श्वसन केंद्र मानव मस्तिष्क के निचले भाग में स्थित होता है। श्वसन का न्यूरोहुमोरल विनियमन

रीढ़ की हड्डी, मेडुला ऑबोंगटा, पोंस, हाइपोथैलेमस और कॉर्टेक्स की संरचनाएं सांस लेने के नियमन में भाग लेती हैं प्रमस्तिष्क गोलार्ध.

साँस लेने के संगठन में अग्रणी भूमिका मेडुला ऑबोंगटा के श्वसन केंद्र की होती है, जिसमें प्रेरणा (श्वसन न्यूरॉन्स) और साँस छोड़ने (श्वसन न्यूरॉन्स) के केंद्र होते हैं। इस क्षेत्र के नष्ट होने से श्वसन रुक जाता है। यहां न्यूरॉन्स हैं जो साँस लेने और छोड़ने की लय सुनिश्चित करते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि श्वसन केंद्र में स्वचालितता का गुण होता है, अर्थात। इसके न्यूरॉन्स लयबद्ध रूप से आत्म-उत्तेजना में सक्षम हैं। श्वसन केंद्र को आपूर्ति न होने पर भी स्वचालन बनाए रखा जाता है। तंत्रिका आवेगसेंट्रिपेटल न्यूरॉन्स द्वारा. हास्य संबंधी कारकों, सेंट्रिपेटल न्यूरॉन्स के साथ आने वाले तंत्रिका आवेगों और मस्तिष्क के ऊपरी हिस्सों के प्रभाव के आधार पर स्वचालितता बदल सकती है। से श्वसन केंद्रकेन्द्रापसारक न्यूरॉन्स के साथ तंत्रिका आवेग आते हैं पसलियों के बीच की मांसपेशियां, डायाफ्राम और अन्य मांसपेशियां।

श्वसन हास्य द्वारा नियंत्रित होता है, प्रतिवर्त तंत्रऔर मस्तिष्क के ऊपरी हिस्सों से आने वाले तंत्रिका आवेग।

हास्य तंत्र.श्वसन केंद्र में न्यूरॉन्स की गतिविधि का एक विशिष्ट नियामक कार्बन डाइऑक्साइड है, जो प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष रूप से श्वसन न्यूरॉन्स पर कार्य करता है। कार्बन डाइऑक्साइड सीधे श्वसन केंद्र की श्वसन कोशिकाओं को उत्तेजित करता है। उत्तेजक प्रभाव के तंत्र में कार्बन डाईऑक्साइडश्वसन केंद्र में केमोरिसेप्टर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं संवहनी बिस्तर. कैरोटिड साइनस और महाधमनी चाप के क्षेत्र में, केमोरिसेप्टर पाए गए जो रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड तनाव में परिवर्तन के प्रति संवेदनशील हैं। वैसे, नवजात शिशु की पहली सांसश्वसन केंद्र पर इसके ऊतकों में जमा कार्बन डाइऑक्साइड के प्रभाव से समझाया गया (गर्भनाल को काटने और मां के शरीर से अलग होने के बाद)। यह क्रिया प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष, प्रतिवर्ती दोनों होती है - कैरोटिड साइनस और महाधमनी चाप के केमोरिसेप्टर्स के माध्यम से। रक्त में अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड सांस की तकलीफ का कारण बनता है। रक्त में ऑक्सीजन की कमी से सांस फूलने लगती है। यह स्थापित किया गया है कि रक्त में ऑक्सीजन तनाव में वृद्धि श्वसन केंद्र की गतिविधि को रोकती है।

प्रतिवर्ती तंत्र.पर स्थाई एवं अस्थाई प्रतिवर्ती प्रभाव होते हैं कार्यात्मक अवस्थाश्वसन केंद्र. एल्वियोली (हीरिंग-ब्रेउर रिफ्लेक्स), फेफड़े की जड़ और फुस्फुस (प्लुरोपुलमोनरी रिफ्लेक्स), महाधमनी चाप और कैरोटिड साइनस (के। हेमैन्स रिफ्लेक्स) के केमोरिसेप्टर्स के रिसेप्टर्स की जलन के परिणामस्वरूप लगातार रिफ्लेक्स प्रभाव उत्पन्न होते हैं। श्वसन मांसपेशियों के प्रोप्रियोसेप्टर।

