En fonction de l'état du corps (sommeil, travail physique, changements de température, etc.), la fréquence et la profondeur de la respiration changent par réflexe. Les arcs de réflexes respiratoires traversent le centre respiratoire. Tenez compte des réflexes tels que les éternuements et la toux.
Les poussières ou substances à odeur âcre, pénétrant dans la cavité nasale, irritent les récepteurs situés dans sa muqueuse. Un réflexe protecteur apparaît - les éternuements - une expiration réflexe forte et rapide par les narines. Grâce à cela, les substances qui l'irritent sont éliminées de la cavité nasale. Le mucus accumulé dans la cavité nasale lors d'un écoulement nasal provoque la même réaction. Une toux est une expiration réflexe brusque par la bouche qui se produit lorsque le larynx est irrité.
Échange gazeux dans les tissus. Des processus oxydatifs se produisent constamment dans les organes de notre corps qui consomment de l'oxygène. Par conséquent, la concentration d'oxygène dans le sang artériel, qui pénètre dans les tissus par les vaisseaux de la circulation systémique, est supérieure à celle du liquide tissulaire. En conséquence, l’oxygène passe librement du sang au liquide tissulaire et aux tissus. Au contraire, le dioxyde de carbone, qui se forme lors de nombreuses transformations chimiques, passe des tissus au liquide tissulaire et de celui-ci au sang. Ainsi, le sang est saturé de dioxyde de carbone.
Régulation de la respiration. L'activité du système respiratoire est contrôlée par le centre respiratoire. Il est situé dans la moelle oblongate. Les impulsions provenant d’ici coordonnent les contractions musculaires lors de l’inspiration et de l’expiration. À partir de ce centre, des impulsions sont envoyées le long des fibres nerveuses à travers la moelle épinière, ce qui provoque, dans un certain ordre, la contraction des muscles responsables de l'inspiration et de l'expiration.
L'excitation du centre lui-même dépend des excitations provenant de divers récepteurs et de la composition chimique du sang. Ainsi, sauter dans l’eau froide ou arroser d’eau froide provoque une respiration profonde et une rétention de souffle. Les substances très odorantes peuvent également vous amener à retenir votre souffle. Cela est dû au fait que l'odeur irrite les récepteurs olfactifs des parois de la cavité nasale. L'excitation est transmise au centre respiratoire et son activité est inhibée. Tous ces processus sont effectués de manière réflexive.
Une légère irritation de la muqueuse nasale provoque des éternuements et le larynx, la trachée et les bronches provoquent de la toux. Il s'agit d'une réaction protectrice du corps. Lors des éternuements ou de la toux, les particules étrangères qui pénètrent dans les voies respiratoires sont éliminées du corps.
Le système respiratoire est constitué des voies respiratoires : la cavité nasale, le larynx, la trachée et les bronches. Et aussi la partie respiratoire : le parenchyme alvéolaire des poumons et du sang. Les traits caractéristiques de ce système sont : la présence d'un squelette cartilagineux dans leurs parois, qui ne s'effondrent pas, et la présence de villosités sur la muqueuse, qui font ressortir, avec le mucus, des particules étrangères qui polluent l'air.
La cavité nasale est la section initiale, ainsi que l'organe de l'odorat. Diverses odeurs, ainsi que l'air, sont testées dans le nez et l'air lui-même est réchauffé, humidifié et purifié. À l’extérieur, la cavité nasale comporte deux ouvertures narines et un septum qui divise la cavité verticalement en deux. Trois voies nasales sont situées horizontalement : supérieure, avec environ 4 - corne supérieure du cartilage thyroïde, 5 plaque du cartilage thyroïde, 6 - cartilage aryténoïde, 7 - articulation crico-aryténoïde droite, 8 - articulation cricothyroïdienne droite, 9 - cartilages trachéaux, 10 - paroi membraneuse, 11 - plaque du cartilage cricoïde, 12 - articulation cricothyroïdienne gauche, 13 - corne inférieure du cartilage thyroïde, 14 - articulation crico-aryténoïde gauche, 15 - apophyse musculaire du cartilage aryténoïde, 16 apophyse vocale du cartilage aryténoïde, 17 - ligament thyro-épiglottique, 18 - cartilage corniculé, 19 - ligament thyrohyoïdien latéral, 20 - membrane thyrohyoïdienne.
La trachée est un tube de 8 à 12 cm de long, composé de 16 à 20 anneaux cartilagineux non fermés à l'arrière (pour faciliter le passage des aliments dans l'œsophage postérieur) reliés par des ligaments. La paroi arrière est élastique. La muqueuse trachéale est riche en tissu lymphoïde et en glandes productrices de mucus. Sur les côtés de la trachée se trouvent les artères carotides, et en avant : dans la région cervicale se trouve la glande thyroïde, dans la région thoracique se trouvent le thymus et le sternum. Au niveau de 2-3 vertèbres thoraciques, la trachée est divisée en deux tubes - les bronches principales.
