Dujų mainai audiniuose. Dujų įtampa audinių skystyje ir ląstelėse. Anglies dioksido pernešimas krauju. Karboanhidrazės reikšmė. Anglies anhidrazės inhibitoriai. Veikimo mechanizmas, vaistai, indikacijos Poveikis kvėpavimo centrui dirgina įvairius receptorius ir o

Anglies dioksidas yra audinių ląstelių metabolinis produktas, todėl kraujas pernešamas iš audinių į plaučius. Anglies dioksidas atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį palaikant pH lygį vidinėje organizmo aplinkoje, veikiant rūgščių ir šarmų pusiausvyros mechanizmams. Todėl anglies dvideginio pernešimas kraujyje yra glaudžiai susijęs su šiais mechanizmais.

Kraujo plazmoje ištirpsta nedidelis anglies dioksido kiekis; esant PC02 = 40 mm Hg. Art. Anglies dioksido kraujyje toleruojamas 2,5 ml/100 ml, arba 5 proc. Plazmoje ištirpusio anglies dioksido kiekis didėja tiesiškai didėjant PC02 lygiui.

Kraujo plazmoje anglies dioksidas reaguoja su vandeniu, sudarydamas H+ ir HCO3. Padidėjus anglies dioksido įtampai kraujo plazmoje, sumažėja jos pH vertė. Anglies dioksido įtampą kraujo plazmoje gali keisti išorinio kvėpavimo funkcija, o vandenilio jonų kiekį ar pH – kraujo ir HCO3 buferinės sistemos, pavyzdžiui, jų išsiskyrimas per inkstus šlapimas. Kraujo plazmos pH vertė priklauso nuo joje ištirpusio anglies dioksido ir bikarbonato jonų koncentracijos santykio. Bikarbonato pavidalu kraujo plazma, t.y., chemiškai surištoje būsenoje, perneša pagrindinį anglies dvideginio kiekį – apie 45 ml/100 ml kraujo, arba iki 90 proc. Eritrocitai perneša maždaug 2,5 ml/100 ml anglies dvideginio, arba 5%, karbamino junginio su hemoglobino baltymais pavidalu. Anglies dioksido pernešimas kraujyje iš audinių į plaučius nurodytomis formomis nėra susijęs su prisotinimo reiškiniu, kaip ir su deguonies pernešimu, t. y. kuo daugiau susidaro anglies dioksido, tuo didesnis jo kiekis pernešamas iš audinius į plaučius. Tačiau yra kreivinis ryšys tarp dalinio anglies dioksido slėgio kraujyje ir anglies dioksido kiekio, kurį perneša kraujas: anglies dioksido disociacijos kreivė.

Anglies anhidrazė. (sinonimas: karbonato dehidratazė, karbonato hidroliazė) yra fermentas, katalizuojantis grįžtamąją anglies dioksido hidratacijos reakciją: CO 2 + H 2 O Û H 2 CO 3 Û H + + HCO 3. Yra raudonuosiuose kraujo kūneliuose, skrandžio gleivinės ląstelėse, antinksčių žievėje, inkstuose ir nedideliais kiekiais centrinėje nervų sistemoje, kasoje ir kituose organuose. Karboanhidrazės vaidmuo organizme yra susijęs su palaikymu rūgščių-šarmų balansas, CO 2 pernešimas, druskos rūgšties susidarymas skrandžio gleivine. Karboanhidrazės aktyvumas kraujyje paprastai yra gana pastovus, tačiau esant kai kurioms patologinėms būklėms, jis smarkiai pakinta. Karboanhidrazės aktyvumo padidėjimas kraujyje stebimas sergant įvairios kilmės anemija, II-III laipsnio kraujotakos sutrikimais, kai kuriomis plaučių ligomis (bronchektazija, pneumoskleroze), taip pat nėštumo metu. Šio fermento aktyvumo sumažėjimas kraujyje atsiranda sergant inkstų kilmės acidoze, hipertireoze. Intravaskulinės hemolizės metu karboanhidrazės aktyvumas atsiranda šlapime, o paprastai jo nėra. Karboanhidrazės aktyvumą kraujyje patartina stebėti atliekant širdies ir plaučių chirurgines intervencijas, nes gali pasitarnauti kaip organizmo adaptacinių gebėjimų rodiklis, taip pat gydant karboanhidrazės inhibitoriais – hipotiazidu, diakarbu.

CO2 tiekimas plaučiuose iš kraujo į alveoles užtikrinamas iš šių šaltinių: 1) iš kraujo plazmoje ištirpusio CO2 (5-10%); 2) iš angliavandenių (80-90%); 3) iš eritrocitų karbamino junginių (5-15%), kurie gali atsiskirti.

CO2 tirpumo koeficientas oro-hematinės barjero membranose yra didesnis nei O2 ir vidutiniškai yra 0,231 mmol*l-1 kPa-1, todėl CO2 difunduoja greičiau nei O2. Ši pozicija galioja tik molekulinio CO2 difuzijai. Didžioji dalis CO2 pernešama organizme surištoje būsenoje bikarbonatų ir karbamino junginių pavidalu, o tai padidina CO2 mainų laiką, sugaištą šių junginių disociacijai.

Nors CO2 daug labiau tirpsta skysčiuose nei O2, tik 3-6% viso audinių pagaminto CO2 kiekio perneša kraujo plazma fiziškai ištirpusioje būsenoje. Likusi dalis patenka į cheminius ryšius.

Patekęs į audinių kapiliarus, CO2 hidratuojasi, sudarydamas nestabilią anglies rūgštį:

Šios grįžtamosios reakcijos kryptis priklauso nuo PCO2 terpėje. Jį smarkiai pagreitina fermento karboanhidrazės, esančio raudonuosiuose kraujo kūneliuose, veikimas, kur CO2 greitai išsklaido iš plazmos.

