Lapse esimene hingetõmme on selle määravad tegurid. Hingamise füsioloogia perinataalsel perioodil

Asjaolu, et kemoretseptorite stiimuliks on hapniku pinge vähenemine vereplasmas, mitte selle kogusisalduse vähenemine veres, tõestavad järgmised L. L. Shiki tähelepanekud. Hemoglobiinisisalduse vähenemisega või selle sidumisel vingugaas hapnikusisaldus veres väheneb järsult, kuid O2 lahustumine vereplasmas ei ole häiritud ja selle pinge plasmas jääb normaalseks. Sel juhul kemoretseptorite ergastamist ei toimu ja hingamine ei muutu, kuigi hapniku transport on järsult häiritud ja koed kogevad hapnikunälg sest hemoglobiiniga ei tarnita neile piisavalt hapnikku. Atmosfäärirõhu langusega, kui hapniku pinge väheneb veres, tekib kemoretseptorite erutus ja hingamine.

Süsinikdioksiidi ülemäärase hingamise ja vere hapnikupinge vähenemise muutuse olemus on erinev. Vere hapniku pinge vähesel langusel täheldatakse hingamisrütmi refleksilist tõusu ja vere süsihappegaasi pinge kergel suurenemisel toimub hingamisliigutuste refleksne süvenemine.

Seega reguleerib hingamiskeskuse tegevust selle mõju suurenenud kontsentratsioon H+ ioonid ja suurenenud CO2 pinge kemoretseptoritel piklik medulla ja karotiid- ja aordikehade kemoretseptoritele, samuti mõju nende veresoonte kemoretseptoritele reflekstsoonid hapniku pinge vähenemine sisse arteriaalne veri.

Vastsündinu esimese hingetõmbe põhjused on seletatav asjaoluga, et emakas toimub loote gaasivahetus nabanööride kaudu, mis on tihedas kontaktis platsentas oleva emaverega. Selle sideme katkemine emaga sünnihetkel toob kaasa hapnikupinge vähenemise ja süsihappegaasi kogunemise loote verre. See ärritab Barcrofti sõnul hingamiskeskust ja viib sissehingamiseni.

Esimese hingetõmbe alguse jaoks on oluline, et embrüonaalne hingamine lakkaks äkki: nabanööri aeglase kinnikiilumisega hingamiskeskus ei eruta ja loode sureb hingegi hingamata.

Samuti tuleb arvestada, et üleminek uutele tingimustele põhjustab vastsündinul mitmete retseptorite ärritust ja impulsside voolamist läbi aferentsete närvide, mis suurendavad kesknärvisüsteemi, sealhulgas hingamiskeskuse erutatavust (I. A. Arshavsky) .

Mehhanoretseptorite väärtus hingamise reguleerimisel. Hingamiskeskus saab aferentseid impulsse mitte ainult kemoretseptoritelt, vaid ka veresoonte refleksogeensete tsoonide pressoretseptoritelt, aga ka kopsude mehhanoretseptoritelt, hingamisteed Ja hingamislihased.

Vaskulaarsete refleksogeensete tsoonide pressoretseptorite mõju seisneb selles, et kehaga seotud isoleeritud unearteri siinuse rõhu tõus on ainult närvikiud mis põhjustab hingamisdepressiooni. See juhtub ka kehas, kui vererõhk. Vastupidi, vererõhu langusega hingamine kiireneb ja süveneb.

Hingamise reguleerimisel on olulised impulsid, mis tulevad hingamiskeskusesse mööda vagusnärve kopsu retseptoritest. Sisse- ja väljahingamise sügavus sõltub suuresti neist. Kopsudest lähtuvate refleksimõjude olemasolu kirjeldasid 1868. aastal Hering ja Breuer ning see pani aluse hingamise refleksse iseregulatsiooni ideele. See väljendub selles, et sissehingamisel tekivad alveoolide seintes paiknevates retseptorites impulsid, mis refleksiivselt pärsivad sissehingamist ja stimuleerivad väljahingamist ning väga terava väljahingamisega, äärmuslik kopsumahu vähenemine, ilmnevad impulsid, mis sisenevad hingamiskeskusesse ja stimuleerivad refleksiivselt sissehingamist. Sellise refleksiregulatsiooni olemasolu annavad tunnistust järgmised faktid:

IN kopsukude alveoolide seintes, st kopsu kõige venivamas osas, on interoretseptorid, mis on ärritust tajuvate vaguse närvi aferentsete kiudude otsad;

Pärast lõikamist vaguse närvid hingamine muutub järsult aeglaseks ja sügavaks;

Kui kopsu pumbatakse ükskõikse gaasiga, näiteks lämmastikuga kohustuslik tingimus vaguse närvide terviklikkus, diafragma lihased ja roietevahelised ruumid lakkavad järsku kokku tõmbumast, hingamine peatub enne tavapärase sügavuse saavutamist; vastupidi, kopsust õhu kunstliku imemise korral toimub diafragma kokkutõmbumine.

Kõigi nende faktide põhjal jõudsid autorid järeldusele, et kopsualveoolide venitamine inspiratsiooni ajal põhjustab kopsuretseptorite ärritust, mille tulemusena muutuvad hingamiskeskusesse saabuvad impulsid mööda vagusnärvide pulmonaalseid harusid. sagedane ja see refleks erutab hingamiskeskuse väljahingamise neuroneid ja põhjustab seetõttu väljahingamist. Seega, nagu kirjutasid Hering ja Breuer, "iga hingetõmme valmistab kopse venitades ette oma lõpu".

Kui ühendate läbilõigatud vagusnärvide perifeersed otsad ostsilloskoobiga, saate registreerida aktsioonipotentsiaalid, mis tekivad kopsude retseptorites ja lähevad mööda vagusnärve kesknärvi. närvisüsteem mitte ainult siis, kui kopsud on täis puhutud, vaid ka siis, kui neist kunstlikult õhku välja imetakse. Loomuliku hingamise korral leitakse sagedased toimevoolud vagusnärvis ainult inspiratsiooni ajal; loomuliku väljahingamise ajal neid ei täheldata (joonis 4).

