Рефлекторная регуляция с хеморецепторов

Регуляция внешнего дыхания направлена на поддержание постоянства газового состава внутренней среды организма. Значения рН артериальной крови и напряжения в ней СО₂ и О₂ не только непосредственно зависят от внешнего дыхания, но, в свою очередь, оказывают влияние на вентиляцию легких.

Опыт Фредерика – опыт, демонстрирующий значение СО₂ и О₂ в механизмах регуляции частоты и глубины дыхательных движений. Используются две подопытные собаки, имеющие перекрестное кровообращение головного мозга; если у одной собаки искусственно вызвать гипервентиляцию, то у второй разовьется апноэ вследствие вымывания из крови первой собаки СО₂ и увеличения О₂. Если у первой собаки пережать трахею, то у второй собаки будет наблюдаться учащение и углубление дыхательных движений (диспноэ), за счет крови, бедной О₂, насыщенной СО₂ и омывающей дыхательный центр у второй собаки (рис.14). Влияние СО₂. Увеличение напряжения СО₂ в артериальной крови (гиперкапния) приводит к повышению минутного объема дыхания. Как правило, при этом возрастают дыхательный объем и частота дыхательных движений.

У некоторых людей после длительного интенсивного дыхания (гипервентиляции) наблюдается временная остановка дыхания (апноэ) – эта остановка обусловлена отсутствием «физиологического стимулятора дыхания» - СО_2, так как во время гипервентиляции СО₂ вымывается и напряжение его в артериальной крови падает. Однако у ряда лиц после гипервентиляции возникает не апноэ, а лишь некоторое уменьшение минутного объема дыхания. Это позволяет предположить, что существует некий центральный механизм, запускающий дыхание даже в отсутствие стимулирующего действия СО₂.

2 собака 1 собака

Рис. 14. Опыт Фредерика с перекрестным кровообращением у собак.

Влияние Н⁺.Если происходит снижение рН артериальной крови (ацидоз) по сравнению с нормальным уровнем, равным 7,36 вентиляция легких увеличивается.При возрастании рН выше нормы (алкалоз) вентиляция уменьшается, хотя и в несколько меньшей степени.

Влияние недостатка О₂.Снижение напряжения О₂ в артериальной крови сопровождается увеличением вентиляции легких. Это наблюдается при напряжении кислорода, равном 50-60 мм рт.ст. Артериальная гипоксемия может возникнуть во время пребывания на большой высоте, где атмосферное давление, а вследствие этого и парциальное давление О₂ во вдыхаемом воздухе понижены. Напряжение О₂ в артериальной крови снижается также при легочной патологии.