5. Нервова і гуморальна регуляція дихання.
Нервові центри регуляції дихання розташовані на трьох рівнях. Перший рівень знаходиться в спинному мозку, де містяться центри діафрагмального і міжреберних нервів, які забезпечують скорочення міжреберних м'язів і діафрагми. Другий рівень знаходиться в довгастому мозку і забезпечує ритмічну зміну фаз дихання. Третій рівень регуляції здійснює інтеграцію діяльності нервових центрів, розташованих у різних відділах великого мозку, які забезпечують тонке пристосування діяльності дихальної системи відповідно до функціональних потреб організму. Важливу роль у регуляції дихання відіграють продукти обміну речовин. Надходячи в кров, вони збуджують інтерорецептори кровоносних судин, які в свою чергу змінюють активність дихального центру. Основними стимуляторами дихання є вуглекислий газ (СО2) і водневі іони (Н+). Це особливо яскраво видно на досліді Фредеріка з перехресним кровообігом у собак, суть якого полягає в тому, що кров від тулуба першого собаки потрапляє до голови другого собаки, і навпаки, кров від тулуба другого собаки йде до голови першого собаки. При писканні трахеї у першого собаки через деякий час спостерігалось збільшення частоти і глибини дихання (диспноє) у другого собаки, тоді як у першого дихання припинилось (апноє). Це явище пояснюється тим, що після стискання трахеї в крові першого собаки збільшився вміст СО2 і зменшився вміст О2. Ця кров надходила до голови другого собаки, що призвело до збудження дихального центру. Вентиляція легень при цьому збільшилась, внаслідок цього вміст СО2 у крові зменшився, розвинувся стан гіпокапнії, а вміст О2 збільшився. Надходження цієї крові до голови першого собаки призводило до зменшення подразнення її дихального центру, а тим самим і вентиляції легень.
При інтенсивній м'язовій роботі в результаті підвищення інтенсивності окисних процесів у крові збільшується вміст СО2, молочної кислоти, які збуджують дихальний центр і хеморецептори рефлексогенних зон судин і тим самим підсилюють дихання.
6. Дихання при фізичній роботі.
Для забезпечення потреб організму киснем і виділення вуглекислоти зростає вентиляція легень. Збільшення легеневої вентиляції досягається за рахунок частоти, а також глибини дихання. Під час інтенсивної м'язової роботи у тренованих спортсменів дихальний об'єм зростає з 500 мл до 4 л. Слід відмітити, що ритм і глибина дихання значною мірою залежать від характеру фізичних вправ. Постачання кисню тканинам збільшується також за рахунок підвищення кисневої ємкості крові, збільшення об'ємного кровотоку і коефіцієнта використання кисню. Під час фізичної роботи із депо виходить кров з більшою кількістю еритроцитів, завдяки цьому киснева ємкість крові зростає з 20 до 25%. На початку м'язової роботи внаслідок певної інерційності киснево-транспортна система не може забезпечити м'язи необхідною кількістю кисню. Тому в цей період м'язи одержують необхідну їм енергію за рахунок анаеробних реакцій і використання запасу кисню в гемоглобіні і міоглобіні. В зв'язку з тим що кисневий запит перевищує дійсне постачання кисню, утворюється кисневий борг. При неважкій роботі кисневий борг, утворений на її початку, невеликий і більша його частина ліквідується в процесі виконання роботи, коли встановлюється сталий стан.