Регуляция дыхания

Регуляция дыхания –процесс управления легочной вентиляцией для обеспечения оптимального газового состава внутренней среды организма при меняющихся внешних условиях. Регуляция осуществляется только нервным путем, без участия гуморальных механизмов:

· Управление дыхательным ритмом и деятельностью дыхательных мышц (диафрагма и межреберные мышцы) осуществляется дыхательным центром, состоящим из нейронов ретикулярной формации продолговатого мозга и других отделов ЦНС. Латеральная зона дыхательного центра обеспечивает вдох, а медиальная выдох. К диафрагме эфферентные импульсы от дыхательного центра поступают сначала по корешкам шейных нервов, а затем по диафрагмальным нервам; к межреберным мышцам - через грудные сегменты спинного мозга и межреберные нервы. Эфферентные импульсы вызывают ритмичное сокращение диафрагмы и межреберных мышц с частотой, примерно, 15 раз в минуту. Афферентные импульсы, возникающие при растяжении альвеол воздухом, проводятся к дыхательному центру блуждающими нервами.

· Механизм обратной связи поддерживается механорецепторами легких, которые находятся в гладких мышцах трахеи и бронхов и реагируют на растяжение стенок воздухоносных путей. Механорецепторы раздражаются при попадании на слизистую верхних дыхательных путей механических или химических раздражителей, когда возникает кашлевой рефлекс, першение, жжение, учащение дыхания и бронхоспазм или формируется поверхностное дыхание при воспалении, отеке, при действии некоторых аллергенов, никотина или других активных веществ.

· Поддержание постоянства газового состава внутренней среды организма регулируется центральными и периферическими хеморецепторами. Центральные расположены в продолговатом мозге и чувствительны к изменению рН межклеточной жидкости мозга и активируются при избытке ионов водорода (при накоплении СО₂), в результате их активации дыхание становится более частым и глубоким. Если рН растет и сдвигается в щелочную сторону, тогда активность дыхательного центра угнетается и снижается вентиляция легких. Периферические хеморецепторы расположены в дуге аорты и месте деления общей сонной артерии (каротидный синус). Эти рецепторы вызывают рефлекторное увеличение легочной вентиляции в ответ на гипоксемию. Например, при энергичных физических упражнениях, в мышцах с целью удовлетворения энергетических затрат возрастает потребление кислорода. Параллельно с интенсификацией метаболических процессов в крови увеличивается содержание СО₂, что приводит к усилению вентиляции легких.

· Афферентные влияния с работающих мышц идут за счет раздражения проприорецепторов, что усиливает дыхание.

· Эмоциональные нагрузки, боль, страх, предстартовое состояние, гипноз и некоторые другие воздействия, а также АД, температура внешней среды и некоторые другие факторы влияют на частоту дыхания. Например, в момент попадания тела в холодную воду или под холодный душ происходит резкий и глубокий вдох.

· При параличе дыхательных мышц (межреберных и диафрагмы), когда механизмы контроля нарушаются, для поддержания жизни требуется использование дыхательного аппарата или других методов искусственной вентиляции легких, позволяющих принудительно и беспрерывно нагнетать воздух в легкие.

· Произвольный контроль над дыхательными движениями возможен, но весьма ограничен по времени, так как в значительной степени эти движения являются бессознательными. Любая попытка задержать дыхание на длительное время терпит неудачу из-за того, что увеличение содержания СО₂ в крови сверх нормативных показателей вызывает труднопреодолимое ощущение дискомфорта.

При форсированном дыхании объем движений грудной клетки значительно увеличивается. Ребра и грудину помогают поднимать мышцы шеи и плечевого пояса. В форсированном дыхании принимают участие мышцы спины, а крылья носа при этом попеременно поднимаются и опускаются.