Първата глътка въздух на детето са факторите, които го определят. Физиология на дишането в перинаталния период

Фактът, че дразнителят на хеморецепторите е намаляване на напрежението на кислорода в кръвната плазма, а не намаляване на общото му съдържание в кръвта, се доказва от следните наблюдения на L. L. Shik. Когато количеството на хемоглобина намалява или когато се свързва въглероден окиссъдържанието на кислород в кръвта рязко намалява, но разтварянето на О2 в кръвната плазма не се нарушава и напрежението му в плазмата остава нормално. В този случай хеморецепторите не се възбуждат и дишането не се променя, въпреки че транспортът на кислород е рязко нарушен и тъканите изпитват състояние кислородно гладуване, тъй като хемоглобинът не им доставя достатъчно кислород. При понижаване на атмосферното налягане, когато напрежението на кислорода в кръвта намалява, хеморецепторите се възбуждат и дишането се учестява.

Характерът на промените в дишането с излишък на въглероден диоксид и намаляване на кислородното напрежение в кръвта е различен. При леко намаляване на напрежението на кислорода в кръвта се наблюдава рефлекторно увеличаване на ритъма на дишане, а при леко повишаване на напрежението на въглероден диоксид в кръвта се наблюдава рефлекторно задълбочаване на дихателните движения.

Така чрез въздействието се регулира дейността на дихателния център повишена концентрацияН+ йони и повишен волтаж на CO2 върху хеморецепторите продълговатия мозъки върху хеморецепторите на каротидните и аортните тела, както и ефекта върху хеморецепторите на тези съдови рефлексогенни зонинамаляване на кислородното напрежение в артериална кръв.

Причини за първия дъх на новороденотосе обясняват с факта, че в утробата газообменът на плода се осъществява през пъпните съдове, които са в тясна връзка с майчината кръв в плацентата. Прекратяването на тази връзка с майката при раждането води до намаляване на кислородното напрежение и натрупване на въглероден диоксид в кръвта на плода. Това, според Баркрофт, дразни дихателния център и води до вдишване.

За началото на първия дъх е важно спирането на ембрионалното дишане да настъпи внезапно: с бавно притискане на пъпната връв дихателен центърне е възбуден и плодът умира, без да поеме нито едно дъх.

Трябва също така да се има предвид, че преходът към нови условия предизвиква дразнене на редица рецептори в новороденото и потока на импулси през аферентните нерви, повишавайки възбудимостта на централната нервна система, включително дихателния център (I. A. Arshavsky) .

Значението на механорецепторите в регулацията на дишането.Дихателният център получава аферентни импулси не само от хеморецепторите, но и от пресорецепторите на съдовите рефлексогенни зони, както и от механорецепторите на белите дробове, респираторен трактИ дихателни мускули.

Влиянието на пресорецепторите на съдовите рефлексогенни зони се открива във факта, че повишаването на налягането в изолирания каротиден синус, свързано само с тялото нервни влакна, води до потискане на дихателните движения. Това се случва и в тялото, когато кръвно налягане. Напротив, когато кръвното налягане се понижи, дишането става по-бързо и по-дълбоко.

Импулсите, идващи към дихателния център през блуждаещите нерви от белодробните рецептори, са важни за регулирането на дишането. От тях до голяма степен зависи дълбочината на вдишване и издишване. Наличието на рефлексни влияния от белите дробове е описано през 1868 г. от Херинг и Бройер и формира основата за идеята за рефлексна саморегулация на дишането. Проявява се във факта, че когато вдишвате, в рецепторите, разположени в стените на алвеолите, възникват импулси, които рефлексивно инхибират вдишването и стимулират издишването, а при много рязко издишване, когато екстремниС намаляване на обема на белите дробове възникват импулси, които пристигат в дихателния център и рефлексивно стимулират вдишването. Наличието на такава рефлексна регулация се доказва от следните факти:

IN белодробна тъканв стените на алвеолите, т.е. в най-разтегливата част на белия дроб, има интерорецептори, които са възприемащите дразнения на окончанията на аферентните влакна на блуждаещия нерв;

След изрязване блуждаещи нервидишането става рязко бавно и дълбоко;

Когато белият дроб се надуе с индиферентен газ, например азот, с задължително условиецелостта на вагусните нерви, мускулите на диафрагмата и междуребрените пространства внезапно спират да се свиват, вдишването спира, преди да достигне обичайната дълбочина; напротив, когато въздухът се изсмуква изкуствено от белия дроб, диафрагмата се свива.

Въз основа на всички тези факти авторите стигат до извода, че разтягането на белодробните алвеоли по време на вдишване предизвиква дразнене на белодробните рецептори, в резултат на което импулсите, идващи към дихателния център през белодробните клонове на блуждаещите нерви, стават по-чести. , и това рефлексивно възбужда експираторните неврони на дихателния център и следователно води до появата на издишване. Така, както пишат Херинг и Бройер, „всеки дъх, докато разтяга белите дробове, сам подготвя своя край“.

Ако свържете периферните краища на прерязаните вагусови нерви към осцилоскоп, можете да запишете потенциали за действие, възникващи в рецепторите на белите дробове и пътуващи по вагусните нерви към централната нервна системане само при надуване на белите дробове, но и при изкуствено изсмукване на въздух от тях. По време на естественото дишане честите токове на действие в блуждаещия нерв се откриват само по време на вдишване; по време на естествено издишване те не се наблюдават (Фигура 4).

