Дыхательный центр - ограниченный участок ЦНС, где происходит формирование дыхательного импульса, вызывающего координированную деятельность дыхательных мышц, обеспечивающих для организма необходимую величину газообмена в легких. Дых.центр расположен в продолговатом мозге. В дых. центре имеются две группы нейронов: инспираторные и экспираторные. При возбуждении инспираторных нейронов, обеспечивающих вдох, деятельность экспираторных нервных клеток заторможена, и наоборот.В верхней части моста головного мозга (варолиев мост) находится пневмотаксический центр, который контролирует деятельность расположенных ниже центров вдоха и выдоха и обеспечивает правильное чередование циклов дыхательных движений.Дых. центр посылает импульсы к мотонейронам спинного мозга, иннервирующим дыхательные мышцы. Диафрагма иннервируется аксонами мотонейронов, расположенных на уровне III—IV шейных сегментов спинного мозга. Мотонейроны, отростки которых образуют межреберные нервы, иннервирующие межреберные мышцы, расположены в передних рогах (III—XII) грудных сегментов спинного мозга. Регуляция деятельности дыхательного центра. осуществляется с помощью гуморальных, рефлекторных механизмов и нервных импульсов, поступающих из вышележащих отделов головного мозга. Гуморальные механизмы: Специфическим регулятором активности нейронов дых. центра явл. угл. газ, который действует на дыхательные нейроны непосредственно и опосредованно. В ретикулярной формации продолговатого мозга, вблизи дых. центра, а также в области сонных синусов и дуги аорты обнаруженыхеморецепторы, чувствительные к углекислому газу. При увеличении напряжения угл. газа в крови хеморецепторы возбуждаются, и нервные импульсы поступают к инспираторным нейронам, что приводит к повышению их активности. Угл. газ повышает возбудимость нейронов коры головного мозга. В свою очередь клетки КГМ стимулируют активность нейронов дыхательного центра. При опт. содерж.в крови угл. газа и кислорода наблюдаются дых. движения, отражающие умеренную степень возбуждения нейронов дыхательного центра. Эти дыхательные движения грудной клетки получили название эйпноэ. Избыточное содержание угл. газа и недостаток кислорода в крови усиливают активность дыхательного центра, что обусловливает возникновение частых и глубоких дыхательных движений – гиперпноэ. Еще большее нарастание количества углекислого газа в крови приводит к нарушению ритма дыхания и появлению одышки – диспноэ. Понижение концентрации углекислого газа и избыток кислорода в крови угнетают активность дыхательного центра. В этом случае дыхание становится поверхностным, редким и может наступить его остановка – апноэ.
17. Рефлекторная регуляция вдоха и выдоха. Гуморальная регуляция интенсивности дыхания. Основная роль в рефлекторной саморегуляции дыхания принадлежит механорецепторам легких. В зависимости от локализации и характера чувствительности выделяют три их вида:1. Рецепторы растяжения. Находятся преимущественно в гладких мышцах трахеи и бронхов. Возбужд. при растяжении их стенок. В основном они обеспеч. смену фаз дыхания.2. Ирритантные рецепторы. Расположены в эпителии слизистой трахеи и бронхов. Они реагируют на раздражающие вещества и пылевые частицы, а также резкие изменения объема легких (пневмоторакс, ателектаз). Обеспечивают защитные дых.рефлексы, рефлекторное сужение бронхов и учащение дыхания.3. Юкстакапиллярные рецепторы. Находятся в интерстициальной ткани альвеол и бронхов. Возбуждаются при повышении давления в малом круге кровообращения, а также увеличении объема интерстициальной жидкости. Эти явления возникают при застое в малом круге кровообращения или пневмониях.