Máu tĩnh mạch chứa khoảng 580 ml / l CO 2. Sự vận chuyển được cung cấp dưới các hình thức như: 1) CO 2 hòa tan trong huyết tương (5-10%); 2) ở dạng bicarbonat (80-90%); 3) hợp chất carbamine của hồng cầu (5-15%).

Một phần nhỏ CO 2 được vận chuyển đến phổi ở dạng hòa tan (0,3 ml / 100 ml máu). CO 2 hòa tan trong máu phản ứng với nước:

CO 2 + H 2 O \ u003d H 2 CO 3

Trong huyết tương, phản ứng này diễn ra chậm và không có tầm quan trọng đặc biệt. Nhưng trong hồng cầu có một loại enzyme chứa kẽm - carbonic anhydrase - làm chuyển trạng thái cân bằng của phản ứng sang phải (theo hướng hình thành axit cacbonic). Sự hình thành H 2 CO 3 diễn ra nhanh hơn 1000 lần so với trong huyết tương, ngoài ra, khoảng 99,9% H 2 CO 3 phân ly để tạo thành HCO 3 - - và ion hydro (H +):

CO 2 + H 2 O \ u003d H 2 CO 3 \ u003d HCO - 3 + H +

Các proton tạo thành (H +) được trung hòa bởi đệm hemoglobin (H + + Hb = HHb). HCO 3 tạo thành - rời khỏi hồng cầu vào huyết tương,

duy trì tính trung hòa về điện, ion Cl - đi vào hồng cầu.

Trong hồng cầu, CO 2 cũng có thể liên kết với hemoglobin để tạo thành HbCO 2. Như trong trường hợp đầu tiên, H + tạo thành liên kết với một bộ đệm hemoglobin.

Cũng như độ bão hòa oxy của hemoglobin tương quan với PO 2, tổng

Cơm. 17. Đường cong phân ly carbon dioxide

Ngay cả khi vi phạm Va / Q nghiêm trọng (nghĩa là với bệnh lý phổi nặng), theo quy luật, Paco 2 vẫn nằm trong giá trị bình thường. Đây là hệ quả của thực tế là đường cong phân ly CO 2 (Hình 17) tăng đơn điệu. Sự khác biệt về tiểu động mạch ở Pco 2 lúc nghỉ thường là 5 mm Hg. Nghệ thuật. Và hiếm khi vượt quá 10 mm Hg. Mỹ thuật. Ở một giá trị Pco 2 nhất định, máu được khử oxy chứa nhiều CO 2 hơn máu được oxy (hiệu ứng Holden). Ngược lại với đường cong bão hòa oxy Hb, đường cong hàm lượng CO 2 không có bình nguyên và là một đường thẳng nằm trong khoảng có ý nghĩa lâm sàng.

Trong máu tĩnh mạch chảy đến các mao mạch của phổi, điện thế của CO 2 trung bình là 46 mm Hg, và trong không khí phế nang, áp suất riêng phần của CO 2 trung bình là 40 mm Hg, đảm bảo sự khuếch tán của CO 2 từ huyết tương đến phế nang phổi dọc theo gradient nồng độ.

Nội mô mao mạch chỉ thấm được phân tử CO 2 là phân tử phân cực. CO2 phân tử, hòa tan vật lý trong huyết tương, khuếch tán từ máu vào phế nang. Ngoài ra, CO 2 khuếch tán vào phế nang của phổi, được giải phóng từ các hợp chất carbamic của hồng cầu do phản ứng oxy hóa của hemoglobin trong các mao mạch của phổi, cũng như từ bicarbonat huyết tương do sự phân ly nhanh chóng của chúng với sự trợ giúp của enzym carbonic anhydrase có trong hồng cầu. CO 2 phân tử đi qua hàng rào máu-không khí và sau đó đi vào phế nang. Thông thường, sau 1 s, nồng độ CO 2 trên màng phế nang-mao mạch được cân bằng lại, do đó, trong một nửa thời gian của dòng máu mao mạch, sẽ xảy ra sự trao đổi hoàn toàn CO 2 qua hàng rào khí-máu. Trên thực tế, trạng thái cân bằng đến chậm hơn. Điều này là do sự vận chuyển CO 2, cũng như O 2, bị giới hạn bởi tốc độ tưới máu của các mao mạch phổi.

câu hỏi kiểm tra

1. Khí cacbonic tồn tại ở những dạng vận chuyển nào?

2. Hình thức vận chuyển khí cacbonic chủ yếu là gì?

3. Tại sao nói đường cong phân ly khí cacbonic là một đường thẳng?

Có một yếu tố trong quá trình chuyển đổi O2 và CO2, được gọi là khả năng khuếch tán của phổi. Đây là khả năng khí xâm nhập qua màng phổi trong 1 phút. Khi áp suất thay đổi 2 mm Hg. Bình thường, khả năng khuếch tán của phổi đối với O2 là 25-35 ml / phút, với sự thay đổi áp suất là 1 mm Hg, đối với CO2 thì cao gấp 24 lần. Tốc độ khuếch tán phụ thuộc vào vết. các nhân tố.:

1. Từ sự khác biệt về áp suất riêng phần

2. Từ khả năng khuếch tán

3. Từ truyền dịch

Vận chuyển G aze máu. Các chất khí có thể ở trạng thái hòa tan và liên kết vật lý. Lượng khí phụ thuộc vào áp suất riêng phần của khí ở trên chất lỏng và vào hệ số hoà tan. Khi áp suất của chất khí càng cao và nhiệt độ càng giảm thì chất khí tan trong chất lỏng càng nhiều, sự hòa tan của chất khí trong chất lỏng thể hiện hệ số hòa tan. Đối với O2, hệ số hòa tan là 0,022 và đối với CO2 là 0,51. Trong máu động mạch ở áp suất riêng phần của O2 là 100 mm Hg. ở trạng thái hòa tan là 0,3%. CO2 ở áp suất riêng phần là 40 mm Hg. ở trạng thái hòa tan là 2,5%.