Фигура 4 - Токове на действие в блуждаещия нерв по време на разтягане на белодробната тъкан по време на вдишване (според Адриан) Отгоре надолу: 1 - аферентни импулси в блуждаещия нерв: 2 - запис на дишане (вдишване - нагоре, издишване - надолу ); 3 – времеви печат

Следователно колапсът на белите дробове причинява рефлекторно дразнене на дихателния център само при толкова силно компресиране на тях, което не се случва при нормално, обикновено издишване. Това се наблюдава само когато много дълбоко издишванеили внезапен двустранен пневмоторакс, на който диафрагмата рефлексивно реагира със свиване. По време на естественото дишане рецепторите на блуждаещите нерви се стимулират само когато белите дробове се разтягат и рефлексивно стимулират издишването.

В допълнение към механорецепторите на белите дробове, механорецепторите на междуребрените мускули и диафрагмата участват в регулацията на дишането. Те се възбуждат от разтягане по време на издишване и рефлексивно стимулират вдишване (S.I. Frankstein).

Връзки между инспираторните и експираторните неврони на дихателния център. Съществуват сложни реципрочни (конюгирани) връзки между инспираторните и експираторните неврони. Това означава, че възбуждането на инспираторните неврони инхибира експираторните, а възбуждането на експираторните неврони инхибира инспираторните. Такива явления отчасти се дължат на наличието на директни връзки, които съществуват между невроните на дихателния център, но главно те зависят от рефлексните влияния и от функционирането на центъра на пневмотаксиса.

Взаимодействието между невроните на дихателния център в момента е представено по следния начин. Поради рефлексното (чрез хеморецептори) действие на въглеродния диоксид върху дихателния център възниква възбуждане на инспираторните неврони, което се предава на моторните неврони, инервиращи дихателните мускули, причинявайки акта на вдишване. В същото време импулси от инспираторните неврони пристигат в центъра на пневмотаксиса, разположен в моста, и от него, чрез процесите на неговите неврони, импулси достигат до експираторните неврони на дихателния център на продълговатия мозък, причинявайки възбуждане на тези неврони, спиране на вдишването и стимулиране на издишването. В допълнение, възбуждането на експираторните неврони по време на вдъхновение също се извършва рефлексивно чрез рефлекса на Херинг-Бройер. След пресичане на блуждаещите нерви потокът от импулси от механорецепторите на белите дробове спира и експираторните неврони могат да бъдат възбудени само от импулси, идващи от центъра на пневмотаксиса. Импулсът, стимулиращ центъра за издишване, е значително намален и неговото стимулиране е малко забавено. Следователно, след прерязване на блуждаещите нерви, вдишването продължава много по-дълго и се заменя с издишване по-късно, отколкото преди прерязването на нервите. Дишането става рядко и дълбоко.

Дихателен центърнарича набор от неврони, които осигуряват дейността на дихателния апарат и адаптирането му към променящите се условия на външни и вътрешна среда. Тези неврони са разположени в гръбначния мозък, продълговатия мозък, моста, хипоталамуса и мозъчната кора. Основната структура, която задава ритъма и дълбочината на дишането, е продълговатият мозък, който изпраща импулси към моторните неврони. гръбначен мозък, инервиращи дихателната мускулатура. Мостът, хипоталамусът и кортексът контролират и коригират автоматичната активност на инспираторните и експираторните неврони на продълговатия мозък.

Дихателният център на продълговатия мозък е сдвоена формация, симетрично разположена на дъното на ромбовидната ямка. Състои се от две групи неврони: инспираторни, които осигуряват вдишване, и експираторни, които осигуряват издишване. Между тези неврони има реципрочни (конюгирани) връзки. Това означава, че възбуждането на инхалаторните неврони е придружено от инхибиране на издишващите неврони и, обратно, възбуждането на издишващите неврони е съчетано с инхибиране на инхалаторните неврони. Моторните неврони, инервиращи диафрагмата, са разположени в III-IV цервикални сегменти, инервиращи междуребрените дихателни мускули - в III-CN гръдни сегментигръбначен мозък.

Дихателният център е много чувствителен до излишък на въглероден диоксид, който е основният му естествен причинител. В този случай излишъкът от CO2 действа директно върху респираторните неврони (чрез кръвта и гръбначно-мозъчна течност) и рефлексивно (чрез хеморецептори съдово леглои продълговатия мозък).

Ролята на CO 2 в регулирането на дишането се разкрива при вдишване на газови смеси, съдържащи 5-7% CO 2. В същото време има увеличение белодробна вентилация 6-8 пъти. Ето защо, когато функцията на дихателния център е потисната и дишането спира, най-ефективно е да се вдишва не чист O 2, а карбоген, т.е. смеси от 5-7% CO 2 и 95-93% O 2. Повишено съдържаниеи кислородното напрежение в околната среда, кръвта и тъканите на тялото (хипероксия) може да доведе до депресия на дихателния център.

След предварителна хипервентилация, т.е. доброволно увеличаване на дълбочината и честотата на дишане, обичайното задържане на дъха от 40 секунди може да се увеличи до 3-3,5 минути, което показва не само увеличаване на количеството кислород в белите дробове, но и намаляване на CO 2 в кръвта и намаляване на възбудата на дихателния център до спиране на дишането. По време на мускулна работа се увеличава количеството на млечна киселина и CO2 в тъканите и кръвта, които са мощни стимулантидихателен център. Намаляването на напрежението на CO 2 в артериалната кръв (хипоксемия) е придружено от увеличаване на белодробната вентилация (при изкачване на височина, с белодробна патология).