Apie 4/5 anglies dioksido pernešama vandenilio karbonato HCO-3 pavidalu. CO2 surišimą palengvina sumažėjusios hemoglobino rūgštinės savybės (protonų afinitetas) tuo momentu, kai jis išskiria deguonį – deoksigenacija (Holdeno efektas). Šiuo atveju hemoglobinas išskiria su juo susijusį kalio joną, su kuriuo anglies rūgštis, savo ruožtu, reaguoja:

Kai kurie HCO-3 jonai difunduoja į plazmą, surišdami ten natrio jonus, o chloro jonai patenka į eritrocitą, kad išlaikytų jonų pusiausvyrą. Be to, dėl sumažėjusio protonų afiniteto, deguonies pašalintas hemoglobinas lengviau sudaro karbamino junginius, kartu surišdamas dar apie 15% per kraują plintančio CO2.

Plaučių kapiliaruose išsiskiria dalis CO2, kuris pasklinda į alveolių dujas. Tai palengvina mažesnis alveolių PCO2 nei plazmoje ir rūgštinių hemoglobino savybių padidėjimas jo prisotinimo deguonimi metu. Anglies rūgšties dehidratacijos metu eritrocituose (šią reakciją taip pat smarkiai pagreitina karboanhidrazė), oksihemoglobinas išstumia kalio jonus iš bikarbonato. HCO-3 jonai teka iš plazmos į eritrocitą, o Cl- jonai – priešinga kryptimi. Tokiu būdu kas 100 ml kraujo į plaučius išskiria 4-5 ml CO2 – tiek pat, kiek kraujas gauna audiniuose (arterioveninis CO2 skirtumas).

Kvėpavimo centras ir jo skyriai (nugarinės ir ventralinės kvėpavimo neuronų grupės, pneumotaksinis centras). Kvėpavimo reguliavimas, kai keičiasi kraujo dujų sudėtis (iš refleksogeninių zonų chemoreceptorių), kai dirginami plaučių ir viršutinių kvėpavimo takų mechanoreceptoriai.

Kvėpavimo reguliavimas. Kvėpavimo centras.

Bulbarinis kvėpavimo centras yra pailgųjų smegenėlių tinklinio darinio medialinėje dalyje. Jo viršutinė riba yra žemiau veido nervo branduolio, o apatinė – virš rašiklio. Šis centras susideda iš įkvėpimo ir iškvėpimo neuronų. Pirma: nerviniai impulsai pradedami generuoti prieš pat įkvėpimą ir tęsiasi viso įkvėpimo metu. Šiek tiek žemiau išsidėstę iškvėpimo neuronai. Įkvėpimo pabaigoje jie susijaudina ir visą iškvėpimą būna susijaudinę. Įkvėpimo centre yra 2 neuronų grupės. Tai kvėpavimo α ir β neuronai. Pirmieji įkvėpdami susijaudina. Tuo pačiu metu impulsai iš iškvėpimo neuronų patenka į β-kvėpavimo neuronus. Jie aktyvuojami kartu su α-kvėpavimo neuronais ir užtikrina jų slopinimą įkvėpimo pabaigoje. Šių kvėpavimo centro neuronų jungčių dėka jie yra abipusiame ryšyje (t.y. kai įkvėpimo neuronai sužadinami, iškvėpimo neuronai slopinami ir atvirkščiai). Be to, bulbarinio kvėpavimo centro neuronams būdingas automatiškumo reiškinys. Tai yra jų gebėjimas, net nesant nervinių impulsų iš periferinių receptorių, generuoti ritmingą biopotencialų iškrovą. Dėl kvėpavimo centro automatiškumo įvyksta spontaniškas kvėpavimo fazių pasikeitimas. Neuronų automatizavimas paaiškinamas ritmiškais juose vykstančių medžiagų apykaitos procesų svyravimais, taip pat anglies dioksido įtaka jiems. Eferentiniai takai iš bulbarinio kvėpavimo centro eina į kvėpavimo tarpšonkaulinių ir diafragminių raumenų motorinius neuronus. Diafragminių raumenų motoriniai neuronai yra 3-4 nugaros smegenų kaklo segmentų priekiniuose raguose, o tarpšonkauliniai – krūtinės ląstos segmentų priekiniuose raguose. Dėl to perpjovimas 1–2 gimdos kaklelio segmentų lygyje lemia kvėpavimo raumenų susitraukimų nutraukimą. Priekinėje tilto dalyje taip pat yra neuronų grupės, dalyvaujančios kvėpavimo reguliavime. Šie neuronai turi kylančius ir besileidžiančius ryšius su bulbarinio centro neuronais. Impulsai į juos patenka iš jo įkvėpimo neuronų, o iš jų - į iškvėpimo neuronus. Tai užtikrina sklandų perėjimą nuo įkvėpimo prie iškvėpimo, taip pat kvėpavimo fazių trukmės koordinavimą. Todėl pjaunant kamieną virš tilto, kvėpavimas praktiškai nesikeičia. Jei jis nupjaunamas žemiau tilto, atsiranda dusulys – ilgas įkvėpimas pakeičiamas trumpais iškvėpimais. Pjaunant tarp viršutinio ir vidurinio tilto trečdalio – apneisė. Kvėpavimas sustoja įkvėpus, pertraukiamas trumpais iškvėpimais. Anksčiau buvo manoma, kad tilte yra pneumotaksinis centras. Dabar šis terminas nevartojamas. Be šių centrinės nervų sistemos dalių, reguliuojant kvėpavimą, dalyvauja pagumburis, limbinė sistema ir smegenų žievė. Jie tiksliau reguliuoja kvėpavimą.

Kvėpavimo refleksinis reguliavimas.

Pagrindinis vaidmuo refleksinėje kvėpavimo savireguliacijoje tenka plaučių mechanoreceptoriams. Atsižvelgiant į jautrumo vietą ir pobūdį, išskiriami trys tipai:

1. Tempimo receptoriai. Daugiausia randama trachėjos ir bronchų lygiuosiuose raumenyse. Jie jaudinasi, kai jų sienos ištemptos. Iš esmės jie keičia kvėpavimo fazes.

2. Dirginantys receptoriai. Įsikūręs trachėjos ir bronchų gleivinės epitelyje. Jie reaguoja į dirginančias medžiagas ir dulkių daleles, taip pat į staigius plaučių tūrio pokyčius (pneumotoraksą, atelektazę). Suteikti apsauginius kvėpavimo refleksus, refleksinį bronchų susiaurėjimą ir padidėjusį kvėpavimą.

