Регуляция дыхания. Нервные и гуморальные механизмы. Роль рецепторного аппарата. Основные дыхательные рефлексы

Регуляция дыхания осуществляется при помощи гуморальных, рефлекторных механизмов и нервных импульсов, поступающих в дыхательный центр из вышележащих отделов ЦНС

Гуморальная регуляция осуществляется за счет изменения уровня дыхательных показателей (СО₂, О₂, H⁺) в крови. Их избыток или недостаток оказывает опосредованное влияние на дыхательный центр. Специфическим регулятором активности нейронов дыхательного центра является углекислый газ

В ретикулярной формации продолговатого мозга, вблизи ДЦ имеются центральные хеморецепторы, чувствительные к СО₂

При увеличении напряжения СО₂ в крови хеморецепторы возбуждаются и нервные импульсы поступают к инспираторным нейронам, что приводит к повышению их активности

Опосредованное влияние на дыхательный центр может осуществляться и рефлекторным путем, в механизме которого важное место отводится хеморецепторам сосудистого русла

В области сонных синусов и дуги аорты также находятся хеморецепторы, чувствительные к изменениям напряжения СО₂, О₂ и H⁺ ионов в крови. От них по нервным каналам связи возбуждение поступает в ДЦ и изменяет его активность

Таким образом, повышение p СО₂ и p H, а также понижение p О₂ возбуждает, а повышение p О₂ и снижение p СО₂ и p H, наоборот, тормозит активность дыхательного центра. Благодаря усиленному дыханию ускоряется выделение СО₂ из крови в легкие и увеличивается поступление О₂ в кровь

Среди рефлекторных механизмов выделяют постоянные и непостоянные (опосредованные)

Постоянные рефлекторные влияния возникают в результате раздражения рецепторов альвеол (рефлекс Геринга-Брейера), корня легкого и плевры (пульмоторакальный рефлекс), хеморецепторов дуги аорты и сонных синусов (рефлекс Гейманса), проприорецепторов дыхательных мышц

Рефлекс Геринга-Брейера начинается с раздражения механорецепторов альвеол (рецепторов растяжения и спадения), которые являются чувствительными нервными окончаниями блуждающего нерва. При растяжении альвеол во время вдоха нервные импульсы идут по блуждающему нерву к экспираторным нейронам, которые, возбуждаясь, тормозят активность инспираторных нейронов, что приводит к пассивному выдоху При спадении альвеол (в патологических условиях) нервные импульсы от рецепторов растяжения не поступают к экспираторным нейронам, их активность падает и создаются условия для повышения возбудимости инспираторной части ДЦ. Следствием является активный вдох

Пульмоторакальный рефлекс возникает при возбуждении рецепторов, заложенной в легочной ткани и плевре. Проявляется этот рефлекс при растяжении легких и плевры. Рефлекторная дуга замыкается на уровне шейных и грудных сегментов спинного мозга. Конечным эффектом рефлекса является изменение тонуса дыхательной мускулатуры, благодаря чему происходит увеличение или уменьшение среднего объема легких

Рефлекс Гейманса возникает при изменении концентрации СО₂, О₂ и H⁺ ионов в крови. При этом раздражаются хеморецепторы крупных кровеносных сосудов, возбуждение от которых поступает в ДЦ. Повышение концентрации СО₂ и H⁺ ионов способствуют проявлению вдоха

Проприорецепторы дыхательных мышц возбуждаются во время вдоха

Нервные импульсы от них поступают в инспираторную часть ДЦ

В результате тормозится центра вдоха и наступает выдох

Непостоянные рефлекторные влияния связны с возбуждением разнообразных экстеро- и интерорецепторов (рецепторов слизистой носа, носоглотки, верхних дыхательных путей, температурных и болевых рецепторов кожи, проприорецепторов скелетных мышц)

Например:

При внезапном вдыхании паров аммиака, хлора, табачного дыма происходит раздражение рецепторов слизистой носа, глотки, гортани, что приводит к рефлекторному спазму голосовой щели, а иногда и мускулатуры бронхов и рефлекторной задержке дыхания

При раздражении эпителия дыхательных путей пылью, слизью возникают защитные дыхательные рефлексы: чиханье (рецепторов слизистой носа) и кашель (рецепторов гортани, трахеи, бронхов)

Эмоциональные возбуждения, охватывающие структуры лимбико-ретикулрного комплекса и, прежде всего гипоталамическую область, распространяются в нисходящем направлении и вызывают изменение деятельности дыхательного центра

На роль коры в регуляции дыхания (нисходящие влияния на ДЦ) указывает возможность произвольного контроля дыхания. Человек по желанию может задерживать или усиливать дыхание