Vận chuyển O2. Phần lớn O2 được vận chuyển trong máu dưới dạng hợp chất hóa học với hemoglobin. Chiều hướng của phản ứng phụ thuộc vào áp suất riêng phần, O2 và hàm lượng oxyhemoglobin trong máu được phản ánh trong đường cong phân ly của oxyhemoglobin. Mối quan hệ giữa áp suất riêng phần và lượng oxyhemoglobin được nhà khoa học Buck Ford đưa ra. Ở 40 mm Hg. 80% hemoglobin bão hòa với O2, và ở 60 mm Hg. 90% hemoglobin được bão hòa với O2 và chuyển thành oxyhemoglobin. Khả năng phản ứng của hemoglobin với O2 được gọi là ái lực. Mối quan hệ này bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố:

1. Erythrocytes chứa 2,3 diphosphoglycerate, số lượng của nó tăng lên khi giảm điện thế, và khi giảm điện thế, O2 giảm.

3. pH máu. PH càng cao thì ái lực càng giảm.

4. Nhiệt độ. Càng cao, ái lực càng thấp.

Lượng O2 tối đa có thể liên kết với máu khi hemoglobin bão hòa hoàn toàn được gọi là khả năng oxy của máu. 1 gam hemoglobin gắn với 1,34 mm O2, do đó khả năng chứa oxy của máu là 19.

Vận chuyển CO2. CO2 trong máu tĩnh mạch là 55-58%. CO2 có thể được vận chuyển dưới một số hình thức:

1. Sự kết hợp của hemoglobin với CO2 được gọi là carbhemoglobin, 5% của nó. Và phần còn lại của CO2 được vận chuyển dưới dạng muối axit của axit cacbonic. Axit cacbonic được hình thành trong tế bào, nó có thể đi từ các mô vào máu. Một phần CO2 này vẫn ở trạng thái hòa tan về mặt vật lý, và hầu hết chúng sẽ trải qua một sự thay đổi. Erythrocytes mang 2 hợp chất: carbhemoglobin và kali bicarbonat (KHCO3), và natri bicarbonat (NaHCO3) được huyết tương vận chuyển.

Thần kinh-thể dịch điều hòa hô hấp. Trung tâm hô hấp. Chỉ là quy định. Sự điều hòa của hô hấp là sự thích nghi của hô hấp với nhu cầu luôn thay đổi của cơ thể về ôxy. Điều quan trọng là hoạt động của hệ hô hấp phải tương ứng chính xác với nhu cầu oxy của cơ thể. Cơ chế phản xạ hay thần kinh do trung tâm hô hấp thực hiện. Trung tâm hô hấp là một tập hợp các tế bào thần kinh chuyên biệt nằm trong các bộ phận khác nhau của hệ thần kinh trung ương, chúng cung cấp nhịp thở phối hợp nhịp nhàng. Ngay từ đầu thế kỷ 19, nhà khoa học người Pháp Legalois đã phát hiện ra ở nấm trên các loài chim hô hấp thay đổi khi nó tác động lên tủy sống. Và vào năm 1842, nhà khoa học Plowrance đã thực nghiệm chứng minh, cũng trong các thí nghiệm, bằng cách kích thích và phá hủy các phần của lỗ hình chữ nhật, ông đã chứng minh rằng trung tâm hô hấp nằm trong não hình thuôn. Người ta đã phát hiện ra rằng sự cắt ngang của não phía trên các pons Vorolyov không làm thay đổi nhịp thở. Và nếu bạn cắt ngang giữa cầu Vorolev và tủy sống, thì độ sâu và tần số thở sẽ thay đổi, và nếu bạn cắt xuống dưới ống tủy thì hơi thở sẽ ngừng lại. Những thí nghiệm này đã chứng minh rằng có những trung tâm hô hấp chính nằm trong não:

Trung tâm hô hấp thứ nhất: tủy sống - nó chịu trách nhiệm về sự thay đổi của quá trình hít vào và thở ra. Kinh nghiệm này cũng đã được chứng minh vào năm 1859 bởi nhà khoa học người Nga Mislavsky, bằng cách kích thích điểm. Ông phát hiện ra rằng trung tâm hô hấp nằm trong ống tủy ở đáy não thất thứ 4 trong khu vực dược lưới. Trung tâm hô hấp này được ghép nối và bao gồm nửa bên phải và bên trái. Các tế bào thần kinh của bên phải gửi xung động đến các cơ hô hấp của nửa bên phải và vùng bên trái cho nửa bên trái. Mỗi người trong số họ bao gồm 2 bộ phận nữa: trung tâm hít vào và trung tâm thở ra, tức là trung tâm của nguồn cảm hứng và trung tâm của sự hết hạn.

