Регуляция дыхательной и сердечно-сосудистой систем

Дыхание – это процессы, обеспечивающие
потребление организмом кислорода и выделение
углекислого газа.
Внешнее
ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
Тканевое
Легочная вентиляция, обеспечивающая оптимальный
газовый состав внутренней среды организма в
постоянно меняющихся условиях жизнедеятельности

Газообмен в альвеолах легких
ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ
ТКАНЕВОЕ ДЫХАНИЕ
Газообмен в тканях

РЕГУЛЯЦИЯ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ
Рецепторы
легочной ткани
Рецепторы
сосудов
Дыхательный центр
головного мозга
Нервные образования
спинного мозга
Самый сильный естественный стимул дыхания – мышечная деятельность

Временное соотношение факторов, влияющих на легочную вентиляцию во время мышечной работы
(по Я.М. Коц, 1982)
РАБОТА
ВОССТАНОВЛЕНИЕ
ПОКОЙ
2
3
4
Регуляция дыхания при выполнении физической нагрузки
осуществляется нервными и гуморальными механизмами
1
Условно-рефлекторная фаза
Нейрогенная фаза
Нейрогенно-гуморальная фаза
Нейрогенная фаза

У человека, регулярно занимающегося оздоровительной
физкультурой,
увеличивается ЖЕЛ,
дыхание в покое реже и глубже,
увеличивается кислородная емкость,
увеличиваются буферные свойства крови и
величина максимального потребления кислорода,
т.е. основные показатели «количества» здоровья
человека.

СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ
СИСТЕМА
обеспечивает постоянную циркуляцию крови
в замкнутой системе сердце - сосуды большого и
малого кругов кровообращения

М А Л Ы Й КРУГ
КРОВООБРАЩЕНИЯ
Б О Л Ь Ш О Й КРУГ
КРОВООБРАЩЕНИЯ

ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ КРОВОТОКА
1. Энергия, задаваемая потоку крови
сердцем
2. Градиент давления между разными
отделами сосудистого русла
3. Сокращения мышц сосудов

СИСТЕМНАЯ ГЕМОДИНАМИКА
(собственно кровообращение)
обмен
капилляры – межклеточная жидкость
ГЕМОДИНАМИКА
обеспечивает
циркуляцию крови
в сосудистой системе
ОРГАННОЕ
КРОВООБРАЩЕНИЕ
в соответствии
с функциональными
потребностями органов
МИКРОДИНАМИКА
(микроциркуляция)

ХАРАКТЕРИСТИКИ
СИСТЕМНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ
Объем крови
Работа сердца
Сердечный выброс
Системное АД
Общее периферическое
сопротивление сосудов
Венозное давление
Венозный возврат
крови к сердцу

РЕГУЛЯЦИЯ СЕРДЕЧНОГО ВЫБРОСА
Сердечный выброс
Обеспечивается
среднее АД , необходимое для
удержания физиологических
констант в капиллярах
Сокращение сосудов
+

Приток крови
=
Отток крови
регуляцией (авторегуляцией) насосной функции сердца
ГЕТЕРОМЕТРИЧЕСКОЙ
ГОМЕОМЕТРИЧЕСКОЙ
В норме
поддерживается
И

МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ ССС
АВТОРЕГУЛЯТОРНЫЙ
НЕРВНЫЙ
ГУМОРАЛЬНЫЙ
ГЕТЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ
ГОМЕОМЕТРИЧЕСКИЙ
ПАРАСИМПАТИЧЕСКАЯ НС
СИМПАТИЧЕСКАЯ НС
БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ В-ВА
(ГОРМОНЫ)
ИОНЫ И pH КРОВИ

Наибольшее
потребление О2
при ЧСС 170-175 уд./мин.
max
систолический объем
при ЧСС 130 уд./мин.
при ЧСС 150 уд./мин.
max
сердечный выброс
Эти показатели важны для контроля в процессе оздоровительной тренировки

1. Условно-рефлекторная фаза
Дыхание изменяется еще до начала физической работы –
«предстартовое состояние».
Происходит условно-рефлекторное увеличение легочной
вентиляции.
Эта фаза более выражена при выполнении привычной
по тяжести работе.
В результате тренировки, функциональные системы
используют опережающее возбуждение, основанное на
прошлом опыте.

2. Нейрогенная фаза
Увеличение вентиляции легких происходит за счет
потока импульсов от работающих мышц к ЦНС.
Дыхательный центр активируется со стороны
гипоталамуса, мозжечка, лимбических структур и
двигательной коры больших полушарий, т.е. его работу
усиливают другие нервные структуры.

