При пониженном барометрическом давлении:
Уже на малых высотах (от 200 до 800 м над уровнем моря) при подъеме в горы отмечается уменьшение парциального давления кислорода и углекислоты в альвеолярном воздухе. Раздражение дыхательного центра вызывает отчетливо выраженную гипервентиляцию легких и соответствующее усиление кровообращения.
Средние высоты (от 800 до 1800 м над уровнем моря) предъявляют повышенные требования к системам дыхания и кровообращения, возрастает легочная вентиляция и минутный объем сердца. Стимуляция кроветворного аппарата приводит к усилению эритропоэза и увеличению содержания гемоглобина. В условиях пониженного барометрического давления в горной местности основным фактором, вызывающим изменения в деятельности организма вообще и системы дыхания, в частности, является состояние кислородного голодания (гипоксия).
Эту форму гипоксии называют гипоксической гипоксией. Это связано с тем, что чем больше высота над уровнем моря, тем более «разряженным» становится воздух. Соответственно, снижается его барометрическое давление в атмосфере, а с ней величина парциального давления кислорода.
В этом случае реакции дыхательной системы развиваются в следующем порядке:
1. Первоначальная гипоксия стимулирует артериальные хеморецепторы, в результате чего легочная вентиляция увеличивается, возникает гиперпноэ.
2. Увеличение вентиляции приводит к уменьшению содержание СО2 в альвеолярном воздухе, «вымыванию СО2», возникает гипокапния, то есть дыхательный алкалоз, увеличение рН внеклеточной жидкости.
3. Увеличение рН приводит к снижению активности центральных хеморецепторов, торможению дыхательного центра.
4. Нейроны ДЦ становятся нечувствительными к стимуляции хеморецепторов.
5. Гипервентиляция сменяется гиповентиляцией.
6. Развивается гипоксия, опасная для нейронов головного мозга.
Этапы горной болезни развиваются на следующих высотах:
– на высоте 1000 м начинается реакция гипервентиляция.
– на высоте 2000 м отмечается увеличение ЧД и ДО. Эта высота является пороговой для реакции, которые могут быть полностью компенсированы.
– на высоте 3000 м дыхание становится периодически не ритмическим.
Признаки «горной болезни» – головная боль, одышка, сердцебиение, выраженная слабость, бессонница, нарастающие с увеличением высоты; при продолжительном пребывании – отек мозга и легких.
Гиперкапния (избыток углекислоты в воздухе и крови) стимулирует легочную вентиляцию за счет учащения и углубления дыхания, тем самым создавая условия для удаления из организма избытка СО2.
Недостаток кислорода в атмосфере, снижение его парциального давления при дыхании на большой высоте в условиях разреженной атмосферы (гипоксия) также стимулируют дыхание, вызывая увеличение глубины и особенно частоты дыхания. В результате гипервентиляции осуществляется частичная компенсация недостатка кислорода.
162. Нервная регуляция легочной вентиляции. Рефлексогенные зоны. Структурнофункциональная организация дыхательного центра. Эфферентное звено дыхательных рефлексов
Предполагают, что в продолговатом мозге локализованы центры вдоха, выдоха и судорожного дыхания. В верхней части моста мозга (варолиев мост) находится пнеймотаксический центр, который контролирует деятельность расположенных ниже центров вдоха и выдоха и обеспечивает правильное чередование циклов дыхательных движений.
Дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге, посылает импульсы к мотонейронам спинного мозга, иннервирующим дыхательные мышцы(эффекторное звено)
163. Закон сохранения энергии (первое начало термодинамики) в биологических системах. Виды полезной работы организма. Первичное и вторичное тепло.
Первый закон термодинамики гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, следовательно, энергия системы (замкнутой) – постоянна. Энергия может быть передана от одного элемента системы другому.
Согласно первому закону термодинамики энергия не исчезает и не возникает вновь, а лишь переходит из одной формы в другую. Количество теплоты (Q), полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии (∆U) и совершение работы (А): Q → ∆U + A