जब फेफड़े खिंच जाते हैं तो हेरिंग-ब्रेउर रिफ्लेक्स को इनहेलेशन इनहिबिशन रिफ्लेक्स कहा जाता है। जब आप साँस लेते हैं, तो आवेग उत्पन्न होते हैं जो साँस लेने को रोकते हैं और साँस छोड़ने को उत्तेजित करते हैं, और जब आप साँस छोड़ते हैं, तो आवेग उत्पन्न होते हैं जो प्रतिवर्ती रूप से साँस लेने को उत्तेजित करते हैं। विनियमन साँस लेने की गतिविधियाँसिद्धांत के अनुसार होता है प्रतिक्रिया. जब वेगस नसें कट जाती हैं, तो रिफ्लेक्स बंद हो जाता है, सांस लेना दुर्लभ और गहरा हो जाता है।

श्वसन न्यूरॉन्स की गतिविधि पर परिवर्तनीय प्रतिवर्त प्रभाव विभिन्न प्रकार के एक्सटेरोसेप्टर्स और इंटरओरिसेप्टर्स के उत्तेजना से जुड़े होते हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप अचानक अमोनिया, क्लोरीन, तंबाकू का धुआंऔर कुछ अन्य पदार्थों के कारण, नाक, ग्रसनी और स्वरयंत्र की श्लेष्मा झिल्ली के रिसेप्टर्स में जलन होती है, जिससे ग्लोटिस (कभी-कभी ब्रांकाई की मांसपेशियों में भी) में प्रतिवर्त ऐंठन होती है और सांस में प्रतिवर्त रुकावट होती है। त्वचा पर तेज़ तापमान का प्रभाव श्वसन केंद्र को उत्तेजित करता है और फेफड़ों के वेंटिलेशन को बढ़ाता है। अचानक ठंडक श्वसन केंद्र को कमजोर कर देती है। दर्द और संवहनी बैरोरिसेप्टर्स के आवेगों से श्वास प्रभावित होती है; इस प्रकार, रक्तचाप में वृद्धि श्वसन केंद्र को बाधित करती है, जो सांस लेने की गहराई और आवृत्ति में कमी से प्रकट होती है।

उपकला की जलन के लिए श्वसन तंत्रसंचित धूल, बलगम, रासायनिक उत्तेजक पदार्थ और विदेशी संस्थाएंछींकना और खाँसना (सुरक्षात्मक जन्मजात सजगता) होता है। छींक तब आती है जब नाक के म्यूकोसा में रिसेप्टर्स उत्तेजित होते हैं, जबकि खांसी तब होती है जब स्वरयंत्र, श्वासनली और ब्रांकाई में रिसेप्टर्स उत्तेजित होते हैं।

नियमन का पहला स्तर रीढ़ की हड्डी है। यहां डायाफ्रामिक और के केंद्र हैं इंटरकोस्टल तंत्रिकाएँजिससे श्वसन की मांसपेशियों में संकुचन होता है। हालाँकि, श्वास नियमन का यह स्तर श्वसन तंत्र के चरणों में लयबद्ध परिवर्तन सुनिश्चित नहीं कर सकता है।

text_fields

text_fields

तीर_ऊपर की ओर

शारीरिक भूमिका फुफ्फुसीय श्वसनइष्टतम गैस संरचना सुनिश्चित करना है धमनी का खून.

