемом (ДО). При дополнительном глубоком вдохе в легкие может поступить еще 1500 мл воздуха. Это резервный объемвдоха (РОвд). При равномерном дыхании после спокойного выдоха человек при напряжении дыхательных мышц может выдохнуть еще 1500 мл воздуха. Это резервный объем выдоха (РОвыд).

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – это максимальный объем воздуха, который человек может выдохнуть после максимального вдоха.
ЖЕЛ = ДО + РОвд + РОвыд
В данном примере ЖЕЛ, мл = 500 + 1500 + 1500 = 3500. У мужчин ЖЕЛ составляет в среднем 4-5 л, у женщин – 3-4 л. ЖЕЛ у тренированных людей может достигать 7,0-7,5 л. ДО составляет 15-18 % ЖЕЛ. Уменьшение ЖЕЛ свидетельствует об уменьшении вентилируемой части легкого.

Объем воздуха, остающийся в воздухоносных путях после максимального выдоха, называется остаточный объем (ОО), он составляет 1200-1500 мл. Этот объем воздуха удалить из легких практически невозможно. Дышавшее легкое всегда содержит воздух, поэтому легочная ткань не тонет в воде.

Сумма ЖЕЛ и ОО называется общей емкостью легких (ОЕЛ) (рис. 23).

Рис. 23. Легочные объемы человека
Легочные объемы зависят от тренированности человека, возраста, пола.

Произведение ДО на число дыханий в минуту (частоту дыхания) называют легочной вентиляцией, или минутным объемом дыхания (МОД). В покое МОД у взрослых равен в среднем 5-8 л/мин. При физической работе и занятиях спортом он может достигать 150-180 л/мин.
Регуляция дыхания
Изменения условий внешней среды, различные виды деятельности влияют на интенсивность окислительных процессов, составляющих основу жизни. Повышение интенсивности окислительных процессов при тяжелой физической нагрузке, умственной деятельности невозможно без увеличения количества потребляемого кислорода. В свою очередь это требует усиления работы дыхательной системы. Постоянное приспособление дыхательной системы к текущим потребностям организма предполагает наличие регуляторных механизмов ее деятельности.

Регуляция дыхания – это изменение режима работы дыхательной системы, направленное на точное и своевременное удовлетворение потребностей организма в кислороде. Регуляция дыхания осуществляется нервным и гуморальным путем.

Дыхательный центр – это совокупность нервных клеток, координирующих работу дыхательных мышц. Дыхательный центр включает в себя центры вдоха и выдоха, расположенные в продолговатом мозге, и пневмотаксический центр, находящийся в мосту мозга. Последний управляет деятельностью центров вдоха и выдоха, благодаря чему достигаются необходимые ритм и глубина дыхания.

Дыхательный центр обладает автоматией – способностью периодически самостоятельно возбуждаться, что выражается в ритмичном чередовании вдохов и выдохов.

Основным регулятором активности дыхательного центра является сигнал от хеморецепторов о газовом составе крови. Эти сигналы исходят от центральных (бульбарных) и периферических (артериальных) хеморецепторов. Рецепторы, расположенные в продолговатом мозге (бульбарные), чувствительны к содержанию углекислого газа и концентрации катионов водорода (Н+) во внеклеточной жидкости мозга. Бульбарные хеморецепторы контролируют химизм внеклеточной жидкости мозга, а артериальные хеморецепторы – химизм крови, снабжающей головной мозг.

Повышение содержания углекислого газа в крови и во внеклеточной жидкости мозга, увеличение концентрации катионов водорода увеличивают возбудимость дыхательного центра: частота и глубина дыхания увеличиваются. Это продолжается до тех пор, пока содержание углекислого газа в крови не понизится до нормального уровня, вместе с ним восстанавливается и нормальный уровень кислотности крови. Напротив, низкое содержание углекислого газа в крови, например, после частого и глубокого дыхания, вызывают торможение дыхательного центра, приводящее к остановке дыхания до тех пор, пока не восстановится нормальная концентрация углекислого газа в крови. Механорецепторы дыхательной системы участвуют в регуляции глубины и длительности вдоха и являются рецепторами кашля. Эти рецепторы чувствительны к частицам пыли, химических веществ, реагируют на спадение легких.

Рецепторы верхних дыхательных путей выполняют защитный рефлекс. При кашле возникает раздражение гортани, глотки; импульс идет в кашлевый центр, возникает глубокий быстрый выдох с удалением раздражителя. Чихание возникает при раздражении слизистой носа.
Дыхание при различных функциональных состояниях

организма
Первый вдох после рождения. В момент пережатия пуповины в крови новорожденного происходит быстрое накопление углекислого газа, вызывающее стимуляцию хеморецепторов, сигналы от которых идут в дыхательный центр. Кроме того, активность дыхательного центра повышается за счет действия тактильных и температурных раздражителей.

Стрессовые факторы. Активность дыхательного центра тесно связана с общим функциональным состоянием ЦНС, поэтому дыхание подвержено влиянию эмоционального, стрессорного характера. В состоянии интеллектуально-эмоционального напряжения характерно частое, но поверхностное дыхание, которое может перейти в гипервентиляцию легких, приобрести характер своеобразного «дыхательного невроза».