Накопившиеся в крови
продукты обмена клеток
сигналы
стимулируют
хеморецепторы организма
Возбуждение
дыхательного
центра
Компенсаторный рост вентиляции
(учащение и углубление дыхания)
Обеспечивается сохранение газового состава и рН крови
во время работы, т.е. сохранение гомеостаза
3. Нейро-гуморальная фаза

4. Нейрогенная фаза
восстановительного периода
Легочная вентиляция остается повышенной. Хеморецепторы продолжают активироваться
циркулирующими в крови недоокисленными продуктами
обмена (молочная и другие органические кислоты).
Постепенно погашается образовавшийся кислородный долг,
т.е. разность между общим количеством кислорода,
необходимым в данный момент (кислородный запрос),
и количеством кислорода, которое не было восполнено
во время работы.

Системное артериальное давление (САД)
с о з д а ю т
величина
сердечного выброса (СВ)
общее периферическое
сопротивление сосудов
систолическое
диастолическое
среднее
пульсовое
АД сист. + АД диаст.
2
АД сист. + АД диаст.
В крупных артериях называется артериальным давлением (АД)
характеристики

Сердечный выброс – количество крови,
выбрасываемое сердцем в сосуды в единицу времени
Систолический объем крови (ударный) –
количество крови, выбрасываемое сердцем за одну систолу
После систолы в сердце остается
резервный объем крови,
величина которого является гарантом срочного изменения
сердечного выброса
В покое = 70-100 мл ≈ ½ кол-ва крови в желудочке в конце диастолы

Минутный объем кровообращения (МОК) –
кол-во крови, перекачиваемое сердцем за 1 минуту.
МОК при максимальной мышечной работе
МОК в покое
=
функциональный резерв
гемодинамики
в N составляет
300-400%
у спортсменов –
500-700%
МОК покоя – 4-6 л/мин.
МОК при тяжелой физ. работе – 25-30 л/мин.
МОК у спортсменов – 35-40 л/мин.

среднее АД
(в единицу времени)
масса крови,
выброшенная в аорту
РАБОТА СЕРДЦА
Х

Частота сердечных сокращений (ЧСС)
в покое 60-80 ударов в минуту
ПОВЫШЕНИЕ ЧСС –
важный механизм адаптации
быстрое приспособление МОК
к требованиям организма
увеличение МОК

Гетерометрический механизм
(мех-м Франка-Старлинга) –
когда с увеличением венозного притока к сердцу
изменяются размеры камер сердца, повышаются
сила сокращений миокарда и систолический выброс
Чем сильнее растягивается мышца сердца кровью
в диастолу, тем сильнее сокращение сердце

Повышение тонуса миокарда при отсутствии
укорочения длины его мышечных волокон
Гомеометрический механизм
(мех-м Боудичи) –
когда изменяется сила сокращений миокарда
при неизменном объеме крови, протекающей
через полости сердца в условиях
возрастающей ЧСС и кровяного давления.

Осуществляется
вегетативной нервной системой (ВНС)
1) регулируется возбудимость клеток водителей ритма
изменяется частота генерации импульсов и сокращений сердца
хронотропный эффект
1
3
2
1. синусо-предсердный узел
2. предсердно-желудочковый узел
3. предсердно-желудочковый пучок и
его левая и правая ножки (Гиса)

3) изменяется уровень энергетического обмена в мышечных волокнах
в результате изменяется сила сердечных сокращений
ионотропный эффект
4) регулируется величина порога возбуждения мышечных клеток
батмотропный эффект
2) регулируется скорость электротонической передачи возбуждения
изменяется длительность фаз сердечного цикла
дромотропный эффект

Стимуляция парасимпатической НС
вызывает отрицательные,
т.е. снижающие эффекты
Стимуляция симпатической НС
вызывает положительные,
т.е. повышающие эффекты
деятельности сердца
ВЕГЕТАТИВНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА
1. Симпатическая часть
2. Парасимпатическая часть
3. Пограничный симпатический ствол

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА (БАД)
ПРЯМОЕ
(СПЕЦИФИЧЕСКОЕ)
ОПОСРЕДОВАННОЕ
(НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЕ)
ДЕЙСТВИЕ НА СЕРДЦЕ
адреналин,
норадреналин,
дофамин
глюкагон,
кортикостероиды,
гормоны щитовидной
железы