Bronches. La bronche droite est dans le prolongement de la trachée, elle est plus large et plus courte que la gauche. Leur structure est similaire à celle de la trachée. Les bronches principales partent du lieu de bifurcation (bifurcation) de la trachée presque à angle droit et se dirigent vers les portes des poumons. Là, ils sont divisés en bronches lobaires, elles-mêmes divisées en bronches segmentaires. Ainsi se forme l’arbre bronchique du poumon.
Trachée et bronches. Vue de face:
A : 1 - trachée, 2 - œsophage, 3 - aorte, 4 - bronche principale gauche, 5 - artère pulmonaire gauche, 6 - bronche lobaire supérieure gauche, 7 - bronches segmentaires du lobe supérieur du poumon gauche, 8 - inférieure gauche bronche lobaire, 9 - veine azygos, 10 - bronches segmentaires des lobes inférieurs et moyens du poumon droit, 11 - bronche lobaire inférieure droite, 12 - bronche lobaire moyenne droite, 13 - bronche lobaire supérieure droite, 14 - bronche principale droite, 15 - bifurcation trachéale, 16 - carène trachée ; B - zone de bifurcation trachéale. La trachée a été retirée, la carène de la trachée est visible (16)
Les poumons remplissent la poitrine sur les côtés du cœur et des gros vaisseaux et ont une forme de cône irrégulier, avec leur base vers le diaphragme et leur sommet vers le cou au-dessus des clavicules. Les poumons sont densément recouverts d'une membrane séreuse - la plèvre, qui forme deux sacs pleuraux contenant du liquide pour réduire la friction entre les couches. Sur la surface médiane de chaque poumon se trouve un hile pulmonaire - le point d'entrée de la bronche et de l'artère pulmonaire. Deux veines pulmonaires émergent à proximité et l'ensemble de ce complexe est appelé la racine du poumon. Les poumons sont divisés en lobes par des sillons : le droit en trois et le gauche en deux, avec l'incision cardiaque en avant. Les mêmes sont divisés en 10 segments dans chaque poumon. Les bronches segmentaires sont divisées à plusieurs reprises en minuscules bronchioles avec des vésicules - des alvéoles sur les parois. Dans les poumons, il y a 30 à 500 millions d'alvéoles avec une surface respiratoire totale d'environ 100 m2. L'unité structurelle finale du poumon est constituée d'amas d'alvéoles sur les bronchioles - acini, dans lesquels un échange gazeux se produit entre le sang des capillaires recouvrant les alvéoles et l'air qui se trouve à l'intérieur des globules alvéolaires, en tenant compte de la pression partielle au niveau de la temps de diffusion de l'oxygène et du dioxyde de carbone. Le sang veineux pauvre en oxygène pénètre dans les poumons par l'artère pulmonaire avec du dioxyde de carbone dissous. Dans les alvéoles, il y a un échange d'oxygène, qui se combine au fer dans l'hémoglobine du sang. Et le sang artériel enrichi circule par les veines pulmonaires jusqu'au cœur afin de se propager dans tout le corps.
Physiologie de la respiration :
Le remplissage des poumons en oxygène et l'élimination du dioxyde de carbone s'effectuent en modifiant le volume de la poitrine. Lorsque le diaphragme se contracte, il s'aplatit vers le bas et, en raison de la différence de pression atmosphérique dans l'air ambiant de la cavité pleurale, les poumons s'affaissent et l'inhalation se produit. Les muscles intercostaux aident à écarter les côtes, et la respiration avec le ventre est naturelle, et la respiration avec la poitrine est la respiration « correcte ». La capacité normale des poumons est d’environ trois litres d’air, qui peut doubler avec l’entraînement. Lorsque le diaphragme se détend, il se met en place et les poumons retrouvent leur volume d'origine, retenant 1 litre d'air résiduel. C'est ainsi que se produit l'expiration. Le centre respiratoire de la moelle allongée contrôle la respiration grâce à la stimulation du dioxyde de carbone accumulé dans le sang, qui envoie l'influx nerveux à un certain rythme : 16 à 20 respirations par minute. Le mécanisme de la première respiration d'un nouveau-né lorsque le cordon ombilical est coupé est le même. La fréquence des inhalations augmente au moment de la tension physique nerveuse. Lorsque les muqueuses des voies respiratoires sont exposées à divers corps étrangers, une forte expiration brusque se produit par réflexe, éliminant le corps étranger du nez en éternuant et de la gorge en toussant. Si vous le souhaitez, vous ne pouvez pas respirer ou respirer à différentes fréquences pendant une courte période, en utilisant les impulsions du cortex cérébral.
Les voies respiratoires sont divisées en supérieures et inférieures. Les supérieurs comprennent les voies nasales, le nasopharynx, les inférieurs comprennent le larynx, la trachée et les bronches. La trachée, les bronches et les bronchioles constituent la zone conductrice des poumons. Les bronchioles terminales sont appelées zone de transition. Ils possèdent un petit nombre d'alvéoles, qui contribuent peu aux échanges gazeux. Les canaux alvéolaires et les sacs alvéolaires appartiennent à la zone d'échange.