Trung tâm hô hấp thứ 2 nằm ở cầu Vorolyov, nó được gọi là khí độc, nó chịu trách nhiệm về độ sâu và tần số thở. Ngoài ra còn có các trung tâm thứ cấp nằm trong tủy sống. Chúng bao gồm trung tâm thứ 3 của tủy sống cổ, ở đây là trung tâm của dây thần kinh phrenic. Thứ 4 trong tủy sống ngực, đây là trung tâm của các cơ liên sườn. Thứ 5 - vùng dưới đồi. Vỏ thứ 6 của não - đây là những gì được nhìn thấy, những gì được nghe làm thay đổi nhịp thở. Cơ chế điều hòa thể dịch chính của trung tâm hô hấp là sự dư thừa CO2. Nhà khoa học Frederick đã chứng minh vai trò của CO2 như một chất gây kích thích trung tâm hô hấp trong một thí nghiệm trên một con chó mắc chứng tuần hoàn chéo. Để làm được điều này, Frederick đã lấy 2 con vật, nối chúng bằng một vòng tuần hoàn máu duy nhất, chèn ép khí quản của con chó thứ nhất, lượng CO2 dư thừa xuất hiện trong máu của cô ấy - đây được gọi là chứng tăng CO2 và thiếu O2 - thiếu oxy. Máu của con chó thứ nhất dư CO2 rửa sạch não của con chó thứ 2, và con chó thứ 2 bị khó thở, và con chó thứ nhất, ngược lại, nín thở. Năm 1911, nhà khoa học người Đức Winterstein cho rằng trong các tác nhân gây bệnh của trung tâm hô hấp, không phải chính CO2, mà là nồng độ của hydro với các ion, tức là. sự kết hợp, thay đổi độ pH về phía axit. Nhưng sau đó lý thuyết của ông đã bị bác bỏ và người ta chứng minh rằng chất gây kích ứng là dư CO2.

Gail Ing-Breer phản xạ. Các phản xạ này có thể quan sát được khi kích thích phế vị, có 3 loại phản xạ:

1. Hứng thú - ức chế - thôi thúc cảm hứng

2. Thở ra - thở ra - khi thở ra thì trì hoãn nhịp thở tiếp theo.

3. Phổi mở mạnh làm cơ hô hấp bị kích thích mạnh trong thời gian ngắn, xảy ra co giật hơi thở (thở dài) - đây gọi là hiệu ứng nghịch thường của Xd. Giá trị của phản xạ Gale Ing-Breer là điều chỉnh tỷ lệ giữa độ sâu và tần số thở tùy thuộc vào trạng thái của phổi. Quá trình điều hòa hô hấp cung cấp 2 nhóm quá trình mà cơ thể chúng ta cung cấp:

1. Duy trì thành phần khí của máu động mạch - điều hòa nội môi

2. Quá trình hô hấp thích nghi với điều kiện môi trường thay đổi - điều hòa tập tính ..

Chức năng vận chuyển của máu là chuyển tất cả các chất cần thiết cho hoạt động sống của cơ thể (chất dinh dưỡng, chất khí, hoocmôn, enzim, chất chuyển hóa).

Chức năng hô hấp là cung cấp oxy từ phổi đến các mô và carbon dioxide từ các mô đến phổi.

Vận chuyển khí bằng máu- Trong cơ thể, khí ôxi và khí cacbonic được máu vận chuyển. Ôxy từ không khí phế nang vào máu liên kết với huyết sắc tố hồng cầu, tạo thành cái gọi là oxyhemoglobin, và ở dạng này được chuyển đến các mô.

Ôxy qua các bức tường mỏng của phế nang và mao mạch đi vào máu từ không khí, và khí cacbonic từ máu sang không khí. Sự khuếch tán của các chất khí xảy ra do sự khác biệt giữa nồng độ của chúng trong máu và trong không khí. Ôxy thâm nhập vào hồng cầu và kết hợp với hemoglobin, máu trở thành động mạch và đi đến các mô. Trong các mô, quá trình ngược lại xảy ra: oxy đi từ máu đến các mô do sự khuếch tán, và khí cacbonic ngược lại, nó đi từ các mô vào máu.

Đường cong phân ly oxyhemoglobin- đây là sự phụ thuộc của độ bão hòa hemoglobin với oxy (được đo bằng phần trăm oxyhemoglobin trên tổng lượng hemoglobin).

Trao đổi khí giữa máu và các mô. Vi phạm sự trao đổi khí trong các mô.

Trao đổi khí ở mô giai đoạn thứ tư của quá trình hô hấp, do đó oxy từ máu của các mao mạch đi vào tế bào, và carbon dioxide từ tế bào vào máu. Một yếu tố thúc đẩy sự trao đổi khí trong các mô, cũng như trong phổi, là sự khác biệt về áp suất riêng phần của khí giữa máu và dịch kẽ có tác dụng tắm rửa cho tất cả các tế bào và mô.

Khi các tế bào tích cực hấp thụ oxy, chúng tạo ra carbon dioxide một cách mạnh mẽ. Sức căng của khí cacbonic trong tế bào đạt 50 - 60 mm. rt. Mỹ thuật. Carbon dioxide này liên tục đi vào dịch kẽ, và từ đó vào máu, tạo thành tĩnh mạch máu.

Hậu quả của việc vi phạm trao đổi khí như vậy có thể là thiếu oxy, đói oxy của các mô. thiếu oxy – đây là thiếu oxy.

Trao đổi khí ở phổi, thành phần của phế nang hít vào, khí thở ra.

