Транспорт углекислоты кровью значение карбоангидразы. Газообмен в тканях. Напряжение газов в тканевой жидкости и клетках. Транспорт углекислоты кровью. Значение карбоангидразы. Транспорт углекислоты кровью, значение карбоангидразы, взаимосвязь транспорта

Карбоангидраза (синоним: карбонатдегидратаза, карбонатгидролиаза) - фермент, катализирующий обратимую реакцию гидратации диоксида углерода: СО 2 + Н 2 О Û Н 2 СО 3 Û Н + + НСО 3 . Содержится в эритроцитах, клетках слизистой оболочки желудка, коре надпочечников, почках, в незначительных количествах - в ц.н.с., поджелудочной железе и других органах. Роль карбоангидразы в организме связана с поддержанием кислотно-щелочного равновесия , транспортом СО 2 , образованием соляной кислоты слизистой оболочкой желудка. Активность карбоангидразы в крови в норме довольно постоянна, но при некоторых патологических состояниях она резко меняется. Повышение активности карбоангидразы в крови отмечается при анемиях различного генеза, нарушениях кровообращения II-III степени, некоторых заболеваниях легких (бронхоэктазах, пневмосклерозе), а также при беременности. Снижение активности этого фермента в крови происходит при ацидозе почечного генеза, гипертиреозе. При внутрисосудистом гемолизе активность карбоангидразы появляется в моче, в то время как в норме она отсутствует. Контролировать активность карбоангидразы в крови целесообразно во время оперативных вмешательств на сердце и легких, т.к. она может служить показателем адаптивных возможностей организма, а также при терапии ингибиторами карбоангидразы - гипотиазидом, диакарбом.

Для определения активности карбоангидразы применяют радиологические, иммуноэлектрофоретические, колориметрические и титриметрические методы. Определение производят в цельной крови, взятой с гепарином, или в гемолизированных эритроцитах. Для клинических целей наиболее приемлемы колориметрические методы определения активности карбоангидразы (например, модификации метода Бринкмана), основанные на установлении времени, необходимого для сдвига рН инкубационной смеси с 9,0 до 6,3 в результате гидратации СО 2 . Воду, насыщенную углекислотой, смешивают с индикаторно-буферным раствором и определенным количеством сыворотки крови (0,02 мл ) или взвеси гемолизированных эритроцитов. В качестве индикатора используют феноловый красный. По мере диссоциации молекул угольной кислоты все новые молекулы СО 2 подвергаются ферментативной гидратации. Для получения сравнимых результатов реакция должна протекать всегда при одинаковой температуре, наиболее удобно поддерживать температуру тающего льда - 0°. Время контрольной реакции (спонтанной реакции гидратации СО 2) в норме составляет 110-125 с . В норме при определении этим методом активность карбоангидразы в среднем равна 2-2,5 условным единицам, а в пересчете на 1 млн. эритроцитов 0,458 ± 0,006 условным единицам (за единицу активности карбоангидразы принимают увеличение скорости катализируемой реакции в 2 раза).

Библиогр.: Клиническая оценка лабораторных тестов, под ред. Н.У. Тица, пер. с англ., с. 196, М., 1986.

Углекислый газ является продуктом метаболизма клеток тканей и поэтому переносится кровью от тканей к легким. Углекислый газ выполняет жизненно важную роль в поддержании во внутренних средах организма уровня рН механизмами кислотно-основного равновесия. Поэтому транспорт углекислого газа кровью тесно взаимосвязан с этими механизмами.

В плазме крови небольшое количество углекислого газа находится в растворенном состоянии; при РС02= 40 мм рт. ст. переносится 2,5 мл/100 мл крови углекислого газа, или 5 %. Количество растворенного в плазме углекислого газа в линейной зависимости возрастает от уровня РС02.

В плазме крови углекислый газ реагирует с водой с образованием Н+ и HCO3. Увеличение напряжения углекислого газа в плазме крови вызывает уменьшение величины ее рН. Напряжение углекислого газа в плазме крови может быть изменено функцией внешнего дыхания, а количество ионов водорода или рН - буферными системами крови и HCO3, например путем их выведения через почки с мочой. Величина рН плазмы крови зависит от соотношения концентрации растворенного в ней углекислого газа и ионов бикарбоната. В виде бикарбоната плазмой крови, т. е. в химически связанном состоянии, переносится основное количество углекислого газа - порядка 45 мл/100 мл крови, или до 90 %. Эритроцитами в виде карбаминового соединения с белками гемоглобина транспортируется примерно 2,5 мл/100 мл крови углекислого газа, или 5 %. Транспорт углекислого газа кровью от тканей к легким в указанных формах не связан с явлением насыщения, как при транспорте кислорода, т. е. чем больше образуется углекислого газа, тем большее его количество транспортируется от тканей к легким. Однако между парциальным давлением углекислого газа в крови и количеством переносимого кровью углекислого газа имеется криволинейная зависимость: кривая диссоциации углекислого газа .

