Механизм деятельности дыхательного центра

Периферические хеморецепторы – расположены в сосудистых рефлексогенных зонах. Реагируют на гипоксемию и гиперкапнию.

Рецепторы.

Взаимодействие между отделами дыхательного центра.

Центры ствола мозга

Здесь различают 3 группы дыхательных нейронов.

В дорсальных отделах продолговатого мозга находится инспираторный центр, или центр вдоха. Его нейроны активируются при вдохе

В вентральных отделах продолговатого мозга расположен экспираторный центр, или центр выдоха. Нейроны этой зоны активируются при выдохе и во время дыхательной паузы.

Инспираторные и экспираторные нейроны оказывают друг на друга реципрокное тормозное влияние, клетки этих двух центров возбуждаются по очереди. Пока не закончилось возбуждение в клетках одного центра, клетки другого находятся в заторможенном состоянии.

В верхней части моста находится центр пневмотаксиса. Он контролирует работу центров вдоха и выдоха и обеспечивает нормальную глубину и частоту дыхания. Значение центра пневмотаксиса заключается в том, что во время вдоха он вызывает возбуждение центра выдоха и, таким образом, обеспечивает ритмическое чередование фаз дыхания.

Возбуждение, возникающее в центре вдоха, по нисходящим проводящим путям передается на центры дыхательных мышц (спинной мозг). Одновременно возбуждение передается в центр пневмотаксиса (мост), а оттуда в центр выдоха (продолговатый мозг). Возбуждение нейронов центра выдоха вызывает торможение в центре вдоха и прекращение передачи нервных импульсов к центрам спинного мозга.

Центральные хеморецепторы – расположены в продолговатом мозге, реагируют на изменение химического состава крови. Реагируют на повышение парциального напряжения углекислого газа в крови и снижение парциального напряжение кислорода.

Рецепторы легких – механорецепторы. Реагируют на растяжение легких, находятся в стенках альвеол, в гладких мышцах воздухоносных путей.

Изменение газового состава крови, возникновение гиперкапнии и гипоксемии стимулирует хеморецепторы - центральные и периферические. Возбуждение от них передается в инспираторный центр продолговатого мозга. Затем по нисходящим путям проходит к центрам дыхательных мышц в спинной мозг и по двигательным нервам к мышцам, что вызывает их сокращение и вдох.

При вдохе увеличивается объем легких, они растягиваются, что вызывает инспираторно-тормозящий рефлекс Геринга-Брейера. Возникает возбуждение механорецепторов в стенках альвеол. По афферентным волокнам блуждающего нерва импульсы поступают в продолговатый мозг к нейронам экспираторного центра. Инспираторные нейроны в этих условиях тормозятся, и вдох сменяется выдохом, т.к. центр вдоха прекращает подачу импульсов в спинной мозг, а оттуда к дыхательным мышцам, они расслабляются, происходит выдох.

Рефлекс Геринга-Брейера хорошо выражен у новорожденных и обеспечивает смену актов вдоха и выдоха. У взрослого человека значение этого рефлекса невелико, он не действует, пока дыхательный объем не превосходит 1 л (например, при физической нагрузке). Нейроны дыхательного центра испытывают постоянные нисходящие влияния от центра пневмотаксиса, который способствует смене дыхательных фаз. Во время вдоха возбуждение от инспираторного центра передается на центр пневмотаксиса, затем в экспираторный центр. При этом инспираторные нейроны тормозятся и вдох сменяется выдохом.

Таким образом, обеспечивается ритмическая смена фаз дыхания. При этом деятельность дыхательного центра находится под постоянным контролем коры больших полушарий мозга. Поэтому система дыхания может легко приспособиться к изменяющимся условиям окружающей среды.