Механизъм на първия дъх на новороденото

При новородено дете, след лигиране на пъпната връв, спира газообменът през пъпните съдове, които влизат в контакт с кръвта на майката в плацентата. В кръвта на новороденото се натрупва въглероден диоксид, който, подобно на липсата на кислород, хуморално стимулира дихателния му център и предизвиква първото вдишване.

Рефлекторна регулация на дишанетоосъществява се чрез постоянни и нестабилни рефлексни въздействия върху функцията на дихателния център.

Постоянен рефлексвъздействията възникват в резултат на дразнене на следните рецептори:

1) механорецептори на алвеолите - E. Hering - I. Breuer рефлекс;

2) механорецептори корен от бял дроби плеврата - плевропулмонален рефлекс;

3) хеморецептори на каротидните синуси - рефлекс на К. Хейманс;

4) проприорецептори на дихателните мускули.

Рефлекс Е. Херинг - И. Бройернаречен рефлекс на инхибиране на вдишването, когато белите дробове се разтягат. Неговата същност: когато вдишвате, в белите дробове възникват импулси, които рефлексивно инхибират вдишването и стимулират издишването, а когато издишвате, възникват импулси, които рефлексивно стимулират вдишването. Това е пример за регулиране според принципа обратна връзка. Прерязването на блуждаещите нерви изключва този рефлекс, дишането става рядко и дълбоко. При гръбначно животно, при което гръбначният мозък е пресечен на границата с продълговатия мозък, след изчезването спинален шокдишането и телесната температура изобщо не се възстановяват.

Плевропулмонален рефлексвъзниква, когато механорецепторите на белите дробове и плеврата се стимулират, когато последните се разтягат. В крайна сметка той променя тонуса на дихателните мускули, увеличавайки или намалявайки дихателния обем на белите дробове.

Рефлекс на К. Гейманссе състои в рефлексно увеличаване на дихателните движения с увеличаване на напрежението на CO 2 в измиването на кръвта

каротидни синуси.

Дихателният център непрекъснато получава нервни импулси от проприорецепторите на дихателните мускули, които при вдишване инхибират активността на инспираторните неврони и насърчават началото на издишването.

Непостоянни рефлексни влияниявърху дейността на дихателния център са свързани с възбуждане на екстеро- и интерорецептори:

лигавицата на горните дихателни пътища;

температура и рецептори за болкакожа;

проприорецептори скелетни мускули.

Например при вдишване на амоняк, хлор, дим и др. Има рефлексен спазъм на глотиса и задържане на дъха; ако носната лигавица е раздразнена от прах - кихане; ларинкс, трахея, бронхиална кашлица.

Мозъчната кора, изпращайки импулси към дихателния център, участва активно в регулацията нормално дишане. Благодарение на кората настъпва адаптация на дишането по време на разговор, пеене, спорт, трудова дейностчовек. Участва в развитието на условни дихателни рефлекси, в промяна на дишането по внушение и др. Така например, ако на човек в състояние на хипнотичен сън се внуши, че той извършва трудно физическа работа, дишането се усилва, въпреки факта, че той продължава да остава в състояние на пълна физическа почивка.

ИЛЮСТРАЦИИ

фигура 218

фигура 219

фигура 220

фигура 221

фигура 222

фигура 223

фигура 224

фигура 225

фигура 226

фигура 227

фигура 228

фигура 229

фигура 230

фигура 231

фигура 232

фигура 233

фигура 234

фигура 235

фигура 236

Контролни въпроси

1. Преглед дихателната система. Значението на дишането.

2. Носна кухина.

3. Ларинкс.

4. Трахея и бронхи.

5. Устройство на белите дробове и плеврата.

6. Дихателен цикъл. Механизми на вдишване и издишване.

7. Белодробни обеми. Белодробна вентилация.

8. Газообмен в белите дробове и пренос на кислород и въглероден двуокискръв.

9. Дихателен център и механизми за регулация на дишането.

Механизмът на първия дъх на новороденото.

ДИХАТЕЛЕН ЦЕНТЪР.

Регулират се ритмичната последователност на вдишване и издишване, както и промените в характера на дихателните движения в зависимост от състоянието на тялото. дихателен центърразположени в продълговатия мозък.

В дихателния център има две групи неврони: инспираторенИ експираторен.Когато инспираторните неврони, които осигуряват вдъхновение, са възбудени, активността на експираторните нервни клетки се инхибира и обратно.

В горната част на моста ( мост) разположен пневмотаксичен център, който контролира дейността на долните центрове за вдишване и издишване и осигурява правилното редуване на циклите на дихателните движения.

Дихателният център, разположен в продълговатия мозък, изпраща импулси към двигателни неврони на гръбначния мозък, инервиращи дихателната мускулатура. Диафрагмата се инервира от аксони на двигателни неврони, разположени на нивото III-IV цервикален сегментигръбначен мозък. Моторните неврони, процесите на които образуват междуребрените нерви, които инервират междуребрените мускули, са разположени в предните рога (III-XII) на гръдните сегментигръбначен мозък.

Регулиране на дейността на дихателния център.

Регулирането на дейността на дихателния център се осъществява с помощта на хуморални, рефлексни механизми и нервни импулси, идващи от горните части на мозъка.