В крови капилляров тканей организма напряжение углекислого газа составляет 5,3 кПа (40 мм рт. ст.), а в самих тканях - 8,0-10,7 кПа (60-80 мм рт. ст.). В результате С02 диффундирует из тканей в плазму крови, а из нее - в эритроциты по градиенту парциального давления С02. В эритроцитах С02 образует с водой угольную кислоту, которая диссоциирует на Н+ и HCO3. (С02 + Н20 = Н2СО3 = Н+ + HCO3). Эта реакция протекает быстро, поскольку С02 + Н20 = Н2СОэ катализируется ферментом карбоангидразой мембраны эритроцитов, которая содержится в них в высокой концентрации (рис. 10.19). Эта реакция протекает по закону действия масс и в норме выражается в логарифмической форме, известной как уравнение Гендерсо-на-Гассельбаха (см. главу 15).

В эритроцитах диссоциация углекислого газа продолжается постоянно по мере образования продуктов этой реакции, поскольку молекулы гемоглобина действуют как буферное соединение, связывая положительно заряженные ионы водорода. В эритроцитах по мере освобождения кислорода из гемоглобина его молекулы будут связываться с ионами водорода (С02 + Н20 = Н2С03 = = Н+ + HCO3), образуя соединение (Нb-Н+). В целом это называется эффектом Холдена , который приводит к сдвигу кривой диссоциации оксигемоглобина вправо по оси х, что снижает сродство гемоглобина к кислороду и способствует более интенсивному освобождению его из эритроцитов в ткани. При этом в составе соединения НЬ-Н+ транспортируется примерно 200 мл С02 в одном литре крови от тканей к легким.


Диссоциация углекислого газа в эритроцитах может быть лимитирована только буферной емкостью молекул гемоглобина. Образующиеся внутри эритроцитов в результате диссоциации С02 ионы НСОз с помощью специального белка-переносчика мембраны эритроцитов выводятся из эритроцитов в плазму, а на их место из плазмы крови закачиваются ионы СГ (феномен «хлорного» сдвига) (рис. 10.19). Основная роль реакции С02 внутри эритроцитов заключается в обмене ионами СГ и НСОз между плазмой и внутренней средой эритроцитов. В результате этого обмена продукты диссоциации углекислого газа Н+ и НСОз будут транспортироваться внутри эритроцитов в виде соединения (Нb-Н+), а плазмой крови - в виде бикарбонатов.

Эритроциты участвуют в транспорте углекислого газа от тканей к легким, поскольку С02 образует прямую комбинацию с - NН2-группами белковых субъединиц гемоглобина: С02 + Нb -> НbС02 или карбаминовое соединение. Транспорт кровью С02 в виде карбаминового соединения и ионов водорода гемоглобином зависит от свойств молекул последнего; обе реакции обусловлены величиной парциального давления кислорода в плазме крови на основе эффекта Холдена .

В количественном отношении транспорт углекислого газа в растворенной форме и в форме карбаминового соединения является незначительным, по сравнению с его переносом С02 кровью в виде бикарбонатов. Однако при газообмене С02 в легких между кровью и альвеолярным воздухом эти две формы приобретают основное значение.

Когда венозная кровь возвращается от тканей к легким, С02 диффундирует из крови в альвеолы и РС02 в крови снижается с 46 мм рт. ст. (венозная кровь) до 40 мм рт.ст. (артериальная кровь). При этом в величине общего количества С02 (6 мл/100 мл крови), диффундирующего из крови в альвеолы, доля растворенной формы С02 и карбаминовых соединений становится более значительной относительно бикарбонатной. Так, доля растворенной формы составляет 0,6 мл/100 мл крови, или 10 %, карбаминовых соединений - 1,8 мл/100 мл крови, или 30%, а бикарбонатов - 3,6 мл/100 мл крови, или 60 %.

В эритроцитах капилляров легких по мере насыщения молекул гемоглобина кислородом начинают освобождаться ионы водорода, диссоциировать карбаминовые соединения и НСОз вновь превращается в С02 (Н+ + НСОз = = Н2С03 = С02 +Н20), который путем диффузии выводится через легкие по градиенту его парциальных давлений между венозной кровью и альвеолярным пространством. Таким образом, гемоглобин эритроцитов играет основную роль в транспорте кислорода от легких к тканям, и углекислого газа в обратном направлении, поскольку способен связываться с 02 и Н+. В состоянии покоя через легкие из организма человека за минуту удаляется примерно 300 мл С02: 6 мл/100 мл крови х 5000 мл/мин минутного объема кровообращения.

