Функциональная система, обеспечивающая постоянство газового состава крови. Анализ ее центральных и периферических компонентов

 

Постоянно меняющиеся режимы деятельности организма, сопровождающиеся изменением обмена веществ, использования кислорода, изменение состава атмосферного воздуха в помещении могут стать причиной изменений соотношения содержания кислорода и углекислоты в альвеолярном воздухе и в крови. Однако, несмотря на всевозможные подобные факторы, организм способен поддерживать оптимальный уровень кислорода и углекислоты. Организм имеет широкие возможности изменять объем легочной вентиляции, частоту и амплитуду вдоха и выдоха.

В случае отклонения от оптимального уровня показателей содержания О2 и CO2 в альвеолярном воздухе и в крови возбуждаются хеморецепторы каротидного синуса, дуги аорты, продолговатого мозга. Благодаря афферентному синтезу информации с рецепторов в нервном центре системы формируется новая программа действия для удовлетворения существующей дыхательной потребности, которая передается к дыхательным мышцам и обеспечивает объем легочной вентиляции, ритм дыхания, необходимый для достижения конечного полезного результата - поддержания оптимальных величин содержания 02 и СО2 в альвеолярном воздухе и в крови.

Дыхательные нейроны нервного центра, образующие так называемые центры вдоха и выдоха, центр пневмотаксиса, обладают согласованной автоматической фазной деятельностью. Между центром вдоха и выдоха проявляются реципрокные отношения. В центре вдоха ритмически залпами возникает возбуждение (импульсное), активность или программа действия. Возбуждение или программа действия по эфферентным проводникам поступает к мышцам вдоха и вызывает вдох такой продолжительности и глубины, который соответствует программе, сложившимся условиям и характеризуется определенными параметрами — объемом поступившего в легкие воздуха, силой сокращения вдыхательных мышц.

Возникающая импульсная активность нейронов центра вдоха одновременно непосредственно и через центр пневмотаксиса возбуждает нейроны центра выдоха. Нейроны центра выдоха, возбуждаясь по законам реципрокных отношений, оказывают тормозное влияние на активность нейронов центра вдоха, возбуждение центра вдоха подавляется, вдох прекращается. Возбуждение нейронов центра вдоха при выдохе подавляется и импульсацией с механорецепторов легких. Растяжение легких при вдохе вызывает возбуждение механорецепторов легких, импульсы с рецепторов по афферентным волокнам блуждающих нервов поступают в нервный центр и подавляют возбуждение нейронов центра вдоха, возбуждают нейроны центра выдоха, программа действия из нервного центра выдоха по эфферентным проводникам поступает к мышцам выдыхателям, вызывает их сокращение, происходит выдох.

Возбуждение рецепторов растяжения легких нарастает в ходе вдоха. Прекращение вдоха наступает тем скорее, чем глубже вдох и чем быстрее он развивается. Так регулируется соотношение между глубиной и частотой дыхания.

Количество залпов возбуждений нейронов центра вдоха в единицу времени, ритм дыхательных движений, и сила этих залпов возбуждений, глубина вдоха и выдоха зависят от возбудимости нейронов, специфики обмена веществ, особой чувствительности нейронов к окружающей их гуморальной среде, к импульсации с хеморецепторов сосудов, мышц, пищеварительного аппарата и др. Чем выше возбудимость нейронов, тем больше залпов импульсов рождается в центре вдоха в единицу времени и наоборот. Поступающая с рецепторов результата информация изменяет возбудимость центра.

Избыток в крови углекислоты и недостаток кислорода, и связанный с ними поток импульсов в дыхательный центр, поток импульсов с мышц при мышечной деятельности или с других органов при усилении их деятельности, сопровождающейся увелчением потребления О2 и образования С02, вызывают повышение возбудимости дыхательного центра, увеличение частоты генерации импульсов в инспираторных нейронах, учащение дыхательных движений, восстановление оптимального содержания О2 и СО2 в альвеолярном воздухе и в крови. Наоборот, избыток кислорода и недостаток углекислого газа и связанное с ними уменьшение поступления импульсов с хеморецепторов вызывают понижение возбудимости дыхательного центра, уменьшение частоты генерации импульсов в инспираторных нейронах, урежение дыхательных движений, уменьшение вентиляции легких, восстановление оптимального количества О2 и СО2.

Значительную роль в поддержание тонуса дыхательного центра играют импульсы, поступающие с рецепторов верхних дыхательных путей.

С рецепторов верхних дыхательных путей осуществляются и защитные дыхательные рефлексы, возникающие при скоплении в воздухоносных путях слизи, попадании туда инородных тел и химических раздражителей: кашель, чихание.

