«Фізіологія дихання при м`язовій роботі. Штучне дихання»
СПЕЦІАЛЬНІСТЬ: 512010102
КУРС – 2
КІЛЬКІСТЬ НАВЧАЛЬНИХ ГОДИН – 2
ВИКЛАДАЧ – ПАВЛИК О. А.
АКТУАЛЬНІСТЬ ТЕМИ.
Система дихання є чи не найголовнішою системою людського організму. Саме завдяки їй всі органи і системи організму отримують необхідний кисень і виділяють назовні вуглекислий газ. Регуляція дихання в широкому розумінні - це пристосування зовнішнього дихання до змінних потреб організму. Головний фізіологічний результат системи регулювання дихання - підтримання оптимальної парціальної напруги газів у крові і тканинах відповідно до інтенсивності метаболізму.
Виконання роботи, емоційні навантаження супроводжуються розвитком функціональних змін в органах, які працюють (м'язах, нервових центрах, аналізаторах), і в так званих обслуговуючих системах — дихальній, серцево-судинній, центральній нервовій, системі крові тощо. Медсестра нерідко стикається з ситуаціями, коли треба швидко, чітко, кваліфіковано допомогти хворому при порушенні дихання.
Знання механізмів регуляції дихання при змінах потреб організму в кисні потрібні для професійної підготовки медпрацівника.
НАВЧАЛЬНІ ЦІЛІ.
ЗНАТИ:
1.Структури ЦНС, що регулюють ритм дихання:
А) дихальний центр,
Б) пневмотаксичний центр
В) апнейстичний центр.
2. Вплив газового складу та рН артеріальної крові на частоту та глибину дихання. Роль центральних і периферійних рецепторів у забезпеченні газового гомеостазу.
3.Дихання під час фізичної роботи.
4. Штучне дихання.
ВМІТИ:
— Пояснити механізм регуляції частоти і глибини дихання в стані спокою та за умов фізичного навантаження.
— Виявити та оцінити зміни показників дихання при фізичному навантаженні, розумовій напрузі, гіпервентиляції, затримці дихання.
МАТЕРІАЛИ ДОАУДИТОРНОЇ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ.
Базові знання, вміння, навички, необхідні для вивчення теми (міждисциплінарна інтеграція).
Дисципліна
Знати
Вміти
Біологія
Еволюційний розвиток дихальної системи.
Пояснити роль дихальної системи у тварин, що живуть на суші.
Хімія.
1.Біохімічні процеси, які мають значення в процесі дихання
Пояснити властивості хімічних сполук які мають значення в процесах дихання
Фізика.
1. Поняття «дифузія газів».
2. Поняття „парціальний тиск газів ”.
Пояснити фізичні поняття, які мають значення для діяльності дихальної системи
Анатомія людини
Анатомія дихальної системи людини
Анатомія ЦНС
Пояснити особливості будови дихальної системи у людини
Пояснити особливості іннервації дихальної системи.
ЗМІСТ ТЕМИ.
В. І. Філімонов «Фізіологія людини» ст. 195 - 203.
Регулювання дихання у стані спокою. У стані спокою основним завданням дихального центру є збудження мотонейронів інспіраторних м'язів (діафрагми і, меншою мірою, міжребрових), що здійснюють спокійний вдих. Припинення їх збудження призводить до пасивного видиху. Це завдання виконують нейрони ядра довгастого мозку. У ньому збудження починається із активації Іа-нейронів, яке викликається надходженням імпульсів від рецепторів (насамперед центральних і судинних хеморецепторів). Ці нейрони активують мотонейрони діафрагми й опосередковано, через інспіраторні нейрони ядра, - мотонейрони міжребрових м'язів. Але одночасно імпульси надходять також і до Ір-нейронів цього ж ядра. У міру розвитку інспірації усе більша кількість ір-нейронів виявляються збудженими. У їх активації беруть участь також аферентні імпульси від рецепторів розтягу легень, нейронів пневмотаксичного центру. Сумація збудження ір-нейронів призводить до досягнення граничного рівня і до наступного гальмування Іа-нейронів. У результаті вдих гальмується і цього виявляється досить для наступного пасивного видиху.
Робота скелетної мускулатури потребує посиленого надходження кисню та поживних речовин з кров'ю. Хвилинний об'єм дихання залежно від інтенсивності навантаження зростає з 8-10 л до 100-120 л, а споживання кисню організмом збільшується при цьому в 10-12 разів і може досягати 4 л/хв.
Чинники гіпервентиляції під час фізичного навантаження.
Здавалося 6, що основною причиною бурхливої реакції дихальної системи на фізичне навантаження є зростання вмісту і напруги С02 в крові. Справді, у венозній крові рС02 підвищується досить істотно. Проте в артеріальній крові, а саме вона омиває головний мозок і дихальний центр, рС02 не тільки не зростає, а під час напруженого м'язового навантаження навіть знижується. Ця обставина пов'язана з тим, що посилена вентиляція легень під час фізичного навантаження виводить значні кількості С02 з організму. Що ж тоді зумовлює активізацію дихальної системи під час м'язової роботи?