  • Сфигмограмма сонной артерии в норме:
  • Флебосфигмограмма яремной вены в норме:
  • 205. Понятие о белковом минимуме и белковом оптимуме. Белки полноценные и неполноценные.
  • 206. Калорические коэффициенты питательных веществ.
  • 207. Суточная потребность в солях и воде.
  • 208. Значение витаминов в питании.
  • 209. Сущность процесса пищеварения. Функциональная система, поддерживающая постоянный уровень питательных веществ в крови.
  • Функциональная система, поддерживающая уровень питательных веществ в крови
  • 210. Методы изучения функций пищеварительных желез. Сущность созданного и. П. Павловым хронического метода исследования, его преимущества.
  • 211. Роль полости рта в процессе пищеварения. Состав и свойства слюны.
  • 212. Схемы рефлекторной дуги безусловного слюноотделительного рефлекса. Приспособительный характер слюноотделения к различным пищевым и отвергаемым веществам.
  • 213. Общая характеристика процессов пищеварения в желудке. Состав и свойства желудочного сока.
  • 215. Состав и свойства панкреатического сока.
  • 216. Регуляция панкреатической секреции: а) сложно-рефлекторная фаза; б) гуморальная фаза.
  • 217. Роль желчи в пищеварении. Состав и свойства желчи.
  • 218. Регуляция желчеобразования. Основные пищевые продукты, усиливающие желчеобразование.
  • 219. Механизм желчевыделения, его рефлекторная и гуморальная регуляции.
  • 220. Кишечный сок, его состав и свойства.
  • 221.Виды сокращений мускулатуры желудочно-кишечного тракта, их характеристика. Регуляция моторной функции желудочно-кишечного тракта.
  • 222.Всасывание основных пищевых веществ, механизм всасывания, его регуляция.
  • 223.Пищевой центр. Современные представления о механизмах возникновения голода, жажды, насыщения.
  • 224.Принципы организации функциональной системы дыхания.
  • 225. Дыхание, его основные этапы.
  • 226. Механизм внешнего дыхания. Биомеханика вдоха и выдоха.
  • 227. Давление в плевральной полости и его происхождение и роль в механизме внешнего дыхания. Изменения давления в плевральной полости в разные фазы дыхательного цикла.
  • 228. Жизненная ёмкость лёгких и составляющие её компоненты. Методы их определения. Остаточный объём.
  • 230. Состав атмосферного и выдыхаемого воздуха. Альвеолярный воздух как внутренняя среда организма. Понятие о парциальном давлении газов.
  • 231. Газообмен в лёгких. Парциальное давление газов (о2и со2) в альвеолярном воздухе и напряжение газов в крови. Основные закономерности перехода газов через мембрану.
  • 232. Обмен газов между кровью и тканями. Напряжение о2и со2в крови, тканевой жидкости и клетках.
  • 233. Транспорт о2кровью, кривая диссоциации оксигемоглобина, её характеристика, кислородная ёмкость крови.
  • 234. Транспорт углекислоты кровью, значение карбоангидразы, взаимосвязь транспорта о2и со2.
  • 235. Иннервация дыхательных мышц.
  • 236. Дыхательный центр. Современные представления о структуре и локализации. Автоматия дыхательного центра.
  • 237. Зависимость деятельности дыхательного центра от газового состава крови.
  • 238. Роль хеморецепторов в регуляции дыхания. Роль механорецепторов в регуляции дыхания.
  • 239.Роль углекислоты в регуляции дыхания. Механизм первого вдоха новорождённого.
  • 240.Механизм периодической деятельности дыхательного центра. Теории возникновения периодической деятельности дыхательного центра.
  • (Спросить на консультации)
  • 241. Влияние на дыхательный центр раздражения различных рецепторов и отделов центральной нервной системы.
  • 242. Условно-рефлекторная регуляция дыхания. Защитные дыхательные рефлексы.
  • 243. Дыхание при мышечной работе. Дыхание при пониженном атмосферном давлении (высотная болезнь). Дыхание при повышенном атмосферном давлении (кессонная болезнь).
  • 244. Искусственное дыхание. Периодическое дыхание. Патологические типы дыхания.
  • 245. Почки и их функция. Особенности кровоснабжения нефрона.
  • 246. Процесс мочеобразования: гломерулярная фильтрация, канальцевая реабсорбция, канальцевая секреция.
  • 247. Осмотическое разведение и концентрирование мочи.
  • 248. Роль почек в осморегуляции и волюморегуляции. Роль почек в регуляции ионного состава крови. Роль почек в регуляции кислотно-основного состояния.
  • 249. Экскреторная функция почек. Инкреторная функция почек. Метаболическая функция почек.
  • 250. Нервная регуляция деятельности почек.
  • 251. Диурез. Состав мочи. Мочевыведение и мочеиспускание. Возрастные особенности.
  • 252. Гемодиализ. Искусственная почка.
  • 253. Понятие об иммунитете. Классификация иммунитета. Специфический и неспецифический иммунитет.
  • 254. Клеточный и гуморальный иммунитет. Центральные и периферические органы иммунной системы.
  • 234. Транспорт углекислоты кровью, значение карбоангидразы, взаимосвязь транспорта о2и со2.

