Параметры дыхания на протяжении всей жизни человека регулируются автоматически, в зависимости от потребностей в определенное время. Центр регуляции дыхания состоит из нескольких звеньев.
В качестве первого звена регуляции выступает необходимость поддержания на постоянном уровне напряжения кислорода и углекислого газа в крови. Эти параметры постоянны, при выраженных нарушениях организм может существовать всего несколько минут.
Второе звено регуляции – периферические хеморецепторы, расположенные в стенках сосудов и тканях, которые реагируют на снижение уровня кислорода крови либо на повышение уровня углекислого газа. Раздражение хеморецепторов вызывает изменение частоты, ритма и глубины дыхания.
Мозговой центр дыхания
Третье звено регуляции – собственно дыхательный центр, который состоит из нейронов (нервных клеток), расположенных на различных уровнях нервной системы. Различают несколько уровней дыхательного центра.
• Спинальный дыхательный центр, расположенный на уровне спинного мозга, иннервирует диафрагму и межреберные мышцы; его значение – в изменении силы сокращения этих мышц.
• Центральный дыхательный механизм (генератор ритма), находящийся в продолговатом мозге и варолиевом мосту, обладает свойством автоматизма и регулирует дыхание в покое.
• Центр, расположенный в коре больших полушарий и гипоталамусе, обеспечивает регуляцию дыхания при физической нагрузке и в состоянии стресса; кора головного мозга позволяет произвольно регулировать дыхание, производить самовольную задержку дыхания, осознанно менять его глубину и ритм и т. д.
Следует отметить еще один важный момент: отклонение от нормального ритма дыхания обычно сопровождается изменениями со стороны других органов и систем организма. Одновременно с изменением частоты дыхания часто нарушается частота сердечных сокращений и становится нестабильным артериальное давление.
Физиология кровообращения
Жизнь высших организмов невозможна без постоянной циркуляции биологических жидкостей – крови и лимфы. Эту задачу выполняет система кровообращения, или сердечно-сосудистая система. Она включает в себя сердце и сосуды – кровеносные и лимфатические.
Высшие организмы, в том числе человек, имеют замкнутую систему кровообращения, кровь находится только в сосудах, перемещаясь с помощью работы сердца. Постоянное движение крови по организму обеспечивает следующие функции:
• доставку кислорода и питательных веществ непосредственно к тканям и клеткам организма;
• удаление углекислого газа и продуктов жизнедеятельности из клеток;
• участие в процессах терморегуляции организма;
• участие лимфатической системы (части системы кровообращения) в поддержании иммунитета с помощью выработки и распределения по организму специальных клеток и иммунных тел.
Непрерывное движение крови по сосудам происходит благодаря постоянной работе сердца. Сердце – это своеобразный биологический насос, который работает в течение всей жизни.
Система кровообращения человека
В среднем у взрослого человека в минуту сердце перекачивает до 6 л крови, в течение суток – порядка 8000 л; за жизнь объем крови, проходящий через сердце, достигает 170–200 млн л.
Сердце расположено в грудной клетке позади грудины и закреплено в центральной части диафрагмы. По обе стороны от него расположены легкие, сверху находятся главные кровеносные сосуды и бифуркация трахеи (разделение ее на два основных бронха). Сердце представляет собой полый четырехкамерный мышечный орган. Стенка сердца (миокард) состоит из типических мышечных волокон, которые обеспечивают сократительную функцию сердца, и атипических волокон, которые образуют проводящую систему сердца. Наружная поверхность покрыта фиброзной оболочкой – перикардом. В верхние камеры (предсердия) поступает венозная кровь, в нижние (желудочки) – кровь из предсердий, которая в дальнейшем прибывает в артерии (в аорту – из левого желудочка, в легочную артерию – из правого).
Сердце условно можно разделить пополам, и каждая половина будет состоять из предсердия и желудочка, которые действуют как самостоятельные насосы. При этом правая половина перекачивает венозную кровь, богатую углекислым газом, через легкие (малый круг кровообращения), левая половина обеспечивает движение артериальной, обогащенной кислородом крови (большой круг кровообращения). Во время систолы (сокращения мышцы сердца, или миокарда) вначале сокращаются предсердия, выталкивая кровь в расслабленные желудочки, которые затем также сокращаются. Во время сокращения желудочков предсердия расслаблены, в них поступает кровь из нижней и верхней полых вен, которые несут венозную кровь со всего организма в правое предсердие, а в левое предсердие поступает артериальная кровь из легких по четырем легочным венам. После фазы сокращения сердца следует фаза расслабления – диастола. Соотношение времени систолы и диастолы предсердий составляет приблизительно 1:7, желудочков – 3:5.
Сердце в разрезе
Выходные отверстия из полостей сердца разделены между собой клапанами, которые обеспечивают во время систолы движение крови только в одном направлении, препятствуя ее возвращению. Слева расположены митральный (между предсердием и левым желудочком) и аортальный (между желудочком и аортой) клапаны, справа – трикуспидальный клапан (между предсердием и желудочком), на выходе из правого желудочка – клапан легочной артерии.
Клапаны сердца
В состоянии покоя во время систолы в артерию выбрасывается в среднем приблизительно 50–70 мл крови, при физической нагрузке увеличивается сила сокращений миокарда и объем возрастает до 120 мл (у спортсменов – до 200 мл).
Важнейшая особенность сердца – автоматизм его работы, способность сокращаться под влиянием возникающих в клетках его проводящей системы импульсов.
Выделяют несколько центров проводящей системы.
• Синусно-предсердный (синоатриальный) узел, или узел Киса – Фляка, который расположен в стенке правого предсердия. В норме он – водитель ритма (пейсмекером) I порядка.