3. Juxtakapiliariniai receptoriai. Randama alveolių ir bronchų intersticiniame audinyje. Juos jaudina padidėjęs slėgis plaučių kraujotakoje, taip pat padidėjęs intersticinio skysčio tūris. Šie reiškiniai atsiranda, kai yra stagnacija plaučių kraujotakoje arba plaučių uždegimas.

Kvėpavimui svarbiausias yra Heringo-Breuerio refleksas. Įkvepiant plaučiai išsitempia ir stimuliuojami tempimo receptoriai. Impulsai iš jų keliauja per klajoklių nervų aferentines skaidulas į bulbarinį kvėpavimo centrą. Jie patenka į β-kvėpavimo neuronus, kurie savo ruožtu slopina α-kvėpavimo neuronus. Įkvėpimas sustoja ir prasideda iškvėpimas. Nupjovus klajoklius nervus, kvėpavimas tampa retas ir gilus. Todėl šis refleksas užtikrina normalų kvėpavimo dažnį ir gylį, taip pat apsaugo nuo per didelio plaučių ištempimo. Kvėpavimo raumenų proprioreceptoriai turi tam tikrą reikšmę refleksiniam kvėpavimo reguliavimui. Kai raumenys susitraukia, impulsai iš jų proprioreceptorių keliauja į atitinkamus kvėpavimo raumenų motorinius neuronus. Dėl to raumenų susitraukimų stiprumas reguliuojamas esant bet kokiam pasipriešinimui kvėpavimo judesiams.

Humorinis kvėpavimo reguliavimas.

Chemoreceptoriai, esantys kraujagyslėse ir pailgosiose smegenyse, dalyvauja humoraliniame kvėpavimo reguliavime. Periferiniai chemoreceptoriai yra aortos lanko ir miego sinusų sienelėje. Jie reaguoja į anglies dioksido ir deguonies įtampą kraujyje. Anglies dioksido įtampos padidėjimas vadinamas hiperkapnija, sumažėjimas vadinamas hipokapnija. Net esant normaliai anglies dioksido įtampai, receptoriai yra sužadinti. Sergant hiperkapnija, padidėja nervinių impulsų, ateinančių iš jų į bulbarinį centrą, dažnis. Padidėja kvėpavimo dažnis ir gylis. Sumažėjus deguonies įtampai kraujyje, t.y. hipoksemija, taip pat sužadinami chemoreceptoriai, padažnėja kvėpavimas. Be to, periferiniai chemoreceptoriai yra jautresni deguonies trūkumui nei anglies dioksido pertekliui.

Centriniai arba meduliniai chemoreceptorių neuronai yra ant pailgųjų smegenų priekinių šoninių paviršių. Iš jų skaidulos patenka į kvėpavimo centro neuronus. Šie receptorių neuronai yra jautrūs vandenilio katijonams. Hematoencefalinis barjeras yra labai pralaidus anglies dioksidui ir tik šiek tiek pralaidus protonams. Todėl receptoriai reaguoja į protonus, kurie kaupiasi tarpląsteliniame ir smegenų skystyje dėl anglies dioksido patekimo į juos. Vandenilio katijonams veikiant centriniams chemoreceptoriams, smarkiai padidėja įkvėpimo ir iškvėpimo neuronų bioelektrinis aktyvumas. Kvėpavimas tampa greitesnis ir gilesnis. Meduliariniai receptorių neuronai yra jautresni anglies dioksido įtampos padidėjimui.

Pirmojo naujagimio įkvėpimo pagrindas yra kvėpavimo centro įkvėpimo neuronų aktyvavimo mechanizmas. Perrišus virkštelę, jo kraujyje kaupiasi anglies dioksidas, sumažėja deguonies kiekis. Sužadinami kraujagyslių refleksogeninių zonų chemoreceptoriai, suaktyvėja įkvėpimo neuronai, susitraukia įkvėpimo raumenys, vyksta įkvėpimas. Prasideda ritmingas kvėpavimas.

Anglies dioksido perdavimas. Audiniuose susidaręs anglies dioksidas krauju pernešamas į plaučius ir su iškvepiamu oru patenka į atmosferą. Skirtingai nuo deguonies pernešimo, kraujas jis pernešamas trimis būdais.

Anglies dioksido transportavimo formos. Pirma, kaip ir deguonis, anglies dioksidas transportuojamas fiziškai ištirpęs. Fiziškai ištirpusio anglies dioksido kiekis arteriniame kraujyje yra 0,026 ml 1 ml kraujo, tai yra 9 kartus didesnis už fiziškai ištirpusio deguonies kiekį. Tai paaiškinama daug didesniu anglies dioksido tirpumu.

Antra, anglies dioksidas transportuojamas cheminio junginio su hemoglobinu – karbohemoglobinu – pavidalu.

Trečia, vandenilio karbonato HCO3 pavidalu, susidarančio dėl anglies rūgšties disociacijos.

Anglies dioksido perdavimo mechanizmas. Anglies dioksido perdavimas iš audinių į plaučius vyksta taip. Didžiausias dalinis anglies dioksido slėgis audinių ląstelėse ir audinių skystyje yra 60 mm Hg; įtekančiame arteriniame kraujyje jis yra 40 mm Hg. Dėl šio gradiento anglies dioksidas juda iš audinių į kapiliarus. Dėl to padidėja jo dalinis slėgis, veniniame kraujyje jis pasiekia 46-48 mm Hg. Esant dideliam daliniam slėgiui, dalis anglies dioksido fiziškai ištirpsta kraujo plazmoje.

Karboanhidrazės vaidmuo. Didžioji anglies dioksido dalis yra cheminė transformacija. Dėl fermento karboanhidrazės jis susijungia su vandeniu ir sudaro anglies rūgštį H2CO3. Ši reakcija ypač aktyvi raudonuosiuose kraujo kūneliuose, kurių membrana labai pralaidi anglies dioksidui.

Anglies rūgštis (H2CO3) disocijuoja į vandenilio jonus H+ ir vandenilio karbonatą (HCO3), kurie per membraną prasiskverbia į plazmą.

Be to, anglies dioksidas susijungia su hemoglobino baltymo komponentu, sudarydamas karboamino ryšį.