Хуморални механизми.Специфичен регулатор на активността на невроните в дихателния център е въглероден двуокис, който действа върху респираторните неврони пряко и индиректно. В ретикуларната формация на продълговатия мозък, в близост до дихателния център, както и в областта на каротидните синуси и аортната дъга, хеморецептори, чувствителни към въглероден диоксид. С увеличаване на напрежението на въглероден диоксид в кръвта, хеморецепторите се възбуждат и нервните импулси се изпращат към инспираторните неврони, което води до повишаване на тяхната активност.

Въглероден двуокисповишава възбудимостта на невроните в кората на главния мозък. От своя страна KGM клетките стимулират дейността на невроните в дихателния център.

При оптимални нива на въглероден диоксид и кислород в кръвта, дихателни движения, отразявайки умерена степенвъзбуждане на невроните на дихателния център. Тези дихателни движения на гръдния кош се наричат еипнея.

Прекомерният въглероден диоксид и липсата на кислород в кръвта повишават активността на дихателния център, което причинява чести и дълбоки дихателни движения - хиперпнея. Още по-голямото увеличение на количеството въглероден диоксид в кръвта води до нарушаване на дихателния ритъм и появата на задух - диспнея. Намаляването на концентрацията на въглероден диоксид и излишъкът на кислород в кръвта инхибират дейността на дихателния център. В този случай дишането става повърхностно, рядко и може да спре - апнея.

Механизмът на първия дъх на новороденото.

В тялото на майката обменът на газ в плода се осъществява през пъпните съдове. След раждането на детето и отделянето на плацентата тази връзка се прекъсва. Метаболитните процеси в тялото на новороденото водят до образуването и натрупването на въглероден диоксид, който, подобно на липсата на кислород, хуморално стимулира дихателния център. В допълнение, промяната в условията на живот на детето води до възбуждане на екстеро- и проприорецепторите, което също е един от механизмите, участващи в поемането на първия дъх на новороденото.

Рефлексни механизми.

Разграничете постоянно и периодично (епизодично)рефлекторно влияние върху функционалното състояние на дихателния център.

Постоянни рефлексни въздействиявъзникват в резултат на дразнене на алвеоларните рецептори ( Рефлекс на Херинг-Бройер ), корен на белия дроб и плеврата ( пулмоторакален рефлекс ), хеморецептори на аортната дъга и каротидните синуси ( Рефлекс на Хейманс ), проприорецептори на дихателните мускули.

Най-важният рефлекс е Рефлекс на Херинг-Бройер. Алвеолите на белите дробове съдържат механорецептори за разтягане и колапс, които са чувствителни нервни окончания на блуждаещия нерв. Всяко увеличаване на обема на белодробните алвеоли възбужда тези рецептори.

Рефлексът на Херинг-Бройер е един от механизмите за саморегулация на дихателния процес, осигуряващ промяна в актовете на вдишване и издишване. Когато алвеолите се разтягат по време на вдишване, нервните импулси от рецепторите за разтягане се движат по вагусовия нерв до експираторните неврони, които, когато са възбудени, инхибират активността на инспираторните неврони, което води до пасивно издишване. Белодробните алвеоли колабират и нервните импулси от рецепторите за разтягане вече не достигат до експираторните неврони. Тяхната активност намалява, което създава условия за повишаване на възбудимостта на инспираторната част на дихателния център и осъществяване на активно вдишване..

В допълнение, активността на инспираторните неврони се увеличава с увеличаване на концентрацията на въглероден диоксид в кръвта, което също допринася за проявата на вдишване.

Пулмоторакален рефлексвъзниква при възбуждане на рецепторите, разположени в белодробната тъкан и плеврата. Този рефлекс се появява при разтягане на белите дробове и плеврата. Рефлексната дъга се затваря на нивото на шийните и гръдните сегменти на гръбначния мозък.

Дихателният център е постоянно захранван нервни импулси от проприорецептори на дихателните мускули.По време на вдишване проприорецепторите на дихателните мускули се възбуждат и нервните импулси от тях постъпват в инспираторната част на дихателния център. Под въздействието на нервните импулси се инхибира активността на инспираторните неврони, което насърчава началото на издишването.

Непостоянни рефлексни влияниявърху активността на респираторните неврони, свързани с възбудата различни екстеро- и интерорецептори . Те включват рефлекси, които възникват от дразнене на рецептори в лигавицата на горните дихателни пътища, носната лигавица, назофаринкса, рецепторите за температура и болка в кожата и проприорецепторите в скелетните мускули. Например, при внезапно вдишване на пари от амоняк, хлор, серен диоксид, тютюнев дим и някои други вещества, възниква дразнене на рецепторите в лигавицата на носа, фаринкса и ларинкса, което води до рефлекторен спазъм на глотиса, а понякога дори мускулите на бронхите и рефлексно задържане на дъха.

При дразнене на епитела на дихателните пътища от натрупани прах, слуз, както и от погълнати химични дразнители и чужди тела се наблюдават кихане и кашляне. Кихането възниква, когато рецепторите в носната лигавица са раздразнени, докато кашлицата се появява, когато се стимулират рецепторите в ларинкса, трахеята и бронхите.

Влиянието на клетките на мозъчната кора върху дейността на дихателния център.

Според М. В. Сергиевски, регулацията на дейността на дихателния център е представена от три нива.

Първо ниво на регулация- гръбначен мозък. Тук се намират центровете на диафрагмалните и междуребрените нерви, които предизвикват свиване на дихателните мускули.

Второ ниво на регулация- медула. Тук се намира дихателният център. Това ниво на регулиране осигурява ритмична промяна на фазите на дишане и активността на гръбначните двигателни неврони, чиито аксони инервират дихателните мускули.