Joonis 4 - Toimevoolud vagusnärvis kopsukoe venitamisel inspiratsiooni ajal (Adriani järgi) Ülevalt alla: 1 - aferentsed impulsid vagusnärvis: 2 - hingamise salvestamine (sissehingamine - üles, väljahingamine - alla) ; 3 - ajatempel

Järelikult põhjustab kopsude kokkuvarisemine hingamiskeskuse reflektoorset ärritust ainult nii tugeva kompressiooni korral, mida tavalisel, tavalisel väljahingamisel ei juhtu. Seda täheldatakse ainult väga sügav väljahingamine või äkiline kahepoolne pneumotooraks, millele diafragma reageerib reflektoorselt kontraktsiooniga. Loomuliku hingamise ajal ärritatakse vaguse närvi retseptorid ainult siis, kui kopsud on venitatud ja stimuleerivad refleksiivselt väljahingamist.

Hingamise reguleerimises osalevad lisaks kopsude mehhanoretseptoritele ka roietevahelihaste ja diafragma mehhanoretseptorid. Nad erutuvad väljahingamisel venitamisega ja stimuleerivad refleksiivselt sissehingamist (S. I. Franshtein).

Korrelatsioon hingamiskeskuse sissehingamise ja väljahingamise neuronite vahel. Sissehingamise ja väljahingamise neuronite vahel on keerulised vastastikused (konjugeeritud) suhted. See tähendab, et inspiratoorsete neuronite ergastamine pärsib väljahingamise neuroneid ja väljahingamise neuronite ergastamine inhibeerivaid neuroneid. Sellised nähtused on osaliselt tingitud otseste ühenduste olemasolust hingamiskeskuse neuronite vahel, kuid need sõltuvad peamiselt refleksimõjudest ja pneumotaksise keskuse toimimisest.

Hingamiskeskuse neuronite vaheline interaktsioon on praegu kujutatud järgmiselt. Süsinikdioksiidi reflektoorse (kemoretseptorite kaudu) toime tõttu hingamiskeskusele toimub inspiratoorsete neuronite ergastus, mis kandub edasi hingamislihaseid innerveerivatele motoorsetele neuronitele, põhjustades inspiratsiooni. Samal ajal jõuavad inspiratoorsete neuronite impulsid sillas asuvasse pneumotaksise keskusesse ja sealt saabuvad impulsid mööda selle neuronite protsesse pikliku medulla hingamiskeskuse väljahingamise neuronitesse, põhjustades nende neuronite ergutamist. , sissehingamise lõpetamine ja väljahingamise stimuleerimine. Lisaks toimub väljahingamise neuronite ergastamine inspiratsiooni ajal ka refleksiivselt läbi Hering-Breueri refleksi. Pärast vaguse närvide läbilõikamist peatub impulsside sissevool kopsude mehhanoretseptoritest ja väljahingamise neuroneid saavad ergutada ainult pneumotaksise keskpunktist tulevad impulsid. Väljahingamiskeskust ergastav impulss on oluliselt vähenenud ja selle erutus mõnevõrra hilineb. Seetõttu kestab sissehingamine pärast vagusnärvide läbilõikamist palju kauem ja asendub väljahingamisega hiljem kui enne närvide läbilõikamist. Hingamine muutub haruldaseks ja sügavaks.

Hingamiskeskus nimetatakse neuronite kogumiks, mis tagavad hingamisaparaadi aktiivsuse ja kohanemise muutuvate välis- ja sisekeskkond. Neid neuroneid leidub seljaajus, piklikus medullas, sillas, hüpotalamuses ja ajukoores. Peamine struktuur, mis määrab hingamise rütmi ja sügavuse, on piklik medulla, mis saadab impulsse motoorsetele neuronitele. selgroog mis innerveerib hingamislihaseid. Sill, hüpotalamus ja ajukoor kontrollivad ja korrigeerivad pikliku medulla sissehingamise ja väljahingamise neuronite automaatset aktiivsust.

Medulla longata hingamiskeskus on paarismoodustis, mis paikneb sümmeetriliselt rombikujulise lohu põhjas. See koosneb kahest neuronite rühmast: sissehingamine, mis annab sissehingamise, ja väljahingamine, mis tagab väljahingamise. Nende neuronite vahel on vastastikused (konjugeeritud) suhted. See tähendab, et inspiratoorsete neuronite ergastusega kaasneb väljahingamisneuronite pärssimine ja vastupidi, väljahingamisneuronite ergastamine kombineeritakse sissehingamise neuronite inhibeerimisega. Diafragmat innerveerivad motoneuronid asuvad III-IV emakakaela segmentides, innerveerivad roietevahelisi hingamislihaseid - III-XN-is. rindkere segmendid selgroog.

Hingamiskeskus on väga tundlik liigsele süsinikdioksiidile, mis on selle peamine looduslik põhjustaja. Sel juhul mõjub liigne CO 2 hingamisteede neuronitele nii otse (vere kui ka tserebrospinaalvedelik) ja refleksiivselt (kemoretseptorite kaudu veresoonte voodi ja medulla oblongata).

CO 2 roll hingamise reguleerimisel selgub 5-7% CO 2 sisaldavate gaasisegude sissehingamisel. Samal ajal on tõus kopsude ventilatsioon 6-8 korda. Sellepärast, kui hingamiskeskuse funktsioon on alla surutud ja hingamine seiskub, on kõige tõhusam mitte puhta O 2, vaid süsivesiku sissehingamine, s.t. 5-7% CO 2 ja 95-93% O 2 segud. Suurenenud sisu ja hapniku pinge keskkonnas, veres ja keha kudedes (hüperoksia) võib põhjustada hingamiskeskuse depressiooni.

Pärast eelnevat hüperventilatsiooni, s.o. meelevaldselt suurendades hingamise sügavust ja sagedust, võib tavaline 40-sekundiline hingetõmbeaeg pikeneda 3-3,5 minutini, mis ei viita mitte ainult hapniku hulga suurenemisele kopsudes, vaid ka CO 2 vähenemisele veres ja hingamiskeskuse erutuse vähenemine kuni hingamise seiskumiseni. Lihasetöö käigus kudedes ja veres suureneb piimhappe, CO2 hulk, mis on võimsad stimulandid hingamiskeskus. CO 2 pinge langusega arteriaalses veres (hüpokseemia) kaasneb kopsude ventilatsiooni suurenemine (kõrgusele ronimisel, kopsupatoloogiaga).