    Углекислый газ транспортируется следующими путями:

    Растворенный в плазме крови - около 25 мл / л.

    Связанный с гемоглобином (карбгемоглобин) - 45 мл / л.

    В виде солей угольной кислоты - букарбонаты калия и натрия в плазме крови - 510 мл / л.

    Таким образом, в состоянии покоя кровь транспортирует 580 мл углекислого газа в 1 л. Итак, основной формой транспорта СО2 является бикорбонаты плазмы, образующихся благодаря активному протеканию карбоангидразнои реакции.

    В эритроцитах содержится фермент карбоангидраза (КГ), который катализирует взаимодействие углекислого газа с водой с образованием угольной кислоты, распадается с образованием бикарбонатного иона и протона. Бикарбонат внутри эритроцита взаимодействует с ионами калия, выделяемых из калиевой соли гемоглобина при восстановлении последнего. Так внутри эритроцита образуется бикарбонат калия. Но бикарбонатно ионы образуются в значительной концентрации и поэтому по градиенту концентрации (в обмен на ионы хлора) поступают в плазму крови. Так в плазме образуется бикарбонат натрия. Протон, образовавшегося при диссоциации угольной кислоты, реагирует с гемоглобином с образованием слабой кислоты ННb.

    В капиллярах легких эти процессы идут в обратном направлении. С ионов водорода и бикарбонатных ионов образуется угольная кислота, которая быстро распадается на углекислый газ и воду. Углекислый газ удаляется наружу.

    Итак, роль эритроцитов в транспорте углекислоты такова:

    образование солей угольной кислоты;

    образования карбгемоглобин.

    Диффузия газов в тканях подчиняется общим законам (объем диффузии прямо пропорционален площади диффузии, градиента напряжения газов в крови и тканях). Площадь диффузии увеличивается, а толщина диффузного слоя уменьшается при увеличении количества функционирующих капилляров, что имеет место при повышении уровня функциональной активности тканей. В этих же условиях возрастает градиент напряжения газов за счет снижения в активно работающих органах Ро2 и повышения Рсо2 (газовый состав артериальной крови, как и альвеолярного воздуха остается неизменным!). Все эти изменения в активно работающих тканях способствуют увеличению объема диффузии О2 и СО2 в них. Потребление О2 (СО2) по спирограмму определяют по изменению (сдвигу) кривой вверх за единицу времени (1 минуту).

    235. Иннервация дыхательных мышц.

    Дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге, посылает импульсы к мотонейронам спинного мозга , иннервирующим дыхательные мышцы. Диафрагма иннервируется аксонами мотонейронов, расположенных на уровнеIII-IV шейных сегментов спинного мозга. Мотонейроны, отростки которых образуют межреберные нервы, иннервирующие межреберные мышцы, расположеныв передних рогах (III-XII) грудных сегментов спинного мозга.

    236. Дыхательный центр. Современные представления о структуре и локализации. Автоматия дыхательного центра.

    Информация о состоянии кислородно-углекислого баланса в организме поступает в дыхательный центр, который представляет нейронную организацию центральной нервной системы, определяющую функцию дыхания.

    В анатомическом смысле дыхательный центр – это совокупность нейронов в локальной зоне центральной нервной системы, без которой дыхание становится невозможным.

    Такой центр находится в ретикулярной формации продолговатого мозга в областидна IV желудочка .

    Он состоит из двух отделов:

    1) центр вдоха (инспираторный отдел);

    2) центр выдоха (экспираторный отдел).

    Нейроны бульбарного центра обладают автоматией и находятся в реципрокных взаимоотношениях между собой.