Трето ниво на регулация- горните части на мозъка, включително кортикалните неврони. Само с участието на кората на главния мозък е възможно адекватно да се адаптират реакциите на дихателната система към променящите се условия на околната среда.

ДИШАНЕ ПО ВРЕМЕ НА ФИЗИЧЕСКА АКТИВНОСТ.

При тренирани хора по време на интензивна мускулна работа обемът на белодробната вентилация се увеличава до 50-100 l / min в сравнение с 5-8 l в състояние на относителна физиологична почивка. Увеличен минутен обем на дишане с физическа дейностсвързани с увеличаване на дълбочината и честотата на дихателните движения. В същото време при обучени хора се променя главно дълбочината на дишането, а при нетренирани - честотата на дихателните движения.

По време на физическа активност се повишава концентрацията на въглероден диоксид и млечна киселина в кръвта и тъканите, които стимулират невроните на дихателния център както хуморално, така и чрез нервни импулси, идващи от съдовите рефлексогенни зони. И накрая, активността на невроните на дихателния център се осигурява от потока на нервните импулси, идващи от клетките на мозъчната кора, които са силно чувствителни към липса на кислород и към излишък на въглероден диоксид.

В същото време възникват адаптивни реакции в сърдечно-съдовата система. Честотата и силата на сърдечните контракции се увеличават, кръвното налягане се повишава, съдовете на работещите мускули се разширяват и съдовете на други области се стесняват.

Така дихателната система осигурява на тялото нарастващите нужди от кислород. Кръвоносната и кръвоносната системи, реконструирани до ново функционално ниво, подпомагат транспортирането на кислород до тъканите и въглероден диоксид към белите дробове.

В пренаталния период на развитие белите дробове не са орган външно дишанеплода, тази функция се изпълнява от плацентата. Но много преди раждането се появяват дихателни движения, които са необходими за нормално развитиебели дробове. Белите дробове се пълнят с течност (около 100 ml), преди да започне вентилацията.

Раждането причинява внезапни промени в състоянието на дихателния център, което води до появата на вентилация. Първият дъх се случва 15-70 секунди след раждането, обикновено след притискане на пъпната връв, понякога преди него, т.е. веднага след раждането. Фактори, стимулиращи първото вдишване:

1) Наличието на хуморални респираторни дразнители в кръвта: CO 2, H + и липса на O 2. По време на раждането, особено след лигиране на пъпната връв, напрежението на CO 2 и концентрацията на H + се увеличават и хипоксията се засилва. Но самата хиперкапния, ацидозата и хипоксията не обясняват появата на първия дъх. Възможно е при новородени ниските нива на хипоксия да възбудят дихателния център, действайки директно върху мозъчната тъкан.

2) Също толкова важен фактор, стимулиращ първия дъх, е рязкото увеличаване на потока от аферентни импулси от кожни рецептори (студени, тактилни), проприорецептори, вестибулорецептори, което се случва по време на раждането и веднага след раждането. Тези импулси активират ретикуларната формация на мозъчния ствол, което повишава възбудимостта на невроните на дихателния център.

3) Стимулиращият фактор е елиминирането на източниците на инхибиране на дихателния център. Дразненето на рецепторите, разположени в областта на ноздрите от течността, силно забавя дишането (рефлексът на гмуркача). Ето защо, веднага при раждането на главата на плода от родовия канал, акушер-гинеколозите премахват слуз и околоплодна течност от дихателните пътища.

Така възникването на първото вдишване е резултатът едновременно действиередица фактори.

Първият дъх на новороденото се характеризира с силно вълнениеинспираторни мускули, особено диафрагмата. В 85% от случаите първото вдишване е по-дълбоко от следващите, а първият дихателен цикъл е по-дълъг. Случва се силен спадинтраплеврално налягане. Това е необходимо за преодоляване на силата на триене между течността в дихателните пътища и тяхната стена, както и за преодоляване на повърхностното напрежение на алвеолите на границата течност-въздух след навлизането на въздух в тях. Продължителността на първото вдишване е 0,1–0,4 секунди, а издишването е средно 3,8 секунди. Издишването се случва на фона на стеснен глотис и е придружено от вик. Обемът на издишания въздух е по-малък от този на вдишания, което осигурява началото на образуването на FRC. FRC нараства от вдъхновение на вдъхновение. Аерацията на белите дробове обикновено завършва до 2-4 дни след раждането. FRC на тази възраст е около 100 мл. С началото на аерацията започва да функционира белодробното кръвообращение. Течността, останала в алвеолите, се абсорбира в кръвта и лимфата.

При новородените ребрата са разположени под по-малък ъгъл, отколкото при възрастните, така че контракциите на междуребрените мускули са по-малко ефективни при промяна на обема гръдна кухина. Спокойно дишанепри новородени е диафрагмен, инспираторните мускули работят само при плач и задух.

Новородените винаги дишат през носа. Дихателната честота малко след раждането е средно около 40 дихателни движения в минута. Въздушни пътищапри новородените те са тесни, аеродинамичното им съпротивление е 8 пъти по-високо, отколкото при възрастните. Белите дробове имат малка разтегливост, но съответствието на стените на гръдната кухина е високо, което води до ниски стойности на еластична тяга на белите дробове. Новородените се характеризират със сравнително малък резервен обем на вдишване и сравнително голям резервен обем на издишване. Дишането на новороденото е неправилно, серия бързо дишанередуват се с по-редки, дълбоки въздишки се появяват 1-2 пъти в минута. Дишането може да бъде задържано по време на издишване (апнея) до 3 секунди или повече. Недоносените бебета могат да получат дишане на Чейн-Стокс. Дейността на дихателния център е съгласувана с дейността на центровете за сукане и гълтане. При хранене честотата на дишане обикновено съответства на честотата на сукателните движения.