Механизм кашля состоит в сильном вслед за глубоким вдохом, сокращении мышц-вдыхателей (главным образом брюшных) при закрытой голосовой щели, что создает высокое давление в трахее и бронхах, после чего голосовая щель открывается и происходит резкий выдох.

Механизм чихания состоит в резком выдохе через носовые ходы вслед за глубоким вдохом при постоянно открытой голосовой щели. Скорость движения выдыхаемого воздуха при этом достигает 160 км/час. Рефлекторное закрытие голосовой щели происходит при глотании, при действии на рецепторы сильных раздражителей.

 

Физиология выделения.

 

Выделение как один из компонентов систем, обеспечивающих постоянство внутренней среды организма. Органы выделения, их участие в поддержании важнейших параметров внутренней среды. Функции почек.

 

Выделение — это гомеостатический процесс освобождения организма от конечных и промежуточных продуктов метаболизма, чужеродных и токсических веществ, избытка солей, воды, органических соединений.

Функция выделения осуществляется:

-почками

-ЖКТ

-лёгкими

-потовыми и сальными железами кожи

-слюнными железами

а) Выделительная функция печени и пищеварительного тракта

Печень осуществляет экскрецию желчи (от 500 до 2000 мл в сутки):

-конечные продукты метаболизма гемоглобина, порфирина (в виде желчных пигментов)

-конечные продукты холестерина (в виде желчных кислот)

-продукты деградации гормонов пептидного ряда

-мочевина

-Са 3+, Р 2+

-лекарства и яды.

б) Выделительная функция желудка

В составе желудочного сока находятся:

-мочевина и мочевая кислота

-лекарства (йод, салицилаты, хинин)

-токсические вещества (тяжелые Ме и прочие).

в) Выделительная функция кишечника

Осуществляет экскрецию следующих компонентов:

-продуктов распада пищевых веществ, не всосавшихся в кишечнике

-токсических веществ (в т.ч. тяжелые Ме, кальций)

-веществ, поступивших с пищеварительными соками и желчью

-секреция стенкой кишечника из плазмы некоторых веществ (напр. Белков)

г) Выделительная функция лёгких

-выделение летучих метаболитов и экзогенных веществ (углекислого газа, аммиака, ацетона, этанола, метилмеркаптана и др.)

-выделение продуктов обмена самой легочной ткани (например, продукты деградации сурфактанта)

-белок (гамма-глобулин), входящий в состав секрета бронхиальных желез

-при повышении проницаемости аэрогематического барьера — пурины, аденозин и т.д.

-при гиперсекреции желез слизистой — мочевина

-вода (400-1000 мл)

д) Выделительная функция кожи

Потовые железы за сутки выделяют от 300 до 1000 мл пота, могут выделять до 10 л.

Сальные железы.

Потоотделение зависит от:

-температуры среды

-интенсивности метаболизма.

 

Пот — это секрет, содержащий воду, мочевину, мочевую кислоту, креатин, хлориды, натрий, калий, кальций, органические вещества, липиды, микроэлементы, некоторые ферменты (пепсиноген, амилаза, щелочная фосфатаза).

 

Регуляция потоотделения:

-нейрогенная — симпатические/холинергические влияния,

-гормональная — вазопрессин, альдостерон, гормоны щитовидной железы, половые стероиды.

 

Сальные железы секретируют:

-воду (2/3)

-ряд соединений: холестерин, сквален, аналоги казеина, продукты обмена половых гормонов, кортикостероидов, витаминов, ферментов. В сутки выделяется до 20г секрета.

Регуляция сальных желез:

-половые гормоны

-кортикостероиды

Функции почек.

Эндокринная, регуляторная, выделительная.

Регуляторная функция почек

-Регуляция состава и объёма жидкостей организма путём выведения или сохранения воды и растворов

-Регуляция электролитного равновесия (закон изоосмии)

-Регуляция кислотно-основного состояния (постоянство pH).

Эндокринная функция почек

-Синтез и секреция в кровь БАВ: ренина, эритропоэтина, 1,25 дигидроксивитамина D3, простагландинов

-Синтез ряда веществ: при глюконеогенезе (особенно при голодании), при аммониогенезе (синтез аммиака при дезаминировании АК — выведение избытка H+).

Выделительная функция почек

-экскреция конечных продуктов азотистого обмена (мочевина из белка, аммиак из аминокислот, мочевая кислота из нуклеиновых кислот, креатинин из креатинфосфата мышц)

-экскреция некоторых веществ пищи или субстанций, образовавшихся в процессе метаболизма

-экскреция токсинов эндо- и экзогенного происхождения

-экскреция лекарственных веществ.