La respiration nasale est physiologique. Lors de l'inhalation d'air froid, une dilatation réflexe des vaisseaux de la muqueuse nasale et un rétrécissement des voies nasales se produisent. Cela permet de mieux réchauffer l’air. Son hydratation est due à l'humidité sécrétée par les cellules glandulaires de la membrane muqueuse, ainsi qu'à l'humidité des larmes et à l'eau filtrée à travers la paroi capillaire. La purification de l'air dans les voies nasales est due au dépôt de particules de poussière sur la membrane muqueuse.
Des réflexes respiratoires protecteurs se produisent dans les voies respiratoires. Lors de l'inhalation d'air contenant des substances irritantes, un ralentissement réflexe se produit et une diminution de la profondeur de la respiration. Dans le même temps, la glotte se rétrécit et les muscles lisses des bronches se contractent. Lorsque les récepteurs irritants de l'épithélium de la membrane muqueuse du larynx, de la trachée et des bronches sont irrités, leurs impulsions arrivent le long des fibres afférentes des nerfs laryngé supérieur, trijumeau et vague jusqu'aux neurones inspiratoires du centre respiratoire. Une profonde respiration a lieu. Ensuite, les muscles du larynx se contractent et la glotte se ferme. Les neurones expiratoires sont activés et l'expiration commence. Et comme la glotte est fermée, la pression dans les poumons augmente. À un certain moment, la glotte s’ouvre et l’air quitte les poumons à grande vitesse. Une toux apparaît. Tous ces processus sont coordonnés par le centre de la toux de la moelle allongée. Lorsque des particules de poussière et des substances irritantes affectent les terminaisons sensibles du nerf trijumeau, situées dans la muqueuse nasale, des éternuements se produisent. Lors des éternuements, le centre d'inhalation est également initialement activé. Ensuite, une expiration forcée se produit par le nez.
Il existe des espaces morts anatomiques, fonctionnels et alvéolaires. Anatomique est le volume des voies respiratoires - nasopharynx, larynx, trachée, bronches, bronchioles. Aucun échange gazeux ne s'y produit. L'espace mort alvéolaire fait référence au volume d'alvéoles qui ne sont pas ventilées ou où il n'y a pas de flux sanguin dans leurs capillaires. Par conséquent, ils ne participent pas non plus aux échanges gazeux. L’espace mort fonctionnel est la somme des espaces anatomiques et alvéolaires. Chez une personne en bonne santé, le volume de l’espace mort alvéolaire est très faible. Par conséquent, la taille des espaces anatomiques et fonctionnels est presque la même et représente environ 30 % du volume courant. En moyenne 140 ml. Lorsque la ventilation et l'apport sanguin aux poumons sont altérés, le volume de l'espace mort fonctionnel est nettement supérieur à celui anatomique. Dans le même temps, l’espace mort anatomique joue un rôle important dans les processus respiratoires. L'air qu'il contient est réchauffé, humidifié et nettoyé de la poussière et des micro-organismes. Ici se forment des réflexes de protection respiratoire - toux, éternuements. C'est là que les odeurs sont perçues et que les sons sont produits.
Réflexes respiratoires protecteurs
L'irritation des nerfs afférents peut provoquer une augmentation de la fréquence et une intensification des mouvements respiratoires, voire un ralentissement, voire un arrêt complet de la respiration. Lors de l'inhalation d'air mélangé à de l'ammoniac, du chlore et d'autres substances piquantes, les mouvements respiratoires sont retardés. Un arrêt réflexe de la respiration accompagne chaque acte de déglutition. Cette réaction protège les voies respiratoires de la pénétration des aliments. Les réflexes respiratoires protecteurs comprennent la toux, les éternuements, le mouchage et le bâillement.
Toux- un acte réflexe qui se produit lorsque les récepteurs des voies respiratoires, de la plèvre et des organes abdominaux sont irrités par des particules étrangères, des exsudats et des mélanges gazeux. Il s’agit d’une poussée expiratoire accrue avec la glotte fermée, nécessaire pour éliminer les corps étrangers et les sécrétions (poussières, mucus) des voies respiratoires.
Éternuements- une poussée expiratoire involontaire lorsque l'espace nasopharyngé est ouvert, facilitant l'élimination des corps étrangers et des sécrétions de la cavité nasale. Lorsque vous éternuez, vos voies nasales sont dégagées.
Se moucher- peut être considéré comme un éternuement lent et volontaire.
Bâillement- inspiration profonde et prolongée avec la bouche, le pharynx et la glotte ouverts
Le réflexe respiratoire est la coordination des os, des muscles et des tendons pour produire la respiration. Il arrive souvent que nous soyons obligés de respirer contre notre corps lorsque nous ne recevons pas le volume d'air requis. Chez de nombreuses personnes, l’espace entre les côtes (espace intercostal) et les muscles interosseux ne sont pas aussi mobiles qu’ils devraient l’être. Le processus respiratoire est un processus complexe qui implique tout le corps.