Промени, свързани с възрасттадишане:

След раждането до 7-8 годишна възраст протичат процеси на диференциация бронхиално дървои увеличаване на броя на алвеолите (особено през първите три години). IN юношествотоима увеличение на обема на алвеолите.

Минутният дихателен обем се увеличава с възрастта почти 10 пъти. Но за децата като цяло е типично високо нивовентилация на белите дробове на единица телесно тегло (относителна MOD). Дихателната честота намалява с възрастта, особено силно през първата година след раждането. С възрастта дихателният ритъм става по-стабилен. При децата продължителността на вдишването и издишването е почти равна. Увеличаването на продължителността на издишване при повечето хора се случва в юношеството.

С възрастта дейността на дихателния център се подобрява, развиват се механизми, които осигуряват ясна промяна дихателни фази. Способността на децата за доброволно регулиране на дишането се развива постепенно. От края на първата година от живота дишането участва в речевата функция.

През пренаталния период белите дробове не са орган на външното дишане на плода; тази функция се изпълнява от плацентата. Но много преди раждането се появяват дихателни движения, които са необходими за нормалното развитие на белите дробове. Белите дробове се пълнят с течност (около 100 ml), преди да започне вентилацията.

Раждането причинява внезапни промени в състоянието на дихателния център, което води до появата на вентилация. Първият дъх се случва 15-70 секунди след раждането, обикновено след притискане на пъпната връв, понякога преди него, т.е. веднага след раждането.

Фактори, стимулиращи първото вдишване:

Наличието на хуморални респираторни дразнители в кръвта: CO 2, H + и липса на O 2. По време на раждането, особено след лигиране на пъпната връв, напрежението на CO 2 и концентрацията на H + се увеличават и хипоксията се засилва. Но самата хиперкапния, ацидозата и хипоксията не обясняват появата на първия дъх. Възможно е при новородени ниските нива на хипоксия да възбудят дихателния център, действайки директно върху мозъчната тъкан.

Също толкова важен фактор, стимулиращ първия дъх, е рязкото увеличаване на потока от аферентни импулси от кожни рецептори (студени, тактилни), проприорецептори, вестибулорецептори, което се случва по време на раждането и веднага след раждането. Тези импулси активират ретикуларната формация на мозъчния ствол, което повишава възбудимостта на невроните на дихателния център.

Стимулиращият фактор е елиминирането на източниците на инхибиране на дихателния център. Дразненето на рецепторите, разположени в областта на ноздрите от течността, силно забавя дишането (рефлексът на гмуркача). Ето защо, веднага след раждането на главата на плода от родовия канал, акушер-гинеколозите отстраняват слуз и амниотична течност от дихателните пътища.

По този начин появата на първото вдишване е резултат от едновременното действие на редица фактори.

Първият дъх на новороденото се характеризира със силно възбуждане на инспираторните мускули, особено на диафрагмата. В 85% от случаите първото вдишване е по-дълбоко, а първият дихателен цикъл е по-дълъг от следващите дихателни цикли. Има силно намаляване на интраплевралното налягане. Това е необходимо за преодоляване на силата на триене между течността в дихателните пътища и тяхната стена, както и за преодоляване на повърхностното напрежение на алвеолите на границата течност-въздух след навлизането на въздух в тях. Продължителността на първото вдишване е 0,1–0,4 секунди, а издишването е средно 3,8 секунди. Издишването се случва на фона на стеснен глотис и е придружено от вик. Обемът на издишания въздух е по-малък от този на вдишания, което осигурява началото на образуването на FRC. FRC нараства от вдъхновение на вдъхновение. Аерацията на белите дробове обикновено завършва до 2-4 дни след раждането. FRC на тази възраст е около 100 мл. С началото на аерацията започва да функционира белодробното кръвообращение. Течността, останала в алвеолите, се абсорбира в кръвта и лимфата.

При новородените ребрата са разположени под по-малък ъгъл, отколкото при възрастните, така че контракциите на междуребрените мускули са по-малко ефективни при промяна на обема на гръдната кухина. Тихото дишане при новородени е диафрагмено, инспираторните мускули работят само при плач и задух.

Новородените винаги дишат през носа. Дихателната честота малко след раждането е средно около 40 дихателни движения в минута. Дихателните пътища при новородените са тесни, аеродинамичното им съпротивление е 8 пъти по-високо, отколкото при възрастните. Белите дробове имат малка разтегливост, но съответствието на стените на гръдната кухина е високо, което води до ниски стойности на еластична тяга на белите дробове. Новородените се характеризират със сравнително малък резервен обем на вдишване и сравнително голям резервен обем на издишване. Дишането на новородените е неравномерно, серия от учестено дишане се редува с по-рядко дишане, дълбоки въздишки се появяват 1-2 пъти в минута. Дишането може да бъде задържано по време на издишване (апнея) до 3 секунди или повече. Преждевременно родените могат да получат дишане на Чейн-Стокс. Дейността на дихателния център е съгласувана с дейността на центровете за сукане и гълтане. При хранене честотата на дишане обикновено съответства на честотата на сукателните движения.