    Несовершенность координации дыхательного акта центрами продолговатого мозга была доказана методом перерезок. Так после отделения продолговатого мозга от вышележащих отделов чередование вдохов и выдохов сохраняется, но длительность и глубина дыханий становится нерегулярной.

    В физиологическом смысле дыхательный центр – это совокупность нейронов, расположенных на различных уровнях центральной нервной системы (от спинного мозга до коры головного мозга), которые обеспечивают координированное ритмическое дыхание, то есть делают функцию дыхания более совершенной.

    В целом, регуляция активности дыхательного центра может быть представлена тремя уровнями:

    1) на уровне спинного мозга располагаются центры диафрагмальных и межрёберных нервов, обусловливающие сокращение дыхательных мышц. Однако этот уровень регуляции дыхания не может обеспечить ритмическую смену фаз дыхательного цикла, так как большое количество афферентных импульсов от дыхательного аппарата непосредственно направляются в продолговатый мозг, то есть минуя спинной мозг.

    2) на уровне продолговатого мозга и варолиевого моста находится основной дыхательный центр, который перерабатывает разнообразные афферентные импульсы, идущие от дыхательного аппарата, а также от основных сосудистых рефлексогенных зон. Этот уровень регуляции обеспечивает ритмическую смену фаз дыхания и активность спиномозговых мотонейронов, аксоны которых иннервируют дыхательную мускулатуру;

    3) на уровне верхних отделов головного мозга , включая кору головного мозга, осуществляются адекватные приспособительные реакции системы дыхания к изменяющимся условиям окружающей среды.

    Ритмические импульсы от дыхательного центра продолговатого мозга поступают по нисходящим двигательным путям к мотонейронам дыхательных мышц спинного мозга.

    Мотонейроны диафрагмальных нервов находятся в передних рогах серого веществаIII - IV шейных сегментов .

    Мотонейроны межрёберных нервов расположены в передних рогахгрудного отдела спинного мозга.

    Отсюда возбуждение поступает к дыхательной мускулатуре (к диафрагме и межрёберным мышцам).

    Мотонейроны спинного мозга

    Бульбарный дыхательный центр

    Мотонейроны спинного мозга получают от проприорецепторов мышц грудной клетки сигналы о степени их растяжения при вдохе.

    Эти сигналы могут изменять число вовлечённых в активность мотонейронов и, таким образом, определяют особенности дыхания, осуществляя регуляцию дыхания на уровне спинного мозга

    Бульбарный дыхательный центр получает афферентные импульсы от механорецепторов лёгких, дыхательных путей и дыхательных мышц, от хемо- и прессорецепторов сосудистых рефлексогенных зон.

    Для нормальной деятельности бульбо-понтинного дыхательного центра необходима постоянная информация о состоянии внутренней среды организма и самих органов дыхания.

    Нисходящие нервные влияния на дыхательный центр оказывают верхние отделы головного мозга , включая корковые нейроны. Так, эмоциональные возбуждения, охватывающие структуры,лимбико-ретикулярного комплекса и в первую очередьгипоталамическую область , распространяются в нисходящем направлении и вызывают изменение деятельности дыхательного центра.

    Гипоталамус также оказывает влияния при изменениях во внешней среде, изменении метаболизма, а также как высший центр вегетативных регуляций.

    Речь, относящаяся к высшим мозговым функциям коры человека, возможна на основе дыхательных движений, вызывающих прохождение воздуха через голосовой аппарат.

    Поэтому во время речи к дыхательному центру приходят влияния, подстраивающие его деятельность для необходимых речевых реакций.

    Одновременно дыхательный центр управляет тем объёмом лёгочной вентиляции, который необходим для поддержания дыхательного гомеостаза. Поэтому дыхание в условиях речи становится апериодическим.

    На роль коры в регуляции дыхания указывает возможность произвольного контроля дыхания, когда человек может сознательно изменить дыхание: сделать его более глубоким или поверхностным, частым или редким, произвести задержку дыхания на определённое время.

    Таким образом, на примере особенностей дыхательного центра наблюдаются общие принципы организации любых нервных центров, в частности:

    1) принцип изоморфизма (принципиально однотипная структурная организация);

    2) принцип иерархичности (многоуровневое расположение центрального представительства);

    3) принцип субординации (соподчинение нервных центров, когда высшие центры модулируют работу низших и, чем выше уровень центра, тем более сложную регуляцию он обеспечивает).