ऊतक श्वसन प्रक्रियाओं की सामान्य तीव्रता के लिए, यह आवश्यक है कि ऊतक केशिकाओं में प्रवेश करने वाला रक्त हमेशा ऑक्सीजन से संतृप्त हो और इसमें इतनी मात्रा में CO न हो जो ऊतकों से इसकी रिहाई को रोक सके। चूँकि, जब रक्त फेफड़ों की केशिकाओं से होकर गुजरता है, तो प्लाज्मा और वायुकोशीय वायु के बीच लगभग पूर्ण गैस संतुलन स्थापित हो जाता है, धमनी रक्त में गैसों की इष्टतम सामग्री वायुकोशीय वायु की संगत संरचना को निर्धारित करती है। वायुकोशीय वायु में गैसों की इष्टतम सामग्री मौजूदा स्थितियों के आधार पर फुफ्फुसीय वेंटिलेशन की मात्रा को बदलकर प्राप्त की जाती है इस पलजीव में.

बाह्य श्वसन का नियमन

text_fields

text_fields

तीर_ऊपर की ओर

बाह्य श्वसन का नियमन का प्रतिनिधित्व करता है शारीरिक प्रक्रियाफुफ्फुसीय वेंटिलेशन का नियंत्रण, जिसका उद्देश्य अंतिम अनुकूली परिणाम प्राप्त करना है - इष्टतम गैस संरचना सुनिश्चित करना आंतरिक पर्यावरणशरीर (रक्त, अंतरालीय द्रव, मस्तिष्कमेरु द्रव) अपने जीवन की लगातार बदलती परिस्थितियों में।

प्रतिक्रिया सिद्धांत का उपयोग करके श्वास नियंत्रण किया जाता है: जब विनियमित मापदंडों (पीएच, ओ तनाव, और सीओ) के इष्टतम मूल्यों से विचलन होता है, तो वेंटिलेशन में परिवर्तन का उद्देश्य उन्हें सामान्य बनाना है।
अतिरिक्त, उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन आयनशरीर के आंतरिक वातावरण में (एसिडोसिस)वेंटिलेशन में वृद्धि की ओर जाता है,
और उनका नुकसान (क्षारमयता) - साँस लेने की तीव्रता में कमी।
दोनों ही मामलों में, वेंटिलेशन बदलना उपलब्धि का एक साधन है मुख्य लक्ष्यश्वास का विनियमन - आंतरिक वातावरण (मुख्य रूप से धमनी रक्त) की गैस संरचना का अनुकूलन।

बाह्य श्वसन का नियमन प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाओं के माध्यम से किया जाता है, अंतर्निहित विशिष्ट रिसेप्टर्स की उत्तेजना के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है फेफड़े के ऊतकऔर संवहनी रिफ्लेक्सोजेनिक जोन।

केंद्रीय श्वसन नियंत्रण उपकरणतंत्रिका संरचनाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं मेरुदंड, मेडुला ऑबोंगटा और ऊपरी भाग तंत्रिका तंत्र.

श्वास नियंत्रण का मूल कार्यकिया गया धड़ के श्वसन न्यूरॉन्सदिमाग,जो रीढ़ की हड्डी से श्वसन मांसपेशियों के मोटर न्यूरॉन्स तक लयबद्ध संकेत पहुंचाते हैं।

श्वसन केंद्र

text_fields

text_fields

तीर_ऊपर की ओर

श्वसन केन्द्र कहा जाता हैकेंद्रीय तंत्रिका तंत्र के परस्पर जुड़े न्यूरॉन्स का एक सेट जो श्वसन की मांसपेशियों की समन्वित लयबद्ध गतिविधि और शरीर के भीतर और पर्यावरण में बदलती स्थितियों के लिए बाहरी श्वसन के निरंतर अनुकूलन को सुनिश्चित करता है।