Il existe plusieurs réflexes respiratoires :
Réflexe d'effondrement - activation de la respiration suite à l'effondrement des alvéoles.
Le réflexe d'inflation est l'un des nombreux mécanismes neuronaux et chimiques qui régulent la respiration et se produit par l'intermédiaire des récepteurs d'étirement des poumons.
Le réflexe est paradoxal - des respirations profondes aléatoires qui dominent la respiration normale, éventuellement associées à une irritation des récepteurs dans les phases initiales du développement de la microatélectasie.
Réflexe vasculaire pulmonaire - tachypnée superficielle associée à une hypertension de la circulation pulmonaire.
Les réflexes d'irritation sont des réflexes de toux qui résultent d'une irritation des récepteurs sous-épithéliaux de la trachée et des bronches et se manifestent par une fermeture réflexe de la glotte et un bronchospasme ; réflexes d'éternuement - une réaction à une irritation de la muqueuse nasale; changements dans le rythme et la nature de la respiration lorsque les récepteurs de la douleur et de la température sont irrités.
L'activité des neurones du centre respiratoire est fortement influencée par les effets réflexes. Il existe des influences réflexes constantes et non permanentes (épisodiques) sur le centre respiratoire.
Les influences réflexes constantes résultent de l'irritation des récepteurs des alvéoles (réflexe de Hering-Breuer), de la racine du poumon et de la plèvre (réflexe pulmothoracique), des chimiorécepteurs de la crosse aortique et des sinus carotidiens (réflexe de Heymans - note du site Web), mécanorécepteurs de ces zones vasculaires, propriocepteurs des muscles respiratoires.
Le réflexe le plus important de ce groupe est le réflexe de Hering-Breuer. Les alvéoles des poumons contiennent des mécanorécepteurs d'étirement et d'effondrement, qui sont des terminaisons nerveuses sensibles du nerf vague. Les récepteurs d'étirement sont excités pendant l'inspiration normale et maximale, c'est-à-dire que toute augmentation du volume des alvéoles pulmonaires excite ces récepteurs. Les récepteurs d'effondrement ne deviennent actifs que dans des conditions pathologiques (avec effondrement alvéolaire maximal).
Lors d'expériences sur des animaux, il a été constaté que lorsque le volume des poumons augmente (soufflage d'air dans les poumons), une expiration réflexe est observée, tandis que le pompage de l'air hors des poumons entraîne une inhalation réflexe rapide. Ces réactions ne se sont pas produites lors de la section des nerfs vagues. Par conséquent, l’influx nerveux pénètre dans le système nerveux central par les nerfs vagues.
Le réflexe de Hering-Breuer fait référence aux mécanismes d'autorégulation du processus respiratoire, assurant une modification des actes d'inspiration et d'expiration. Lorsque les alvéoles sont étirées pendant l'inspiration, l'influx nerveux des récepteurs d'étirement se déplace le long du nerf vague jusqu'aux neurones expiratoires qui, lorsqu'ils sont excités, inhibent l'activité des neurones inspiratoires, ce qui conduit à une expiration passive. Les alvéoles pulmonaires s'effondrent et l'influx nerveux des récepteurs d'étirement n'atteint plus les neurones expiratoires. Leur activité diminue, ce qui crée des conditions permettant d'augmenter l'excitabilité de la partie inspiratoire du centre respiratoire et l'inhalation active. De plus, l'activité des neurones inspiratoires augmente avec l'augmentation de la concentration de dioxyde de carbone dans le sang, ce qui contribue également à l'acte d'inhalation.
Ainsi, l'autorégulation de la respiration s'effectue sur la base de l'interaction des mécanismes nerveux et humoraux de régulation de l'activité des neurones du centre respiratoire.
Le réflexe pulmothoracique se produit lorsque les récepteurs situés dans le tissu pulmonaire et la plèvre sont excités. Ce réflexe apparaît lorsque les poumons et la plèvre sont étirés. L'arc réflexe se ferme au niveau des segments cervicaux et thoraciques de la moelle épinière. L'effet final du réflexe est une modification du tonus des muscles respiratoires, entraînant une augmentation ou une diminution du volume moyen des poumons.
Les influx nerveux des propriocepteurs des muscles respiratoires affluent constamment vers le centre respiratoire. Lors de l'inhalation, les propriocepteurs des muscles respiratoires sont excités et leurs influx nerveux pénètrent dans les neurones inspiratoires du centre respiratoire. Sous l'influence de l'influx nerveux, l'activité des neurones inspiratoires est inhibée, ce qui favorise le début de l'expiration.