Apskritai, 1 litras veninio kraujo fiksuoja apie 2 mmol anglies dioksido. Iš šio kiekio 10% yra karboamino jungčių su hemoglobinu pavidalu, 35% yra bikarbonato jonai raudonuosiuose kraujo kūneliuose, o likę 55% yra anglies rūgštis plazmoje.

Kvėpavimo vaidmuo reguliuojant kraujo pH.

Trūkstant deguonies (hipoksija), metabolizme didėja glikolitinių reakcijų dalis, o tai pasireiškia per mažai oksiduotų produktų, pieno, α-ketoglutaro ir piruvo rūgščių pertekliumi. Esant stipriai hipoksijai, stebimas pH pokytis į rūgštinę pusę (acidozė).

Anglies dioksido disociacijos kreivė.

Pagal savo pobūdį ši kreivė iš esmės nesiskiria nuo oksihemoglobino disociacijos kreivės. Tačiau anglies dioksido kiekis kraujyje neapsiriboja karbohemoglobino disociacija ir apibūdina visas transporto rūšis. Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodytos deguonies prisotinto (arterinio) ir deguonies (veninio) kraujo anglies dioksido surišimo kreivės.

Bendras modelis pasireiškia anglies dioksido kiekio padidėjimu kraujyje, padidėjus jo daliniam slėgiui. Dujų mainai audiniuose

Audiniuose nuolat suvartojamas deguonis ir susidaro anglies dioksidas. Anglies dioksido įtampa audiniuose siekia 60–70 mm Hg. Art., veniniame kraujyje – tik 46 mm Hg. Art., todėl anglies dioksidas iš audinių patenka į audinių skystį, o po to į kraują, todėl jis tampa veninis.

Į sisteminės kraujotakos kapiliarus patenkančiame kraujyje yra daug deguonies. Jo įtampa yra 100 mmHg. Art., audinių skystyje deguonies įtampa yra 20–37 mm Hg. Art. Tarp kraujo ir audinių skysčio vyksta dujų mainai, t.y. deguonis iš kraujo patenka į audinių skystį. Audiniai sunaudoja apie 40% viso kraujyje esančio deguonies. Didėjant medžiagų apykaitai, deguonies suvartojimas audiniuose didėja. Deguonies kiekis, kurį absorbuoja audiniai, išreikštas procentais, vadinamas deguonies panaudojimo koeficientas, t.y. Tai yra skirtumas tarp deguonies kiekio arteriniame ir veniniame kraujyje.

19. Kvėpavimo centras, šiuolaikinės idėjos apie jo sandarą ir lokalizaciją. Jo ląstelių sudėtis ir automatika. Kvėpavimo centras. Įkvėpus, kai oras pradeda patekti į plaučius, jie išsitempia ir sužadinami tempimui jautrūs receptoriai. Impulsai iš jų išilgai klajoklio nervo skaidulų patenka į pailgųjų smegenų struktūras į neuronų grupę, kuri sudaro. kvėpavimo centras(DC). Kaip parodė tyrimai, pailgosiose smegenyse įkvėpimo ir iškvėpimo centrai yra lokalizuoti nugaros ir ventraliniuose branduoliuose. Iš įkvėpimo centro neuronų sužadinimas teka į nugaros smegenų motorinius neuronus, kurių aksonai sudaro freninius, išorinius tarpšonkaulinius ir tarpkremzlinius nervus, inervuojančius kvėpavimo raumenis. Šių raumenų susitraukimas dar labiau padidina krūtinės ląstos tūrį, oras ir toliau teka į alveoles, jas tempdamas. Padidėja impulsų srautas į kvėpavimo centrą iš plaučių receptorių. Taigi įkvėpimas skatinamas įkvėpus.

Šiuolaikinės idėjos apie DC struktūrą.

Kvėpavimo centro funkcinės charakteristikos gali būti siauros arba plačios.

Siaurąja to žodžio prasme Kvėpavimo centras suprantamas kaip santykinai ribota neuronų struktūra, lemianti ritmingą kvėpavimą ir be kurios kvėpavimas neįmanomas. Ši neuronų organizacija yra pailgosiose smegenyse. Kaip parodė eksperimentai, sunaikinus šią zoną, ritmingas kvėpavimas negrįžtamai išnyksta.

Plačiąja to žodžio prasme Kvėpavimo centras suprantamas kaip smegenų struktūrų visuma, vienaip ar kitaip susijusi su kvėpavimo reguliavimu ir tobuliausia jo adaptacija prie kintančių organizmo kvėpavimo poreikių.

Kvėpavimo centrų struktūrų lokalizacija. Kai elektros dirgikliai buvo pritaikyti įvairioms centrinės nervų sistemos struktūroms, buvo atrastos skirtingos smegenų sritys, kurios turėjo įtakos kvėpavimui. Tarp šių struktūrų yra smegenų žievė, tarpinės smegenys, apimančios pagumburį, vidurinės smegenys kartu su joje esančiu tinkliniu dariniu, tiltas, smegenėlės, taip pat pailgosios smegenys ir nugaros smegenys.

Nerviniai kvėpavimo reguliavimo mechanizmai.

Pailgųjų smegenų kvėpavimo centro neuronai yra tarsi suskirstyti (sąlygiškai) į dvi grupes. Viena neuronų grupė suteikia raumenims pluoštus, kurie suteikia įkvėpimo; ši neuronų grupė vadinama įkvėpimo neuronai(įkvėpimo centras), t.y. inhaliacijos centras. Kita neuronų grupė siunčia skaidulas į vidinius tarpšonkaulinius ir; tarpkremzliniai raumenys, vadinami iškvėpimo neuronai(iškvėpimo centras), t.y. iškvėpimo centras.

Pailgųjų smegenų kvėpavimo centro iškvėpimo ir įkvėpimo skyrių neuronai turi skirtingą jaudrumą ir labilumą. Įkvėpimo srities jaudrumas yra didesnis, todėl jo neuronai sužadinami veikiant žemo dažnio impulsams, ateinantiems iš plaučių receptorių. Tačiau įkvėpimo metu didėjant alveolių dydžiui, impulsų iš plaučių receptorių dažnis vis labiau didėja ir įkvėpimo aukštyje būna toks didelis, kad įkvėpimo centro neuronams tampa pesimalus, bet neuronams optimalus. iškvėpimo centro. Todėl įkvėpimo centro neuronai yra slopinami, o iškvėpimo centro neuronai sužadinami. Taigi įkvėpimo ir iškvėpimo pokyčio reguliavimą atlieka dažnis, keliaujantis išilgai aferentinių nervų skaidulų iš plaučių receptorių į kvėpavimo centro neuronus.

