Особенности дыхания в различных физиологических условиях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Особенности дыхания в различных физиологических условиях

Кислород находится в окружающем нас воздухе. Он может проникнуть сквозь кожу, но лишь в небольших количествах, совершенно недостаточных для поддержания жизни. Существует легенда об итальянских детях, которых для участия в религиозной процессии покрасили золотой краской; история дальше повествует, что все они умерли от удушья, потому что "кожа не могла дышать". На основании научных данных смерть от удушья здесь совершенно исключена, так как поглощение кислорода через кожу едва измеримо, а выделение двуокиси углерода составляет менее 1% от ее выделение через легкие. Поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа обеспечивает дыхательная система.

Транспорт газов и других необходимых организму веществ осуществляется с помощью кровеносной системы. Функция дыхательной системы сводится лишь к тому, чтобы снабжать кровь достаточным количеством кислорода и удалять из нее углекислый газ. Химическое восстановление молекулярного кислорода с образованием воды служит для млекопитающих основным источником энергии. Без нее жизнь не может продолжаться дольше нескольких секунд.

Восстановлению кислорода сопутствует образование CO2. Кислород входящий в CO2 не происходит непосредственно из молекулярного кислорода. Использование O2 и образование CO2 связаны между собой промежуточными метаболическими реакциями; теоретически каждая из них длятся некоторое время. Обмен O2 и CO2 между организмом и средой/

В различных условиях среды обитания системы нейрогуморальной регуляции дыхания и кровообращения функционируют в тесном взаимодействии как единая кардиореспираторная система. Особенно четко это проявляется при интенсивной физической нагрузке и в условиях гипоксии - недостаточном снабжении организма кислородом. В процессе жизнедеятельности в организме возникают различные виды гипоксии, имеющие эндогенную и экзогенную природу.

В условиях высокогорья:

Климат горных местностей отличается от климата равнин пониженным атмосферным давлением, более интенсивной солнечной радиацией, богатой ультрафиолетовым излучением, значительной ионизацией, чистотой и низкой температурой воздуха.

Важнейшим фактором, влияющим на организм в условиях высокогорья, является понижение концентрации O2 воздуха и барометрического давления (примерно на 35 мм рт. ст. на каждые 400--500 м подъема), что создает гипоксемию и гипоксию тканей.

Влияние на организм изменений барометрического давления складывается в основном из двух компонентов; а) влияния сниженного насыщения кислородом артериальной крови, б) влияния изменений барометрического давления на рецепторы стенок замкнутых полостей тела (плевральная, брюшная) и полых органов человека (желудок, кишечник, мочевой пузырь).

Уже на малых высотах (от 200 до 800 м над ур. м.) при подъеме в горы отмечается уменьшение парциального давления кислорода и углекислоты в альвеолярном воздухе.

Слабое раздражение дыхательного центра вызывает отчетливо выраженную гипервентиляцию легких и соответствующее усиление кровообращения.

Средние высоты (от 800 до 1800 м над ур. м.) предъявляют повышенные требования к системам дыхания и кровообращения, возрастает легочная вентиляция и минутный объем сердца. Раздражение кроветворного аппарата приводит к усилению эритропоэза и увеличению содержания гемоглобина. Этот сдвиг особенно характерен для Северного Кавказа, Альпийского горного хребта. В горах Тянь-Шаня, отчасти в южноамериканских Андах кроветворные сдвиги выражены значительно менее. Обмен веществ, характеризующий кислородный запас организма, не претерпевает значительных изменений. В горах Западной Европы и Кавказа отмечается некоторое повышение обмена веществ, в горах Средней Азии на малых и средних высотах обмен веществ часто оказывается пониженным (А. Д. Слоним). Различное влияние высокогорья в различных горных системах следует, вероятно, отнести за счет особенностей географического положения, местных геохимических и радиоактивных факторов.