Vastsündinu esimese hingetõmbe mehhanism

Pärast nabanööri ligeerimist peatub sündinud lapsel gaasivahetus nabanööride kaudu, mis on kontaktis platsentas oleva ema verega. Süsinikdioksiid koguneb vastsündinu verre, mis sarnaselt hapnikupuudusega erutab humoraalselt tema hingamiskeskust ja põhjustab esimese hingetõmbe.

Hingamise refleksregulatsioon Seda teostavad pidevad ja mittepüsivad refleksmõjud hingamiskeskuse funktsioonile.

Püsiv refleks mõjud tekivad järgmiste retseptorite ärrituse tagajärjel:

1) alveolaarsed mehhanoretseptorid - refleks E. Hering - I. Breuer;

2) mehhanoretseptorid kopsujuur ja pleura - pleuropulmonaarne refleks;

3) unearteri siinuste kemoretseptorid - K. Heimansi refleks;

4) hingamislihaste proprioretseptorid.

Refleks E. Göring – I. Breuer Seda nimetatakse sissehingamise pärssimise refleksiks, kui kopsud on venitatud. Selle olemus: sissehingamisel tekivad kopsudes impulsid, mis pärsivad reflektoorselt sissehingamist ja stimuleerivad väljahingamist, väljahingamisel aga refleksiivselt sissehingamist stimuleerivad impulsid. See on põhimõtte järgi reguleerimise näide tagasisidet. Vagusnärvide läbilõikamine lülitab selle refleksi välja, hingamine muutub haruldaseks ja sügavaks. Seljaaju loomal, kelle seljaaju lõigati pärast kadumist pikliku piiril seljaaju šokk hingamine ja kehatemperatuur ei taastu üldse.

Pleuropulmonaarne refleks tekib siis, kui kopsude ja pleura mehhanoretseptorid on viimaste venitamisel erutatud. Lõppkokkuvõttes muudab see hingamislihaste toonust, suurendades või vähendades kopsude hingamismahtu.

Refleks K. Heimans seisneb hingamisliigutuste refleksi suurenemises koos CO 2 pinge suurenemisega verepesus

unised siinused.

Hingamiskeskus saab pidevalt hingamislihaste proprioretseptoritelt närviimpulsse, mis sissehingamisel pärsivad inspiratoorsete neuronite tegevust ja aitavad kaasa väljahingamise algusele.

Vahelduvad refleksmõjud Hingamiskeskuse aktiivsust seostatakse välis- ja interoretseptorite ergastamisega:

ülemiste hingamisteede limaskestad;

temperatuur ja valu retseptorid nahk;

proprioretseptorid skeletilihased.

Näiteks ammoniaagi, kloori, suitsu jms sissehingamisel. täheldatud häälehääliku refleksspasm ja hinge kinnipidamine; koos tolmuga nina limaskesta ärritusega - aevastamine; kõri, hingetoru, bronhide köha.

Reguleerimises osaleb aktiivselt ajukoor, mis saadab impulsse hingamiskeskusesse normaalne hingamine. Tänu ajukoorele kohandatakse hingamine rääkimisel, laulmisel, sportimisel, töötegevus isik. Ta osaleb konditsioneeritud hingamisreflekside väljatöötamises, hingamise muutustes sugestiooni ajal jne. Näiteks kui hüpnootilises unes olevale inimesele tehakse ettepanek, et ta teeb rasket füüsiline töö, hingamine intensiivistub, hoolimata asjaolust, et ta püsib jätkuvalt täielikus füüsilises puhkeolekus.

ILLUSTRATSIOONID

joonis 218

joonis 219

joonis 220

joonis 221

joonis 222

joonis 223

joonis 224

joonis 225

joonis 226

joonis 227

joonis 228

joonis 229

joonis 230

joonis 231

joonis 232

joonis 233

joonis 234

joonis 235

joonis 236

Kontrollküsimused

1. Ülevaade hingamissüsteem. Hingamise tähendus.

2. Ninaõõs.

3. Kõri.

4. Hingetoru ja bronhid.

5. Kopsude ja rinnakelme ehitus.

6. Hingamistsükkel. Sisse- ja väljahingamise mehhanismid.

7. Kopsumahud. Kopsu ventilatsioon.

8. Gaasivahetus kopsudes ja hapniku transport ning süsinikdioksiid veri.

9. Hingamiskeskus ja hingamise reguleerimise mehhanismid.

Vastsündinu esimese hingamise mehhanism.

HINGAMISKESKUS.

Reguleeritakse sisse- ja väljahingamise rütmilist järjestust, samuti hingamisliigutuste iseloomu muutumist olenevalt keha seisundist. hingamiskeskus asub medulla piklikus.

Hingamiskeskuses on kaks neuronite rühma: inspireeriv Ja väljahingatav. Kui inspiratsiooni pakkuvad inspiratoorsed neuronid on erutatud, inhibeeritakse väljahingamise närvirakkude aktiivsust ja vastupidi.

Aju silla ülaosas ( pons) asub pneumotaksiline keskus, mis juhib allpool paiknevate sisse- ja väljahingamiskeskuste tegevust ning tagab hingamisliigutuste tsüklite õige vaheldumise.

Hingamiskeskus, mis asub medulla oblongata, saadab impulsse seljaaju motoorsed neuronid mis innerveerib hingamislihaseid. Diafragmat innerveerivad tasemel paiknevate motoorsete neuronite aksonid III-IV emakakaela segmendid selgroog. Motoorsed neuronid, mille protsessid moodustavad roietevahelisi lihaseid innerveerivaid interkostaalseid närve, paiknevad rindkere segmentide eesmistes sarvedes (III-XII). selgroog.

Hingamiskeskuse tegevuse reguleerimine.

Hingamiskeskuse aktiivsuse reguleerimine toimub humoraalsete, refleksmehhanismide ja närviimpulsid mis tulevad aju katvatest osadest.

humoraalsed mehhanismid. Hingamiskeskuse neuronite aktiivsuse spetsiifiline regulaator on süsinikdioksiid, mis mõjub otseselt ja kaudselt hingamisteede neuronitele. Medulla oblongata retikulaarses moodustises hingamiskeskuse lähedal, samuti unearteri siinuste ja aordikaare piirkonnas kemoretseptorid tundlik süsinikdioksiidi suhtes. Süsinikdioksiidi pinge suurenemisega veres erutuvad kemoretseptorid ja närviimpulsid jõuavad inspiratoorsetesse neuronitesse, mis viib nende aktiivsuse suurenemiseni.

