Влияние состава крови на дыхание. Гуморальные влияния на дыхательный центр

Влияние состава крови на деятельность дыхательного центра было показано при помощи опыта с перекрестным кровообращением.

У 2 собак перерезают сонные артерии и соединяют их между собой таким образом, что кровь из туловища первой собаки течет в голову второй собаки, а кровь из туловища второй собаки — в голову первой собаки. Вторые сонные артерии зажимают (рис.). После установления перекрестного кровообращения между двумя собаками зажимают трахею первой собаки, т. е. производят ее удушение. При удушении первой собаки одышка наступает не у нее, а у второй собаки, голова которой снабжается кровью первой собаки. Такое изменение дыхания объясняется тем, что при удушении первой собаки произошло изменение состава ее крови, а так как эта кровь омывает головной мозг второй собаки, то она влияет на деятельность дыхательного центра второй собаки, вызывая у нее одышку. Дальнейшие исследования показали, что причиной изменения деятельности дыхательного центра является концентрация углекислоты в крови.

Рис. Схема опыта с перекрёстным кровообращением

Углекислота является специфическим возбудителем дыхания. Малейшие колебания ее концентрации в крови вызывают изменение деятельности дыхательного центра.

Как мы уже знаем, в сосудистых рефлексогенных зонах, а по существу в стенках всех кровеносных сосудов имеются специальные рецепторы — хеморецепторы, воспринимающие изменение химического состава крови.

Повышение концентрации углекислоты в крови раздражает хеморецепторы и рефлекторно вызывает учащение и углубление дыхания. Сравнительно большое значение имеют хеморецепторы рефлексогенных зон аорты и каротидного синуса.

 

Действие химических раздражителей в основном осуществляется через нервную систему рефлекторно. Это было показано в опытах, когда через сосуды различных органов, у которых с организмом была сохранена только нервная связь, пропускался раствор с повышенным содержанием углекислоты. Омывание органа подобным раствором вызывало учащение и углубление дыхания. Так же рефлекторно изменяется дыхание при недостатке кислорода в крови.

Повышенная концентрация углекислоты в крови может оказать непосредственное действие на нервные клетки дыхательного центра. Если концентрация углекислоты в крови, омывающей дыхательный центр, повышается, то концентрация углекислоты в клетках дыхательного центра также возрастает и дыхательный центр возбуждается, вследствие чего дыхание становится частым и глубоким. Так продолжается до тех пор, пока в результате усиленного дыхания концентрация углекислоты в крови вновь не снизится до нормального уровня. На понижение концентрации углекислоты в крови дыхательный центр отвечает понижением возбудимости вплоть до полного прекращения своей деятельности на некоторое время, до установления нормального уровня углекислоты.

Апноэ и диспноэ

Остановка дыхания, которая наступает в результате понижения концентрации углекислоты в крови, называется апноэ. Нарушение ритма дыхания — одышка 

и учащенное дыхание, происходит вследствие повышения концентрации углекислоты в крови и называется диспноэ (гиперпноэ).

Явления апноэ и диспноэ можно изучить при помощи следующего простого эксперимента. Если в течение некоторого времени (1—2 минуты) часто и глубоко дышать, то после этого дыхание на некоторое время прекращается, т. е. наступает апноэ; это связано с тем, что при частом и глубоком дыхании увеличивается вентиляция легких, а вместе с тем повышается количество выдыхаемого углекислого газа. Концентрация углекислоты в крови понижается и в связи с этим возбудимость дыхательного центра также падает. Прекращение дыхания длится до тех пор, пока в крови не накопится достаточное количество углекислоты.

Возникновением апноэ объясняется способность некоторых людей нырять и основаться в течение нескольких минут под водой. Ныряющий перед погружением в воду производит несколько частых и глубоких дыхательных движений, вследствие чего понижается концентрация углекислоты. При длительной тренировке удается оставаться под водой до 5 минут. Такое продолжительное время остаются под водой ловцы жемчуга.

Наоборот, при задержке дыхания на 1 — 1¹/₂ минуты наступает диспноэ — усиленное дыхание. Это объясняется тем, что при задержке дыхания концентрация углекислоты в крови повышается, вследствие чего увеличивается и возбудимость дыхательного центра.

Усиленное дыхание продолжается до тех пор, пока концентрация углекислоты в крови не снизится. С повышением концентрации углекислоты в крови связан и первый вдох новорожденного.

Как известно, в период внутриутробной жизни плод имеет с матерью общее кровообращение, осуществляемое через плаценту и сосуды пуповины. Все процессы обмена питательных веществ и газов совершаются через пуповину и плаценту. Плод получает из крови матери кислород и туда же отдает углекислый газ. Легкие же плода находятся в спавшемся состоянии. При рождении пуповину зажимают, перерезают, и связь с организмом матери прекращается. Прекращается приток кислорода и удаление углекислоты, но окислительные процессы в организме новорожденного продолжаются, и концентрация образовавшейся углекислоты при этом возрастает, так как она не удаляется из организма. В итоге концентрация углекислоты в крови достигает такой величины, что рефлекторно, а возможно, и непосредственным действием на нервные клетки дыхательного центра возбуждается его деятельность у новорожденного. Возбужденный центр дыхания в свою очередь посылает импульсы дыхательным мышцам, которые сокращаются, грудная клетка расширяется и воздух устремляется в легкие, расправляя альвеолы. Так совершается первый вдох новорожденного ребенка.

 

Статья на тему Влияние состава крови на дыхание