Важнейшим для дыхания является рефлекс Геринга-Брейера. При растяжении альвеол во время вдоха нервные импульсы от рецепторов растяжения по блуждающему нерву идут к экспираторным нейронам, которые, возбуждаясь, тормозят активность инспираторных нейронов, что приводит к пассивному выдоху. Легочные альвеолы спадаются, и нервные импульсы от рецепторов растяжения уже не поступают к экспираторным нейронам. Активность их падает, что создает усл. для повыш. Возбуд. инспираторной части дых. центра и осуществлению активного вдоха. Кроме того, активность инспираторных нейронов усилив. при нарастании концентрации угл. газа в крови, что также способствует проявл.вдоха. Определенное значение в рефлекторной регуляции дыхания имеют проприорецепторы дых. мышц. При сокращении мышц импульсы от их проприорецепторов поступают к соответствующим мотонейронам дых.ательных мышц. За счет этого регулируется сила сокращ.ений мышц при каком-либо сопротивлении дых.движениям. Гуморальная регуляция. принимают участие хеморецепторы, располож.в сосудах и продолг. мозге. Периферич. хеморецепторы находятся в стенке дуги аорты и каротидных синусов. Гум. регуляция дыхания состоит в том, что повышение концентрации угл. газа в крови возбуждает дых. центр — частота и глубина дыхания увеличиваются. Уменьшение содержания угл.о газа в крови понижает возбудимость дых.центра — частота и глубина дыхания уменьшаются. Дыхание очень тесно связано с кровообращением. Увеличение скорости дыхания может способствовать циркуляции крови. Чем глубже вдох, тем больше снижается давление в грудной полости. Это падение давления не только нагнетает воздух в легкие, но и заставляет оттекать к сердцу кровь из вен, расположенных в различных частях тела. Если долго неподвижно сидеть или стоять, это может вызвать глубокий и непроизвольный вздох, заставляющий притекать к сердцу большие количества крови и, таким образом, способствующий циркуляции крови.
18. Произвольная регуляция дыхания. Человек может произвольно (по своему желанию) на некоторое время задержать дыхание, изменить его ритм и глубину.Возможность произвольного изменения дыхания говорит о регулирующем влиянии коры больших полушарий на данную функцию.Первые экспериментальные доказательства корковой регуляции дыхания были представлены В.Я.Данилевским (1874 г.). Он показал, что при раздражении моторной области коры возникают изменения дыхания, характер которых зависит от места и интенсивности раздражения.В связи с этим длительное время обсуждался вопрос о существовании точной локализации дыхательного центра в коре больших полушарий. В настоящее время считают, что дыхание оказывают влияние различные отделы коры больших полушарий, но раздражение некоторых из них являются наиболее эффективными, что показано не только в опытах на животных, но и во время операций на человеке. Наиболее сильные изменения дыхания у человека имеют место при раздражении премоторной зоны коры.Влияние коры больш. полушарий выражается в обеспечении особенно тонкого приспособления дыхания к текущим потребностям организма. Яркие доказательства корковой регуляции дыхания получены методом условных рефлексов. Условный дыхательный рефлекс можно выработать на действие любого внешнего раздражителя, если сочетать его с каким-нибудь безусл. Дых.рефлексом.Г.П.Конради и З.П.Бабешкина в качестве безусловного раздражителя использовали вдыхание газовой смеси с повышенным содержанием СО2 (при этом возрастает легочная вентиляция). Вдыханию смеси предшествовал на 5-10 сек звук метронома. После 10-15 сочетаний один звук метронома (без вдыхания смеси) вызывал увелич. легочной вентиляции.Предстартовое изменение дыхания у спортсменов также является показателем его условнорефлекторной регуляции. Ее значение в данном случае заключается в приспособлении организма к повышенной физической нагрузке, требующей увеличения газообмена. Предстартовое изменение (увеличение) глубины и частоты дыхания (одновременно с изменением деятельности сердечно-сосудистой системы) обеспечивает более быструю доставку О2 к работающим мышцам и удаление из крови СО2.Условнорефлекторная регуляция дыхания у человека развивается и становится более четкой в процессе выработки двигат.х навыков, она особенно совершенствуется у спортсменов в процессе тренировок.