Làm sao không khí khí quyển và phế nang không khí cần thiết là hỗn hợp các khí gồm O2, CO2, N, và các khí trơ. Một lượng khí hô hấp nhất định cũng được chứa trong máu, vì nó là chất mang chúng. Áp suất riêng phần của một chất khí cụ thể trong máu, giống như trong bất kỳ chất lỏng nào khác, thường được gọi là áp suất riêng phần. . Trao đổi khí giữa không khí phế nang và máu mao mạch (giai đoạn thứ hai của quá trình hô hấp) được thực hiện bằng sự khuếch tán, do sự chênh lệch áp suất giữa O2 và CO2. Không khí mà chúng ta hít vào, tức là không khí trong khí quyển, có thành phần không đổi nhiều hơn hoặc ít hơn: nó chứa

20,94% oxy,

0,03% carbon dioxide

79,03% nitơ .

Khí thở ra cạn kiệt oxy và bão hòa với carbon dioxide. Trung bình, khí thở ra chứa

16,3% oxy,

4% axit cacbonic

79,7% nitơ.

So với không khí trong khí quyển, không khí phế nang chứa

14% oxy,

5% axit cacbonic

79,5% nitơ.

Thành phần của không khí phế nang tương đối ổn định, vì trong quá trình thở yên tĩnh chỉ có 350 ml không khí trong lành đi vào phế nang, chỉ bằng 1/7 lượng không khí được chứa trong phổi sau khi thở ra bình thường. Không khí này nằm trong các phế nang và cung cấp lượng oxy tiêu thụ cho quá trình trao đổi chất trong các mao mạch của phổi.

Cùng một phần nhỏ không khí phế nang được loại bỏ trong quá trình thở ra, góp phần ổn định thành phần của nó.

Điều hòa nhịp thở. Điều hòa thần kinh và điều hòa thể dịch của hô hấp.

Hô hấp bên ngoài-Đây là quá trình trao đổi không khí giữa phế nang phổi và môi trường bên ngoài, được thực hiện nhờ nhịp thở nhịp nhàng của cử động lồng ngực, tạo ra sự luân phiên hít vào và thở ra.

Mục tiêu chính của hô hấp ngoài- duy trì thành phần tối ưu của máu động mạch. Cách chính để đạt được mục tiêu này là điều chỉnh thể tích thông khí phổi bằng cách thay đổi tần số và độ sâu của nhịp thở. Những cơ chế nào đảm bảo sự thích nghi của hô hấp với những nhu cầu thay đổi của cơ thể? Cơ thể có hai hệ thống điều tiết - thần kinh và thể chất. Cuối trình bày các hormone và chất chuyển hóa tuần hoàn có thể ảnh hưởng đến hô hấp.

Điều hòa nhịp thởđược gọi là quá trình kiểm soát sự thông khí của phổi, nhằm duy trì hằng số hô hấp và hô hấp thích nghi với điều kiện của môi trường bên ngoài thay đổi.

Do đó, để thực hiện các động tác hô hấp, bạn cần tủy và phần đó của tủy sống đưa các dây thần kinh vận động đến các cơ hô hấp.

Dòng CO2 trong phổi từ máu đến phế nang được cung cấp từ các nguồn sau: 1) từ CO2 hòa tan trong huyết tương (5-10%); 2) từ bicarbonat (80-90%); 3) từ các hợp chất carbamic của hồng cầu (5-15%), có khả năng phân ly.

Đối với CO2, hệ số hòa tan trong màng của hàng rào không khí-máu lớn hơn đối với O2, và trung bình là 0,231 mmol * l-1 kPa-1; do đó, CO2 khuếch tán nhanh hơn O2. Vị trí này chỉ đúng đối với sự khuếch tán của CO2 phân tử. Phần lớn CO2 được vận chuyển trong cơ thể ở trạng thái liên kết dưới dạng bicacbonat và các hợp chất carbamic, điều này làm tăng thời gian trao đổi CO2 dành cho quá trình phân ly của các hợp chất này.

Mặc dù CO2 hòa tan trong chất lỏng tốt hơn nhiều so với O2, nhưng chỉ 3-6% tổng lượng CO2 do các mô tạo ra được huyết tương vận chuyển ở trạng thái hòa tan vật lý. Phần còn lại đi vào các liên kết hóa học.

Đi vào mao mạch mô, CO2 bị hydrat hóa, tạo thành axit cacbonic không ổn định:

Chiều của phản ứng thuận nghịch này phụ thuộc vào PCO2 trong môi trường. Nó được tăng tốc mạnh mẽ nhờ hoạt động của enzym carbonic anhydrase, nằm trong hồng cầu, nơi CO2 nhanh chóng khuếch tán khỏi huyết tương.

Khoảng 4/5 carbon dioxide được vận chuyển dưới dạng HCO-3 bicarbonate. Sự liên kết của CO2 được tạo điều kiện bởi sự giảm đặc tính axit (ái lực với proton) của hemoglobin tại thời điểm cung cấp cho chúng quá trình oxy hóa - khử oxy (hiệu ứng Holden). Trong trường hợp này, hemoglobin giải phóng ion kali liên kết với nó, đến lượt nó, axit cacbonic sẽ phản ứng:

Một phần ion HCO-3 khuếch tán vào huyết tương, liên kết các ion natri ở đó, trong khi các ion clorua đi vào hồng cầu để duy trì trạng thái cân bằng ion. Ngoài ra, cũng do giảm ái lực với proton, hemoglobin được khử oxy tạo thành các hợp chất carbamic dễ dàng hơn, đồng thời liên kết thêm khoảng 15% CO2 do máu mang theo.

