Локализация и функциональные свойства дыхательных нейронов

В передних рогах спинного мозга на уровне С₃ — С₅ располага­ются мотонейроны, образующие диафрагмальный нерв. Мото­нейроны, иннервирующие межреберные мышцы, находятся в передних рогах на уровнях Т₂ — Т₁₀ (Т₂—Т₆ — мотонейроны инспира-торных мышц, Т₈ —Т₁₀ — экспираторных). Установлено, что одни мотонейроны регулируют преимущественно дыхательную, а дру­гие — преимущественно познотоническую активность межре­берных мышц.

Нейроны бульварного дыхательного центра располагаются на дне IV желудочка в медиальной части ретикулярной формации продолговатого мозга и образуют дорсальную и вентральную ды­хательные группы. Дыхательные нейроны, активность которых вызывает инспирацию или экспирацию, называются соответст­венно инспираторными и экспираторными нейронами. Между группами нейронов, управляющими вдохом и выдохом, сущест­вуют реципрокные отношения. Возбуждение экспираторного центра сопровождается торможением в инспираторном центре и наоборот. Инспираторные и экспираторные нейроны, в свою оче­редь, делятся на «ранние» и «поздние». Каждый дыхательный цикл начинается с активизации «ранних» инспираторных нейро­нов, затем возбуждаются «поздние» инспираторные нейроны. Также последовательно возбуждаются «ранние» и «поздние» экс­пираторные нейроны, которые тормозят инспираторные нейро­ны и прекращают вдох. Современные исследования показали, что в продолговатом мозге нет четкого деления на инспираторный и экспираторный отделы, а есть скопления дыхательных нейронов с определенной функцией.

Спонтанная активность нейронов дыхательного центра начи­нает появляться к концу периода внутриутробного развития. Воз­буждение дыхательного центра у плода появляется благодаря пейсмекерным свойствам сети дыхательных нейронов продолго­ватого мозга. По мере формирования синаптических связей ды­хательного центра с различными отделами ЦНС пейсмекерный механизм дыхательной активности постепенно теряет свое физи­ологическое значение.

В варолиевом мосту находятся ядра дыхательных нейронов, образующих пневмотаксический центр. Считается, что дыха­тельные нейроны моста участвуют в механизме смены вдоха и выдоха и регулируют величину дыхательного объема. Дыхатель­ные нейроны продолговатого мозга и варолиева моста связаны между собой восходящими и нисходящими нервными путями и Функционируют согласованно. Получив импульсы от инспира-торного центра продолговатого мозга, пневмотаксический центр посылает их к экспираторному центру продолговатого мозга, возбуждая последний. Инспираторные нейроны тормозятся. Разрушение мозга между продолговатым мозгом и мостом удли­няет фазу вдоха.

Гипоталамические ядра координируют связь дыхания с кро­вообращением.

Определенные зоны коры больших полушарий осуществля­ют произвольную регуляцию дыхания в соответствии с особенно­стями влияния на организм факторов внешней среды и связанны­ми с этим гомеостатическими сдвигами.

Таким образом, мы видим, что управление дыханием — слож­нейший процесс, осуществляемый множеством нейронных структур. В процессе управления дыханием осуществляется чет­кая иерархия различных компонентов и структур дыхательного центра.