Süsinikdioksiid suurendab ajukoore neuronite erutatavust. CGM-rakud omakorda stimuleerivad hingamiskeskuse neuronite aktiivsust.

Süsinikdioksiidi ja hapniku optimaalse taseme korral veres, hingamisteede liigutused peegeldades mõõdukas aste hingamiskeskuse neuronite ergastamine. Neid rindkere hingamisliigutusi nimetatakse epnea.

Süsinikdioksiidi liig ja hapnikupuudus veres suurendavad hingamiskeskuse aktiivsust, mis põhjustab sagedaste ja sügavate hingamisliigutuste esinemist - hüperpnoe. Süsinikdioksiidi sisalduse veelgi suurem suurenemine veres põhjustab hingamisrütmi rikkumist ja õhupuuduse ilmnemist - hingeldus. Süsinikdioksiidi kontsentratsiooni langus ja hapniku liig veres pärsivad hingamiskeskuse tegevust. Sel juhul muutub hingamine pinnapealseks, haruldaseks ja võib seiskuda - apnoe.

Vastsündinu esimese hingamise mehhanism.

Ema kehas toimub loote gaasivahetus nabanööri kaudu. Pärast lapse sündi ja platsenta eraldumist see suhe katkeb. Ainevahetusprotsessid vastsündinu kehas toovad kaasa süsihappegaasi moodustumise ja kogunemise, mis sarnaselt hapnikupuudusega erutab humoraalselt hingamiskeskust. Lisaks toob lapse eksistentsi tingimuste muutumine kaasa ekstero- ja proprioretseptorite ergutamise, mis on ka üks vastsündinu esimese hingetõmbe rakendamise mehhanisme.

refleksmehhanismid.

Eristama püsiv ja mittepüsiv (episoodiline) refleks mõjutab hingamiskeskuse funktsionaalset seisundit.

Püsivad refleksimõjud tekkida alveolaarsete retseptorite ärrituse tagajärjel ( Hering-Breueri refleks ), kopsujuur ja rinnakelme ( kopsurefleks ), aordikaare ja unearteri siinuste kemoretseptorid ( heimansi refleks ), hingamislihaste proprioretseptorid.

Kõige olulisem refleks on Hering-Breueri refleks. Kopsu alveoolid sisaldavad venitus- ja kokkutõmbumismehhanoretseptoreid, mis on vagusnärvi tundlikud närvilõpmed. Igasugune kopsualveoolide mahu suurenemine erutab neid retseptoreid.

Hering-Breueri refleks on üks hingamisprotsessi iseregulatsiooni mehhanisme, mis muudab sisse- ja väljahingamise toiminguid. Alveoolide venitamisel inspiratsiooni ajal lähevad närviimpulsid mööda vagusnärvi venitusretseptoritest väljahingamise neuronitesse, mis erutatuna inhibeerivad inspiratoorsete neuronite aktiivsust, mis viib passiivse väljahingamiseni. Kopsualveoolid vajuvad kokku ja venitusretseptorite närviimpulsid ei jõua enam väljahingamise neuroniteni. Nende aktiivsus langeb, mis loob tingimused hingamiskeskuse sissehingatava osa erutatavuse suurendamiseks ja aktiivse inspiratsiooni rakendamiseks..

Lisaks suureneb inspiratoorsete neuronite aktiivsus süsihappegaasi kontsentratsiooni suurenemisega veres, mis aitab kaasa ka inspiratsiooni avaldumisele.

Pulmotorakulaarne refleks tekib siis, kui ergastus retseptorid varjatud kopsukoes ja pleura. See refleks ilmneb kopsude ja pleura venitamisel. Refleksikaar sulgub seljaaju kaela- ja rindkere segmentide tasemel.

Hingamiskeskus võtab pidevalt vastu närviimpulsid hingamislihaste proprioretseptorid. Sissehingamisel erutuvad hingamislihaste proprioretseptorid ja nendest tulevad närviimpulsid sisenevad hingamiskeskuse sissehingatavasse ossa. Närviimpulsside mõjul pärsitakse sissehingatavate neuronite aktiivsust, mis aitab kaasa väljahingamise algusele.

Vahelduvad refleksmõjud hingamisteede neuronite aktiivsust seostatakse ergastamisega mitmesugused välis- ja interoretseptorid . Nende hulka kuuluvad refleksid, mis tekivad ülemiste hingamisteede limaskesta retseptorite, nina limaskesta, ninaneelu, naha temperatuuri- ja valuretseptorite, skeletilihaste proprioretseptorite ärritusest. Näiteks ammoniaagi, kloori, vääveldioksiidi, tubakasuitsu ja mõnede muude ainete aurude äkilise sissehingamise korral tekib nina, neelu, kõri limaskesta retseptorite ärritus, mis põhjustab refleksi spasmi. Glottis ja mõnikord isegi bronhide lihased ja reflektoorne hinge kinnipidamine.

Kui hingamisteede epiteeli ärritab kogunenud tolm, lima, aga ka keemilised ärritajad ja võõrkehad, täheldatakse aevastamist ja köhimist. Aevastamine tekib siis, kui nina limaskesta retseptorid on ärritunud, köha tekib siis, kui kõri, hingetoru ja bronhide retseptorid on erutatud.

Ajukoore rakkude mõju hingamiskeskuse aktiivsusele.

M. V. Sergievsky sõnul on hingamiskeskuse aktiivsuse reguleerimine esindatud kolme tasemega.

Esimene reguleerimise tase- selgroog. Siin on phrenic ja interkostaalsete närvide keskused, mis põhjustavad hingamislihaste kokkutõmbumist.

Teine reguleerimise tase- medulla. Siin asub hingamiskeskus. See reguleerimise tase tagab rütmilise muutuse hingamisfaasides ja spinaalsete motoorsete neuronite aktiivsuses, mille aksonid innerveerivad hingamislihaseid.