Des influences réflexes variables sur l'activité des neurones respiratoires sont associées à l'excitation des extéro- et interorécepteurs de diverses fonctions. Les effets réflexes non constants qui influencent l'activité du centre respiratoire comprennent les réflexes résultant de l'irritation des récepteurs de la membrane muqueuse des voies respiratoires supérieures, du nez, du nasopharynx, des récepteurs de température et de douleur de la peau, des propriocepteurs des muscles squelettiques et des interorécepteurs. Par exemple, lors de l'inhalation soudaine de vapeurs d'ammoniac, de chlore, de dioxyde de soufre, de fumée de tabac et de certaines autres substances, une irritation des récepteurs de la membrane muqueuse du nez, du pharynx et du larynx se produit, ce qui entraîne un spasme réflexe de la glotte. et parfois même les muscles des bronches et une retenue réflexe de la respiration.
Lorsque l'épithélium des voies respiratoires est irrité par la poussière accumulée, le mucus, ainsi que par les produits chimiques irritants et les corps étrangers ingérés, des éternuements et de la toux sont observés. Les éternuements se produisent lorsque les récepteurs de la muqueuse nasale sont irrités et la toux se produit lorsque les récepteurs du larynx, de la trachée et des bronches sont stimulés.
Des réflexes respiratoires protecteurs (toux, éternuements) surviennent lorsque les muqueuses des voies respiratoires sont irritées. Lorsque l'ammoniac pénètre, la respiration s'arrête et la glotte est complètement bloquée, rétrécissant par réflexe la lumière des bronches.
L'irritation des récepteurs de température de la peau, notamment du froid, entraîne une retenue réflexe de la respiration. L'excitation des récepteurs de la douleur cutanée s'accompagne généralement d'une augmentation des mouvements respiratoires.
L'excitation des propriocepteurs des muscles squelettiques provoque une stimulation de l'acte respiratoire. L'activité accrue du centre respiratoire dans ce cas est un mécanisme adaptatif important qui fournit au corps des besoins accrus en oxygène pendant le travail musculaire.
L'irritation des interorécepteurs, par exemple les mécanorécepteurs de l'estomac lors de sa distension, entraîne une inhibition non seulement de l'activité cardiaque, mais également des mouvements respiratoires.
Lorsque les mécanorécepteurs des zones réflexogènes vasculaires (arc aortique, sinus carotidiens) sont excités, des modifications de l'activité du centre respiratoire sont observées en raison de modifications de la pression artérielle. Ainsi, une augmentation de la pression artérielle s'accompagne d'une retenue réflexe de la respiration, une diminution entraîne une stimulation des mouvements respiratoires.
Ainsi, les neurones du centre respiratoire sont extrêmement sensibles aux influences qui provoquent l'excitation des extéro-, proprio- et interorécepteurs, ce qui entraîne une modification de la profondeur et du rythme des mouvements respiratoires en fonction des conditions de vie du corps.
L'activité du centre respiratoire est influencée par le cortex cérébral. La régulation de la respiration par le cortex cérébral a ses propres caractéristiques qualitatives. Des expériences de stimulation directe de zones individuelles du cortex cérébral par un courant électrique ont montré un effet prononcé sur la profondeur et la fréquence des mouvements respiratoires. Les résultats des recherches de M.V. Sergievsky et ses collègues, obtenus par stimulation directe de diverses parties du cortex cérébral avec un courant électrique dans des expériences aiguës, semi-chroniques et chroniques (électrodes implantées), indiquent que les neurones corticaux n'ont pas toujours un effet clair. sur la respiration. L'effet final dépend d'un certain nombre de facteurs, principalement de la force, de la durée et de la fréquence de stimulation utilisée, de l'état fonctionnel du cortex cérébral et du centre respiratoire.
Pour évaluer le rôle du cortex cérébral dans la régulation de la respiration, les données obtenues par la méthode des réflexes conditionnés sont d'une grande importance. Si chez l'homme ou l'animal le son d'un métronome s'accompagne de l'inhalation d'un mélange gazeux à forte teneur en dioxyde de carbone, cela entraînera une augmentation de la ventilation pulmonaire. Après 10...15 combinaisons, l'activation isolée du métronome (signal conditionné) provoquera une stimulation des mouvements respiratoires - un réflexe respiratoire conditionné s'est formé pour un nombre sélectionné de battements du métronome par unité de temps.
L'augmentation et l'approfondissement de la respiration qui se produisent avant le début d'un travail physique ou de compétitions sportives s'effectuent également grâce au mécanisme des réflexes conditionnés. Ces changements dans les mouvements respiratoires reflètent des changements dans l'activité du centre respiratoire et ont une signification adaptative, aidant à préparer le corps à un travail qui nécessite beaucoup d'énergie et des processus oxydatifs accrus.
Selon moi. Marshak, cortical : la régulation de la respiration assure le niveau nécessaire de ventilation pulmonaire, le rythme et le rythme de la respiration, la constance du niveau de dioxyde de carbone dans l'air alvéolaire et le sang artériel.
L'adaptation de la respiration à l'environnement extérieur et aux changements observés dans l'environnement interne du corps est associée à de nombreuses informations nerveuses entrant dans le centre respiratoire, qui sont prétraitées, principalement dans les neurones du pont (pons), du mésencéphale et du diencéphale, et dans les cellules du cortex cérébral.
