Чередование вдоха и выдоха организуется благодаря деятельности дыхательного центра.
Дыхательный центр представляет собой совокупность нейронов, объединенных общей функцией организации и регуляции дыхания и расположенных в разных "этажах" центральной нервной системы.
Выделяют 4 "этажа":
- спинной мозг,
- продолговатый мозг,
- варолиев мост,
- высшие отделы ЦНС (гипоталамус, лимбическая система, кора больших полушарий).
Каждый из перечисленных отделов имеет определенную функцию.
1 этаж: Спинной мозг содержит двигательные центры дыхательной мускулатуры. Представлены мотонейронами передних рогов спинного мозга:
- грудной отдел (Th1 - Th6 - nn. intercostales) - межреберные нервы иннервируют наружные косые межреберные мышцы.
- шейный отдел (С3 - С5 - n. frenicus). Диафрагмальный нерв иннервирует диафрагму.
При перерезке ЦНС между спинным и продолговатым мозгом процесс дыхания прекращается (т.к. центры спинного мозга не обладают автоматией).
При перерезке спинного мозга между шейным и грудным отделами дыхание сохраняется за счет сокращения диафрагмы (диафрагмальное дыхание).
|
|
2 этаж: Дыхательный центр продолговатого мозга (собственно дыхательный центр) обеспечивает последовательную смену вдоха и выдоха.
В составе дыхательного центра выделяют Экспираторный и Инспираторный центры. Между центрами - реципрокные взаимоотношения. Это обеспечивает чередование процессов вдоха и выдоха, т.к. активация нейронов одного отдела вызывает угнетение другого.
Собственно дыхательный центр обладает автоматией с частотой 4-5 раз в минуту. Это обеспечивает автономность от других влияний и поддержание жизненно важной функции на базальном уровне.
Таким образом, при пересечении ЦНС выше продолговатого мозга будет наблюдаться глубокое и редкое дыхание.
Третий "этаж" дыхательного центра расположен в варолиевом мосту и назван пневмотаксическим. Он способствует переключению возбуждения с центра вдоха на центр выдоха и наоборот. Перерезка ЦНС выше Варолиева моста позволяет поддерживать частоту дыхания на уровне 14-18 в минуту.
Четвертый этаж - высшие отделы ЦНС.
Гипоталамус - регулирует дыхание во время простых поведенческих актов:
- при общей защитной реакции организма (боль, физическая работа);
- высший центр терморегуляции (при гипертермии учащается дыхание без изменения его глубины).
Лимбическая система - регуляция дыхания при эмоциях.
Кора больших полушарий принимает участие:
- в выработке условных дыхательных рефлексов,
- в приспособлении дыхания к изменяющимся условиям окружающей среды (глотание, пение, речь, ныряние, произвольное апное и гиперпное).