Kolmas reguleerimise tase- aju ülemised osad, sealhulgas kortikaalsed neuronid. Ainult ajukoore osalusel on võimalik hingamissüsteemi reaktsioone adekvaatselt kohandada muutuvate keskkonnatingimustega.

HINGAMINE FÜÜSILISE KOORMUSE AJAL.

Treenitud inimestel, kellel on intensiivne lihastöö, suureneb kopsuventilatsiooni maht 50-100 l / min võrreldes 5-8 liitriga suhtelise füsioloogilise puhkeolekus. Hingamise minutimahu suurenemine kehaline aktiivsus seotud hingamisliigutuste sügavuse ja sageduse suurenemisega. Samal ajal muutub treenitud inimestel peamiselt hingamise sügavus, treenimata inimestel - hingamisliigutuste sagedus.

Füüsilise tegevuse käigus suureneb süsihappegaasi ja piimhappe kontsentratsioon veres ja kudedes, mis stimuleerivad hingamiskeskuse neuroneid nii humoraalsel teel kui ka veresoonte refleksogeensetest tsoonidest tulevate närviimpulsside tõttu. Lõpuks tagab hingamiskeskuse neuronite aktiivsuse närviimpulsside voog, mis tulevad ajukoore rakkudest, mis on väga tundlikud hapnikupuuduse ja süsihappegaasi liigsuse suhtes.

Samal ajal tekivad adaptiivsed reaktsioonid südame-veresoonkonnas süsteem. Südame kontraktsioonide sagedus ja tugevus suurenevad, vererõhk tõuseb, töötavate lihaste veresooned laienevad ja teiste piirkondade veresooned ahenevad.

Seega tagab hingamissüsteem organismi kasvava hapnikuvajaduse. Uuele funktsionaalsele tasemele taastuv vereringe- ja veresüsteem aitavad kaasa hapniku transportimisele kudedesse ja süsihappegaasi transpordile kopsudesse.

Emakasisesel arenguperioodil ei ole kopsud organ väline hingamine lootele, seda funktsiooni täidab platsenta. Kuid juba ammu enne sündi ilmnevad hingamisliigutused, mis on selleks vajalikud normaalne areng kopsud. Kopsud täidetakse enne ventileerimist vedelikuga (umbes 100 ml).

Sünnitus põhjustab järske muutusi hingamiskeskuse seisundis, mis toob kaasa ventilatsiooni alguse. Esimene hingetõmme toimub 15-70 sekundit pärast sündi, tavaliselt pärast nabanööri kinnihoidmist, mõnikord enne seda, s.o. kohe pärast sündi. Esimest hingetõmmet stimuleerivad tegurid:

1) Humoraalsete hingamisteede ärritajate olemasolu veres: CO 2, H + ja O 2 puudumine. Sünnituse ajal, eriti pärast nabanööri sidumist, suureneb CO 2 pinge ja H + kontsentratsioon, intensiivistub hüpoksia. Kuid hüperkapnia, atsidoos ja hüpoksia üksi ei seleta esimese hingetõmbe algust. Võimalik, et vastsündinutel võib väike hüpoksia tase ergutada hingamiskeskust, toimides otse ajukoele.

2) Sama oluline tegur, mis stimuleerib esimest hingetõmmet, on aferentsete impulsside voolu järsk suurenemine naha retseptoritelt (külm, taktiilsed), proprioretseptorid, vestibuloretseptorid, mis ilmneb sünnituse ajal ja vahetult pärast sündi. Need impulsid aktiveerivad ajutüve retikulaarset moodustumist, mis suurendab hingamiskeskuse neuronite erutatavust.

3) Stimuleeriv tegur on hingamiskeskuse pärssimise allikate kõrvaldamine. Ninasõõrmetes paiknevate retseptorite ärritus vedelikuga pärsib tugevalt hingamist ("sukelduja" refleks). Seetõttu kohe lootepea sünnil alates sünnikanal, sünnitusarstid eemaldavad hingamisteedest lima ja lootevett.

Seega on esimese hingetõmbe esinemine selle tagajärg samaaegne tegevus mitmeid tegureid.

Vastsündinu esimest hingetõmmet iseloomustab tugev erutus sissehingatavad lihased, eriti diafragma. 85% juhtudest on esimene hingetõmme sügavam kui järgnevad hingetõmbed, esimene hingetõmmetsükkel on pikem. edasi minema tugev langus intrapleuraalne rõhk. See on vajalik hingamisteedes oleva vedeliku ja nende seina vahelise hõõrdejõu ületamiseks, samuti alveoolide pindpinevuse ületamiseks vedeliku ja õhu liideses pärast õhu sisenemist. Esimese hingetõmbe kestus on 0,1–0,4 sekundit ja väljahingamine keskmiselt 3,8 sekundit. Väljahingamine toimub kitsendatud glottise taustal ja sellega kaasneb nutt. Väljahingatava õhu maht on väiksem kui sissehingatavas, mis tagab FRC moodustumise alguse. FRC suureneb hingeõhust hinge. Kopsude õhutamine lõpeb tavaliselt 2-4 päeva pärast sündi. FOE selles vanuses on umbes 100 ml. Aeratsiooni algusega hakkab toimima kopsuvereringe. Alveoolidesse jäänud vedelik imendub vereringesse ja lümfi.

Vastsündinutel on ribid vähem kaldu kui täiskasvanutel, mistõttu on roietevaheliste lihaste kokkutõmbed mahu muutmisel vähem tõhusad. rindkere õõnsus. rahulik hingamine vastsündinutel on see diafragmaatiline, sissehingamislihased töötavad ainult nutu ja õhupuuduse korral.

Vastsündinud hingavad alati läbi nina. Hingamissagedus vahetult pärast sündi on keskmiselt umbes 40 minutis. hingamisteed vastsündinud on kitsad, nende aerodünaamiline takistus on 8 korda suurem kui täiskasvanutel. Kopsud on veidi venitatavad, kuid rinnaõõne seinte vastavus on kõrge, mistõttu kopsude elastse tagasilöögi väärtused on madalad. Vastsündinuid iseloomustab suhteliselt väike sissehingamise reservmaht ja suhteliselt suur väljahingamise reservmaht. Vastsündinute hingamine on ebaregulaarne, seeria sagedane hingamine vaheldumisi harvem, 1-2 korda 1 minuti jooksul on sügavad ohked. Võib tekkida hinge kinnipidamine väljahingamisel (apnoe) kuni 3 sekundit või kauem. Enneaegsetel imikutel võib tekkida Cheyne-Stokesi hingamine. Hingamiskeskuse tegevus on kooskõlastatud imemis- ja neelamiskeskuste tegevusega. Toitmisel vastab hingamissagedus tavaliselt imemisliigutuste sagedusele.