मे भी प्रारंभिक XIXसदी में यह दिखाया गया था मेडुला ऑब्लांगेटाचौथे वेंट्रिकल के निचले हिस्से में इसके दुम भाग में (तथाकथित लेखन कलम के क्षेत्र में) संरचनाएं होती हैं, जिनके सुई चुभन से नष्ट होने से सांस लेना बंद हो जाता है और शरीर की मृत्यु हो जाती है। मस्तिष्क का यह छोटा सा क्षेत्र निचला कोनालयबद्ध श्वास को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण रॉमबॉइड फोसा कहा जाता था "श्वसन केंद्र"इसके बाद, यह दिखाया गया कि श्वसन केंद्र मेडुला ऑबोंगटा के जालीदार गठन के मध्य भाग में, ओबेक्स क्षेत्र में, स्ट्रा एक्यूस्टिके के पास स्थित है, और इसमें दो खंड होते हैं:

1. प्रेरणादायक विभाग("साँस लेना केंद्र"),
2. निःश्वसन वें विभाग ("साँस छोड़ने का केंद्र")।

श्वसन न्यूरॉन्स

text_fields

text_fields

तीर_ऊपर की ओर

मेडुला ऑबोंगटा के जालीदार गठन में, तथाकथित श्वसन न्यूरॉन्स, जिनमें से कुछ साँस लेने के चरण के दौरान आवेगों की एक श्रृंखला में उत्सर्जित होते हैं, अन्य - साँस छोड़ने के चरण के दौरान। श्वसन न्यूरॉन्स की गतिविधि श्वसन चक्र के चरणों के साथ कैसे संबंधित होती है, इसके आधार पर उन्हें कहा जाता है निःश्वसनया निःश्वसन.

मेडुला ऑब्लांगेटा मेंऐसा कोई सख्ती से अलग-थलग क्षेत्र नहीं पाया गया जिसमें केवल श्वसन संबंधी या केवल श्वसन श्वसन न्यूरॉन्स हों। हालाँकि, श्वसन और निःश्वसन न्यूरॉन्स को दो कार्यात्मक रूप से अलग-अलग आबादी माना जाता है, जिसके भीतर न्यूरॉन्स अक्षतंतु और सिनैप्स के नेटवर्क द्वारा परस्पर जुड़े होते हैं। मेडुला ऑबोंगटा के जालीदार गठन के एकल न्यूरॉन्स की गतिविधि के अध्ययन से यह निष्कर्ष निकला कि श्वसन केंद्र के क्षेत्र को सख्ती से और स्पष्ट रूप से चित्रित नहीं किया जा सकता है। तथाकथित श्वसन न्यूरॉन्स मेडुला ऑबोंगटा की लगभग पूरी लंबाई में पाए जाते हैं।. हालाँकि, मेडुला ऑबोंगटा के प्रत्येक आधे भाग में जालीदार गठन के क्षेत्र होते हैं जहाँ श्वसन न्यूरॉन्स को उच्च घनत्व पर समूहीकृत किया जाता है।

श्वसन न्यूरॉन्स का पृष्ठीय समूह

मेडुला ऑबोंगटा के श्वसन न्यूरॉन्स का पृष्ठीय समूह एकान्त फासीकुलस के केंद्रक के वेंट्रोलेटरल में स्थित होता है और इसमें मुख्य रूप से श्वसन न्यूरॉन्स होते हैं। इनमें से कुछ कोशिकाएं अवरोही मार्गों को जन्म देती हैं, जो मुख्य रूप से एकान्त पथ के हिस्से के रूप में चलती हैं और मनुष्यों में रीढ़ की हड्डी के 3-6 ग्रीवा खंडों के पूर्वकाल सींगों में फ्रेनिक तंत्रिका के मोटर न्यूरॉन्स के साथ मोनोसिनेप्टिक संपर्क बनाती हैं। रीढ़ की हड्डी के फ्रेनिक न्यूक्लियस के न्यूरॉन्स या तो लगातार (बढ़ती आवृत्ति के साथ, साँस लेने के चरण के दौरान) या फटने में डिस्चार्ज होते हैं, मेडुला ऑबोंगटा के श्वसन न्यूरॉन्स की गतिविधि के समान। डायाफ्राम की गतिविधियां, जो ज्वारीय मात्रा का 70 से 90% प्रदान करती हैं, मेडुला ऑबोंगटा के श्वसन न्यूरॉन्स के पृष्ठीय समूह के अवरोही प्रभावों से सटीक रूप से जुड़ी हुई हैं।