Be pažymėtų chemoreceptorių įtakos, pailgųjų smegenų kvėpavimo centro veiklą lemia daugybė veiksnių. Tarp jų svarbiausia yra aferentacija iš plaučių alveolių mechanoreceptorių, patenkančių per klajoklius nervus.

20. Kvėpavimo ritmo formavimosi ir jo refleksinės savireguliacijos mechanizmai. Kvėpavimo ritmo reguliavimo chemo ir mechanoreceptorių grandinės.

Pailgųjų smegenų kvėpavimo centro neuronai yra tarsi suskirstyti (sąlygiškai) į dvi grupes. Viena neuronų grupė suteikia raumenims pluoštus, kurie suteikia įkvėpimo; ši neuronų grupė vadinama įkvėpimo neuronais (įkvėpimo centru), ty įkvėpimo centru. Kita neuronų grupė siunčia skaidulas į vidinius tarpšonkaulinius ir; tarpkremzliniai raumenys, vadinami iškvėpimo neuronais (iškvėpimo centru), t.y., iškvėpimo centru.

Pailgųjų smegenų kvėpavimo centro iškvėpimo ir įkvėpimo skyrių neuronai turi skirtingą jaudrumą ir labilumą. Įkvėpimo srities jaudrumas yra didesnis, todėl jo neuronai sužadinami veikiant žemo dažnio impulsams, ateinantiems iš plaučių receptorių. Tačiau įkvėpimo metu didėjant alveolių dydžiui, impulsų iš plaučių receptorių dažnis vis labiau didėja ir įkvėpimo aukštyje būna toks didelis, kad įkvėpimo centro neuronams tampa pesimalus, bet neuronams optimalus. iškvėpimo centro. Todėl įkvėpimo centro neuronai yra slopinami, o iškvėpimo centro neuronai sužadinami. Taigi įkvėpimo ir iškvėpimo pokyčio reguliavimą atlieka dažnis, keliaujantis išilgai aferentinių nervų skaidulų iš plaučių receptorių į kvėpavimo centro neuronus.

Be pažymėtos chemoreceptorių įtakos, pailgųjų smegenų kvėpavimo centro veiklą lemia daugybė veiksnių. Tarp jų svarbiausia yra aferentacija iš plaučių alveolių mechanoreceptorių, patenkančių per klajoklius nervus. Pagrindinis vaidmuo refleksinėje kvėpavimo savireguliacijoje tenka plaučių mechanoreceptoriams. Atsižvelgiant į jautrumo vietą ir pobūdį, išskiriami trys tipai:

1. Tempimo receptoriai. Daugiausia randama trachėjos ir bronchų lygiuosiuose raumenyse. Jie jaudinasi, kai jų sienos ištemptos. Iš esmės jie keičia kvėpavimo fazes.

2. Dirginantys receptoriai. Įsikūręs trachėjos ir bronchų gleivinės epitelyje. Jie reaguoja į dirginančias medžiagas ir dulkių daleles, taip pat į staigius plaučių tūrio pokyčius (pneumotoraksą, atelektazę. Suteikia apsauginius kvėpavimo refleksus, refleksinį bronchų susiaurėjimą ir padažnėjusį kvėpavimą).

3. Juxtakapiliariniai receptoriai. Randama alveolių ir bronchų intersticiniame audinyje. Juos jaudina padidėjęs slėgis plaučių kraujotakoje, taip pat padidėjęs intersticinio skysčio tūris. Šie reiškiniai atsiranda, kai yra stagnacija plaučių kraujotakoje arba plaučių uždegimas. Kvėpavimui svarbiausias yra Heringo-Breuerio refleksas. Įkvepiant plaučiai išsitempia ir stimuliuojami tempimo receptoriai. Impulsai iš jų keliauja per klajoklių nervų aferentines skaidulas į bulbarinį kvėpavimo centrą. Jie patenka į p-kvėpavimo neuronus, kurie savo ruožtu slopina

a-kvėpavimo. Įkvėpimas sustoja ir prasideda iškvėpimas. Nupjovus klajoklius nervus, kvėpavimas tampa retas ir gilus. Todėl šis refleksas užtikrina normalų kvėpavimo dažnį ir gylį, taip pat apsaugo nuo per didelio plaučių ištempimo.

Kvėpavimo raumenų proprioreceptoriai turi tam tikrą reikšmę refleksiniam kvėpavimo reguliavimui. Kai raumenys susitraukia, impulsai iš jų proprioreceptorių keliauja į atitinkamus kvėpavimo raumenų motorinius neuronus. Dėl to raumenų susitraukimų stiprumas reguliuojamas esant bet kokiam pasipriešinimui kvėpavimo judesiams.

21. Funkcinė sistema, užtikrinanti kraujo dujų konstantų pastovumą. Analizė. Impulsai, gaunami iš centrinių ir periferinių chemoreceptorių, yra būtina sąlyga periodiniam kvėpavimo centro neuronų aktyvumui ir plaučių ventiliacijos atitikimui kraujo dujų sudėčiai. Pastaroji yra standi vidinės kūno aplinkos konstanta ir palaikoma savireguliacijos principu formuojant funkcinė kvėpavimo sistema.Šios sistemos sistemą formuojantis veiksnys yra kraujo dujų konstanta. Bet kokie jo pokyčiai yra stimulai sužadinti receptorius, esančius plaučių alveolėse, kraujagyslėse, vidaus organuose ir kt. Informacija iš receptorių patenka į centrinę nervų sistemą, kur yra analizuojama ir sintezuojama, kurios pagrindu. susidaro reakcijos aparatai. Jų bendra veikla lemia kraujo dujų konstantos atstatymą. Šios konstantos atkūrimo procesas apima ne tik kvėpavimo organus (ypač atsakingus už kvėpavimo gylio ir dažnio pokyčius), bet ir kraujotakos organus, išskyras ir kitus, kurie kartu yra vidinė savireguliacijos grandis. Jei reikia, išorinė nuoroda taip pat įtraukiama į tam tikras elgesio reakcijas, kuriomis siekiama bendro naudingo rezultato - kraujo dujų konstantos atkūrimo.