Свързани с възрастта промени в дишането:

След раждането до 7-8-годишна възраст протичат процесите на диференциация на бронхиалното дърво и увеличаване на броя на алвеолите (особено през първите три години). По време на юношеството обемът на алвеолите се увеличава.

Минутният дихателен обем се увеличава с възрастта почти 10 пъти. Но децата като цяло се характеризират с високо ниво на белодробна вентилация на единица телесно тегло (относителна MVR). Дихателната честота намалява с възрастта, особено силно през първата година след раждането. С възрастта дихателният ритъм става по-стабилен. При децата продължителността на вдишването и издишването е почти равна. Увеличаването на продължителността на издишване при повечето хора се случва в юношеството.

С възрастта дейността на дихателния център се подобрява и се развиват механизми, които осигуряват ясна промяна на дихателните фази. Постепенно се развива способността на децата за доброволно регулиране на дишането. От края на първата година от живота дишането участва в речевата функция.

8.7. ИЗСЛЕДВАНЕ НА МЕТАБОЛИЗМА И ПРЕОБРАЗУВАНЕТО НА ЕНЕРГИЯТА В ОРГАНИЗМА

Метаболизмът в тялото е взаимосвързан с трансформацията на енергия. Потенциалната енергия на сложните органични съединения, доставени с храната, се превръща в топлинна, механична и електрическа енергия. Енергията се изразходва не само за поддържане на телесната температура и извършване на работа, но и за пресъздаване на структурните елементи на клетките, осигуряване на тяхната жизнена дейност, растеж и развитие на тялото.

Генерирането на топлина в тялото е двуфазно. При окисляването на протеини, мазнини и въглехидрати по-голямата част от енергията се превръща в топлина (първична топлина), а по-малко се използва за синтеза на АТФ, т.е. за натрупване във високоенергийни връзки. По време на окисляването на въглехидратите 77,3% от енергията на химическата връзка на глюкозата се разсейва под формата на топлина, а 22,7% отиват за синтеза на АТФ. Енергията, натрупана в ATP, се използва допълнително за механична работа, електрически процеси и в крайна сметка също се превръща в топлина (вторична топлина). По този начин количеството топлина, генерирано в тялото, е мярка за общата енергия на химичните връзки, които са претърпели биологично окисление. Произведената в тялото енергия може да се изрази в топлинни единици – калории или джаули.

За изследване на процесите на образуване на енергия в тялото се използват: директна калориметрия, индиректна калориметрия и изследване на общия метаболизъм.

Директна калориметриясе основава на пряко отчитане на генерираната от тялото топлина. Биокалориметърът е запечатан и добре изолиран външна средакамера, в която се подава O 2 и излишъкът от CO 2 и пари се абсорбират. Водата циркулира през тръби. Топлината, генерирана от човек или животно в камерата, загрява циркулиращата вода, което дава възможност да се изчисли количеството топлина, генерирано от изследвания организъм въз основа на количеството течаща вода и промяната в нейната температура.

защото генерирането на топлина в тялото се осигурява от окислителни процеси, възможно е индиректна калориметрия, т.е. индиректно, непряко определяне на топлогенерацията чрез газообмен - отчитане на консумирания O 2 и освободения CO 2 с последващо изчисляване на топлинното производство.

За дългосрочни изследвания на газообмена се използват специални дихателни камери ( затворени методииндиректна калориметрия) - например дихателният апарат на Шатерников. Краткосрочното определяне на обмена на газ се извършва с помощта на некамерни методи (отворени методи на индиректна калориметрия).

Най-често срещаният е методът на Дъглас-Халдейн. В рамките на няколко минути издишаният въздух се събира в торба от херметичен плат (торба Douglas). След това се измерва обемът на издишания въздух и се определя количеството на O 2 и CO 2 в него.

Дихателният коефициент (RC) е отношението на обема на освободения CO 2 към обема на абсорбирания O 2 .

DC по време на окисляването на въглехидрати, протеини и мазнини е различен. Окисляването на 1 g от всяко от тези вещества изисква различно количество O 2 и е съпроводено с отделяне на различно количество топлина.

По време на окисляването на въглехидратите DC = 1. Например резултатът от окисляването на глюкозата: C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 = 6 CO 2 + 6 H 2 O. Броят на образуваните молекули CO 2 е равен на броя на изразходваните молекули O 2. И равен брой газови молекули, при една и съща температура и същото налягане, заемат същия обем (закон на Авогадро-Жерар).

За протеиново окисление DC = 0,8; мазнини DC = 0,7. Когато човек е на смесено хранене при стандартни условия, ДК = 0,85 - 0,86.

Калориен еквивалент на кислород(CEC) или калориен разход на кислород е количеството топлина, отделено от тялото след консумация на 1 литър кислород.

Този индикатор зависи от DC и се определя с помощта на специални таблици, където всяка стойност на DC съответства на определена стойност на калорийната цена на кислорода. Например: DC=0,8; KS=4,801 kcal. DC=0,9; KS=4,924.

По този начин данните от газовия анализ се преобразуват в топлинни единици.

След определяне на обема на консумирания кислород за единица време (ден, час, минута) става възможно да се определи количеството топлина, отделено от тялото през това време (EK, умножено по обема на консумирания кислород).