  • Механизм образования III и IV тонов
  • Добавочные тоны
  • Сфигмограмма сонной артерии в норме:
  • Флебосфигмограмма яремной вены в норме:
  • 205. Понятие о белковом минимуме и белковом оптимуме. Белки полноценные и неполноценные.
  • 206. Калорические коэффициенты питательных веществ.
  • 207. Суточная потребность в солях и воде.
  • 208. Значение витаминов в питании.
  • 209. Сущность процесса пищеварения. Функциональная система, поддерживающая постоянный уровень питательных веществ в крови.
  • Функциональная система, поддерживающая уровень питательных веществ в крови
  • 210. Методы изучения функций пищеварительных желез. Сущность созданного и. П. Павловым хронического метода исследования, его преимущества.
  • 211. Роль полости рта в процессе пищеварения. Состав и свойства слюны.
  • 212. Схемы рефлекторной дуги безусловного слюноотделительного рефлекса. Приспособительный характер слюноотделения к различным пищевым и отвергаемым веществам.
  • 213. Общая характеристика процессов пищеварения в желудке. Состав и свойства желудочного сока.
  • 215. Состав и свойства панкреатического сока.
  • 216. Регуляция панкреатической секреции: а) сложно-рефлекторная фаза; б) гуморальная фаза.
  • 217. Роль желчи в пищеварении. Состав и свойства желчи.
  • 218. Регуляция желчеобразования. Основные пищевые продукты, усиливающие желчеобразование.
  • 219. Механизм желчевыделения, его рефлекторная и гуморальная регуляции.
  • 220. Кишечный сок, его состав и свойства.
  • 221.Виды сокращений мускулатуры желудочно-кишечного тракта, их характеристика. Регуляция моторной функции желудочно-кишечного тракта.
  • 222.Всасывание основных пищевых веществ, механизм всасывания, его регуляция.
  • 223.Пищевой центр. Современные представления о механизмах возникновения голода, жажды, насыщения.
  • 224.Принципы организации функциональной системы дыхания.
  • 225. Дыхание, его основные этапы.
  • 226. Механизм внешнего дыхания. Биомеханика вдоха и выдоха.
  • 227. Давление в плевральной полости и его происхождение и роль в механизме внешнего дыхания. Изменения давления в плевральной полости в разные фазы дыхательного цикла.
  • 228. Жизненная ёмкость лёгких и составляющие её компоненты. Методы их определения. Остаточный объём.
  • 230. Состав атмосферного и выдыхаемого воздуха. Альвеолярный воздух как внутренняя среда организма. Понятие о парциальном давлении газов.
  • 231. Газообмен в лёгких. Парциальное давление газов (о2и со2) в альвеолярном воздухе и напряжение газов в крови. Основные закономерности перехода газов через мембрану.
  • 232. Обмен газов между кровью и тканями. Напряжение о2и со2в крови, тканевой жидкости и клетках.
  • 233. Транспорт о2кровью, кривая диссоциации оксигемоглобина, её характеристика, кислородная ёмкость крови.
  • 234. Транспорт углекислоты кровью, значение карбоангидразы, взаимосвязь транспорта о2и со2.
  • 235. Иннервация дыхательных мышц.
  • 236. Дыхательный центр. Современные представления о структуре и локализации. Автоматия дыхательного центра.
  • 237. Зависимость деятельности дыхательного центра от газового состава крови.
  • 238. Роль хеморецепторов в регуляции дыхания. Роль механорецепторов в регуляции дыхания.
  • 239.Роль углекислоты в регуляции дыхания. Механизм первого вдоха новорождённого.
  • 240.Механизм периодической деятельности дыхательного центра. Теории возникновения периодической деятельности дыхательного центра.
  • (Спросить на консультации)
  • 241. Влияние на дыхательный центр раздражения различных рецепторов и отделов центральной нервной системы.
  • 242. Условно-рефлекторная регуляция дыхания. Защитные дыхательные рефлексы.
  • 243. Дыхание при мышечной работе. Дыхание при пониженном атмосферном давлении (высотная болезнь). Дыхание при повышенном атмосферном давлении (кессонная болезнь).
  • 244. Искусственное дыхание. Периодическое дыхание. Патологические типы дыхания.
  • 245. Почки и их функция. Особенности кровоснабжения нефрона.
  • 246. Процесс мочеобразования: гломерулярная фильтрация, канальцевая реабсорбция, канальцевая секреция.
  • 247. Осмотическое разведение и концентрирование мочи.
  • 248. Роль почек в осморегуляции и волюморегуляции. Роль почек в регуляции ионного состава крови. Роль почек в регуляции кислотно-основного состояния.
  • 249. Экскреторная функция почек. Инкреторная функция почек. Метаболическая функция почек.
  • 250. Нервная регуляция деятельности почек.
  • 251. Диурез. Состав мочи. Мочевыведение и мочеиспускание. Возрастные особенности.
  • 252. Гемодиализ. Искусственная почка.
  • 253. Понятие об иммунитете. Классификация иммунитета. Специфический и неспецифический иммунитет.
  • 254. Клеточный и гуморальный иммунитет. Центральные и периферические органы иммунной системы.
  • (Спросить на консультации)

    241. Влияние на дыхательный центр раздражения различных рецепторов и отделов центральной нервной системы.