22. Kvėpavimas žemo ir aukšto atmosferos slėgio sąlygomis. Priežasties analizė. Kvėpavimas esant žemam atmosferos slėgiui.

Kildamas į aukštį žmogus atsiduria sumažinto atmosferos slėgio sąlygomis. Atmosferos slėgio sumažėjimo pasekmė yra hipoksija, kuri išsivysto dėl mažo dalinio deguonies slėgio įkvėptame ore.

Pakilus į 1,5-2 km aukštį virš jūros lygio, reikšmingo organizmo aprūpinimo deguonimi pakitimų ar kvėpavimo pakitimų nebūna. 2,5-5 km aukštyje padidėja plaučių ventiliacija, kurią sukelia miego arterijos chemoreceptorių stimuliavimas. Tuo pačiu metu padidėja kraujospūdis ir padažnėja širdies susitraukimų dažnis. Visų šių reakcijų tikslas yra padidinti audinių aprūpinimą deguonimi.

Padidėjus plaučių ventiliacijai aukštyje, gali sumažėti dalinis anglies dioksido slėgis alveolių ore - hipokapnija, kurios metu sumažėja chemoreceptorių, ypač centrinių, stimuliacija, o tai riboja plaučių ventiliacijos padidėjimą. plaučiai.

Kalnų ligos pobūdis. 4-5 km aukštyje išsivysto aukščio liga, kuriai būdingas: silpnumas, cianozė, sumažėjęs pulsas, kraujospūdis, galvos skausmai, sumažėjęs kvėpavimo gylis. Didesniame nei 7 km aukštyje gali atsirasti gyvybei pavojingų kvėpavimo, kraujotakos sutrikimų ir sąmonės netekimo. Ypač pavojingas yra greitas hipoksijos vystymasis, kai staiga gali netekti sąmonės.

Iš veninio kraujo galima išskirti 55-58 tūrio % anglies dvideginio. Didžioji dalis CO2, išskiriamo iš kraujo, gaunama iš anglies rūgšties druskų, esančių plazmoje ir eritrocituose, ir tik apie 2,5 tūrio % anglies dvideginio ištirpsta ir apie 4-5 tūrio % susijungia su hemoglobinu karbohemoglobino pavidalu.

Anglies rūgštis susidaro iš anglies dioksido raudonuosiuose kraujo kūneliuose, kuriuose yra fermento karboanhidrazės, kuris yra galingas katalizatorius, pagreitinantis CO2 hidratacijos reakciją.

Anglies dioksido surišimas kraujyje sisteminio rato kapiliaruose. Audiniuose susidaręs anglies dioksidas pasklinda į kraujo kapiliarų kraują, nes CO2 įtampa audiniuose gerokai viršija jos įtampą arteriniame kraujyje. Plazmoje ištirpęs CO2 pasklinda į raudonuosius kraujo kūnelius, kur veikiamas karboanhidrazė akimirksniu virsta anglies rūgštimi,

Remiantis skaičiavimais, karboanhidrazės aktyvumas eritrocituose yra toks, kad anglies dioksido hidratacijos reakcija paspartėja 1500-2000 kartų. Kadangi visas eritrocito viduje esantis anglies dioksidas virsta anglies rūgštimi, CO2 įtampa eritrocito viduje yra artima nuliui, todėl į eritrocitą patenka vis daugiau naujų CO2 kiekių. Dėl anglies rūgšties susidarymo iš CO3 eritrocite padidėja HCO3" jonų koncentracija, jie pradeda difunduoti į plazmą. Tai įmanoma, nes eritrocito paviršinė membrana yra pralaidi anijonams. Katijonams - eritrocitas. membrana praktiškai nepralaidi. Vietoj HCO3" jonų į chlorą patenka eritrocitų jonas Chloro jonams pereinant iš plazmos į eritrocitą, plazmoje išsiskiria natrio jonai, kurie suriša į eritrocitą patekusius HCO3 jonus, sudarydami NaHCO3.Veninės kraujo plazmos cheminė analizė rodo, kad joje žymiai padidėja bikarbonatų kiekis.

Dėl anijonų kaupimosi eritrocito viduje padidėja osmosinis slėgis eritrocito viduje, todėl vanduo iš plazmos praeina per paviršinę eritrocito membraną. Dėl to padidėja raudonųjų kraujo kūnelių tūris sisteminiuose kapiliaruose. Tyrimas, naudojant hematokritą, atskleidė, kad raudonieji kraujo kūneliai užima 40% arterinio kraujo ir 40,4% veninio kraujo tūrio. Iš to išplaukia, kad veninio kraujo eritrocitų tūris yra didesnis nei arterinių eritrocitų, o tai paaiškinama vandens prasiskverbimu į juos.

Kartu su CO2 patekimu į eritrocitą ir jame susidarant anglies rūgščiai, iš oksihemoglobino išsiskiria deguonis ir paverčiamas redukuotu hemoglobinu. Pastaroji yra daug mažiau disociuojanti rūgštis nei oksihemoglobinas ir anglies rūgštis. Todėl, kai oksihemoglobinas virsta hemoglobinu, H2CO3 išstumia kalio jonus iš hemoglobino ir, susijungus su jais, sudaro bikarbonato kalio druską.

Išsilaisvinęs anglies rūgšties H jonas jungiasi su hemoglobinu. Kadangi sumažėjęs hemoglobinas yra šiek tiek disocijuota rūgštis, kraujas nerūgštėja, o veninio ir arterinio kraujo pH skirtumas yra labai mažas. Reakciją, vykstančią audinių kapiliarų raudonuosiuose kraujo kūneliuose, galima pavaizduoti taip:

KHbO2 + H2CO3= HHb + O2 + KHSO3

Iš to, kas išdėstyta pirmiau, išplaukia, kad oksihemoglobinas, virsdamas hemoglobinu ir su juo susijusias bazes atiduodamas į anglies dioksidą, skatina bikarbonato susidarymą ir šios formos anglies dioksido transportavimą. Be to, gcmoglobinas sudaro cheminį junginį su CO2 – karbohemoglobinu. Hemoglobino ir anglies dioksido buvimas kraujyje buvo nustatytas tokiu eksperimentu. Jei į visą kraują įpilama kalio cianido, kuris visiškai inaktyvuoja karboanhidrazę, paaiškėja, kad tokio kraujo raudonieji kraujo kūneliai suriša daugiau CO2 nei plazma. Iš to buvo padaryta išvada, kad CO2 prisijungimas prie eritrocitų po karboanhidrazės inaktyvacijos paaiškinamas hemoglobino junginio su CO2 buvimu eritrocituose. Vėliau buvo nustatyta, kad CO2 prisijungia prie hemoglobino aminų grupės, sudarydamas vadinamąjį karbamino ryšį.