Les voies respiratoires sont divisées en supérieures et inférieures. Les supérieurs comprennent les voies nasales, le nasopharynx, les inférieurs comprennent le larynx, la trachée et les bronches. La trachée, les bronches et les bronchioles constituent la zone conductrice des poumons. Les bronchioles terminales sont appelées zone de transition. Ils possèdent un petit nombre d'alvéoles, qui contribuent peu aux échanges gazeux. Les canaux alvéolaires et les sacs alvéolaires appartiennent à la zone d'échange.
La respiration nasale est physiologique. Lors de l'inhalation d'air froid, une dilatation réflexe des vaisseaux de la muqueuse nasale et un rétrécissement des voies nasales se produisent. Cela permet de mieux réchauffer l’air. Son hydratation est due à l'humidité sécrétée par les cellules glandulaires de la membrane muqueuse, ainsi qu'à l'humidité des larmes et à l'eau filtrée à travers la paroi capillaire. La purification de l'air dans les voies nasales est due au dépôt de particules de poussière sur la membrane muqueuse.
Des réflexes respiratoires protecteurs se produisent dans les voies respiratoires. Lors de l'inhalation d'air contenant des substances irritantes, un ralentissement réflexe se produit et une diminution de la profondeur de la respiration. Dans le même temps, la glotte se rétrécit et les muscles lisses des bronches se contractent. Lorsque les récepteurs irritants de l'épithélium de la membrane muqueuse du larynx, de la trachée et des bronches sont irrités, leurs impulsions arrivent le long des fibres afférentes des nerfs laryngé supérieur, trijumeau et vague jusqu'aux neurones inspiratoires du centre respiratoire. Une profonde respiration a lieu. Ensuite, les muscles du larynx se contractent et la glotte se ferme. Les neurones expiratoires sont activés et l'expiration commence. Et comme la glotte est fermée, la pression dans les poumons augmente. À un certain moment, la glotte s’ouvre et l’air quitte les poumons à grande vitesse. Une toux apparaît. Tous ces processus sont coordonnés par le centre de la toux de la moelle allongée. Lorsque des particules de poussière et des substances irritantes affectent les terminaisons sensibles du nerf trijumeau, situées dans la muqueuse nasale, des éternuements se produisent. Lors des éternuements, le centre d'inhalation est également initialement activé. Ensuite, une expiration forcée se produit par le nez.
Il existe des espaces morts anatomiques, fonctionnels et alvéolaires. Anatomique est le volume des voies respiratoires - nasopharynx, larynx, trachée, bronches, bronchioles. Aucun échange gazeux ne s'y produit. L'espace mort alvéolaire fait référence au volume d'alvéoles qui ne sont pas ventilées ou où il n'y a pas de flux sanguin dans leurs capillaires. Par conséquent, ils ne participent pas non plus aux échanges gazeux. L’espace mort fonctionnel est la somme des espaces anatomiques et alvéolaires. Chez une personne en bonne santé, le volume de l’espace mort alvéolaire est très faible. Par conséquent, la taille des espaces anatomiques et fonctionnels est presque la même et représente environ 30 % du volume courant. En moyenne 140 ml. Lorsque la ventilation et l'apport sanguin aux poumons sont altérés, le volume de l'espace mort fonctionnel est nettement supérieur à celui anatomique. Dans le même temps, l’espace mort anatomique joue un rôle important dans les processus respiratoires. L'air qu'il contient est réchauffé, humidifié et nettoyé de la poussière et des micro-organismes. Ici se forment des réflexes de protection respiratoire - toux, éternuements. C'est là que les odeurs sont perçues et que les sons sont produits.
Les neurones du centre respiratoire ont des connexions avec de nombreux mécanorécepteurs des voies respiratoires et des alvéoles pulmonaires et des récepteurs des zones réflexogènes vasculaires. Grâce à ces connexions, une régulation réflexe très diversifiée, complexe et biologiquement importante de la respiration et sa coordination avec d'autres fonctions du corps sont réalisées.
Il existe plusieurs types de mécanorécepteurs : les récepteurs d'étirement pulmonaire à adaptation lente, les mécanorécepteurs irritants à adaptation rapide et les récepteurs J - récepteurs pulmonaires « juxtacapillaires ».
Les récepteurs d'étirement pulmonaire à adaptation lente sont situés dans les muscles lisses de la trachée et des bronches. Ces récepteurs sont excités lors de l'inhalation et leurs impulsions voyagent à travers les fibres afférentes du nerf vague jusqu'au centre respiratoire. Sous leur influence, l'activité des neurones inspiratoires de la moelle allongée est inhibée. L'inspiration s'arrête et l'expiration commence, pendant laquelle les récepteurs d'étirement sont inactifs. Le réflexe d'inhibition inspiratoire lors de l'étirement des poumons est appelé réflexe de Hering-Breuer. Ce réflexe contrôle la profondeur et la fréquence de la respiration. C'est un exemple de régulation par rétroaction.