    И. П.Павлов говорил, что дыхательный центр, который раньше представляли величиной с булавочную головку, необычайно разросся: он спустился вниз в спинной мозг и поднялся вверх до коры больших полушарий. Какую же роль играют другие отделы дыхательного центра?

    Возбуждение к бульбарном отделу поступает от многих образований, в том числе и от пневмотаксического центра, расположенного в варолиевом мосту. Пневмотаксический центр не обладает автоматией, но, благодаря непрерывной активности, способствует периодической деятельности дыхательного центра, увеличивает скорость развития инспираторной и экспираторной импульсации в нейронах продолговатого мозга. Так, если перерезать ствол мозга, отделив варолиев мост от продолговатого, то у животного снижается частота дыхательных движений. Причем более продолжительными становятся обе фазы – вдох и выдох. Пневмотаксический и бульбарныые центры имеют двусторонние связи, с помощью которых пневмотаксический центр ускоряет наступление последующих инспираций и экспираций.

    На активность нейронов дыхательных центров оказывают влияние другие отделы ЦНС, такие, как центр регуляции сердечнососудистой системы, ретикулярная формация, лимбическая система, гипоталамус, кора больших полушарий. Например, характер дыхания изменяется при эмоциях.

    В спинном мозге находятся нейроны (мотонейроны), иннервируюшие дыхательные мышцы. Возбуждение к нейронам спинного мозга передается от инспираторных и экспираторных нейронов продолговатого мозга по нисходящим проводящим путям, лежащим в белом веществе спинного мозга. В отличие от бульбарного центра, мотонейроны спинного мозга не обладают автоматией, поэтому после перерезки спинного мозга сразу за продолговатым дыхание останавливается, так как дыхательные мышцы не получают команды к сокращениям. Если же перерезка спинного мозга сделана на уровне 45 шейного позвонка, то самостоятельное дыхание может сохраниться за счет сокращения диафрагмы, потому что центр диафрагмального нерва расположен в 35 шейных сегментах спинного мозга.

    В регуляции тонуса поперечнополосатых мышц, участвующих в дыхании, большую роль играет средний мозг. Поэтому при сокращении различных мышц афферентная импульсация от мышц поступает в средний мозг, который, соответственно мышечной нагрузке изменяет характер дыхания. Средний мозг отве также за координацию дыхания с актами глотания, рвоты и отрыгивания. Во время глотания дыхание задерживается на фазе выдоха, надгортанник закрывает вход в гортань. При рвоте, при отрыгивании газов происходит «холостой вдох» вдох при закрытой гортани. При этом сильно снижается внутриплевральное давление, что и способствует поступлению содержимого из желудка в грудную часть пищевода.

    Значение гипоталамуса (отдела промежуточного мозга) в регуляции дыхания заключается в том, что в нем содержатся центры, контролирующие все виды обмена веществ (белкового, жирового, углеводного, минерального) и центр теплорегуляции. Поэтому усиление обмена веществ, повышение температуры тела ведут к усилению дыхания, Например, при повышении температуры тела дыхание учащается, что способствует увеличению отдачи тепла вместе с выдыхаемым воздухом и предохраняет организм от перегревания (тепловая одышка). Гипоталамус принимает участие в изменении характера дыхания при болевых раздражениях, при различных поведенческих актах (прием корма, обнюхивание, спаривание и др.). Помимо регуляции частоты и глубины дыхания, гипоталамус через вегетативную нервную систему регулирует просвет бронхиол, спадение нефункционирующих альвеол, степень расширения легочных сосудов, проницаемость легочного эпителия и стенок капилляров.

    Многогранно значение коры больших полушарий головного мозга в регуляции дыхания. В коре расположены центральные отделы всех анализаторов, информирующих как о внешних воздействиях, так и о состоянии внутренней среды организма. Поэтому наиболее тонкое приспособление дыхания к сиюминутным потребностям организма осуществляется при обязательном участии высших отделов нервной системы.