श्वसन न्यूरॉन्स का उदर समूह

श्वसन न्यूरॉन्स का उदर समूह पारस्परिक और रेट्रोएम्बिगुअल नाभिक के क्षेत्र में स्थित है। इस समूह के न्यूरॉन्स इंटरकोस्टल और पेट की मांसपेशियों के मोटर न्यूरॉन्स को अवरोही फाइबर भेजते हैं। रीढ़ की हड्डी के श्वसन मोटर न्यूरॉन्स मुख्य रूप से 2-6 में केंद्रित होते हैं, और श्वसन मोटर न्यूरॉन्स 8-10 वक्षीय खंडों में केंद्रित होते हैं। मेडुला ऑबोंगटा के न्यूरॉन्स के उदर समूह में अपवाही प्रीगैंग्लिओनिक न्यूरॉन्स भी होते हैं वेगस तंत्रिका, श्वास के चरणों के साथ श्वसन पथ के लुमेन में समकालिक परिवर्तन प्रदान करता है। वेगस तंत्रिका न्यूरॉन्स की अधिकतम गतिविधि, जिससे चिकनी मांसपेशी टोन में वृद्धि होती है एयरवेज, साँस छोड़ने के अंत में देखा जाता है, और न्यूनतम साँस लेने के अंत में देखा जाता है।

श्वसन न्यूरॉन्स की लयबद्ध गतिविधि की प्रकृति

text_fields

text_fields

तीर_ऊपर की ओर

मेडुला ऑबोंगटा में लयबद्ध गतिविधि के विभिन्न पैटर्न वाले श्वसन न्यूरॉन्स पाए गए. केवल कुछ श्वसन और श्वसन न्यूरॉन्स में निर्वहन की शुरुआत और आवेगों की श्रृंखला की अवधि श्वसन चक्र के संबंधित चरण की अवधि के साथ सख्ती से मेल खाती है, हालांकि, विभिन्न श्वसन न्यूरॉन्स के सभी प्रकार के उत्तेजना के साथ मेडुला ऑबोंगटा में, उनमें से प्रत्येक में लयबद्ध गतिविधि की प्रकृति, एक नियम के रूप में, स्थिर रहती है।
इस आधार पर वे भेद करते हैं:

ए) « भरा हुआ» श्वसन और निःश्वसन न्यूरॉन्स, जिनकी लयबद्ध उत्तेजना श्वास के संबंधित चरण के साथ समय पर बिल्कुल मेल खाती है;
बी) « जल्दी» श्वसन और निःश्वसन न्यूरॉन्स, साँस लेने या छोड़ने की शुरुआत से पहले आवेगों की एक छोटी श्रृंखला देते हैं;
वी) « देर«, प्रेरणा की शुरुआत या समाप्ति के बाद वॉली गतिविधि का प्रदर्शन:
जी) « श्वसन-प्रश्वास«, साँस लेने के चरण के दौरान उत्तेजित होना और साँस छोड़ने की शुरुआत में सक्रिय रहना;
इ) « निःश्वसन-प्रेरणादायक«, जिसकी गतिविधि साँस लेने के दौरान शुरू होती है और साँस छोड़ने की शुरुआत को पकड़ लेती है;
इ) « निरंतर नया«, बिना रुके काम करना, लेकिन साँस लेने या छोड़ने के दौरान आवेगों की आवृत्ति में वृद्धि के साथ (चित्र 8.9)।

चित्र.8.9. श्वसन न्यूरॉन्स के विभिन्न समूहों की गतिविधि

चित्र.8.9. श्वसन चक्र I - साँस लेना, II - साँस छोड़ना के चरणों के संबंध में मेडुला ऑबोंगटा के श्वसन न्यूरॉन्स के विभिन्न समूहों की गतिविधि।

