Лекция № 16. Регуляция дыхания. • Механизм

Лекция № 16. Регуляция дыхания. • Механизм вдоха и выдоха. • Дыхательные рефлексы. • Факторы, влияющие на частоту и глубину дыхания. • Возрастные изменения системы дыхания.

Основная цель регуляции дыхания – приспособление внешнего дыхания к метаболическим потребностям организма в постоянно меняющихся условиях жизнедеятельности.

Цель регуляции дыхания • поддержание: • парциальных давлений дыхательных газов в артериальной крови; • р. Н артериальной крови (эта цель достигается путем регуляции выведения СО 2 – летучего кислого вещества). • Способ регуляции дыхания – изменение легочной вентиляции.

Принципы регуляции дыхания • отрицательная обратная связь (например, при накоплении СО 2 вентиляция усиливается, и избыток этого газа выводится); • опережающая регуляция (вентиляция усиливается еще до того, как может накопиться СО 2, например при начале мышечной работы).

Отрицательная обратная связь • По этому механизму действуют те факторы, поддержание постоянства которых является целью регуляции дыхания: • парциальное давление в артериальной крови СО 2; • парциальное давление в артериальной крови О 2.

Стимуляторы дыхания • Повышение парциального давления СО 2 (гиперкапния); • снижение р. Н (ацидоз); • снижение парциального давления О 2 (гипоксемия). • Эти параметры воспринимают хеморецепторы: • продолговатого мозга (центральные) (Р СО 2 и р. Н); • крупных артерий (периферические) (Р СО 2 и р. Н , Р О 2). • Периферические хеморецепторы располагаются в дуге аорты (аортальные тельца) и в каротидном синусе (каротидные тельца или сонные гломусы). От аортальных телец импульсация поступает в дыхательный центр по волокнам блуждающих нервов, от каротидных – языкоглоточных.

Опережающая регуляция • включается до того, как изменяются Р СО 2, Р О 2, р. Н – в тех ситуациях, когда эти параметры могут измениться. Примеры: • импульсация от проприорецепторов скелетных мышц, свидетельствующая о повышенной физической нагрузке; • условнорефлекторные сигналы от коры головного мозга перед началом физической нагрузки; • речь, боль, кашель и другие факторы.

Элементы системы регуляции дыхания Дыхательный центр Расположен в ЦНС, обеспечивает обработку информации и передачу команд на эффекторы. Рецепторы Эффекторы Воспринимают Дыхательные мышцы, информацию и непосредственно передают ее в осуществляющие дыхательный центр. вентиляцию легких.

Элементы системы регуляции дыхания • Дыхательный центр • Расположен в ЦНС, обеспечивает обработку информации и передачу команд на эффекторы. Совокупность взаимно связанных нейронов ЦНС, обеспечивающих координированную ритмическую деятельность дыхательных мышц и постоянное приспособление внешнего дыхания к меняющимся условиям внутренней и внешней среды.

Дыхательный центр и эфферентные нервы 4 12

Влияние на дыхание перерезки ЦНС на различных уровнях

Дыхательный центр продолговатого мозга Вентральная дыхательная Дорзальная дыхательная группа Включает в себя Включает в себя поздние и инспираторные и полные инспираторные экспираторные нейроны. нейроны. Ростральная часть Включает в себя ранние, полные, поздние инспираторные нейроны и постинспираторные Каудальная часть нейроны. Включает в себя экспираторные нейроны.

Нейроны дыхательного центра делятся на три группы: 1. респираторно связанные нейроны (иннервируют мышцы верхних дыхательных путей и регулируют поток воздуха в дыхательных путях) 2. нейроны, связанные с дыхательными мотонейронами спинного мозга и управляющие мышцами вдоха и выдоха 3. проприобульбарные нейроны, связанные с другими нейронами дыхательного центра и участвующие только в генерации дыхательного ритма.

Фазы дыхательного цикла: 1. инспирация 2. постинспирация 3. экспирация

Центры варолиевого моста, участвующие в регуляции дыхания Апнейстический центр Пневмотаксический центр Локализован в нижней части Локализован в верхней части моста, стимулирует моста, тормозит инспираторные нейроны, способствует вдоху и ограничивает длительность удлиняет его. вдоха и повышает частоту дыхания, обеспечивает смену Перерезка блуждающих фаз дыхания с оптимальным нервов и ствола мозга выше соотношением длительности этого центра вызывает вдоха и выдоха. апнейзис (длительные, судорожные вдохи, Тормозит активность прерываемые короткими апнейстического центра. выдохами)

Рецепторы дыхательной системы Специфические рецепторы Неспецифические рецепторы дыхательной системы ШХеморецепторы ШПроприорецепторы суставов ШМеханорецепторы легких и скелетных мышц (рецепторы растяжения) ШАртериальные ШИрритантные рецепторы. барорецепторы ШЮкстакапиллярные рецепторы ШТерморецепторы ШПроприорецепторы ШБолевые рецепторы. дыхательных мышц.

Хеморецепторы Периферические Центральные хеморецепторы Расположены в каротидном синусе (каротидные тельца) и в аортальных Расположены на тельцах дуги аорты. Наибольшее вентральной поверхности значение в регуляции дыхания продолговатого мозга, имеют каротидные тельца. Реагируют на реагируют на изменение снижение напряжение кислорода, концентрации ионов повышение напряжения углекислого водорода (понижение р. Н). газа, снижение р. Н в артериальной Длительное латентное крови. Короткое латентное действие время действия на на дыхательный центр (5 с). дыхательный центр (25 с). Стимуляция рецепторов вызывает Стимуляция рецепторов усиление дыхания (увеличение вызывает усиление МОД). дыхания (увеличение МОД).

Механорецепторы легких Расположены в легочной паренхиме и в гладких мышцах мелких воздухоносных путей (особенно бронхиолах). Активируются при увеличении объема легких. Стимуляция этих рецепторов вызывает рефлекс Геринга- Брейера (инспираторно - тормозящий рефлекс). Данный рефлекс устанавливает оптимальное соотношение глубины и частоты дыхания и препятствует перерастяжению легких в экстремальных условиях.

Ирритантные рецепторы Расположены в слизистой оболочке дыхательных путей, реагируют на действие механических и химических стимулов (едкие газы, табачный дым, пыль, холодный воздух). Стимуляция рецептор вызывает кашель, чихание, бронхоконстрикцию и даже апноэ (прекращение дыхания более чем на 10 с).

Юкстакапиллярные рецепторы • Расположены в альвеолярных перегородках, прилегающих к капилляру. • Стимулируются растяжение легочных сосудов вследствие отека легких, легочной эмболии, легочной венозной гипертензии. • Реагируют на введение химических веществ в легочные сосуды. • Стимуляция рецепторов в начале может вызвать апноэ, затем учащение дыхания, снижение давления, брадикардию и бронхоспазм.

Проприорецепторы дыхательных мышц (мышечные веретёна межреберных мышц) • Реагируют на растяжение мышц. • Чем больше по амплитуде вдох, тем сильнее возбуждаются рецепторы • и тем больше тормозится вдох.

Влияние повышенного артериального давления на дыхание

Влияние пониженного артериального давления на дыхание