На больших высотах нередко возникает синдром, известный под названием горной болезни (см. Высотная болезнь). При подъеме в горы явления горной болезни развиваются индивидуально -- в зависимости от состояния организма и его адаптационных способностей. Большое влияние оказывает скорость подъема и высота над уровнем моря. После пассивного подъема (в автомобиле, по канатной дороге и т. п.) горная болезнь заметно проявляется обычно со второго, иногда с третьего дня.

С наступлением адаптации симптомы горной болезни обычно проходят к 7--12-му дню. У Людей пожилых и при пониженной адаптации к кислородному голоданию эти расстройства могут проявляться, начиная с высоты около 1000 м над ур. м., нарушением кровообращения и дыхания, учащением пульса и повышением кровяного давления.

По наблюдениям на высотах 3000--4000 м и выше (Н. И. Сиротинин) отмечается нарастание изменений высшей нервной деятельности, раннее и постоянное нарушение психомоторики, явления сердечной декомпенсации (отеки ног и пр.), наклонность к кровотечениям, особенно из слизистых оболочек верхних дыхательных путей. Пребывание в условиях высокогорья понижает репаративные процессы (раны заживают медленно).

У горцев и людей, акклиматизировавшихся к горному климату, выявлены (в зависимости от природных условий различных горных районов) местные отклонения физиологических функций. С. М. Миррахимов, обследовавший в районе озера Иссык-Куль (1610--1750 м над ур. м.) большое число аборигенов и акклиматизировавшихся пришлых людей, выявил почти в половине случаев тенденцию к урежению пульса. То же явление отметил П. П. Редлих в Киргизии на высоте 2200--2500 м над ур. м.

Максимальное, минимальное и среднее артериальное давление у большинства исследованных оказалось в пределах нормы. У части горных жителей отмечена тенденция к снижению максимального артериального давления (ниже 110 мм). Венозное давление иногда повышается, но чаще не выходит за пределы нормы. Пульсовое давление -- 30--50 мм. Скорость кровотока большей частью замедляется.

Предельное влияние на организм оказывает пребывание на высокогорье Антарктиды в районе холодового полюса мира и южного геомагнитного полюса (станция "Восток"), где в самый "жаркий" летний день температура воздуха не превышает --25° и однажды было зарегистрировано --87,4° зимой. В этих исключительных условиях наблюдалась крайняя слабость, одышка в покое, усиливающаяся при малейшем физическом напряжении, кардиалгия, головные боли, часто тошнота, рвота, кишечные дискинезии, носовые кровотечения.

Для профилактики горной болезни при восхождении на большие высоты применяется кислород. Жители горных районов пользуются кислыми фруктами и возбуждающими средствами. Рекомендуется применение аскорбиновой кислоты и витамина B1 с глюкозой. Н. Н. Сиротинин с успехом применял но время высокогорной экспедиции на Эльбрус кислую смесь из лимонной кислоты (15,0) и сахарного сиропа (200,0) с добавлением аскорбиновой кислоты. Другими авторами рекомендуются фосфорнокислый натрий, смесь люминала с кофеином.

В условиях жаркого климата:

Акклиматизация к жаркому климату связана с перегреванием, избытком ультрафиолетовой радиации, а в зоне пустынь с явлениями пустынной болезни.

Высокая температура и влажность воздуха затрудняют теплоотдачу, вызывают перегрев организма, что проявляется серьезными метаболическими сдвигами, диспепсическими расстройствами, снижением артериального давления и другими симптомами. Жаркий сухой климат затрудняет регуляцию водно-солевого обмена, работу почек, но в то же время усиливает теплоотдачу организма путем повышения потоотделения. В условиях жаркого влажного климата потоотделение, наоборот, уменьшается и теплоотдача происходит главным образом путем теплоизлучения, сопровождающимся значительным расширением поверхностных сосудов кожи.