Karbohemoglobino susidarymo reakcija gali vykti viena ar kita kryptimi, priklausomai nuo anglies dioksido įtempimo kraujyje. Nors nedidelė dalis viso anglies dioksido kiekio, kurį galima išskirti iš kraujo, yra derinama su hemoglobinu (8-10%), šio junginio vaidmuo pernešant anglies dvideginį kraujyje yra gana didelis. Maždaug 25-30% anglies dioksido, kurį absorbuoja kraujas sisteminiuose kapiliaruose, susijungia su hemoglobinu ir sudaro karbohemoglobiną.

CO2 išsiskyrimas per kraują plaučių kapiliaruose. Dėl mažesnio dalinio CO2 slėgio alveolių ore, palyginti su jo įtampa veniniame kraujyje, anglies dioksidas difuzijos būdu iš plaučių kapiliarų kraujo patenka į alveolių orą. CO2 įtampa kraujyje sumažėja.

Tuo pačiu metu dėl didesnio dalinio deguonies slėgio alveolių ore, palyginti su jo įtampa veniniame kraujyje, deguonis iš alveolių oro patenka į plaučių kapiliarų kraują. O2 įtampa kraujyje didėja, o hemoglobinas virsta oksihemoglobinu. Kadangi pastaroji yra rūgštis, kurios disociacija yra daug didesnė nei anglies rūgšties hemoglobino, ji išstumia anglies rūgštį iš savo kalio rūgšties. Reakcija vyksta taip:

ННb + O2 + KНSO3= KНbO2+H2CO3

Anglies rūgštis, atlaisvinta nuo jungties su bazėmis, angliarūgštės anhidrazės būdu suskaidoma į anglies dioksidą į vandenį. Karboanhidrazės svarba anglies dioksido išsiskyrimui į plaučius matyti iš šių duomenų. Kad įvyktų vandenyje ištirpusio H2CO3 dehidratacijos reakcija, susidarius tokiam kiekiui anglies dioksido, kuris išeina iš kraujo, kol jis yra plaučių kapiliaruose, užtrunka 300 sekundžių. Kraujas pro plaučių kapiliarus praeina per 1-2 sekundes, tačiau per tą laiką vyksta anglies rūgšties dehidratacija raudonųjų kraujo kūnelių viduje ir susidarančio CO2 difuzija iš pradžių į kraujo plazmą, o po to į alveolių orą.

Kadangi HCO3 jonų koncentracija eritrocituose sumažėja plaučių kapiliaruose, šie jonai iš plazmos pradeda difunduoti į eritrocitus, o chloro jonai iš eritrocitų difunduoja į plazmą. Dėl to, kad plaučių kapiliarų kraujyje sumažėja anglies dioksido įtampa, nutrūksta karbamino jungtis ir karbohemoglobinas išskiria anglies dioksidą.

Anglies rūgšties junginių disociacijos kreivės kraujyje. Kaip jau minėjome, daugiau kaip 85% anglies dioksido, kurį galima išskirti iš kraujo jį rūgštinant, išsiskiria skaidant bikarbonatus (kaliui raudonuosiuose kraujo kūneliuose ir natriui plazmoje).

Anglies dioksido surišimas ir išsiskyrimas į kraują priklauso nuo jo dalinės įtampos. Galima sudaryti anglies dioksido junginių kraujyje disociacijos kreives, panašias į oksihemoglobino disociacijos kreives. Norėdami tai padaryti, kraujyje surišto anglies dioksido tūrio procentai brėžiami išilgai ordinačių ašies, o daliniai anglies dioksido įtempiai – išilgai abscisių ašies. Apatinė kreivė fig. 58 parodytas anglies dioksido surišimas su arteriniu krauju, kurio hemoglobinas beveik visiškai prisotintas deguonimi. Viršutinė kreivė rodo rūgščių dujų susijungimą su veniniu krauju.

Šių kreivių aukščio skirtumas priklauso nuo to, kad arterinis kraujas, kuriame gausu oksihemoglobino, turi mažesnį gebėjimą surišti anglies dvideginį, palyginti su veniniu krauju. Būdamas stipresnė rūgštis nei anglies rūgštis, oksihemoglobinas pašalina bazes iš bikarbonatų ir taip prisideda prie anglies rūgšties išsiskyrimo. Audiniuose oksihemoglobinas, virsdamas hemoglobinu, atsisako su juo susijusių bazių, padidindamas rūgščių dujų surišimą kraujyje.

Taškas A apatinėje kreivėje Fig. 58 atitinka 40 mm Hg rūgšties įtampą. Art., t.y. įtampa, kuri iš tikrųjų egzistuoja arteriniame kraujyje. Esant tokiai įtampai, surišama 52 tūrio % CO2. Viršutinės kreivės taškas V atitinka 46 mmHg rūgščių dujų įtampą. Art., t.y. iš tikrųjų yra veniniame kraujyje. Kaip matyti iš kreivės, esant tokiai įtampai, veninis kraujas suriša 58 tūrio % anglies dvideginio. AV linija, jungianti viršutinę ir apatinę kreives, atitinka tuos gebėjimo surišti anglies dvideginį pokyčius, kurie atsiranda, kai arterinis kraujas paverčiamas veniniu arba, atvirkščiai, veninis kraujas į arterinį.

