Регуляция дыхания

1.Структура дыхательного центра.

В опытах французского физиолога Легалуа (1812) установлено, что главная часть дыхательного центра, обеспечивающая вдох и выдох, находится в продолговатом мозге. Смену фаз вдоха и выдоха осуществляет центр автоматии дыхания, открытый в 1882 году И.М.Сеченовым и далее изученный Миславским (1885), находится в ретикулярной формации ствола мозга. В спинном мозге локализованы центры иннервации диафрагмы и межреберных мышц. Частоту и глубину дыхания при физической работе и эмоциях контролирует гипоталамус. Кора головного мозга делает процесс дыхания произвольным так, что мы можем изменять и даже задерживать дыхание. Таким образом, дыхательный центр и его нейроны располагаются на всех этажах ЦНС.

2.Рецепторы дыхательного аппарата.

Большинство нейронов дыхательного центра являются инспираторными. Они получают нервные импульсы от рецепторов растяжения легких и обеспечивают нерва в центр выдоха. При этом вдох тормозится и наступает выдох. Этот рефлекс был описан в 1868 году Герингом и Брейером. Помимо указанных механорецепторов, в дыхательном аппарате имеются проприорецепторы дыхательных мышц, импульсы от которых создают ритм дыхания – вдох и выдох. Большую роль в регуляции дыхания играют хеморецепторы, которые находятся в изменения ее газового состава. Сосудистые хеморецепторы посылают в дыхательный центр сигналы о содержании О2 и СО2 в крови. В результате изменяется глубина и частота дыхания. Усиление вентиляции легких может наступить также при раздражении центральных хеморецепторов, которые находятся в продолговатом мозге (например, при гиперкапнии – избытке СО2 в крови).

3.Гуморальная регуляция дыхания.

Главным стимулятором дыхательного центра является избыток СО2 в крови, что доказал Фредерик в опыте с перекрестным кровообращением у собак. У 2-х собак делали операцию таким образом, чтобы голова первой собаки получала кровь от тела второй собаки, а голова второй собаки – от тела первой собаки. Затем у первой собаки перекрывали трахею и у нее наступала остановка дыхания – апноэ. В это время у второй собаки наблюдалась гипервентиляция (частое и глубокое дыхание), так как избыток СО2 крови первой собаки раздражает ее дыхательный центр. Спустя некоторое время и у второй собаки наступает апноэ. Хеморецепторы реагируют также и на избыток водородных ионов (ацидоз) и недостаток О2 (гипоксемию).

4.Дыхание в разных условиях.

1при повышенном атмосферном давлении - человек оказывается при погружении в воду или в шахту. При этом на каждые 10 м погружения давление на организм увеличивается на 1 атмосферу. В таких условиях требуется подача воздуха под давлением из специального баллона. Количество О2 следует уменьшить до 100 мм РТ. Ст., добавляя в газовую смесь азот или гелий. Подъём из воды должен быть медленным, чтобы избежать кессонной болезни. При быстром подъеме газы, растворенные в крови, не успевают выделиться и превращаются в пузырьки, которые закупоривают мелкие сосуды мышц и жизненно важных органов – сердца и мозга. Поэтому там, где проводятся подземные и подводные работы, устанавливают декопрессионные камеры.

2.при пониженном атмосферном давлении – человек находится в горах. Подъем до 2 км не опасен для самочувствия. Подъем на 3 км снижает содержание О2 в альвеолах до 60 мм (вместо 100), что вызывает гипоксемию – сердцебиение, головокружение, снижение работоспособности, легкая эйфория – это признаки горной болезни. Подъем на более 4-5 км требует применения специальных приспособлений – кислородные баллоны, скафандры, герметические кабины и др.