Як транспортується вуглекислий газ кров’ю?

Вуглекислий газ транспортується кров’ю у вигляді: 1) бікарбонатних іонів – 70%; 2) карбогемоглобіну(НнbCO₂) – 23%; 3) СО₂, розчиненого у плазмі – 7%.

В процесі метаболізму в клітинах утворюється СО₂, який завдяки градієнту напруги СО₂дифундує в плазму крові і в еритроцити.

В еритроцитах під впливом ферменту карбоангідрази утворюється вугільна кислота: СО₂+ Н₂О = Н₂СО₃.

Н₂СО₃→ Н⁺+ НСО₃^-, іон водню зв’язується з Hb, утворюючи слабку кислоту HHb, а іон НСО₃^- переходить у плазму в обмін на аніон хлору (хлорідне зрушення).

В той же час кисень дифундує до клітин організму, що сприяє дифузії СО₂у кров , бо дезоксигемоглобін є слабшою кислотою за оксигемоглобін і може приєднувати більше іонів водню, внаслідок чого збільшується ступінь дисоціації Н₂СО₃^-→Н⁺+ НСО₃^-, збільшується транспортування СО₂кров’ю (ефект Холдейна).

У плазмі НСО₃^- взаємодіє з катіонами і створює солі вугільної кислоти (NaНСО₃), які транспортуються до легеневих капілярів.

Коли венозна кров притікає до легеневих капілярів, вуглекислий газ виділяється з крові в легені, а кисень дифундує в кров, де утворюється в еритроцитах оксигемоглобін.

Як здійснюється газообмін між кров’ю системних капілярів і тканинами?

Обмін газів між кровью системних капілярів і тканинами здійснюєься завдяки дифузії. Напруга СО₂в клітинах, який єпродуктом метаболізму, становить близько 60 мм рт.ст, в міжклітинній рідині – 46 мм рт.ст, а в артеріальній крові капілярів – 40 мм рт.ст, такий градієнт тисків забезпечує дифузію газів у капіляри. Напруга кисню в артеріальній крові становить близько 100 мм рт. ст., у міжелітинній рідині – 40 мм рт.ст., у клітинах – близько 0, такий градієнт тисків забезпечує дифузію кисню до клитин, де він бере участь у метаболізмі. Це показано на спрощеній схемі:

Тема 15. Дихальний центр, регуляція ритмічності дихання. Яка будова і роль дихального центру?

Незважаючи на те, що дихання свідомо регулюється, у задньому мозку розташовано локальний дихальний центр, завдяки якому «автоматично» забезпечується дихальний ритмогенез. До складу локального дихального центру входять:

1) Дорзальна дихальна група нейронів (ДДГ)) - розташована в латеральній частині ядра одиночного тракту на дорзальній поверхні довгастого мозку; тут знаходяться переважно інспіраторні нейрони:

• забезпечує вдих і генерує основний ритм дихання;

• вхід- сенсорна інформація надходить від периферичних хеморецепторів, у складі аферентних волокон ІХ пари черепних нервів (каротидні тільця), Х пари (аортальне тільце), у складі Х пари надходить інформація від механорецепторів розтягнення легень (РРЛ);

• вихід з дорзальної дихальної групи забезпечує активацію мотонейронів спинного мозку, переважно С₃ – С₅при спокійному диханні;

• механізми ритмогенезу:існує два основних напрямки теорій ритмогенезу дорзальної групи дихальних нейронів: а) відповідно до першого збудження так званих клітин умовного водія ритмусинхронізується з фазами дихального циклу; ритмічна активність зберігається в цих клітинах при порушенні синаптичних зв’язків між ними; б) відповідно до альтернативних теорій окремих пейсмейкерних клітин не існує, скоріш за все, серед основних дихальних нейронів є групи нейронів, серед якихоб’єднаний імпульсний патернвикликає вдих і видих –коливальний дихальних контур.

2) Вентральна дихальна група нейронів (ВДГ) розташована у вентролатеральній частині довгастого мозку поблизу подвійного ядра; тут знаходяться як інспіраторні, так і експіраторні нейрони:

• майже не активна при спокійному диханні,

• активується під час фізичного навантаження, отримуючи імпульси від дорзальних інспіраторних нейронів, коли їх активність збільшується;

• імпульси від інспіраторних (під час посиленого вдиху) і експіраторних (під час посиленого видиху) нейронів надходять до мотонейронів грудних сегментів спинного мозку, що призводить до скорочення переважно допоміжних дихальних м’язів.

• не активна при спокійному диханні,

• активується під час фізичного навантаження, отримуючи імпульси від дорзальних інспіраторних нейронів, коли їх активність збільшується;

• імпульси від інспіраторних (під час посиленого вдиху) і експіраторних (під час посиленого видиху) нейронів надходять до мотонейронів грудних сегментів спинного мозку, що призводить до скорочення переважно допоміжних дихальних м’язів.

3) Пневмотаксичний центр(ПТЦ)розташований у клювовиднолатеральній частині варолієвого мосту:

• гальмує вдих, впливаючи на інспіраторні нейрони дорзальної дихальної групи (ДДГ)

• регулює ДО і частоту дихання і тим самим забезпечує пристосування глибини і ритму дихання до фізіологічного стану організму, його поведінки.

4) Апнейстичний центррозташований у нижній частині мосту:

• стимулює вдих, викликаючи глибокий і тривалий вдих. Його роль можна виявити в експерименті тільки після перерізу обох блукаючих нервів та порушення зв’язку пневмотаксичного центру з дорзальними дихальними нейронами.

Інформація від багатьох рецепторів надходить до ДДГ, наслідком чого є зміна частоти і глибини дихання.

Роль кори головного мозку: дихання регулюється свідомо, людина може робити гіпервентиляцію або гіповентиляцію, затримувати дихання під час розмови, співу та інше. Дихання регулюється довільно за участю нейронів кори головного мозку; в цьому випадку інформація від вищих відділів ЦНС надходить до мотонейронів дихальних м’язів поза локальним дихальним центром: “Вищі відділи ЦНС”→ “мотонейрони спинного мозку” → “дихальні м’язи”.