Veninis kraujas dėl to, kad jame esantis hemoglobinas virsta oksihemoglobinu, plaučių kapiliaruose išskiria apie 6 tūrio % CO2. Jei hemoglobinas plaučiuose nebuvo paverstas oksihemoglobinu, tada, kaip matyti iš kreivės, veninis kraujas, kurio dalinis anglies dioksido slėgis alveolėse yra lygus 40 mm Hg. Art.. surištų 54 tūrio proc. CO2, todėl atsisakytų ne 6, o tik 4 tūrio proc. Taip pat, jei arterinis kraujas sisteminio rato kapiliaruose neatsisakė savo deguonies, tai yra, jei jo hemoglobinas liko prisotintas deguonies, tai arterinis kraujas, esant daliniam kūno kapiliaruose esančio anglies dioksido slėgiui. audinių, negalėtų surišti 58 tūrio % CO2, o tik 55 tūrio %.

Kurie, paradoksalu, nėra naudojami kaip diuretikai (diuretikai). Karboanhidrazės inhibitoriai dažniausiai naudojami glaukomai.

Karboanhidrazė proksimalinių nefrono kanalėlių epitelyje katalizuoja anglies rūgšties dehidrataciją, kuri yra pagrindinė bikarbonatų reabsorbcijos grandis. Kai veikia karboanhidrazės inhibitoriai, natrio bikarbonatas nėra reabsorbuojamas, o išsiskiria su šlapimu (šlapimas tampa šarminis). Po natrio, kalis ir vanduo iš organizmo išsiskiria su šlapimu. Šios grupės medžiagų diuretinis poveikis silpnas, nes beveik visas proksimaliniuose kanalėliuose į šlapimą patekęs natris sulaikomas distalinėse nefrono dalyse. Štai kodėl Karboanhidrazės inhibitoriai šiuo metu atskirai nenaudojami kaip diuretikai..

Karboanhidrazės inhibitoriai

Acetazolamidas

(diakarbas) yra garsiausias šios diuretikų grupės atstovas. Jis gerai absorbuojamas iš virškinimo trakto ir nepakitęs greitai išsiskiria su šlapimu (tai yra, jo poveikis yra trumpalaikis). Vaistai, panašūs į acetazolamidą dichlorfenamidas(daranidas) ir metazolamidas(neptazanas).

Metazolamidas taip pat priklauso karboanhidrazės inhibitorių klasei. Jo pusinės eliminacijos laikas yra ilgesnis nei acetazolamido ir yra mažiau nefrotoksiškas.

Dorzolamidas. Skirtas padidėjusiam akispūdžiui mažinti pacientams, sergantiems atviro kampo glaukoma arba akies hipertenzija, kurie nepakankamai reaguoja į beta adrenoblokatorius.

Brinzolamidas(prekiniai pavadinimai Azopt, Alcon Laboratories, Inc, Befardinas Fardi MEDICALS) taip pat priklauso karboanhidrazės inhibitorių klasei. Vartojamas akispūdžiui mažinti pacientams, sergantiems atviro kampo glaukoma arba akies hipertenzija. Brinzolamido ir timololio derinys aktyviai naudojamas rinkoje prekiniu pavadinimu Azarga.

Šalutiniai poveikiai

Anglies anhidrazės inhibitoriai turi tokį pagrindinį šalutinį poveikį:

• hipokalemija;
• hiperchloreminė metabolinė acidozė;
• fosfaturija;
• hiperkalciurija su inkstų akmenų rizika;
• neurotoksiškumas (parestezija ir mieguistumas);
• alerginės reakcijos.

Kontraindikacijos

Acetazolamidas, kaip ir kiti karboanhidrazės inhibitoriai, yra draudžiamas sergant kepenų ciroze, nes šlapimo šarminimas neleidžia išsiskirti amoniakui, kuris sukelia encefalopatiją.

Naudojimo indikacijos

Karboanhidrazės inhibitoriai pirmiausia naudojami glaukomai gydyti. Jie taip pat gali būti naudojami epilepsijai ir ūminei kalnų ligai gydyti. Kadangi jie skatina šlapimo rūgšties tirpimą ir pašalinimą, jie gali būti naudojami podagrai gydyti.

Acetazolamidas naudojamas tokiomis sąlygomis:

• Glaukoma (sumažina intraokulinio skysčio gamybą ciliarinio kūno gyslainės rezginio dėka.
• Epilepsijos (petit mal) gydymas. Acetazolamidas yra veiksmingas gydant daugumą priepuolių tipų, įskaitant toninius-kloninius ir absansinius traukulius, nors jo nauda yra ribota, nes ilgai vartojant išsivysto tolerancija.
• Nefropatijos profilaktikai gydymo metu, nes ląstelėms irstant išsiskiria daug purino bazių, kurios labai padidina šlapimo rūgšties sintezę. Šlapimo šarminimas acetazolamidu dėl bikarbonatų išsiskyrimo slopina nefropatiją dėl šlapimo rūgšties kristalų praradimo.
• Didinti diurezę edemos metu ir koreguoti metabolinę hipochloreminę alkalozę sergant ŠN. Mažinant NaCl ir bikarbonatų reabsorbciją proksimaliniuose kanalėliuose.

Tačiau nė vienai iš šių indikacijų acetazolamidas nėra pagrindinis farmakologinis gydymas (pasirinktas vaistas). Acetazolamidas taip pat skiriamas sergant kalnų liga (nes sukelia acidozę, dėl kurios atsistato kvėpavimo centro jautrumas hipoksijai).

Anglies anhidrazės inhibitoriai gydant kalnų ligą

Dideliame aukštyje dalinis deguonies slėgis yra mažesnis, todėl žmonės turi greičiau kvėpuoti, kad gautų pakankamai deguonies gyventi. Kai taip nutinka, dalinis anglies dioksido CO2 slėgis plaučiuose sumažėja (tiesiog išpučiamas iškvepiant), todėl atsiranda kvėpavimo alkalozė. Šį procesą paprastai kompensuoja inkstai, išskirdami bikarbonatą ir taip sukelia kompensacinę metabolinę acidozę, tačiau šis mechanizmas trunka keletą dienų.

Greitesnis gydymas yra karboanhidrazės inhibitoriai, kurie neleidžia bikarbonatams įsisavinti inkstuose ir padeda koreguoti alkalozę. Anglies anhidrazės inhibitoriai taip pat pagerina lėtinę kalnų ligą.