Механизми за регулиране на човешкото дишане

В съответствие с метаболитни нужди на дихателната система осигурява газов обмен на О2 и СО2 между околната среда и организма. Тази важна функция регулира мрежата от множество взаимосвързани неврони на централната нервна система, намиращи се в различни части на мозъка и обединени в сложно понятие "респираторен център". Когато са изложени на неговата структура нервна и хуморална стимули настъпва дихателната функция адаптация към променящите се условия на околната среда. Структури, необходими за настъпването на дихателните ритъм, за първи път са открити в продълговатия мозък. Резекцията на продълговатия медула в долната зона IV камера води до спиране на дишането. Поради това, в съответствие с основната дихателния център, за да се разбере съвкупността от специфични невронни респираторни ядра на продълговатия мозък.

Дихателна център контролира две основни функции: мотора. която се проявява под формата на намаляване на дихателните мускули, и хомеостатична. свързани с поддържането на постоянна вътрешна среда на организма, когато той се измества съдържанието 02 и CO2. Двигателят, или моторно функцията на дихателния център включва генериране на дихателните ритъм и моделиране. Благодарение на тази функция е интеграцията с други функции на дишането. Чрез дишането модели трябва да се има предвид продължителността на вдъхновение и изтичане, стойността на дихателния обем, дихателна обем минута. Хомеостатична функция на дихателния център поддържа стабилни стойности на респираторни газове в кръвта и извънклетъчна течност на мозъка, дихателната функция адаптира към променените условия на околната среда газ и други фактори на околната среда.

Локализация и функционални свойства на дихателните неврони

В предните рога на гръбначния мозък на нивото на C3 - С5 мотоневрони са разположени, формиращи диафрагмен нерв. Мотоневрони инервиращи мускули междуребрена са в предната рогата на нива Т2 - T10 (Т2 - T6 - мотоневрони инспираторен мускули, Т8-T10 - експираторен). Установено е, че някои мотоневрони предпочитане коригирани дихателната и други - главно poznotonicheskuyu мускули активност междуребрените.

Невроните булбарна дихателните център, разположен в долната част на IV камера в медиалния ретикуларната образуването на продълговатия мозък и форма дорзалната и вентралната дихателните група. Респираторни неврони, чиято дейност причинява вдишване или изтичане, наречен вдишване и издишване неврони. Между групи от неврони, които контролират вдишване и издишване, съществува взаимна връзка. Възбуждане експираторен център е придружено от инхибиране на инспираторния центъра и обратно. На вдишания и издишване неврони, от своя страна, са разделени на "ранен" и "късно". Всеки дишане цикъл започва с активирането на "ранен" на вдишване на неврони, а след това възбужда "късни" на вдишване на неврони. Също така последователно развълнуван "ранен" и "късно" експираторен неврони, които подтискат инспираторен невроните и спират дъха. Съвременните изследвания показват, че в продълговатия мозък не е ясно разделение в инспираторен и издишване отдели, а има струпвания на дихателните неврони с конкретна функция.

Спонтанната активността на невроните в дихателния център започва да се появява в края на периода на развитието на плода. Възбуждане на дихателния център в плода се появява пейсмейкър се дължи на свойствата на мрежата на дихателните неврони на продълговатия мозък. Тъй като образуването на синаптичните връзки на дихателния център с различните отдели на механизма на централната нервна система пейсмейкър на дихателната активност постепенно губи своята физиологичен значение.

На Pontine респираторни неврони са сърцевината образуване pnevmotaksichesky център. Смята се, че мостът респираторни неврони участват в механизма за промяна на вдишване и издишване и регулиране величината на приливен обем. Дихателните невроните на продълговатия мозък и моста помежду възходящ и низходящ невронни пътища и действат в унисон. След получаване на импулси от вдишания центъра на продълговатия мозък, pnevmotaksichesky център ги изпраща на експираторен центъра на продълговатия мозък, последният вълнуващо. Инспираторния неврони се инхибират. недостатъчност мозък между продълговатия мозък и моста простира инспираторния фаза. Хипоталамус ядро ​​координира комуникацията с циркулацията на дишането.

Някои области на кората на главния мозък се извършват произволно регулиране на дишането, в съответствие с характеристиките на влиянието върху организма на факторите на околната среда и свързаните с тях за хомеостазата на смени.

