Регуляция дыхания. Дыхание - одна из важнейших функций организма

Дыхание - одна из важнейших функций организма. Прекращение дыхания влечет за собой неминуемую гибель человека уже через 3-5 мин. Запасы кислорода в организме очень незначительны, поэтому необходимо его постоянное поступление через систему внешнего дыхания. Указанное обстоятельство объясняет формирование в процессе эволюции такого механизма регуляции, который должен обеспечивать высокую надежность выполнения дыхательных движений. В основе деятельности системы регуляции дыхания лежит поддержание константного уровня таких показателей организма, как Рсо₂, Ро₂, рН. Их содержание остается относительно постоянным, несмотря на различные потребности в нем, которые во время интенсивной мышечной работы могут увеличиваться в 20 раз.

Регуляция дыхания направлена на выполнение двух задач: во-первых, автоматическая генерация частоты и силы сокращения дыхательных мышц, во-вторых, подстройка ритма и глубины дыхательных движений к реальным потребностям организма (в первую очередь, к изменениям метаболических параметров в виде рo₂, рco₂ и pH артериальной крови и рco₂ и рH межклеточной жидкости мозга).

Рис. 20. Нервный контроль вентиляции

Дыхание регулируется рефлекторным путем, включающим три составных элемента (рис. 20):

-рецепторы, воспринимающие информацию, и афферентные пути, передающие ее нервным центрам;

- нервные центры;

- эффекторы – пути передачи команд от центров и сами регулируемые объекты.

На рисунке 20 представлены образующие систему регуляции дыхания блоки — контролирующие (нервные центры), исполнительные (дыхательные мышцы), рецепторные (хемо- и механорецепторы) и связи между этими блоками. Таким образом, вся система регуляции дыхания состоит из нескольких взаимосвязанных регуляторных контуров.

Входящие сигналы. Генератор ритма получает нисходящую из коры головного мозга импульсацию, а также нервные сигналы от нервных клеток интегратора сенсорной информации и непосредственно от центральных хеморецепторов.

Выходящие сигналы. Нервная импульсация от генератора ритма направляется к иннервирующим дыхательные мышцы двигательным нервным клеткам соответствующих ядер черепных нервов (VII, IX–XII) и к мотонейронам передних рогов спинного мозга (их аксоны в составе спинномозговых нервов направляются к дыхательным мышцам).

Интегратор сенсорной информации получает чувствительную информацию от разнообразных хемо- и механорецепторов, расположенных в органах дыхания и дыхательных мышцах, по ходу магистральных кровеносных сосудов (периферические хеморецепторы), а также в продолговатом мозге (центральные хеморецепторы). Помимо этих прямых сигналов, интегратор получает множество информации, опосредованной различными структурами мозга (в том числе и от высших отделов ЦНС). Импульсация от нервных клеток интегратора, направляясь к нейронам генератора ритма, модулирует характер разрядов от них.

Контрольные вопросы

1. Что лежит в основе деятельности системы регуляции дыхания?

2. Какие составные элементы образуют систему регуляции дыхания?

3. Какова роль интеграции сенсорной информации в системе регуляции дыхания?