Trong mao mạch phổi, một phần CO2 được giải phóng, sẽ khuếch tán vào khí phế nang. Điều này được tạo điều kiện thuận lợi bởi PCO2 trong phế nang thấp hơn trong huyết tương và sự gia tăng tính axit của hemoglobin trong quá trình oxy hóa nó. Trong quá trình khử nước của axit cacbonic trong hồng cầu (phản ứng này cũng được tăng tốc mạnh bởi anhydrase cacbonic), oxyhemoglobin dịch chuyển các ion kali từ bicacbonat. Các ion HCO-3 đi từ huyết tương đến hồng cầu, và các ion Cl- - theo hướng ngược lại. Theo cách này, cứ 100 ml máu được cung cấp cho phổi 4-5 ml CO2 - cùng lượng mà máu nhận được trong các mô (chênh lệch CO2 trong động mạch).

Trung tâm hô hấp và các khoa của nó (các nhóm thần kinh hô hấp ở lưng và bụng, trung tâm khí nén). Điều hòa hô hấp trong quá trình thay đổi thành phần khí của máu (từ cơ quan thụ cảm hóa học của vùng phản xạ), với sự kích thích của cơ quan thụ cảm cơ học của phổi và đường hô hấp trên.

Điều hòa nhịp thở. Trung tâm hô hấp.

Trung tâm hô hấp bulbar nằm ở phần giữa của sự hình thành lưới của tủy sống. Viền trên của nó nằm dưới nhân của dây thần kinh mặt, và viền dưới nằm trên bút viết. Trung tâm này bao gồm các tế bào thần kinh thở ra và thở ra. Thứ nhất: các xung thần kinh bắt đầu được tạo ra ngay trước khi hít vào và tiếp tục trong toàn bộ quá trình hít vào. Các tế bào thần kinh thở ra có vị trí thấp hơn một chút. Họ phấn khích khi kết thúc quá trình hít vào và ở trạng thái hưng phấn trong toàn bộ quá trình thở ra. Có 2 nhóm tế bào thần kinh trong trung tâm truyền cảm hứng. Đây là các nơron α và β hô hấp. Những người đầu tiên rất phấn khích trong quá trình truyền cảm hứng. Đồng thời, tế bào thần kinh hô hấp β nhận xung động từ tế bào thần kinh hô hấp. Chúng được kích hoạt đồng thời với các tế bào thần kinh hô hấp α và đảm bảo sự ức chế của chúng khi kết thúc cảm hứng. Do các kết nối này của các neuron của trung tâm hô hấp, chúng có mối quan hệ tương hỗ (tức là khi neuron hô hấp bị kích thích thì neuron thở ra bị ức chế và ngược lại). Ngoài ra, các tế bào thần kinh của trung tâm hô hấp bulbar được đặc trưng bởi hiện tượng tự động hóa. Đây là khả năng của chúng để tạo ra sự phóng điện nhịp nhàng của thông lượng sinh học ngay cả khi không có xung thần kinh từ các thụ thể ngoại vi. Nhờ sự tự động hóa của trung tâm hô hấp, sự thay đổi tự phát trong các giai đoạn của nhịp thở xảy ra. Sự tự động hóa của tế bào thần kinh được giải thích bởi sự dao động nhịp nhàng của các quá trình trao đổi chất trong chúng, cũng như do tác động của carbon dioxide lên chúng. Các đường dẫn hơi từ trung tâm hô hấp bulbar đi đến các nơron vận động của cơ liên sườn và cơ hoành hô hấp. Các mô đệm của cơ hoành nằm ở sừng trước của 3-4 đoạn cổ tử cung của tủy sống, và các cơ liên sườn ở sừng trước của đoạn ngực. Do đó, sự cắt ngang ở mức độ 1-2 đoạn cổ tử cung dẫn đến sự ngừng co bóp của các cơ hô hấp. Ở phần trước của pons, cũng có các nhóm tế bào thần kinh tham gia vào quá trình điều hòa hô hấp. Các tế bào thần kinh này có kết nối tăng dần và giảm dần với các tế bào thần kinh của trung tâm bulbar. Xung động từ các tế bào thần kinh truyền cảm hứng của anh ấy đi đến chúng, và từ chúng đến những tế bào thở ra. Điều này đảm bảo sự chuyển đổi nhịp nhàng từ hít vào thở ra, cũng như phối hợp thời gian của các giai đoạn hô hấp. Do đó, khi thân cây bị cắt phía trên cầu, hơi thở thực tế không thay đổi. Nếu nó bị cắt bên dưới nhịp cầu, thì hiện tượng ping khí xảy ra - một nhịp thở dài được thay thế bằng các nhịp thở ra ngắn. Khi cắt giữa 1/3 trên và 1/3 giữa cầu - ngưng thở. Hít thở dừng lại theo cảm hứng, bị gián đoạn bởi những lần thở ra ngắn. Trước đây, người ta tin rằng có một trung tâm khí nén trong cầu. Bây giờ thuật ngữ này không được sử dụng. Ngoài những phần này của hệ thần kinh trung ương, vùng dưới đồi, hệ limbic và vỏ não có liên quan đến việc điều hòa hô hấp. Chúng thực hiện điều hòa nhịp thở tốt hơn.

Phản xạ điều hòa nhịp thở.

Vai trò chính trong phản xạ tự điều hòa nhịp thở thuộc về các cơ quan thụ cảm cơ học của phổi. Tùy thuộc vào bản địa hóa và tính chất của độ nhạy, có ba loại trong số chúng:

1. Căng các cơ quan thụ cảm. Chúng được tìm thấy chủ yếu ở các cơ trơn của khí quản và phế quản. Họ phấn khích khi bức tường của họ được kéo dài. Về cơ bản, chúng cung cấp một sự thay đổi trong các giai đoạn của quá trình hô hấp.

