Нейроэндокринные механизмы регуляции дыхания.

Функция дыхания направлена на поддержание оптимального снабжения тканей кислородом и удаление из организма углекислого газа. Дыхание имеет жизненно важное значение, так как окислительные процессы в организме совершаются непрерывно, а внутренних резервов кислорода в организме практически нет. Для функции дыхания характерна большая подвижность, изменчивость. Это сказывается в довольно широком диапазоне индивидуальных колебаний частоты и глубины дыхания, а также в чрезвычайной чувствительности дыхания к малейшим изменениям внешней и внутренней среды. Дыхание теснейшим образом связано с функциями кровообращения.

Приспособление дыхания к потребностям организма и называется регуляцией дыхания. Регуляция дыхания проявляется в регуляции дыхательных движений грудной клетки — регуляции легочной вентиляции, а также в регуляции состояния гладкой мускулатуры бронхиального дерева. Гладкие мышцы бронхов иннервируются симпатическими и блуждающими нервами. При возбуждении симпатических нервов гладкие мышцы бронхов расслабляются. Возбуждение блуждающих нервов вызывает спазм бронхов. Функция дыхания — вегетативная функция, но в эфферентном звене регуляции легочной вентиляции ведущую роль выполняет соматическая нервная система, так как рабочими органами, ответственными за вентиляцию легких, являются скелетные мышцы. Дыхательные движения грудной клетки связаны с сокращением и расслаблением дыхательных мышц: диафрагмы, наружных межреберных (вдыхательных) и внутренних межреберных (выдыхательных) мышц

Регуляция дыхания обеспечивается центром, расположенным в ретикулярной формации продолговатого мозга и состоящем из двух отделов: инспираторного (центр вдоха) и экспираторного (центр выдоха). Инспираторный и экспираторный отделы дыхательного центра продолговатого мозга находятся в сопряженных отношениях, т. е. возбуждение одного из них тормозит другой.

Инспираторный отдел посылает импульсы к двигательным нейронам спинного мозга, составляющим ядра диафрагмального и наружных межреберных нервов, поэтому возбуждение инспираторных нейронов вызывает сокращение вдыхательных мышц.

Главная функция экспираторных нейронов — не возбуждать выдыхательные мышцы (спокойный выдох—пассивный), а тормозить инспираторные нейроны. Поэтому экспираторные нейроны даже называют «антиинспираторными». При возбуждении экспираторного центра прекращается генерация потенциалов действия в инспираторных нейронах и вдыхательные мышцы расслабляются; сила тяжести ребер и эластические силы сопротивления уменьшают объем грудной клетки, а внутрибрюшное давление способствует поднятию диафрагмы. Происходит выдох.

Дыхательный центр продолговатого мозга может возбуждаться автоматически.

Нормальные сопряженные отношения между инспираторным и экспираторным отделами дыхательного центра устанавливаются центром пневмотаксиса, расположенным в области варолиева моста. Главная функция центра пневмотаксиса — плавная ритмичная смена фаз дыхания, обеспечение оптимальных соотношений частоты и глубины дыхания. Центр пневмотаксиса возбуждается импульсами от инспираторного центра, а сам возбуждает экспираторные нейроны и таким образом прекращает вдох. Дыхательный центр продолговатого мозга является абсолютно необходимым для осуществления ритмической смены фаз дыхания и при его разрушении дыхание прекращается.

При перерезке и разрушении вышележащих отделов центральной нервной системы дыхание сохраняется. Гипоталамический отдел мозга обеспечивает связь дыхания с другими вегетативными функциями, в частности при изменении обмена веществ и кровообращения. Интенсивность дыхания и кровообращения в организме приспосабливается к имеющемуся в данный момент уровню метаболизма.

Большим полушариям головного мозга принадлежит особая роль в связи с тем, что они обеспечивают всю гамму тончайших приспособлений дыхания к потребностям организма в связи с непрерывными изменениями условий жизнедеятельности и внешней среды, а также в связи с речью. Способность коры больших полушарий влиять на процессы внешнего дыхания является общеизвестным фактом. Человек может произвольно задерживать или изменять частоту дыхания.

Роль двуокиси углерода (CO₂) и кислорода (О₂) в регуляции дыхания. Уровень легочной вентиляции определяется прежде всего потребностями организма поддерживать нормальное напряжение О₂ и CO₂ в артериальной крови при любом уровне тканевого метаболизма и органного кровообращения. В связи с этим в регуляции дыхания большая роль принадлежит двуокиси углерода и кислороду.

Повышение напряжения CO₂ в крови может вызвать возбуждение дыхательного центра путем воздействия на хеморецепторы артериальных рефлексогенных зон и путем воздействия на специализированные хеморецепторные клетки, расположенные в самом дыхательном центре продолговатого мозга.

Недостаток О₂ вызывает усиление и главным образом учащение дыхательных движений только через возбуждение хеморецепторов сосудистых рефлексогенных зон. Если в организме сочетаются явления избыточного содержания в крови СО₂ и недостаточность О₂, то усиление дыхания в этом случае может быть значительно больше того, которое можно ожидать исходя из законов арифметического суммирования.

Регуляция дыхания с механорецепторов легких. В легочной ткани и в плевре, покрывающей легкие, расположены механорецепторы — чувствительные нервные окончания блуждающих нервов, адекватным раздражителем для которых является растяжение. При вдохе происходит растяжение легких и раздражение механорецепторов. По блуждающим нервам импульсы поступают в дыхательный центр, где возбуждают экспираторные нейроны и тормозят инспираторные. Вдох сменяется выдохом.

Вопросы для самоконтроля

179. Гомеостаз это:

а) остановка кровотечения.

б) устойчивая работа внутренних органов.

в) постоянство внутренней среды организма.

г) постоянство внутриклеточной среды.

д) метод влияния на психологическое состояние человека.

180. В обеспечении тканей организма кислородом не участвует система:

а) кровообращения.

б) дыхания.

в) выделения.

г) крови.

д) сосудистая система.

181. В организме не существует механизма регуляции:

а) нервного

б) рефлекторного

в) местного

г) физического

д) гуморального

182. Основная функция дыхания:

а) поддерживать газовый гомеостаз в организме в соответствии с уровнем метаболизма

б) поддерживать температурный гомеостаз

в) поддерживать равенство объемов вдоха и выдоха

г) поддерживать активность окислительных процессов

183. Регуляция дыхания направлена на:

а) сохранение постоянного объема альвеалярного воздуха

б) сохранения постоянства газового состава внутренней среды организма

в) сохранение стабильной частоты дыхания

г) сохранение необходимого объема грудной клетки;

д) сохранение стабильной глубины дыхания

184. Хеморецепторы, участвующие в регуляции дыхания, не чувствительны к:

а) избытку углекислого газа

б) недостатку кислорода

в) кислотности крови

г) растяжению легочной ткани

185. Произвольным дыхание становится под влиянием:

а) структур спинного мозга

б) ретикулярной формации

в) пневмотаксического центра

г) коры больших полушарий

д) гипоталамуса.

186. В регуляции параметров внутренней среды организма не участвуют……. механизмы:

а) местные

б) рефлекторные

в) нервные

г) гуморальные

д) клеточные

187. В основе приспособительной деятельности организма лежат:

а) информационные процессы

б) совокупность необходимых раздражителей

в) идеальные условия среды

г) внешние раздражители

188. Носителем информации в организме является:

а) медиатор

б) ионный насос

в) рефрактерный период

г) миозин.