3.Регуляция дыхания. Дыхательный центр. Современные представления о строении дыхательного центра. Механизм центрального дыхательного ритма.

Регуляция интенсивности дыхания направлена на конечный приспособительный результат —

оптимизацию газового состава внутренней среды организма. Частота и глубина дыхания регулируются дыхательным центром, нейроны которого расположены в различных отделах ЦНС;

главными из них являются продолговатый мозг и мост. Дыхательный центр по нервам ритмично посылает к диафрагме и межреберным мышцам импульсы, которые вызывают дыхательные движения. Ритм дыхания является непроизвольным, но может изменяться в некоторых пределах произвольно корой большого мозга.

Дыхательный центр представляет собой совокупность нейронов, расположенных на различных уровнях ЦНС. В продолговатом мозге находится главная часть дыхательного центра. Флуранс обнаружил, что разрушение медиальной части продолговатого мозга в нижнем углу ромбовидной ямки ведет к полной остановке дыхания. Мост играет важную роль в регуляции продолжительности фаз вдоха, выдоха и паузы между ними. Нейроны моста при взаимодействии

с нейронами продолговатого мозга обеспечивают нормальный цикл дыхания. Мотонейроны спинного мозга получают импульсы от нейронов продолговатого мозга и посылают их к дыхательным мышцам по диафрагмальному и межреберным нервам. Центр диафрагмальных нервов находится в основном в 3—4-м шейных сегментах спинного мозга. Центры межреберных

нервов, иннервирующих мускулатуру грудной клетки, локализуются в грудном отделе спинного мозга. В регуляции дыхания принимают участие средний мозг, гипоталамус, лимбикоретикулярный комплекс, кора большого мозга. Средний мозг –регулирует тонус всей мускулатуры(и дыхательной). Гипоталамус - участвует в регуляции частоты и глубины дыхания при физической деятельности, повышении температуры внешней и внутренней среды (тепловая одышка). Благодаря коре большого мозга при выполнении физических упражнений интенсивность

дыхания становится адекватной потребностям организма (более экономное дыхание).

Автоматия. В основе автоматии дыхательного центра лежит циркуляция возбуждения в его нейронах, обеспечивающая саморегуляцию вдоха и выдоха. Появление автоматии наблюдал с помощью гальванометра на изолированном продолговатом мозге лягушки И.М.Сеченов. Эдриан впервые зарегистрировал ритмическую активность изолированного продолговатого мозга золотой рыбки. С помощью микроэлектродной техники подтверждено, что продолговатый мозг способен самопроизвольно генерировать электрические импульсы. Основная часть нейронов дыхательного центра в продолговатом мозге относится к ретикулярной формации, а эти нейроны обладают

спонтанной активностью. Автоматии дыхательного центра способствуют гуморальные влияния ( С02 в крови), оказываемые непосредственно на клетки центра, афферентная импульсация от хемо- и механорецепторов рефлексогенных зон, реципрокные отношения нейронов дыхательного центра, возбуждающие влияние вышележащих отделов ЦНС. Дыхательные нейроны (клетки, которые возбуждаются в различных фазах дыхательного цикла) обнаружены в мосту и продолговатом мозге – в месте, где центральный канал спинного мозга впадает в четвертый желудочек. Дорсальная группа дыхательных нейронов состоит из инспираторных нейронов. В вентральной группе содержатся инспираторные и экспираторные нейроны.

Происхождение дыхательного ритма объясняют функцией синаптических связей между разными типами нейронов. Основное проявление синаптических связей - взаимное торможение между группами нейронов противоположных фаз дыхательного цикла.У человека 2 типа дыхательных нейронов: ранние инспираторные и постинспираторные. Оба типа нейронов взаимно тормозят друг друга и все другие типы нейронов дыхательного центра в период, когда активны либо ранние инспираторные нейроны, либо постинспираторные нейроны. Ранние инспираторные нейроны инициируют вдох. В результате происходит активация инспираторных нейронов (полных и поздних) и возникает фаза вдоха. Как только вдох выключается (функция центров моста и ядер блуждающего нерва), активируются постинспираторные нейроны с декрементным типом активности и начинается фаза выдоха. С момента активации инспираторных нейронов прекращается фаза выдоха и начинается очередная фаза вдоха.