Les mécanorécepteurs irritants à adaptation rapide, localisés dans la membrane muqueuse de la trachée et des bronches, sont excités par des changements brusques du volume pulmonaire, par l'étirement ou l'effondrement des poumons, ou par l'action d'irritants mécaniques ou chimiques sur la membrane muqueuse de la trachée. et les bronches. Le résultat de l'irritation des récepteurs irritants est une respiration rapide et superficielle, un réflexe de toux ou un réflexe de bronchoconstriction.
Récepteurs J - les récepteurs « juxtacapillaire » des poumons sont situés dans l'interstitium des alvéoles et des bronches respiratoires à proximité des capillaires. Impulsions des récepteurs J avec augmentation de la pression dans la circulation pulmonaire, ou augmentation du volume de liquide interstitiel dans les poumons (œdème pulmonaire), ou embolie des petits vaisseaux pulmonaires, ainsi qu'avec l'action de substances biologiquement actives (nicotine, prostaglandines, histamine) le long des fibres lentes du nerf vague pénètrent dans le centre respiratoire - la respiration devient fréquente et superficielle (essoufflement).
Le réflexe le plus important de ce groupe est Réflexe de Hering-Breuer. Les alvéoles des poumons contiennent des mécanorécepteurs d'étirement et d'effondrement, qui sont des terminaisons nerveuses sensibles du nerf vague. Les récepteurs d'étirement sont excités pendant l'inspiration normale et maximale, c'est-à-dire que toute augmentation du volume des alvéoles pulmonaires excite ces récepteurs. Les récepteurs d'effondrement ne deviennent actifs que dans des conditions pathologiques (avec effondrement alvéolaire maximal).
Lors d'expériences sur des animaux, il a été constaté que lorsque le volume des poumons augmente (soufflage d'air dans les poumons), une expiration réflexe est observée, tandis que le pompage de l'air hors des poumons entraîne une inhalation réflexe rapide. Ces réactions ne se sont pas produites lors de la section des nerfs vagues. Par conséquent, l’influx nerveux pénètre dans le système nerveux central par les nerfs vagues.
Réflexe de Hering-Breuer fait référence aux mécanismes d'autorégulation du processus respiratoire, assurant une modification des actes d'inspiration et d'expiration. Lorsque les alvéoles sont étirées pendant l'inspiration, l'influx nerveux des récepteurs d'étirement se déplace le long du nerf vague jusqu'aux neurones expiratoires qui, lorsqu'ils sont excités, inhibent l'activité des neurones inspiratoires, ce qui conduit à une expiration passive. Les alvéoles pulmonaires s'effondrent et l'influx nerveux des récepteurs d'étirement n'atteint plus les neurones expiratoires. Leur activité diminue, ce qui crée des conditions permettant d'augmenter l'excitabilité de la partie inspiratoire du centre respiratoire et l'inhalation active. De plus, l'activité des neurones inspiratoires augmente avec l'augmentation de la concentration de dioxyde de carbone dans le sang, ce qui contribue également à l'acte d'inhalation.
Ainsi, l'autorégulation de la respiration s'effectue sur la base de l'interaction des mécanismes nerveux et humoraux de régulation de l'activité des neurones du centre respiratoire.
Le réflexe pulmothoracique se produit lorsque les récepteurs situés dans le tissu pulmonaire et la plèvre sont excités. Ce réflexe apparaît lorsque les poumons et la plèvre sont étirés. L'arc réflexe se ferme au niveau des segments cervicaux et thoraciques de la moelle épinière. L'effet final du réflexe est une modification du tonus des muscles respiratoires, entraînant une augmentation ou une diminution du volume moyen des poumons.
Les influx nerveux des propriocepteurs des muscles respiratoires affluent constamment vers le centre respiratoire. Lors de l'inhalation, les propriocepteurs des muscles respiratoires sont excités et leurs influx nerveux pénètrent dans les neurones inspiratoires du centre respiratoire. Sous l'influence de l'influx nerveux, l'activité des neurones inspiratoires est inhibée, ce qui favorise le début de l'expiration.
Des influences réflexes variables sur l'activité des neurones respiratoires sont associées à l'excitation des extéro- et interorécepteurs de diverses fonctions. Les effets réflexes non constants qui influencent l'activité du centre respiratoire comprennent les réflexes résultant de l'irritation des récepteurs de la membrane muqueuse des voies respiratoires supérieures, du nez, du nasopharynx, des récepteurs de température et de douleur de la peau, des propriocepteurs des muscles squelettiques et des interorécepteurs. Par exemple, lors de l'inhalation soudaine de vapeurs d'ammoniac, de chlore, de dioxyde de soufre, de fumée de tabac et de certaines autres substances, une irritation des récepteurs de la membrane muqueuse du nez, du pharynx et du larynx se produit, ce qui entraîne un spasme réflexe de la glotte. et parfois même les muscles des bronches et une retenue réflexe de la respiration.