    Особое значение имеет кора больших полушарий при мышечной работе. Известно, что учащение дыхания начинается за несколько секунд до начала работы, сразу после команды «приготовиться». Аналогичное явление было обнаружено у спортивных лошадей наряду с тахикардией. Причиной подобных «опережающих» реакций у людей и животных являются выработавшиеся в результате повторных тренировок условные рефлексы. Только влиянием коры больших полушарий можно объяснить произвольные, волевые изменения ритма, частоты и глубины дыхания. Человек может произвольно задержать дыхание на несколько секунд или усилить его. Несомненна роль коры в изменении паттерна дыхания во время подачи голоса, при нырянии, при обнюхивании.

    Итак, в регуляции внешнего дыхания участвует дыхательный центр. Ядро этого центра, находящееся в продолговатом мозге, посылает ритмичные импульсы через спинной мозг к дыхательным мышцам. Сам же бульбарный отдел дыхательного центра находится под постоянным воздействием со стороны вышележащих отделов центральной нервной системы и различных рецепторов пульмональных, сосудистых, мышечных и других.

    О и . Сегодня вы узнаете о том, как транспортируется углекислый газ в нашей крови.

    Углекислый газ транспортируется кровью в трех формах. В венозной крови можно выявить около 58 об. % (580 мл/л) С02, причем из них лишь около 2,5 объемных % находятся в растворенном состоянии. Некоторая часть молекул С02 соединяется в эритроцитах с гемоглобином, образуя карбгемоглобин (приблизительно 4,5 об.%). Остальное количество С02 химически связано и содержится в виде солей угольной кислоты (приблизительно 51 об. %).

    Углекислый газ является одним из самых частых продуктов химических реакций обмена веществ. Он непрерывно образуется в живых клетках и оттуда диффундирует в кровь тканевых капилляров. В эритроцитах он соединяется с водой и образует угольную кислоту (С02 + Н20 > Н2С03).

    Этот процесс катализируется (ускоряется в двадцать тысяч (!) раз) ферментом карбоангидразой. Карбоангидраза содержится в эритроцитах, в плазме крови ее нет. соответственно - процесс соединение углекислого газа с водой происходит практически только в эритроцитах. Но это процесс обратимый, который может изменять свое направление. В зависимости от концентрации углекислого газа карбоангидраза катализирует как образование угольной кислоты, так и расщепление ее на углекислый газ и воду (в капиллярах легких): С02 + Н20 — Н2С03.

    Благодаря указанным процессам связывания концентрация С02 в эритроцитах оказывается невысокой. Поэтому все новые количества С02 продолжают диффундировать внутрь эритроцитов. Если у Вас есть некрасивая родинка, то можно удалить родинку лазером! Накопление ионов внутри эритроцитов сопровождается повышением в них осмотического давления - в результате во внутренней среде эритроцитов увеличивается количество воды. Поэтому объем эритроцитов в капиллярах большого круга кровообращения несколько увеличивается.

    Гемоглобин имеет большее сродство к кислороду, чем к углекислому газу - поэтому в условиях повышения парциального давления кислорода карбогемоглобин превращается сначала в дезоксигемоглобин, а затем - в оксигемоглобин.

    Кроме того, при превращении оксигемоглобина в гемоглобин происходит увеличением способности крови связывать двуокись углерода. Это явление носит название эффекта Хол-дейна. Гемоглобин служит источником катионов калия (К+), необходимых для связывания угольной кислоты в форме углекислых солей - бикарбонатов.

    Итак, в эритроцитах тканевых капилляров образуется дополнительное количество бикарбоната калия, а также карбогемог-лобин. В таком виде двуокись углерода переносится к легким.

    В капиллярах малого круга кровообращения концентрация двуокиси углерода снижается. От карбогемоглобина отщепляется С02. Одновременно происходит образование оксигемоглобина. увеличивается его диссоциация. Оксигемоглобин вытесняет калий из бикарбонатов. Угольная кислота в эритроцитах (в присутствии карбоангидразы) быстро разлагается на Н20 и С02. Круг завершен.

    Осталось сделать еще одно примечание. Угарный газ (СО) обладает большим сродством к гемоглобину, чем углекислый газ (С02) и чем кислород. Поэтому отравления угарным газом столь опасны: вступая с устойчивую связь с гемоглобином, угарный газ блокирует возможность нормального транспорта газов и фактически «душит» организм. Жители больших городов, а особенно - водители личных автомобилей, постоянно вдыхают повышенные концентрации угарного газа, причем кондиционеры совсем не снижают его количество. Это приводит к тому, что даже достаточное количество полноценных эритроцитов в условиях нормального кровообращения оказывается неспособным выполнить транспортные функции. Отсюда - обмороки, сердечные приступы и внезапные смерти относительно здоровых людей в условиях автомобильных пробок.

    Материал подготовил: Atamovich



    Похожие публикации