Регуляция дыхания. 
Возрастная анатомия и физиология. Т.2 опорно-двигательная и висцеральные системы

Регуляция дыхания обеспечивается нервным и гуморальным механизмами. Нервная регуляция дыхания многоуровневая: она осуществляется различными отделами головного мозга, импульсы от которых передаются в передние рога спинного мозга, где расположены нейроны, регулирующие работу дыхательной мускулатуры. В III и IV шейных сегментах спинного мозга располагаются нейроны, регулирующие деятельность диафрагмы, а в грудных сегментах — нейроны, регулирующие работу межреберных мышц.

Дыхательный центр

К дыхательному центру относятся нейронные сети, расположенные в разных отделах ЦНС: стволе, промежуточном мозге и коре больших полушарий. Они обеспечивают координированную деятельность дыхательных мышц и приспособление дыхания к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды организма.

Дыхательный центр ствола мозга представляет собой парное скопление нейронов, состоящее из центра вдоха (инспираторного) и центра выдоха (экспираторного) (рис. 10.14). Нейроны центра каждой стороны регулируют работу дыхательных мышц одноименной стороны: при разрушении ды;

Рис. 10.14. Регуляция дыхания

хательного центра с одной стороны наступает прекращение дыхательных движений с этой же стороны. Нейроны экспираторного и инспираторного центров располагаются диффузно. В центре вдоха встречаются нейроны, регулирующие выдох, а в центре выдоха — регулирующие вдох.

В мосту расположены также нейронные ансамбли пневмотаксического дыхательного центра, способствующего смене вдоха на выдох, а также нейроны, осуществляющие тоническое влияние на дыхательный центр продолговатого мозга.

Экспираторные и инспираторные центры находятся в реципрокных отношениях. При вдохе легкие растягиваются и возбуждаются механорецепторы в стенках альвеол и дыхательных мышцах. Импульсы от рецепторов по афферентным волокнам блуждающего и межреберных нервов поступают в дыхательный центр и вызывают возбуждение экспираторного и торможение инспираторного центра. Это обеспечивает смену вдоха на выдох.

При глубоком выдохе (при сильном спадении легких) также возникает раздражение механорецепторов, приводящее к смене выдоха на вдох.

Таким образом, каждый вдох стимулирует выдох, и наоборот. Регуляция дыхания осуществляется благодаря согласованной деятельности нескольких отделов ЦНС, объединенных понятием дыхательного центра. На степень активности и взаимодействие отделов дыхательного центра влияют различные гуморальные и рефлекторные факторы.

Способность дыхательного центра к автоматии впервые была обнаружена И. М. Сеченовым (1882), который показал, что даже при нарушении афферентной иннервации легких и дыхательных мышц (при перерезке соответствующих нервов у животных) продолжала регистрироваться ритмическая активность нейронов в дыхательном центре продолговатого мозга.

Автоматическая работа дыхательного центра изменяется под влиянием импульсов от дыхательных мышц, сосудистых рефлексогенных зон, различных интерои экстерорецепторов, а также под влиянием многих гуморальных факторов (pH крови, содержания С0₂ и 0₂ и др.).

При увеличении содержания С0₂ в окружающем воздухе у человека увеличиваются глубина и частота дыхания, т. е. возрастает легочная вентиляция, в то время как уменьшение содержания кислорода в воздухе не влияет на дыхание. В настоящее время установлено, что при увеличении содержания 0₂ в крови на 0,2% легочная вентиляция возрастает на 100%.

О влиянии содержания С0₂ в крови на дыхание свидетельствуют простейшие опыты с гипои гипервентиляцией легких. Кратковременная задержка дыхания сменяется глубокими и частыми дыхательными движениями. Это происходит вследствие накопления в крови С0₂, который стимулирует деятельность дыхательного центра. При гипервентиляции легких (глубокие вдохи и выдохи) через некоторое время наступает кратковременная задержка дыхания. После задержки дыхание становится неровным, а его амплитуда и частота несколько уменьшаются по сравнению с исходным уровнем, имеющим место до гипервентиляции. Такие изменения дыхания связаны с тем, что во время гинервентиляции из крови удаляется большое количество С0₂, что вызывает уменьшение активности нейронов дыхательного центра. При вдыхании газовой смеси с повышенным содержанием С0₂ у человека, как уже говорилось, наступает резкое увеличение глубины дыхательных движений. Его связывают с наличием в стволе мозга хеморецепторпых нейронов, мембрана которых обладает повышенной чувствительностью к С0₂. При увеличении содержания кислорода в крови частота и глубина дыхания уменьшаются, а при уменьшении его содержания — увеличиваются. Это в значительной мере связано с рефлекторным воздействием кислорода на нейроны дыхательного центра через хеморецепторы сосудистых рефлексогенных зон.