По време на работа DC нараства и в повечето случаи се доближава до 1. Това се обяснява с факта, че при интензивна мускулна работа основният източник на енергия е окислението на въглехидратите. След приключване на работата ДК първо се увеличава, след това рязко намалява и едва след 30-50 минути се връща към нормалното. Тези промени в DC след работа не отразяват истинската връзка между използвания в момента кислород и освободения CO 2 .

В началото на периода на възстановяване, DC се увеличава поради факта, че по време на работа в мускулите се натрупва млечна киселина, за чието окисление не е имало достатъчно кислород (кислороден дълг). Млечната киселина навлиза в кръвта и измества CO 2 от бикарбонатите, свързвайки основи. Поради това количеството освободен CO 2 става повече количество CO 2, образуван в този моментв тъканите.

Обратната картина се наблюдава по-късно, когато млечната киселина постепенно изчезва от кръвта. Една част от него се окислява, другата се ресинтезира в гликоген, а третата се отделя с потта и урината. С намаляването на количеството млечна киселина се отделят основи. Базите свързват CO 2 и образуват бикарбонати. Следователно DC пада поради задържането на CO 2 в кръвта, идваща от тъканите.

Проучване брутен обмен- това е дългосрочно (в продължение на един ден) определяне на газообмена, което позволява не само да се намери производството на топлина от тялото, но и да се реши въпросът кои вещества са били генерирани поради окисляването . За да направите това, в допълнение към използвания кислород и освободения CO 2, се определят азот (1 g азот се съдържа в 6,25 g протеин) и въглерод (протеините съдържат приблизително 53% въглерод), екскретирани в урината.

BX(OO) е показател, който отразява нивото на енергийните процеси при стандартни условия, които са максимално близки до състоянието на функционален покой на тялото.

Разходът на енергия при условия на ОО е свързан с поддържане на минималното ниво на окислителни процеси, необходими за живота на клетките и с дейността на постоянно работещи органи и системи - дихателна мускулатура, сърце, бъбреци, черен дроб и поддържане на мускулния тонус. Освобождаването на топлинна енергия по време на тези процеси осигурява производството на топлина, необходимо за поддържане на телесната температура.

5 условия за дефиниране на OO.

време. Изследването се провежда сутрин преди 9 часа след сън.

На празен стомах (12-16 часа след хранене), тъй като приемането и действието на храната предизвиква интензификация на енергийните процеси (специфично динамично действие на храната). SDDP продължава няколко часа. С протеиновите храни метаболизмът се увеличава с 30%, с мазнините и въглехидратите с 14-15%.

Комфортна температура в помещението: 18-20 градуса. (температура, барометрично налягане, влажност на въздуха и др. могат да повлияят на интензивността на окислителните процеси).

Изследването се провежда в легнало положение, т.е. в състояние на мускулна почивка.

Предварително се изключва употребата на фармакологични лекарства, които влияят на енергийните процеси, както и на наркотични вещества.

При тези условия при здрав човек ОО варира от 1600 до 1800 kcal на ден в зависимост от: 1. Възраст, 2. Пол, 3 Телесна маса (тегло), 4. Височина.

ОО формули и таблици - осреднени данни от голям брой изследвания здрави хораразличен пол, възраст, телесно тегло и ръст. Допустимите колебания са 10%.

Непропорционално високи стойности на OO се наблюдават при прекомерна функция на щитовидната жлеза. Намаляването на OO възниква при недостатъчност на щитовидната жлеза (микседем), хипофизната жлеза и половите жлези.

Интензитетът на ОО, изчислен на 1 kg телесно тегло, е значително по-висок при децата, отколкото при възрастните. Стойността на OO на човек на възраст 20-40 години остава на сравнително постоянно ниво. В напреднала възраст ОО намалява.

Повърхностно правило– разходът на енергия при топлокръвните животни е пропорционален на повърхността на тялото.

Ако преизчислим интензивността на ОО на 1 кг телесно тегло, се оказва, че при различните видове животни и дори при хора с различно телесно тегло и ръст този показател варира значително. Ако преизчислим интензивността на RO на 1 m 2 телесна повърхност, тогава получените резултати не се различават толкова рязко.

Това правило е относително. При двама индивида с еднаква телесна повърхност метаболизмът може да се различава значително. Нивото на окислителните процеси се определя не толкова от преноса на топлина от повърхността на тялото, а от производството на топлина, което зависи от биологичните характеристики на животинския вид и състоянието на тялото, което се определя от активността на нервна, ендокринна и други системи.

Обмен на енергия по време на физически труд.

Мускулната работа значително увеличава консумацията на енергия, така че дневната консумация на енергия значително надвишава стойността на OO. Това увеличение представлява увеличение на работата. Колкото по-интензивна е мускулната работа, толкова по-голяма е тя.

Степента на разход на енергия по време на различни физически дейности се определя от коефициента на физическа активност (PFA). CFA е съотношението на общата консумация на енергия на ден към стойността на OO. Според този принцип се разграничават 5 групи:

Умствената работа води до незначително (2-3%) увеличение на разхода на енергия в сравнение с пълната почивка, ако не е придружена от движение. Физическата активност и емоционалната възбуда обаче увеличават разходите за енергия (преживяната емоционална възбуда може да доведе до повишаване на метаболизма с 11-19% за няколко дни).

Ежедневният разход на енергия при деца и юноши зависи от възрастта:

6 месеца - 1 g - 800 kcal

1 – 1,5 g - 1300

1,5 – 2 - 1500

14 – 17 (момчета) – 3150

13 - 17 (момичета) – 2750.

До 80-годишна възраст консумацията на енергия намалява (2000-2200 kcal).