При нахождении людей в сухом жарком климате особую нагрузку испытывают терморегуляционные системы организма. Основным путем обеспечения постоянства внутренней среды организма в чрезвычайно жарких условиях является испарение при потоотделении и дыхании. Характерным является интенсивное дыхание при повышении внешней температуры (тепловая одышка). Существенные нагрузки испытывает сердечно-сосудистая и выделительная системы.

В условиях повышенного барометрического давления:

Дыхание при повышенном барометрическом давлении. При спуске в глубину (работа в кессонах, опускание водолазов и др.) давление воздуха может достигать 8 - 10 атм, в таких случаях азот воздуха по ступает в кровь (растворяется) в количестве, пропорциональном давлению. При быстром переходе от высокого давления к низкому азот быстро выделяется из крови, образуя в ней пузырьки, которые могут закупорить кровеносные сосуды (воз душная эмболия). При закупорке сосудов сердца или мозга наступают тяжелые расстройства; возможна даже смерть. Поэтому изменять давление нужно медленно, в таких случаях азот будет постепенно выделяться из крови в воздух легких.

Иногда применяют искусственное повышение давления в специальной барокамере, куда помещают животное. При давлении в 6 атм происходит диффузия кислорода воздуха через кожу в кровь и ткани и насыщение их этим газом (гипербаризация). В таких случаях осуществляются сложные операции при выключенном или искусственном дыхании, так как восстанавливается функция дыхательного центра.

нейрогуморальный дыхание кровообращение теплоотдача

Заключение

Снабжая организм кислородом и отводя избытки двуокиси углерода, органы дыхания способствуют поддержанию гомеостаза. Сохранение нормальных физиологических констант организма (02, СО и рН артериальной крови) обеспечивается тесным взаимодействием систем дыхания и кровообращения. Насыщение артериальной крови кислородом в начале мышечной нагрузки понижается в результате дискоординации функций дыхательной и сердечно сосудистой систем. Важная роль в установлении соответствия минутных объемов вентиляции и кровообращения отводится корригирующему влиянию коры полушарий мозга. Органы дыхания анатомически связаны с системой кровообращения, Сердце млекопитающих лежит в ямке на Поверхности легких и частично прикрывается ими. Под влиянием Постоянной вентиляции легочная ткань всегда имеет более низкую температуру, чем сердечная мышца. В силу этого легкие отнимают часть тепла от сердца и охраняют его от Перегревания. дыхание служит важным фактором теплорегуляции Легкие теряют тепловую энергию, согревая вдыхаемый воздух, особенно при низкой температуре. С огромной поверхности лёгких при испарении воды теряется до 10 % всего отдаваемого организмом тепла. Большое значение имеют рефлексы, поступающие от органов носоглотки в тепловой центр; вдыхание холодного воздуха вызывает повышение температуры тела.

Имеется взаимосвязь между органами дыхания и пищеварения - движения грудной клетки и диафрагмы воздействуют на близкорасположенные печень и желудок. Физиологический массаж этих органов улучшает кровообращение в них, ускоряет движение и отток лимфы и желчи, Мышца диафрагмы помогает акту дефекации. Переполненный желудок может затруднять дыхание вследствие значительного давления на диафрагму, что наблюдают при перекорме, Некоторые газы (водород, метан), всасываясь в кровь из кишечника, выделяются с выдыхаемым воздухом.

Кожа принимает участие в газообмене, дыхание через кожу дополняет внутреннее дыхание и способствует обмену двуокиси углерода, который выделяется через кожу. Обмен газов в коже происходит вследствие разницы их парциального давления и зависит от внешних факторов. Он возрастает при высокой температуре воздуха, физической работе, снижении атмосферного давления.

В зонах расположения потовых желез дыхание через кожу более выражено, чем в других местах. Сальные желез несколько ограничивают газообмен, так как они обычно заполнены секретом, который, покрывая кожу, препятствует потреблению кислорода органов дыхания с другими системами организма.

Список литературы

1."Физиология человека", В. М. Покровский, Г. Ф. Коротько

2."Основы Физиологии Человека", Н. А. Агаджанян