Дихальний центр (його компоненти) та еферентні нерви

Рис. 63. Іннервація органів дихання:

Гт – представництво дихального центру в гіпоталамусі;

К – коркове представництво дихального центру (умовно);

Ап, П – апнейстичний і пневмотоксичний центри моста;

І, Е – інспіраторний та експіраторний бульбарні центри;

Дф і Мр – центри діафрагмального і міжреберних нервів у спинному мозку

 

Дихальний центр розміщений на дні IV шлуночка, він парний, симетричний, розміщений по обидва боки від шва довгастого мозку.

Від груп нервових клітин у правій половині довгастого мозку імпульси поступають до дихальних м’язів правої половини тіла. Від груп клітин у лівій половині – до м’язів лівої половини тіла.

Виявлено невелику кіль­кість (10-15 %) нейронів, імпульси яких були синхронними з диханням. Це дихаль­ні нейрони.

Одні з них дають залп імпуль­сів під час вдиху — інспіраторні дихальні нейрони, інші виявляють свою активність під час видиху — експі­раторні нейрони.

В обох дихальних групах аксони части­ни нейронів спускаються низхідними шля­хами до дихальних мотонейронів спинного мозку, які розташовані в передніх рогах спинного мозку, що іннервують дихальну мускулатуру.

Нейронам дихального центру притаманна ритмічна автоматія, яка регулюється:

- нервовими імпульсами, що приходять від рецепторів легень, дихальних і скелетних м`язів,

- імпульсами з вище розташованих відділів ЦНС,

- гуморальним впливом.

Дихальний центр забезпечує:

- ритмічне чергування вдиху і видиху,

- змінює частоту та глибину дихання, пристосовуючи організм до потреб.

Фізіологічним подразником дихального центру є СО2 - це гуморальна регуляція. СО2 – це універсальний медіатор дихання.

Локальний нервовий центр забез­печує підтримання констант газового складу крові в стані спокою.

Локальний нервовий центр скла­дається з

- дорсального й вентрального ядер довгастого мозку (медулярний відділ),

- пневмотаксичного (міст)

- апнейстичного відділів (міст).

 

Частина, яка розташована у ділянці довгастого мозку називається медулярною.

У передній частині моста виявлено ще одне ядро, яке бере участь у регулюванні дихання. Це - пневмотаксичний центр, який, впливаючи на бульбарний відділ дихального центру, за­безпечує регулювання зміни та тривалість вдиху і видиху.

Деякі автори вважають, що в нижніх відділах моста розташований ще й апнейстичний центр.

Пневмотаксичний центр.

У верхній частині мосту (варолієвого) розміщені скупчення дихаль­них нейронів, які функціонально відрізняються від дихальних нейронів довгастого мозку і утворюють пневмотаксичний центр.

Вони не жорстко пов'язані з дихальним ритмом, можуть змінювати свою функцію: з інспіраторних перетворюва­тись на експіраторні і навпаки.

Велика кількість нейронів ак­тивізується в перехідних фазах від вди­ху до видиху чи від видиху до вдиху. Подразнення пневмотаксичного центру може спричинювати як вдих, так і видих.

Пневмотаксичний центр отримує імпульси від інспіраторного центру, а свої сигнали надсилає до обох — інспіраторно­го та експіраторного центрів. Вважають, що пнев­мотаксичний центр перемикає збудження з інспіраторних нейронів на експіраторні і модулює ритм дихання, пристосовуючи його до потреб організму.

 

Зміна вдиху на видих відбувається також за допомогою рефлексу Герінга —Бреєра (це рефлексвід блукаю­чих нервів, через які сигнали від механорецепторів легень надходять до дихального центру). Якщо цей рефлекс припинити перерізуванням обох блукаючих нервів, дихання не припиниться, але стане значно рідшим. Ритм дихання підтриму­ватиметься пневмотаксичним центром.

Отже, перехід від вдиху до видиху забез­печується подвійним механізмом:

- рефлек­сами Герінга — Бреєра,

Пневмотаксичним центром.

Пневмотаксичний центр, гальмуючи дорзальні інспіраторні нейрони, зменшує тривалість вдиху і таким чином контролює наповнення легень повітрям та часто­ту дихання. Його активація збільшує частоту дихання до 40 за хвили­ну, гальмування - зменшує до кількох за хвилину.

Апнейстичний центр

(розміщений в нижній частині моста) активує інспіраторні нейрони медулярної частки при гіпоксії з виникненням затяжного вдиху з наступним коротким видихом.

Скорочення дихальних м'язів викликає акт першого вдиху, який настає через 20 с після народження. Ритмічне дихання встановлюється в межах 1,5 хв.

 

Функціонування дихального центру

Головною особливістю дихального центру є періодичність його діяль­ності, внаслідок якої збудження нейронів періодично змінюється на їх гальмування.

Основна роль у цьому процесі належить нейронам дорсаль­ного ядра Вважають, що своєрідним "водієм ритму" є Іа-нейрони. Від них збудження надходить до трьох відділів ЦНС:

- до мотонейронів шийного відділу спинного мозку,

- до інспіраторних нейронів вентрального ядра,

- до ф-нейронів, розташованих тут же у дорсальному ядрі.

Функція ір-нейронів полягає у гальмуванні Іа-нейронів і припиненні вдиху. Однак для "вимикання" Іа-нейронів необхідно, щоб рівень збудження ір-нейронів досягав визначеної критичної межі.

Гуморальна регуляція дихання.

На­прикінці XIX ст. С. Фредерік здійснив дослід з перехресним кровообігом. Голов­ний мозок, зокрема дихальний центр со­баки А, отримує кров від собаки Б, а до голови останньої постачається кров від со­баки А (мал. 59).

Якщо тепер спричинити асфіксію перетисканням трахеї у собаки Б, то дихання посилюватиметься у собаки А, а у першої тварини, навпаки, дихання буде гальмуватись. З цього досліду випливає висновок, що саме через кров дихальний центр отримує сигнали, які регулюють його функцію.

 

Таким сигналом є вуглекислий газ, зі збільшенням концентрації якого в крові підвищується тонус дихального центру, а зниженням, навпаки, гальмує його діяльність.

Зміна концентрації С0₂ в крові сприймається центральними хеморецепторами, розміще­ними у нередньобічній ділянці довгасто­го мозку, а такий спосіб дії С0₂ безпо­середньо через центральні хеморецептори дістав назву гуморальної регуляції дихання.

Активують вентиляцію гормональні фактори:

- адреналін,

- прогесте­рон.

- Особливе значення в стимуляції зовнішнього дихання мають де­які гуморальні компоненти крові.