Lorsque l'épithélium des voies respiratoires est irrité par la poussière accumulée, le mucus, ainsi que par les produits chimiques irritants et les corps étrangers ingérés, des éternuements et de la toux sont observés. Les éternuements se produisent lorsque les récepteurs de la muqueuse nasale sont irrités et la toux se produit lorsque les récepteurs du larynx, de la trachée et des bronches sont stimulés.
Des réflexes respiratoires protecteurs (toux, éternuements) surviennent lorsque les muqueuses des voies respiratoires sont irritées. Lorsque l'ammoniac pénètre, la respiration s'arrête et la glotte est complètement bloquée, rétrécissant par réflexe la lumière des bronches.
L'irritation des récepteurs de température de la peau, notamment du froid, entraîne une retenue réflexe de la respiration. L'excitation des récepteurs de la douleur cutanée s'accompagne généralement d'une augmentation des mouvements respiratoires.
L'excitation des propriocepteurs des muscles squelettiques provoque une stimulation de l'acte respiratoire. L'activité accrue du centre respiratoire dans ce cas est un mécanisme adaptatif important qui fournit au corps des besoins accrus en oxygène pendant le travail musculaire.
L'irritation des interorécepteurs, par exemple les mécanorécepteurs de l'estomac lors de sa distension, entraîne une inhibition non seulement de l'activité cardiaque, mais également des mouvements respiratoires.
Lorsque les mécanorécepteurs des zones réflexogènes vasculaires (arc aortique, sinus carotidiens) sont excités, des modifications de l'activité du centre respiratoire sont observées en raison de modifications de la pression artérielle. Ainsi, une augmentation de la pression artérielle s'accompagne d'une retenue réflexe de la respiration, une diminution entraîne une stimulation des mouvements respiratoires.
Ainsi, les neurones du centre respiratoire sont extrêmement sensibles aux influences qui provoquent l'excitation des extéro-, proprio- et interorécepteurs, ce qui entraîne une modification de la profondeur et du rythme des mouvements respiratoires en fonction des conditions de vie du corps.
L'activité du centre respiratoire est influencée par le cortex cérébral. La régulation de la respiration par le cortex cérébral a ses propres caractéristiques qualitatives. Des expériences de stimulation directe de zones individuelles du cortex cérébral par un courant électrique ont montré un effet prononcé sur la profondeur et la fréquence des mouvements respiratoires. Les résultats des recherches de M.V. Sergievsky et ses collègues, obtenus par stimulation directe de diverses parties du cortex cérébral avec un courant électrique dans des expériences aiguës, semi-chroniques et chroniques (électrodes implantées), indiquent que les neurones corticaux n'ont pas toujours un effet clair. sur la respiration. L'effet final dépend d'un certain nombre de facteurs, principalement de la force, de la durée et de la fréquence de stimulation utilisée, de l'état fonctionnel du cortex cérébral et du centre respiratoire.
Pour évaluer le rôle du cortex cérébral dans la régulation de la respiration, les données obtenues par la méthode des réflexes conditionnés sont d'une grande importance. Si chez l'homme ou l'animal le son d'un métronome s'accompagne de l'inhalation d'un mélange gazeux à forte teneur en dioxyde de carbone, cela entraînera une augmentation de la ventilation pulmonaire. Après 10...15 combinaisons, l'activation isolée du métronome (signal conditionné) provoquera une stimulation des mouvements respiratoires - un réflexe respiratoire conditionné s'est formé pour un nombre sélectionné de battements du métronome par unité de temps.
L'augmentation et l'approfondissement de la respiration qui se produisent avant le début d'un travail physique ou de compétitions sportives s'effectuent également grâce au mécanisme des réflexes conditionnés. Ces changements dans les mouvements respiratoires reflètent des changements dans l'activité du centre respiratoire et ont une signification adaptative, aidant à préparer le corps à un travail qui nécessite beaucoup d'énergie et des processus oxydatifs accrus.
Selon moi. Marshak, cortical : la régulation de la respiration assure le niveau nécessaire de ventilation pulmonaire, le rythme et le rythme de la respiration, la constance du niveau de dioxyde de carbone dans l'air alvéolaire et le sang artériel.
L'adaptation de la respiration à l'environnement extérieur et aux changements observés dans l'environnement interne du corps est associée à de nombreuses informations nerveuses entrant dans le centre respiratoire, qui sont prétraitées, principalement dans les neurones du pont (pons), du mésencéphale et du diencéphale, et dans les cellules du cortex cérébral.
9. Caractéristiques de la respiration dans diverses conditions. Respiration lors d'un travail musculaire, dans des conditions de pression atmosphérique élevée et basse. L'hypoxie et ses signes.
Au repos, une personne effectue environ 16 mouvements respiratoires par minute et la respiration est normalement uniforme et rythmée. Cependant, la profondeur, la fréquence et le rythme de la respiration peuvent varier considérablement en fonction des conditions externes et des facteurs internes.