Сон. Во время сна наступает некоторое снижение легочной вентиляции, что обусловлено ослаблением возбудимости центральных хемочувствительных структур (бульбарных хеморецепторов).

Наркоз оказывает угнетающее влияние на активность дыхательного центра, поэтому при употреблении наркотиков их передозировка может привести к остановке дыхания.

Мышечная деятельность служит наиболее сильным естественным стимулом дыхания. При мышечной нагрузке легочная вентиляция возрастает за счет углубления и учащения дыхания – сначала скачкообразно, затем более плавно. Подобная реакция дыхательной системы на работу обусловлена прежде всего нейрогенными факторами (рис. 24).

Из двигательной зоны коры больших полушарий исходят команды к работающим мышцам (1), и в дыхательный центр (2). Дыхание стимулируется также импульсами, поступающими в дыхательный центр из работающих мышц (3). Повышение активности дыхательного центра вызывает усиление работы дыхательных мышц (4). Рост вентиляции легких (5) компенсирует возросшее потребление мышцами кислорода и выделение углекислого газа (6). Кроме нейрогенных факторов большое значение имеет обратная связь через хеморецепторы. Если вентиляция отстает от уровня газообмена, в крови появляется избыток углекислого газа и других кислых продуктов обмена работающих мышц и одновременно падает содержание кислорода, что приводит к раздражению хеморецепторов (7). Импульсы, поступающие с хеморецепторов, дополнительно стимулируют активность дыхательного центра, в результате чего наступает компенсаторный рост вентиляции (8). Предполагается, что дыхание может стимулироваться и выбросом в кровь адреналина.


Рис. 24. Схема регуляции дыхания при мышечной работе
Методы изучения дыхания
Для изучения внешнего дыхания (вентиляции легких), газообмена в легких и тканях, а также транспорта газов кровью используют различные методы, позволяющие оценить дыхательную функцию в состоянии покоя, при физической нагрузке и различных воздействиях на организм.

Пневмография – это регистрация дыхательных движений. Она позволяет определить частоту и глубину дыхания, а также соотношение продолжительности вдоха и выдоха.

Пневмография широко применяется в экспериментальных и клинико-физиологических исследованиях для получения сведений о характере дыхательных движений, регуляции внешнего дыхания и его нарушениях при различных заболеваниях и патологических состояниях.

Используемая аппаратура имеет 3 основных элемента: датчик, непосредственно воспринимающий дыхательные движения; устройство, усиливающее и передающее показания датчиков к регистрирующему аппарату; регистрирующая система. Регистрируют дыхательные движения в состоянии покоя, при этом вдох обычно несколько короче, чем выдох, их соотношение составляет примерно 1:1,3. Затем фиксируют изменение характера дыхания во время физической нагрузки (учащение и увеличение глубины дыхания). После произвольной задержки дыхания наблюдают учащение дыхания.

Пневмография не даёт количественной оценки вентиляции лёгких, поэтому её обычно дополняют спирометрией или спирографией, обеспечивающими регистрацию основных лёгочных объёмов.

Спирометрия позволяет оценить состояние внешнего дыхания измерением легочных объемов при помощи спирометра. Поскольку функциональное состояние легких зависит от возраста, пола, роста и других факторов, постольку полученные значения необходимо сравнивать с должными величинами для данной категории населения. Спирометр бывает сухой или водяной. Испытуемый после максимального вдоха делает максимальный выдох в спирометр, при этом фиксируется ЖЕЛ. Для определения дыхательного объема испытуемый делает несколько спокойных выдохов в спирометр, затем показание спирометра делят на число выдохов. Для определения РОвыд испытуемый после очередного спокойного выдоха делает максимальный выдох в спирометр. Резервный объем вдоха рассчитывается по формуле:

РОвд = ЖЕЛ – (ДО + РОвыд).
Оксигемометрия и оксигемография позволяют определить содержание оксигемоглобина в крови в данный момент времени. Работа оксигемометра и оксигемографа основана на фотоэлектрическом принципе действия. Интенсивность светового потока, падающего на фотоэлемент датчика, зависит от степени насыщения гемоглобина кислородом.

Спирография – метод графической регистрации изменений легочных объемов при выполнении естественных дыхательных движений и волевых форсированных дыхательных маневров. Спирография позволяет получить ряд показателей, которые описывают вентиляцию легких. В первую очередь, это статические объемы и емкости, которые характеризуют упругие свойства легких и грудной стенки, а также динамические показатели, которые определяют количество воздуха, вентилируемого через дыхательные пути во время вдоха и выдоха за единицу времени.

Спирографы делятся на приборы открытого и закрытого типа. В аппаратах открытого типа обследуемый через клапанную коробку вдыхает атмосферный воздух, а выдыхаемый воздух поступает в мешок Дугласа или в спирометр Тисо (емкостью 100-200 л), иногда – к газовому счетчику, который непрерывно определяет его объем. В собранном воздухе определяют величины поглощения кислорода и выделения углекислого газа за единицу времени. В аппаратах закрытого типа используется воздух колокола аппарата, циркулирующий в закрытом контуре без сообщения с атмосферой. Выдыхаемый углекислый газ поглощается специальным поглотителем (рис. 25).

Рис. 25. Схема спирографа закрытого типа


1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   17

перейти в каталог файлов
связь с админом