По този начин, ние виждаме, че контролът дъх - сложен процес се извършва по различни нервни структури. Контролът на процеса се извършва дишане ясна йерархия на различните компоненти и структури на дихателния център.

Reflex регулиране на дишането

Невроните са дихателния център поради многобройните Механорецептори на дихателните пътища и алвеолите на белите дробове и съдови рецептори рефлексии зони. Благодарение на тези връзки се извършва много разнообразна, сложна и биологично важен рефлекс регулиране на дишане и координацията си с други функции на организма.

Има няколко типа Механорецептори: бавно адаптиране рецептори на светлина разтягане, дразнещи бързо адаптиране Механорецептори и к-рецептори - "yukstakapillyarnye" леки рецептори.

Бавно адаптиране рецептори, разположени в светлината разтягане на гладката мускулатура на трахеята и бронхите. Тези рецептори се възбуждат чрез вдишване, импулси от тях чрез аферентни влакна от блуждаещия нерв влиза в дихателния център. Под влиянието им, инхибира активността на инспираторен неврони на продълговатия мозък. Дъх спира издишване започва, при които се простират рецептори неактивни. Reflex инхибиране дробове инхалация опън наречени рефлекс Hering - Breuer. Този рефлекс контролира дълбочината и скоростта на дишане. Това е пример за регулиране на принципа на обратната връзка. След секциониране блуждаещия нерв дишането става рядко и дълбоко.

Дразнещ бързо адаптиране Механорецептори, локализирани в лигавицата на трахеята и бронхите са възбудени при резки промени в обема на белите дробове, на опън или ателектаза, когато се прилагат към лигавицата на трахеята и бронхите, механични или химични стимули. дразнене дразнещи рецептори резултат е често, повърхностно дишане, кашлица рефлекс или рефлекс бронхоконстрикция.

J-рецептори - "yukstakapillyarnye" леки рецептори са намерени в интерстициума и алвеоларна дихателните бронхите до капилярите. Импулсите от J-рецептора с увеличаване на налягането в белодробната циркулация, или увеличаване на обема на интерстициална течност в белите дробове (белодробен оток), или емболия малките белодробни съдове, както и чрез действието на биологично активни вещества (никотин, простагландини, хистамин) чрез бавно влакна от блуждаещия нерв въведете дихателния център - дишането става често и повърхностно (недостиг на въздух).

Биологичното значение, особено поради влоши условията на околната среда и замърсяването на въздуха са респираторните защитни рефлекси - кихане и кашлица.

Кихане. Стимулирането на рецепторите на носната лигавица, например, прахови частици или газообразно вещество, тютюнев дим, вода причинява бронхоконстрикция, брадикардия, намаляване на сърдечния дебит, стесняване на съдовете на кожата и мускулите. Разни механични и химични дразнене на лигавицата на носа причинява силна дълбоко дъх - кихане, насърчава желанието да се отърве от стимули. Аферентни от този рефлекс е троичния нерв.

Кашлица възниква по време на стимулация на механо-и хеморецептори на фаринкса, ларинкса, трахеята и бронхите. Така след инхалация силно намалена мускулна експираторен рязко увеличава интраторакална налягане и интрапулмонарно (до 200 mm Hg. V.), глотиса отваря и въздуха от дихателните пътища под високо налягане се освобождава извън и премахва дразнещ агент. рефлекс на кашлица е първична белодробна вагуса рефлекс.

Пропреосептивно рефлексите на дихателната мускулатура

От мускулните вретена и Голджи сухожилни рецептори, разположени в междуребрените мускули и мускулите на корема, импулси са приложени към съответните сегменти на гръбначния мозък и след това да продълговатия мозък, мозъчните центрове, които контролират състоянието на скелетните мускули. В резултат на това регулирането на режим на тока, в зависимост от първоначалната дължина на мускулите и да им предоставят съпротивлението на дихателните пътища.

Рефлектор регулиране на дишането също извършва периферните и централни хеморецептори. както е посочено в раздел хуморална регулация.

Хуморална регулация на дишането

Основните физиологични стимули респираторни центрове е въглероден диоксид. Приспособления регулиране прави поддържане на нормалното съдържание на СО2 в алвеоларния въздух и артериалната кръв. Увеличението на СО2 в алвеоларния въздух от 0.17% предизвиква удвояване на МР, но намаляване на O2 39-40% не предизвиква значителни промени в МР.