Vanuse muutused hingamine:

Pärast sündi, kuni 7-8 aastat, toimuvad diferentseerumisprotsessid. bronhipuu ja alveoolide arvu suurenemine (eriti esimesel kolmel aastal). IN noorukieas esineb alveoolide mahu suurenemine.

Hingamise minutimaht suureneb koos vanusega peaaegu 10 korda. Aga lastele üldiselt on see tüüpiline kõrge tase kopsude ventilatsioon kehamassiühiku kohta (suhteline MOD). Hingamissagedus väheneb koos vanusega, eriti esimesel aastal pärast sündi. Vanusega muutub hingamisrütm stabiilsemaks. Lastel on sisse- ja väljahingamise kestus peaaegu võrdne. Väljahingamise kestuse pikenemine toimub enamikul inimestel noorukieas.

Vanusega paraneb hingamiskeskuse aktiivsus, arenevad mehhanismid, mis annavad selge muutuse hingamisfaasid. Järk-järgult kujuneb laste võime hingamist vabatahtlikult reguleerida. Alates esimese eluaasta lõpust on hingamine kaasatud kõnefunktsiooni.

Emakasisesel arenguperioodil ei ole kopsud loote välise hingamise organ, seda funktsiooni täidab platsenta. Kuid juba ammu enne sündi tekivad hingamisliigutused, mis on vajalikud kopsude normaalseks arenguks. Kopsud täidetakse enne ventileerimist vedelikuga (umbes 100 ml).

Sünnitus põhjustab järske muutusi hingamiskeskuse seisundis, mis toob kaasa ventilatsiooni alguse. Esimene hingetõmme toimub 15-70 sekundit pärast sündi, tavaliselt pärast nabanööri kinnihoidmist, mõnikord enne seda, s.o. kohe pärast sündi.

Esimest hingetõmmet stimuleerivad tegurid:

Humoraalsete hingamisteede ärritajate olemasolu veres: CO 2, H + ja O 2 puudumine. Sünnituse ajal, eriti pärast nabanööri sidumist, suureneb CO 2 pinge ja H + kontsentratsioon, intensiivistub hüpoksia. Kuid hüperkapnia, atsidoos ja hüpoksia üksi ei seleta esimese hingetõmbe algust. Võimalik, et vastsündinutel võib väike hüpoksia tase ergutada hingamiskeskust, toimides otse ajukoele.

Sama oluline tegur, mis stimuleerib esimest hingetõmmet, on naha retseptorite (külm, puutetundlik), proprioretseptorite, vestibuloretseptorite aferentsete impulsside voolu järsk suurenemine, mis ilmneb sünnituse ajal ja vahetult pärast sündi. Need impulsid aktiveerivad ajutüve retikulaarset moodustumist, mis suurendab hingamiskeskuse neuronite erutatavust.

Stimuleeriv tegur on hingamiskeskuse pärssimise allikate kõrvaldamine. Ninasõõrmetes paiknevate retseptorite ärritus vedelikuga pärsib tugevalt hingamist ("sukelduja" refleks). Seetõttu eemaldavad sünnitusarstid kohe sünnitusteedest lootepea sündimisel hingamisteedest lima ja lootevee.

Seega on esimese hingetõmbe tekkimine mitmete tegurite samaaegse toime tulemus.

Vastsündinu esimest hingetõmmet iseloomustab sissehingamislihaste, eelkõige diafragma tugev erutus. 85% juhtudest on esimene hingetõmme sügavam ja esimene hingetõmme pikem kui järgnevad hingetõmbed. Esineb intrapleuraalse rõhu tugev langus. See on vajalik hingamisteedes oleva vedeliku ja nende seina vahelise hõõrdejõu ületamiseks, samuti alveoolide pindpinevuse ületamiseks vedeliku ja õhu liideses pärast õhu sisenemist. Esimese hingetõmbe kestus on 0,1–0,4 sekundit ja väljahingamine keskmiselt 3,8 sekundit. Väljahingamine toimub kitsendatud glottise taustal ja sellega kaasneb nutt. Väljahingatava õhu maht on väiksem kui sissehingatavas, mis tagab FRC moodustumise alguse. FRC suureneb hingeõhust hinge. Kopsude õhutamine lõpeb tavaliselt 2-4 päeva pärast sündi. FOE selles vanuses on umbes 100 ml. Aeratsiooni algusega hakkab toimima kopsuvereringe. Alveoolidesse jäänud vedelik imendub vereringesse ja lümfi.

Vastsündinutel on ribid vähem kaldu kui täiskasvanutel, mistõttu on roietevaheliste lihaste kokkutõmbed rinnaõõne mahu muutmisel vähem tõhusad. Vastsündinute rahulik hingamine on diafragmaatiline, sissehingamise lihased töötavad ainult nutu ja õhupuuduse korral.

Vastsündinud hingavad alati läbi nina. Hingamissagedus vahetult pärast sündi on keskmiselt umbes 40 minutis. Vastsündinute hingamisteed on kitsad, nende aerodünaamiline takistus on 8 korda suurem kui täiskasvanutel. Kopsud on halvasti venitatavad, kuid rinnaõõne seinte vastavus on kõrge, mistõttu kopsude elastse tagasilöögi väärtused on madalad. Vastsündinuid iseloomustab suhteliselt väike sissehingamise reservmaht ja suhteliselt suur väljahingamise reservmaht. Vastsündinute hingamine on ebaregulaarne, sagedaste hingetõmmete jada vaheldub haruldasemate hingetõmmetega, sügavaid hingetõmbeid esineb 1-2 korda minutis. Võib tekkida hinge kinnipidamine väljahingamisel (apnoe) kuni 3 sekundit või kauem. Enneaegsetel vastsündinutel võib tekkida Cheyne-Stokesi hingamine. Hingamiskeskuse tegevus on kooskõlastatud imemis- ja neelamiskeskuste tegevusega. Toitmisel vastab hingamissagedus tavaliselt imemisliigutuste sagedusele.

