Среди элементов выделяются:

• управляющее устройство (центральная нервная система);

• входные и выходные каналы связи (нервы, жидкости внутренней среды с инфор­мационными молекулами веществ);

• датчики, воспринимающие инфор­мацию на входе системы (сенсорные рецепторы);

• образования, распо­лагающиеся на исполнительных органах (клетках);

• воспринимающие информацию выходных каналов (клеточные рецепторы).

В воздухоносных путях возникают защитные дыхательные рефлексы. При вдыхании воздуха, содержащего раздражающие вещества, возникает рефлекторное урежение и уменьшение глубины дыхания. Одновременно суживается голосовая щель и сокращается гладкая мускулатура бронхов. При раздражении ирритантных рецепторов эпителия слизистой гортани, трахеи, бронхов, импульсы от них поступают по афферентным волокнам верхнегортанного, тройничного и блуждающего нервов к инспираторным нейронам дыхательного центра. Происходит глубокий вдох. Затем мышцы гортани сокращаются и голосовая щель смыкается. Активируются экспираторные нейроны и начинается выдох. А так как голосовая щель сомкнута давление в легких нарастает. В определенный момент голосовая щель открывается и воздух с большой скоростью выходит из легких. Возникает кашель. Все эти процессы координируется центром кашля продолговатого мозга. При воздействии пылевых частиц и раздражающих веществ на чувствительные окончания тройничного нерва, которые находятся в слизистой оболочке носа, возникает чихание. При чихании также первоначально активируется центр вдоха. Затем происходит форсированный выдох через нос.

3.1. Кашлевой рефлекс

Кашлевой рефлекс возникает при раздражении ирритантных ре­цепторов слизистой оболочки гортани, глотки, трахеи и бронхов. От рецепторов дыхательных путей возбуждение распространяется по афферентным волокнам верхнего гортанного, тройничного и блуж­дающего нервов до ядра солитарного тракта, а оттуда переходит к экспираторным нейронам дыхательного центра. Эффекторный путь кашлевого рефлекса проходит по вентролатеральному ретикуло-спи-нальному тракту к мотонейронам спинного мозга, иннервирующим мышцы выдоха, а также по эффекторным волокнам блуждающего нерва к мускулатуре бронхов. Кашлевой рефлекс начинается с глу­бокого вдоха, в конце которого происходит рефлекторное сокраще­ние мышц гортани и смыкание голосовых связок, а также повыше­ние тонуса бронхиальной мускулатуры. Затем возникает внезапное сильное сокращение экспираторных мышц (главным образом, брюш­ных) при закрытой голосовой щели, что создает повышение давле­ния воздуха в легких до 100 и более мм рт.ст. Вслед за этим, голосовая щель мгновенно раскрывается и происходит форсирован­ный выдох, при этом сжатый воздух из дыхательных путей толчком с большой скоростью выбрасывается через рот.

3.2. Рефлекс чихания

Рефлексогенной зоной чихания является слизистая оболочка носа, особенно средней носовой раковины и перегородки, где раздража­ются чувствительные окончания тройничного нерва. Механизм чи­хания аналогичен механизму кашля с той лишь разницей, что при чихании язык прижимается к мягкому небу, поэтому форсированный выдох, возникающий после открытия голосовой щели, происходит не через рот, как при кашле, а через нос. При раздражении при­месями вдыхаемого воздуха рефлексогенной зоны носовой полости возникает интенсивное слезотечение, которое также выполняет за­щитную функцию. При этом слеза стекает не только из конъюктивального мешка наружу, но и через слезоносовой канал в полость носа, смывая, тем самым, попавшее в нос раздражающее вещество.

Раздражение афферентных нервов может вызывать учащение и усиление дыхательных движений или же замедление и даже полную остановку дыхания. При вдыхании воздуха с примесью аммиака, хлора и других остро пахнущих веществ наступает задержка дыхательных движений. Рефлекторная остановка дыхания сопровождает каждый акт глотания. Эта реакция предохраняет дыхательные пути от попадания пищи. К защитным дыхательным рефлексам относится кашель, чихание, сморкание, зевота.

Кашель — рефлекторный акт, возникающий при раздражении рецепторов дыхательных путей, плевры и органов брюшной полости инородными частицами, экссудатом, газовыми смесями. Это усиленный выдыхаемый толчок при закрытой голосовой щели, необходимый для удаления из воздухоносных путей посторонних тел и выделений (пыль, слизь).

Чихание — непроизвольный выдыхаемый толчок при открытом носоглоточном пространстве, способствующий удалению посторонних тел и выделений из полости носа. При чихании очищаются носовые ходы.

Сморкание — можно рассматривать как замедленное и произвольно совершаемое чихание.

Зевота — продолжительное глубокое вдыхание при открытом рте, зеве и голосовой щели.

Шестой вопрос:

Гуморальные влияния. Специфическим регулятором активности нейронов дыхательного центра является углекислый газ, который действует на дыхательные нейроны непосредственно и опосредованно. В процессе деятельности нейронов дыхательного центра в них образуются продукты обмена веществ (метаболиты), в том числе и углекислый газ, который оказывает непосредственное влияние на инспираторные нервные клетки, возбуждая их. В ретикулярной формации продолговатого мозга вблизи дыхательного центра обнаружены хеморецепторы, чувствительные к углекислому газу. При увеличении напряжения углекислого газа в крови хеморецепторы возбуждаются и передают эти возбуждения инспираторным нейронам, что приводит к повышению их активности. В лаборатории М. В. Сергиевского получены данные, свидетельствующие о том, что углекислый газ повышает возбудимость нейронов коры головного мозга. В свою очередь клетки коры головного мозга стимулируют активность нейронов дыхательного центра. В механизме стимулирующего влияния углекислого газа на дыхательный центр важное место принадлежит хеморецепторам сосудистого русла. В области каротидных синусов и дуги аорты обнаружены хеморецепторы, чувствительные к изменениям напряжения углекислого газа и кислорода в крови.

Показано, что промывание каротидного синуса или дуги аорты, изолированных в гуморальном отношении, но с сохраненными нервными связями, жидкостью с повышенным содержанием углекислого газа сопровождается стимуляцией дыхания (рефлекс Гейманса). В аналогичных экспериментах было установлено, что повышение напряжения кислорода тормозит активность дыхательного центра.

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 pСО2 и pH, а также понижение pО2 возбуждает, а повышение pО2 и снижение pСО2 и pH, наоборот, тормозит активность дыхательного центра. Благодаря усиленному дыханию ускоряется выделение СО2 из крови в легкие и увеличивается поступление О2 в кровь.