Серед чинників, які стимулюють функцію дихального центру під час фізичного навантаження, перше місце посідає лактатна (молочна) кислота, яка утворюється в скелетних м'язах, коли сила їх скорочення перевищує 40 % максимальної довільної сили. При цьому перетискаються кровоносні судини м'язів, надходження крові до них припиняється і вони переходять на анаеробний шлях метаболізму.
Важливу роль у посиленні вентиляції відіграє центральна нервова система. Відомо, що дихання посилюється у людини ще до початку роботи — передстартовий етап,який запускається корою великого мозку та гіпоталамусом. Така передстартова гіпервентиляція збільшує насичення крові і скелетних м'язів киснем, готуючи м'язи до очікуваної роботи.
З початком роботи в дію вступають сигнали від пропріорецепторів м'язів, що скорочуються. І вже пізніше, коли починає напрацьовуватись у достатній кількості молочна кислота, вона, знижуючи рН крові, бере па себе функцію стимуляції дихального центру. Оскільки молочна кислота не виводиться з організму через легені, вона продовжує підтримувати гіпервентиляцію й після припинення роботи м'язів, аж поки кисень, що надходить в організм у підвищених кількостях, не покриє кисневий борг і молочна кислота не окислиться.
Кисневий борг — це нестача кисню, що виникає у скелетних м'язах під час їх тривалої й напруженої роботи.
Незважаючи на незначні зміни в газовому складі артеріальної крові під час роботи скелетних м'язів, центральні та периферичні артеріальні хеморецептори також відіграють суттєву роль у розвитку гіпервентиляції легень. Вважають, що під час фізичної роботи зростає чутливість нейронів дихального центру й артеріальних хеморецепторів до гіперкапнії та гіпоксії.
Внаслідок увімкнення названих механізмів та чинників частота дихання і об'єм легеневої вентиляції пристосовуються до інтенсивності виконуваної роботи більш - менш відповідають рівню метаболізму, енергетичним витратам організму.
Сказане стосується головним чином ритмічної динамічної роботи. Під час виконання статичної роботи кровопостачання працюючих м'язів і надходження до них кисню погіршуються швидше і за меншої сили скорочень м'язів. У випадках тривалого, хоч і не дуже сильного напруження м'язів немає їх періодичних розслаблень і хай короткочасних, але конче потрібних працюючим м'язам відновлення кровотоку й надходження кисню. Під час виконання статичної роботи досить швидко розвивається втомлення і знижується працездатність, навіть якщо навантаження ненабагато перевищує ЗО % максимальної сили скорочення. Дихання при цьому зростає меншою мірою і переважно під впливом нервової системи.
Виконання роботи супроводжується розвитком функціональних змін в органах, які працюють (м'язах, нервових центрах, аналізаторах), і в так званих обслуговуючих системах — дихальній, серцево-судинній, центральній нервовій, системі крові тощо.
Під час переходу із стану спокою до роботи у дихальній системі настають зміни, зумовлені потребою у підвищеній кількості кисню та видаленні з організму надлишку вуглекислоти. Основним показником функціонального стану дихальної системи є об'єм легеневої вентиляції (ОЛВ) — об'єм повітря, яке проходить легені за хвилину (хвилинний об'єм дихання). У спокої ОЛВ становить 4—8 л/хв. Під час роботи, при максимальних навантаженнях, він може підвищуватись до 100 л/хв.
Об'єм легеневої вентиляції може збільшуватись рівномірно за рахунок глибини та частоти дихання (найчастіше), переважно за рахунок частоти дихання (при відсутності тренування, при незручній позі робітника) або глибини дихання (найбільш сприятлива реакція на виконання роботи, яка спостерігається у тренованих осіб).
Ступінь збільшення ОЛВ при переході до роботи у більшості випадків пропорційний величині виконуваної роботи і підвищенню споживання 02 та виділення С02. Виняток становлять випадки, коли робітник виконує важку м'язову роботу і постачання 02 нижче потреби у ньому. В цих випадках ОЛВ може збільшуватись, а споживання кисню залишатись на одному рівні — на рівні так званої кисневої межі.
Якщо розвивається втома, може спостерігатись збільшення ОЛВ за рахунок стимуляції ДС кислими продуктами обміну, які накопичуються у м'язах, а також за рахунок включення в роботу додаткових груп м'язів, коли сила м'язів, які виконують ці операції, починає падати.
Тривале вимушене положення тіла (наприклад, навпочіпки), при виконанні деяких виробничих процесів утруднює зовнішнє дихання. За рахунок нераціональної робочої пози знижується життєва ємність легень (ЖЄЛ). Так, якщо ЖЄЛ у вільному вертикальному положенні тіла прийняти за 100 %, то при згинанні тулуба вперед вона буде становити 88,5 %, а при розгинанні — 75 %.
При важкій м'язовій роботі видих здійснюється активно, тобто за участю м'язів, скорочення яких також може зменшувати ЖЄЛ. Зменшення ЖЄЛ за цих умов компенсується перерозподілом об'ємів легень. Зокрема, об'єм альвеолярного повітря доповнюється за рахунок резервного та додаткового.
РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА.
А) Основна - В. І. Філімонов «Фізіологія людини»
Б) Допоміжна - Г. М. Чайченко «Фізіологія людини»
І. С. Кучеров «Фізіологія людини»
С. А. Георгієва «Фізіологія»
Я. І. Федонюк «Анатомія та фізіологія з патологією»