Vanusega seotud muutused hingamises:

Pärast sündi, kuni 7-8 aastat, toimuvad bronhipuu diferentseerumisprotsessid ja alveoolide arvu suurenemine (eriti esimesel kolmel aastal). Noorukieas suureneb alveoolide maht.

Hingamise minutimaht suureneb koos vanusega peaaegu 10 korda. Kuid üldiselt iseloomustab lapsi kopsude ventilatsiooni kõrge tase kehamassiühiku kohta (suhteline MOD). Hingamissagedus väheneb koos vanusega, eriti esimesel aastal pärast sündi. Vanusega muutub hingamisrütm stabiilsemaks. Lastel on sisse- ja väljahingamise kestus peaaegu võrdne. Väljahingamise kestuse pikenemine toimub enamikul inimestel noorukieas.

Vanusega paraneb hingamiskeskuse aktiivsus, arenevad mehhanismid, mis annavad selge muutuse hingamisfaasides. Järk-järgult kujuneb laste võime hingamist vabatahtlikult reguleerida. Alates esimese eluaasta lõpust on hingamine kaasatud kõnefunktsiooni.

8.7. ORGANISMIS AINEVAHETUSE JA ENERGIA MUUNDUMISE UURINGUD

Ainevahetus kehas on omavahel seotud energia muundamisega. Toiduga kaasas olevate komplekssete orgaaniliste ühendite potentsiaalne energia muundatakse soojus-, mehaaniliseks ja elektrienergiaks. Energiat kulutatakse mitte ainult kehatemperatuuri hoidmiseks ja töö tegemiseks, vaid ka rakkude struktuurielementide taasloomiseks, nende elutegevuse, keha kasvu ja arengu tagamiseks.

Soojuse teke kehas on 2-faasiline. Valkude, rasvade ja süsivesikute oksüdatsiooni käigus muundub suurem osa energiast soojuseks (primaarsoojus) ning väiksem osa kulub ATP sünteesiks, s.o. akumuleerimiseks makroergilistes võlakirjades. Süsivesikute oksüdeerimisel hajub 77,3% glükoosi keemilise sideme energiast soojusena ja 22,7% läheb ATP sünteesiks. ATP-sse kogunenud energiat kasutatakse edasi mehaaniliseks tööks, elektrilisteks protsessideks ning lõpuks muutub see ka soojuseks (sekundaarne soojus). Seega on kehas tekkiv soojushulk bioloogilise oksüdatsiooni läbinud keemiliste sidemete koguenergia mõõt. Kehas tekkivat energiat saab väljendada soojusühikutes – kalorites või džaulides.

Keha energiatootmisprotsesside uurimiseks kasutavad nad: otsest kalorimeetriat, kaudset kalorimeetriat ja üldainevahetuse uurimist.

Otsene kalorimeetria põhineb keha eraldatud soojuse otsesel arvestamisel. Biokalorimeeter on suletud ja hästi isoleeritud väliskeskkond kamber, kuhu tarnitakse O 2 ning absorbeeritakse üleliigne CO 2 ja aurud. Vesi ringleb läbi torude. Inimese või looma poolt kambris eralduv soojus soojendab ringlevat vett, mis võimaldab arvutada uuritava organismi poolt eralduva soojushulga voolava vee hulgast ja selle temperatuuri muutusest.

Sest soojuse teket kehas tagavad oksüdatiivsed protsessid, see on võimalik kaudne kalorimeetria, st. kaudne, kaudne soojuse tekke määramine gaasivahetuse teel - tarbitud O 2 ja eraldunud CO 2 arvestamine koos järgneva soojustoodangu arvutamisega.

Gaasivahetuse pikaajalisteks uuringuteks kasutatakse spetsiaalseid hingamiskambreid ( suletud teed kaudne kalorimeetria) - näiteks Šaternikovi hingamisaparaat. Gaasivahetuse lühiajaline määramine toimub mittekambriliste meetoditega (kaudse kalorimeetria avatud meetodid).

Douglas-Haldane'i meetod on kõige levinum. Mõne minuti jooksul koguge väljahingatav õhk õhukindlast riidest kotti (Douglase kott). Seejärel mõõtke väljahingatavas õhus oleva õhu mahtu ja määrake selles sisalduva O 2 ja CO 2 hulk.

Respiratoorne koefitsient (RC) on vabanenud CO 2 mahu ja neeldunud O 2 mahu suhe.

DC süsivesikute, valkude ja rasvade oksüdatsiooni ajal on erinev. Iga sellise aine 1 g oksüdeerimiseks on vaja erinevat kogust O 2 ja sellega kaasneb erinev soojushulk.

Kui süsivesikud on oksüdeeritud, on DC = 1. Näiteks glükoosi oksüdatsiooni tulemus: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 \u003d 6CO 2 + 6H 2 O. Moodustunud CO 2 molekulide arv on võrdne tarbitud O 2 molekulide arvuga. Ja võrdne arv gaasimolekule, samal temperatuuril ja samal rõhul, hõivab sama ruumala (Avogadro-Gerardi seadus).

Valkude oksüdatsiooni ajal DC = 0,8; rasv DC = 0,7. Kui inimene on standardtingimustes segatoidul, on DC = 0,85–0,86.

Hapniku kalorite ekvivalent(CEC) ehk hapniku kalorikulu on soojushulk, mille organism eraldub pärast 1 liitri hapniku tarbimist.

See indikaator sõltub alalisvoolust ja määratakse spetsiaalsete tabelite järgi, kus iga alalisvoolu väärtus vastab hapniku kalorikulu teatud väärtusele. Näiteks: DC=0,8; KS = 4,801 kcal. DC=0,9; KS = 4,924.

Seega teisendatakse gaasianalüüsi andmed soojusühikuteks.

Pärast ajaühikus (päev, tund, minut) tarbitud hapniku mahu kindlaksmääramist saab võimalikuks määrata selle aja jooksul keha poolt vabanenud soojushulk (CEC korrutatuna tarbitud hapniku mahuga).