С увеличаване на затворен херметически затворени контейнери CO2 концентрация на 5 - 8% от изследваните е имало увеличение в белодробна вентилация 7-8 пъти. По този начин концентрацията на СО2 в алвеоларния въздух не се увеличава значително, тъй като основната характеристика на регулирането на дишане е необходимостта от регулиране на обема на белите дробове вентилация, поддържаща постоянен състав на алвеоларния въздух.

Дейностите на дихателния център зависи от състава на притока на кръв към мозъка на общите каротидни артерии. През 1890 г. той бе показан по време на експериментите на Фредерик кръст обращение. Двете кучета са под анестезия, нарязани и свързани преминаване на каротидни артерии и югуларни вени. В този случай, първата куче глава кучето доставя кръв към втория и обратно. Ако една от кучетата, например, в първия, блокиране на трахеята и по този начин да предизвика задушаване, на хиперпнея разработена в секунда кучето. На пръв кучето, въпреки нарастването на напрежението CO2 артериална кръв и намаляване на стреса 02, разработен сънна апнея, както и в нея сънната артерия кръв prstupala второ куче, което в резултат на хипервентилация, намалява напрежението CO2 в артериалната кръв.

Въглероден диоксид, водородни йони и умерено хипоксия причина повишени дишане. Тези фактори повишаване на активността на дихателния център, засягащи периферната (артериалната) и централните (модулни) хеморе-цепторите които регулират дишането.

Артериална хеморецептори разположени в синусите на сънната артерия и аортната дъга. Те са разположени в специални органи, богато снабдени с артериална кръв. Аортните хеморецептори да окажат влияние върху дишането зле и са по-важни за регулиране на кръвообращението.

Артериалните хеморецептори са уникални рецепторни образувания, които хипоксия има стимулиращ ефект. Аферентни влияние каротидни органи също са подобрени чрез увеличаване на напрежението артериална въглероден диоксид и концентрацията на водородните йони. Стимулиращият ефект на хипоксия и хиперкапния на хеморецептори е синергична, докато в условията на чувствителност хипероксия хеморецепторната до въглероден диоксид рязко намалява. Артериална хеморецептори информират дихателния център на напрежението 02 и СО2 в кръвта, се изпраща към мозъка.

След разрязването на артерията (периферна) хеморецептори в експериментални животни изчезват чувствителност на дихателния център на хипоксия, но напълно запазени дихателните отговор хиперкапния и ацидоза.

Централни хеморецептори се намират в продълговатия мозък странични за пирамидите на. Перфузия на разтвора на мозъчната област намалява рН на драматично повишава дишане, и дишането при високо рН отслабва до апнея. Същото се случва с охлаждане или обработка на повърхността на удължената анестетици мозъка. Централни хеморецептори, които оказват силно влияние върху дейността на дихателния център, фундаментална промяна на вентилацията. Установено е, че намаляването на рН на цереброспиналната течност само 0.01 придружава с увеличаване на белодробна вентилация при 4 л / мин.

Централна хеморецептори реагират на промените в напрежението СО2 в артериалната кръв по-късно от периферните хеморе-цепторите, като за дифузията на СО ^ от кръвта в цереброспиналната течност и след това в мозъка се нуждае от повече време. Хиперкапнията и ацидоза стимулира и хипокапния и алкалоза - инхибира централната хеморе-цепторите.

За определяне на чувствителността на централната хеморецептори да промени рН на екстрацелуларната течност на мозъка, изследвания на синергизъм и антагонизъм на респираторни газове, взаимодействието на дихателната система и сърдечно-съдови системи използват респираторния метод. Когато дишане в затворена система издиша SOD причинява линейно нарастване на концентрацията на СО ^ и едновременно повишава концентрацията на водородните йони в кръвта и в извънклетъчната течност на мозъка.

Събирането на дихателните неврони трябва да се разглежда като съвкупност от институции, които участват в централната механизма на дишането. По този начин, вместо термина "дихателния център" правилно да се говори за дишането централно регулиране система, която включва структурата на кората на главния мозък, определени зони и междинна сърцевина, средата, медула, Pons, неврони на шийката на матката и гръдни гръбначния мозък, централната и периферни хеморецептори и Механорецептори на дихателната система.

Оригиналността на дихателната функция е, че е автоматично и контролирано произволно,