Физиология в рисунках и схемах Модуль 4 Физиология дыхания

Физиология в рисунках и схемах Модуль 4 Физиология дыхания

Потребление кислорода различными животными в состоянии покоя и в активном состоянии Вес Потребление кислорода мл/кг·час Инфузория 0,001 мг 500 Мидия 25 г 22 Речной рак 32 г 47 Бабочка 0,3 г 600 (покой) 100 000 (полет) Карп 200 г 100 Щука 200 г 350 Мышь 20 г 2 500 (покой) 20 000 (бег) Человек 70 кг 200 (покой) 4 000 (максимальная нагрузка)

Сравнение дыхания в водной и воздушной среде Дыхание в воде (рыбы) Дыхание на воздухе (млекопитающие) Вязкость среды Вода в 100 раз более вязкая, чем воздух Плотность среды Вода в 1000 раз более плотная, чем воздух Относительное содержание О 2 Низкое Высокое Содержание О2 во вдыхаемой среде 0-10 мл/л 100-130 мл/л; ниже, чем в атмосферном воздухе из-за мертвого пространства Содержание СО2 в выдыхаемой среде Низкое (0-13 мл/л) Более 100 мл/л Дыхание через: Жабры: обмен через вторичные пластинки Легкие: обмен через альвеолы Вентиляция Непрерывная Во время вдоха Утилизация О2, % До 80 25 Потребление кислорода дыхательным насосом, % 20 1-2

Скелетная дуга Мышца-констриктор Вторичные складки Жаберные нити Вторичные складки Поток воды Срез нити Кровь течет в противоположном направлении Кровеносные сосуды Поток воды Жаберная крышка Кровеносные сосуды Ротовая полость Полость под жаберной крышкой Ротовая полость Полость под жаберной крышкой Сопротивление жабр Оральный клапан Клапан жаберной крышки Всасывающий насос Выталкивающий насос 1 2 3 4 Строение и функционирование жаберного аппарата

1 3 2 4 Легкие Диафрагма Внутренние межреберные мышцы Внешние межреберные мышцы Эволюция системы внешнего дыхания

Гортань Трахея Бронхи Бронхиальное дерево Легкое Долька легкого Бронхи Альвеолы Воздухоносные пути и респираторные отделы Бронхиола Легочная артериола Легочная венула Альвеолы Сеть капилляров вокруг альвеол Терминальная бронхиола Респираторная бронхиола Легочная венула Легочная артериола Альвеолярный мешочек Основные структурные элементы аппарата внешнего дыхания у млекопитающих

Эндотелий Эритроцит Капилляр Базальная мембрана Альвеола Интерстиций Эпителий альвеолы Сурфактант Сурфактант Альвеола Строение аэрогематического барьера

Резервный объем вдоха Резервный объем выдоха Общая емкость легких Жизненная емкость легких Функциональная остаточная емкость Уровень максимального выдоха Остаточный объем Емкость вдоха Дыхательный объем ВДОХ ВЫДОХ Время Объем легких, мл Дыхательные объемы и емкости

Парциальные давления респираторных газов (мм рт. ст.) Ро2 Рсо2 РN2 Рн2о ∑P Атмосфера 159 0 601 0 760 Вдыхаемый воздух 149 0 564 47 760 Выдыхаемый воздух 116 28 569 47 760 Альвеолярный воздух 100 40 573 47 760 Артериальная кровь 95 40 573 47 760 Венозная кровь 40 46 573 47 760 Ткани 50 573 47 760

венозный кровоток артериальный кровоток клетки просвет альвеолы Обмен газов между альвеолами и клетками

Гем Строение гемоглобина

Кривая диссоциации оксигемоглобина крови человека а и а1 – «напряжение разрядки» (Р50) соответственно для кривой диссоциации типа прямоугольной гиперболы (1) и кривой оксигемоглобина в крови (2); в и в1 – «напряжение зарядки» для обоих случаев Напряжение О2 (мм рт. ст.) Насыщение гемоглобина кислородом

Насыщение гемоглобина О2, % Насыщение гемоглобина О2, % Насыщение гемоглобина О2, % Насыщение гемоглобина О2, % Напряжение О2 (мм рт. ст.) Напряжение О2 (мм рт. ст.) Напряжение О2 (мм рт. ст.) Напряжение О2 (мм рт. ст.) рН температура Влияние физических факторов на связывание кислорода гемоглобином

клеточное дыхание нутриенты периферические ткани растворенный СО2 (7%) НСО3- плазмы (70 %) Транспорт к легким по венозному руслу растворенный СО2 просвет альвеолы системный капилляр легочный капилляр Транспорт углекислого газа карбо-ангидраза

Напряжение СО2 (мм рт. ст.) Содержание СО2 Насыщение гемоглобина кислородом Физиологическая кривая диссоциации углекислоты А, В – содержание СО2 соответственно в артериальной и венозной крови Физиологическая кривая диссоциации оксигемоглобина I – кривая диссоциации оксигемоглобина при напряжении СО2 в артериальной крови; II – то же при напряжении СО2 в венозной крови; АВ – физиологическая кривая диссоциации оксигемоглобина

Изменение паттерна дыхательных движений

Дыхание в замкнутое пространство

Схемы расположения дыхательных нейронов в продолговатом мозге Инспираторные Инспираторные Экспираторные Экспираторные нейроны нейроны

Схема функциональной организации дыхательного центра

Группы дыхательных нейронов

Распределение активности нейронов в дыхательном цикле 1 – «среднего» инспираторного; 2 – экспираторного имп/с

продолговатый мозг Рефлекс Геринга-Брайера

хемочувствительная область область инспираторных нейронов Центральные хеморецепторы

Рефлекторная регуляция дыхания

кора головного мозга респираторный центр (продолговатый мозг) спинной мозг респираторные мышцы легкие и стенка грудной полости альвеолярно-капиллярный барьер кровь механорецепторы хеморецепторы Примеры разных типов рефлекторной регуляции дыхания

Схема организации центрального аппарата регуляции дыхания и путей передачи регулирующих влияний с супрабульбарных отделов мозга на дыхательный центр при образовании функционально подвижных ассоциаций центров

Схема регуляции дыхания при мышечной деятельности Штриховыми линиями показаны влияния, которые могут формировать «рабочий» (нейрогенный) стимул

ИНСПИРАТОРНАЯ РЕЗИСТИВНАЯ НАГУЗКА активация мышечных веретен межреберных мышц активация мотонейронов межреберных и вспомогательных мышц замедление инспираторных потоков замедление сокращения мышц-инспираторов увеличение эффективности сокращения мышечных волокон вовлечение α-мотонейронов межреберных м вспомогательных мышц УВЕЛИЧЕНИЕ ИНСПИРАТОРНОГО УСИЛИЯ замедление и уменьшение растяжения легких усиление сокращения диафрагмы усиление сокращения межреберных и добавочных мышц снижение вентиляции удлинение вдоха ослабление инспираторного торможения увеличение максимально достигаемой АДН накопление СО2 в крови и СМЖ увеличение ЦИА Механизмы реакции дыхания на резистивную нагрузки

Изменения внутрилегочного давления при произнесении фразы «Тоня топила баню» с логическим ударением на разных словах (стрелки), зарегистрированные с помощью воздушного плетизмографа Запись речевого дыхания Зарегистрировано: спокойное дыхание, глубокий вдох и выдох, чтение текста Схема основных механизмов управления речевым дыханием

Обратная связь в системе дыхания

Функциональная система дыхания