Töö ajal alalisvool tõuseb ja enamasti läheneb 1. See on tingitud asjaolust, et intensiivse lihastöö ajal on peamiseks energiaallikaks süsivesikute oksüdatsioon. Pärast töö lõpetamist DC esmalt tõuseb, seejärel järsult väheneb ja alles 30-50 minuti pärast normaliseerub. Need treeningujärgsed alalisvoolu muutused ei kajasta tegelikku seost praegu kasutatava hapniku ja vabaneva CO 2 vahel.

Taastumisperioodi alguses alalisvool tõuseb seetõttu, et töö ajal koguneb lihastesse piimhape, mille oksüdeerimiseks ei jätkunud hapnikku (hapnikuvõlg). Piimhape siseneb verre ja tõrjub vesinikkarbonaatidest välja CO 2, lisades aluseid. Tänu sellele muutub eralduva CO 2 hulk rohkem kogust aastal tekkis CO 2 Sel hetkel kudedes.

Vastupidine pilt ilmneb hiljem, kui piimhape kaob järk-järgult verest. Üks osa sellest oksüdeerub, teine ​​sünteesitakse uuesti glükogeeniks, kolmas eritub higi ja uriiniga. Piimhappe koguse vähenemisel eralduvad alused. Alused seovad CO 2 ja moodustavad vesinikkarbonaate. Seetõttu langeb alalisvoolu kudedest tuleva CO 2 peetuse tõttu veres.

Uuring brutovahetus- see on pikaajaline (päevane) gaasivahetuse määramine, mis võimaldab mitte ainult leida keha soojuse tootmist, vaid ka lahendada küsimust, millised ained soojuse tekke tõttu oksüdeerusid. Selleks määratakse lisaks kasutatavale hapnikule ja eralduvale CO 2-le uriiniga erituv lämmastik (6,25 g valgus sisaldab 1 g lämmastikku) ja süsinik (valgud sisaldavad ligikaudu 53% süsinikku).

BX(OO) on indikaator, mis peegeldab energiaprotsesside taset standardtingimustes, mis on võimalikult lähedased keha funktsionaalse puhkeolekule.

Energiakulu RO tingimustes on seotud rakkude eluks vajalike oksüdatiivsete protsesside minimaalse taseme säilitamisega ning pidevalt töötavate organite ja süsteemide - hingamislihaste, südame, neerude, maksa - aktiivsusega, lihastoonuse säilitamisega. Soojusenergia vabanemine nende protsesside käigus tagab kehatemperatuuri säilitamiseks vajaliku soojuse tootmise.

5 tingimust TOE määratlemiseks.

Aeg. Uuring viiakse läbi hommikul kuni 9 tundi pärast magamist.

Tühja kõhuga (12-16 tundi pärast sööki), kuna toidu tarbimine ja toime põhjustab energiaprotsesside intensiivistumist (toidu spetsiifiline dünaamiline mõju). SDDP püsib mitu tundi. Valgutoiduga kiireneb ainevahetus 30%, rasvade ja süsivesikute puhul 14-15%.

Mugavustemperatuur toas: 18-20 kraadi C. (temperatuur, õhurõhk, õhuniiskus jne võivad mõjutada oksüdatiivsete protsesside intensiivsust).

Uuring viiakse läbi lamades, s.o. lihaste puhkeseisundis.

Esialgu on välistatud energiaprotsesse mõjutavate farmakoloogiliste preparaatide, samuti narkootiliste ainete tarbimine.

Nendel tingimustel on tervel inimesel RO 1600 kuni 1800 kcal päevas, olenevalt: 1. Vanusest, 2. Suust, 3 Kehakaalust (kaalust), 4. Pikusest.

OO valemid ja tabelid on suure hulga uuritud keskmised andmed terved inimesed erinev sugu, vanus, kehakaal ja pikkus. Lubatud kõikumised - 10%.

Kilpnäärme liigse funktsiooni korral täheldatakse ebaproportsionaalselt kõrgeid RO väärtusi. RO vähenemine toimub kilpnäärme (mükseem), hüpofüüsi ja sugunäärmete puudulikkuse korral.

RO intensiivsus, ümber arvutatuna 1 kg kehakaalu kohta, on lastel palju suurem kui täiskasvanutel. 20-40-aastase inimese OO väärtus püsib üsna ühtlasel tasemel. Vanemas eas RO väheneb.

Pinna reegel- soojavereliste loomade energiakulu on võrdeline keha pinnaga.

Kui arvutada ümber RO intensiivsus 1 kg kehakaalu kohta, siis selgub, et erinevatel loomaliikidel ja isegi erineva kehakaalu ja pikkusega inimestel on see näitaja väga erinev. Kui arvutada ümber RO intensiivsus 1 m 2 kehapinna kohta, siis saadud tulemused ei erine nii järsult.

See reegel on suhteline. Kahel inimesel, kellel on sama kehapind, võib ainevahetus oluliselt erineda. Oksüdatiivsete protsesside taset ei määra mitte niivõrd soojusülekanne keha pinnalt, vaid soojuse tootmine, mis sõltub loomaliigi bioloogilistest omadustest ja organismi seisundist, mis on tingitud keha aktiivsusest. närvi-, endokriin- ja muud süsteemid.

Energiavahetus füüsilise töö ajal.

Lihastöö suurendab oluliselt energiakulu, seega ületab päevane energiakulu oluliselt RO väärtust. See kasv tähendab töö suurenemist. See on seda suurem, seda intensiivsem on lihaste töö.

Erinevate füüsiliste tegevuste energiakulu määra määrab kehalise aktiivsuse koefitsient (CFA). CFA - kogu energiatarbimise suhe päevas ja RO väärtuses. Selle põhimõtte kohaselt eristatakse 5 rühma:

Vaimne töö põhjustab tühise (2-3%) energiakulu suurenemise võrreldes täieliku puhkusega, kui sellega ei kaasne liikumine. Füüsiline aktiivsus ja emotsionaalne erutus aga suurendavad energiakulusid (kogetud emotsionaalne erutus võib põhjustada mitme päeva jooksul ainevahetuse tõusu 11-19%).

Laste ja noorukite päevane energiakulu sõltub vanusest:

6 kuud - 1 g - 800 kcal

1-1,5 g - 1300

1,5 – 2 - 1500

14-17 (poisid) - 3150

13-17 (tüdrukud) - 2750.

80. eluaastaks energiakulu väheneb (2000-2200 kcal).