2. Cơ quan thụ cảm. Chúng nằm trong biểu mô của màng nhầy của khí quản và phế quản. Chúng phản ứng với các chất kích thích và các hạt bụi, cũng như thay đổi đột ngột thể tích phổi (tràn khí màng phổi, xẹp phổi). Chúng cung cấp phản xạ hô hấp bảo vệ, phản xạ co thắt phế quản và tăng cường hô hấp.

3. Các thụ thể của mao mạch. Chúng được tìm thấy trong mô kẽ của phế nang và phế quản. Họ bị kích thích với sự gia tăng áp lực trong tuần hoàn phổi, cũng như sự gia tăng thể tích dịch kẽ. Những hiện tượng này xảy ra trong quá trình ứ trệ tuần hoàn phổi hoặc viêm phổi.

Điều quan trọng nhất đối với hơi thở là phản xạ Hering-Breuer. Khi bạn hít vào, phổi nở ra và các thụ thể kéo dài được kích hoạt. Xung động từ chúng dọc theo các sợi hướng tâm của dây thần kinh phế vị đi vào trung tâm hô hấp bulbar. Chúng đi đến tế bào thần kinh hô hấp β, từ đó ức chế tế bào thần kinh hô hấp α. Hít vào dừng lại và bắt đầu thở ra. Sau khi cắt dây thần kinh phế vị, hơi thở trở nên sâu và hiếm. Do đó, phản xạ này đảm bảo tần số và độ sâu của nhịp thở bình thường, đồng thời ngăn chặn quá trình căng thẳng của phổi. Các cơ quan tiếp nhận của cơ hô hấp đóng một vai trò nhất định trong phản xạ điều hòa hô hấp. Khi các cơ co lại, các xung động từ các cơ quan thụ cảm của chúng sẽ đến các tế bào thần kinh vận động tương ứng của cơ hô hấp. Do đó, sức mạnh của các cơn co cơ được điều chỉnh với bất kỳ lực cản nào đối với chuyển động hô hấp.

Thể dịch điều hòa hô hấp.

Trong cơ chế điều hòa hô hấp theo thể dịch, các cơ quan thụ cảm hóa học nằm trong các mạch và ống tủy tham gia. Các thụ thể hóa học ngoại vi được tìm thấy trong thành của vòm động mạch chủ và xoang động mạch cảnh. Chúng phản ứng với sự căng thẳng của carbon dioxide và oxy trong máu. Sự gia tăng căng thẳng carbon dioxide được gọi là hypercapnia, giảm được gọi là hypocapnia. Ngay cả ở điện áp bình thường của carbon dioxide, các thụ thể ở trạng thái kích thích. Với chứng tăng CO2 máu, tần số của các xung thần kinh đi từ chúng đến trung tâm bulbar tăng lên. Tần số và độ sâu của nhịp thở tăng lên. Khi giảm độ căng oxy trong máu, tức là giảm oxy máu, các thụ thể hóa học cũng bị kích thích, và nhịp thở tăng lên. Hơn nữa, các cơ quan thụ cảm hóa học ngoại vi nhạy cảm hơn với tình trạng thiếu oxy hơn là dư carbon dioxide.

Tế bào thần kinh thụ cảm hóa học trung ương hoặc tủy nằm trên các bề mặt trước bên của ống tủy. Từ chúng đi các sợi đến các nơron của trung tâm hô hấp. Các tế bào thần kinh thụ cảm này nhạy cảm với các cation hydro. Hàng rào máu não có khả năng thẩm thấu cao với carbon dioxide và chỉ nhẹ đối với proton. Do đó, các thụ thể phản ứng với các proton tích tụ trong dịch gian bào và dịch não tủy do carbon dioxide xâm nhập vào chúng. Dưới ảnh hưởng của các cation hydro lên các thụ thể hóa học trung tâm, hoạt động điện sinh học của các tế bào thần kinh hô hấp và thở ra tăng mạnh. Thở nhanh và sâu hơn. Tế bào thần kinh thụ cảm của tủy nhạy cảm hơn với sự gia tăng căng thẳng carbon dioxide.

Cơ chế hoạt hóa tế bào thần kinh truyền cảm hứng của trung tâm hô hấp làm nền tảng cho hơi thở đầu tiên của trẻ sơ sinh. Sau khi dây rốn được thắt lại, carbon dioxide sẽ tích tụ trong máu của anh ta và hàm lượng oxy giảm xuống. Chemoreceptors của các vùng tạo phản xạ mạch máu được kích thích, các tế bào thần kinh truyền cảm hứng được kích hoạt, các cơ truyền cảm hứng co lại và cảm hứng xuất hiện. Nhịp thở bắt đầu nhịp nhàng.

Soda, núi lửa, sao Kim, tủ lạnh - chúng có điểm gì chung? Khí cacbonic. Chúng tôi đã thu thập cho bạn những thông tin thú vị nhất về một trong những hợp chất hóa học quan trọng nhất trên Trái đất.

Carbon dioxide là gì

Carbon dioxide được biết đến chủ yếu ở trạng thái khí, i. dưới dạng khí cacbonic với công thức hóa học đơn giản là CO2. Ở dạng này, nó tồn tại trong điều kiện bình thường - ở áp suất khí quyển và nhiệt độ "bình thường". Nhưng ở áp suất tăng lên, trên 5.850 kPa (chẳng hạn, áp suất ở độ sâu biển khoảng 600 m), khí này biến thành chất lỏng. Và với khả năng làm lạnh mạnh (âm 78,5 ° C), nó kết tinh và trở thành cái gọi là đá khô, được sử dụng rộng rãi trong thương mại để bảo quản thực phẩm đông lạnh trong tủ lạnh.

Carbon dioxide lỏng và đá khô được sản xuất và sử dụng trong các hoạt động của con người, nhưng các dạng này không ổn định và dễ bị phân hủy.

Nhưng khí cacbonic có ở khắp nơi: nó được thải ra trong quá trình hô hấp của động vật và thực vật và là một phần quan trọng trong thành phần hóa học của khí quyển và đại dương.

Tính chất của carbon dioxide

Khí cacbonic CO2 không màu, không mùi. Trong điều kiện bình thường, nó không có mùi vị. Tuy nhiên, khi hít phải carbon dioxide nồng độ cao, có thể cảm thấy vị chua trong miệng, nguyên nhân là do carbon dioxide hòa tan trên màng nhầy và trong nước bọt, tạo thành dung dịch axit cacbonic yếu.

Nhân tiện, đó là khả năng hòa tan của carbon dioxide trong nước được sử dụng để tạo ra nước lấp lánh. Sủi bọt của nước chanh - cùng một lượng khí cacbonic. Thiết bị đầu tiên để bão hòa nước bằng CO2 được phát minh vào đầu năm 1770, và vào năm 1783, Jacob Schwepp người Thụy Sĩ đầy kinh nghiệm đã bắt đầu sản xuất công nghiệp nước ngọt (thương hiệu Schweppes vẫn còn tồn tại).

Carbon dioxide nặng hơn không khí 1,5 lần, vì vậy nó có xu hướng “lắng đọng” ở các lớp thấp hơn nếu căn phòng được thông gió kém. Hiệu ứng "hang chó" đã được biết đến, nơi CO2 được giải phóng trực tiếp từ mặt đất và tích tụ ở độ cao khoảng nửa mét. Một người trưởng thành khi vào trong một cái hang như vậy, ở độ cao của mình không cảm thấy dư thừa carbon dioxide, nhưng những con chó thấy mình ở ngay trong một lớp carbon dioxide dày và bị nhiễm độc.

CO2 không hỗ trợ quá trình cháy, vì vậy nó được sử dụng trong các bình chữa cháy và hệ thống dập lửa. Thủ thuật dập tắt một ngọn nến đang cháy bằng chất chứa trong một chiếc ly được cho là rỗng (nhưng thực tế là bằng carbon dioxide) chính xác dựa trên đặc tính này của carbon dioxide.

Carbon dioxide trong tự nhiên: nguồn tự nhiên

Carbon dioxide được sản xuất trong tự nhiên từ nhiều nguồn khác nhau:

• Sự thở của động vật và thực vật.
  Mọi học sinh đều biết rằng thực vật hấp thụ khí cacbonic CO2 từ không khí và sử dụng nó trong quá trình quang hợp. Một số bà nội trợ đang cố gắng chuộc lỗi bằng cách trồng nhiều loại cây trong nhà. Tuy nhiên, thực vật không chỉ hấp thụ mà còn thải ra khí cacbonic trong điều kiện thiếu ánh sáng như một phần của quá trình hô hấp. Vì vậy, một khu rừng rậm trong một phòng ngủ thông gió kém không phải là một ý kiến ​​hay: vào ban đêm, mức CO2 sẽ còn tăng cao hơn.
• Hoạt động núi lửa.
  Carbon dioxide là một phần của khí núi lửa. Ở những khu vực có hoạt động núi lửa cao, CO2 có thể được giải phóng trực tiếp từ mặt đất - từ các vết nứt và đứt gãy được gọi là mofet. Nồng độ carbon dioxide trong các thung lũng mofet cao đến mức nhiều động vật nhỏ chết khi chúng đến đó.
• phân hủy chất hữu cơ.
  Carbon dioxide được hình thành trong quá trình đốt cháy và phân hủy chất hữu cơ. Khí thải carbon dioxide tự nhiên theo thể tích đi kèm với cháy rừng.

Khí cacbonic được “lưu trữ” trong tự nhiên dưới dạng các hợp chất của cacbon trong các khoáng chất: than đá, dầu mỏ, than bùn, đá vôi. Trữ lượng CO2 khổng lồ được tìm thấy ở dạng hòa tan trong các đại dương trên thế giới.

Việc giải phóng carbon dioxide từ một hồ chứa mở có thể dẫn đến một thảm họa hạn chế, chẳng hạn như đã xảy ra vào năm 1984 và 1986. trong hồ Manun và Nyos ở Cameroon. Cả hai hồ đều được hình thành trên vị trí của các miệng núi lửa - hiện nay chúng đã tuyệt chủng, nhưng ở sâu bên trong, magma núi lửa vẫn thải ra khí carbon dioxide, bốc lên mặt nước của các hồ và hòa tan trong đó. Kết quả của một số quá trình khí hậu và địa chất, nồng độ carbon dioxide trong nước đã vượt quá giá trị tới hạn. Một lượng lớn carbon dioxide đã được thải vào khí quyển, giống như một trận tuyết lở, dọc theo các sườn núi. Khoảng 1.800 người đã trở thành nạn nhân của thảm họa lim dim trên các hồ ở Cameroon.

Các nguồn carbon dioxide nhân tạo

Các nguồn carbon dioxide chính do con người cung cấp là:

• khí thải công nghiệp liên quan đến quá trình đốt cháy;
• ô tô vận tải.

Mặc dù thực tế là tỷ lệ phương tiện giao thông thân thiện với môi trường trên thế giới đang tăng lên, nhưng phần lớn dân số thế giới sẽ không sớm có thể (hoặc sẵn sàng) chuyển sang sử dụng ô tô mới.

Phá rừng tích cực cho các mục đích công nghiệp cũng dẫn đến sự gia tăng nồng độ carbon dioxide CO2 trong không khí.

CO2 là một trong những sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất (phân hủy glucose và chất béo). Nó được tiết ra trong các mô và được hemoglobin mang đến phổi, qua đó nó được thở ra. Trong không khí mà một người thở ra, có khoảng 4,5% carbon dioxide (45.000 ppm) - gấp 60-110 lần trong không khí hít vào.

Carbon dioxide đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh cung cấp máu và hô hấp. Sự gia tăng mức độ CO2 trong máu làm cho các mao mạch mở rộng, cho phép máu đi qua nhiều hơn, cung cấp oxy đến các mô và loại bỏ carbon dioxide.

Hệ thống hô hấp cũng được kích thích bởi sự gia tăng carbon dioxide, chứ không phải do thiếu oxy, như người ta tưởng. Trên thực tế, cơ thể không cảm nhận được tình trạng thiếu oxy trong một thời gian dài, và rất có thể trong không khí hiếm hoi, một người sẽ bất tỉnh trước khi cảm thấy thiếu không khí. Đặc tính kích thích của CO2 được sử dụng trong các thiết bị hô hấp nhân tạo: ở đó, carbon dioxide được trộn với oxy để "khởi động" hệ thống hô hấp.

Carbon dioxide và chúng ta: Tại sao CO2 lại nguy hiểm?

Carbon dioxide cũng cần thiết cho cơ thể con người như oxy. Nhưng cũng giống như với oxy, dư thừa carbon dioxide gây hại cho sức khỏe của chúng ta.

Nồng độ CO2 trong không khí cao dẫn đến cơ thể bị nhiễm độc và gây ra tình trạng tăng khí CO2. Trong tình trạng tăng CO2 máu, một người cảm thấy khó thở, buồn nôn, đau đầu và thậm chí có thể ngất xỉu. Nếu hàm lượng khí cacbonic không giảm, thì sẽ đến lượt - đói oxy. Thực tế là cả carbon dioxide và oxy đều di chuyển khắp cơ thể trên cùng một “phương tiện vận chuyển” - hemoglobin. Thông thường, chúng “đi du lịch” cùng nhau, gắn vào những vị trí khác nhau trên phân tử hemoglobin. Tuy nhiên, sự gia tăng nồng độ carbon dioxide trong máu làm giảm khả năng oxy liên kết với hemoglobin. Lượng oxy trong máu giảm và xảy ra tình trạng thiếu oxy.

Những hậu quả không tốt cho cơ thể như vậy xảy ra khi hít phải không khí có hàm lượng CO2 hơn 5.000 ppm (ví dụ như không khí trong các hầm mỏ). Công bằng mà nói, trong cuộc sống đời thường chúng ta thực tế không gặp phải không khí như vậy. Tuy nhiên, ngay cả khi nồng độ carbon dioxide thấp hơn nhiều cũng không tốt cho sức khỏe.

Theo phát hiện của một số người, 1.000 ppm CO2 đã gây ra mệt mỏi và đau đầu ở một nửa số đối tượng. Nhiều người bắt đầu cảm thấy gần gũi và khó chịu thậm chí sớm hơn. Với sự gia tăng hơn nữa nồng độ carbon dioxide lên 1.500 - 2.500 ppm, não bộ sẽ “lười biếng” chủ động, xử lý thông tin và đưa ra quyết định.

Và nếu mức 5.000 ppm gần như không thể xảy ra trong cuộc sống hàng ngày, thì 1.000 và thậm chí 2.500 ppm có thể dễ dàng trở thành một phần thực tế của con người hiện đại. Chúng tôi cho thấy rằng trong các phòng học thông gió thưa thớt, nồng độ CO2 luôn ở trên 1.500 ppm, và đôi khi tăng trên 2.000 ppm. Có mọi lý do để tin rằng tình trạng tương tự ở nhiều văn phòng và thậm chí cả chung cư.

Các nhà sinh lý học coi 800 ppm là mức carbon dioxide an toàn cho sức khỏe con người.

Một nghiên cứu khác cho thấy mối liên hệ giữa mức CO2 và stress oxy hóa: mức độ carbon dioxide càng cao, chúng ta càng bị ảnh hưởng nhiều hơn, phá hủy các tế bào của cơ thể chúng ta.

Khí cacbonic trong khí quyển trái đất

Trong bầu khí quyển của hành tinh chúng ta, chỉ có khoảng 0,04% CO2 (khoảng 400 ppm), và gần đây nó thậm chí còn ít hơn: carbon dioxide đã vượt qua mốc 400 ppm chỉ vào mùa thu năm 2016. Các nhà khoa học cho rằng sự gia tăng mức độ CO2 trong khí quyển là do quá trình công nghiệp hóa: vào giữa thế kỷ 18, vào đêm trước của cuộc cách mạng công nghiệp, nó chỉ khoảng 270 ppm.