1 - पूर्ण;
2 - जल्दी;
3 - देर से प्रेरणादायक;
4,5,6 - समान निःश्वसन;
7 - प्रश्वसन-प्रश्वास;
8 - निःश्वसन-प्रेरणादायक;
9,10 - चक्र के विभिन्न चरणों में प्रवर्धन के साथ निरंतर गतिविधि वाले न्यूरॉन्स।

प्रत्येक प्रकार के न्यूरॉन्स अलग-अलग बिखरे हुए नहीं होते हैं और अक्सर एक दूसरे से 100 माइक्रोन से अधिक की दूरी पर स्थित होते हैं। ऐसा माना जाता है कि विभिन्न प्रकारश्वसन न्यूरॉन्स अजीब रूप बनाते हैं माइक्रोकॉम्प्लेक्स,जो उस केंद्र के रूप में कार्य करते हैं जहां श्वसन केंद्र का स्वचालितकरण बनता है। ठेठ लय-निर्माण परिसरचार न्यूरॉन्स ("प्रारंभिक" और "देर से" श्वसन और निःश्वसन) की एक प्रणाली है, जो पारस्परिक कनेक्शन से एकजुट होती है और सामूहिक रूप से विस्फोट गतिविधि उत्पन्न करने में सक्षम होती है। प्रत्येक चक्र "प्रारंभिक" श्वसन न्यूरॉन की गतिविधि से शुरू होता है। फिर उत्तेजना क्रमिक रूप से "देर से" श्वसन न्यूरॉन, "प्रारंभिक" और "देर से" श्वसन न्यूरॉन्स और फिर से "प्रारंभिक" श्वसन न्यूरॉन तक गुजरती है। फीडबैक कनेक्शन की उपस्थिति के कारण, प्रत्येक लय-निर्माण समूह का एक न्यूरॉन, उत्तेजित होने पर, चक्र में अपने से पहले के दो न्यूरॉन्स पर निरोधात्मक प्रभाव डालता है। तथाकथित "पूर्ण" श्वसन और निःश्वसन न्यूरॉन्स उत्तेजना के संचरण को सुनिश्चित करते हैं उतरते रास्तेश्वसन की मांसपेशियों को संक्रमित करने वाले मोटर न्यूरॉन्स तक रीढ़ की हड्डी।

प्रायोगिक जानवरों में पोन्स के नीचे मस्तिष्क स्टेम के संक्रमण के बाद, श्वसन गतिविधियों को संरक्षित किया जाता है। हालाँकि, अवरोही प्रभावों से अलग, श्वसन केंद्र केवल आदिम श्वास प्रदान करने में सक्षम है, जिसमें लंबी साँस छोड़ना समय-समय पर छोटी साँसों द्वारा बाधित होता है। श्वसन लय की स्थिरता और समन्वय के लिए, जो साँस लेने से साँस छोड़ने तक एक सहज संक्रमण के साथ साँस लेने को निर्धारित करता है, सबसे पहले, पोंस के तंत्रिका संरचनाओं की भागीदारी आवश्यक है।

न्यूमोटैक्सिक केंद्र

text_fields

text_fields

तीर_ऊपर की ओर

पोंस के सामनेनामक क्षेत्र की खोज की न्यूमोटैक्सिक केंद्र,जिसके नष्ट होने से साँस लेने और छोड़ने के चरण लंबे हो जाते हैं, और इसके विभिन्न क्षेत्रों की विद्युत उत्तेजना से साँस लेने के चरण जल्दी बदल जाते हैं। जब मस्तिष्क के तने को पोंस के ऊपरी और मध्य तीसरे भाग और दोनों वेगस तंत्रिकाओं के एक साथ प्रतिच्छेदन के बीच की सीमा पर काटा जाता है, तो अंतःश्वसन चरण के दौरान सांस लेना बंद हो जाता है, केवल कभी-कभी श्वसन आंदोलनों (तथाकथित) से बाधित होता है एपन्यूसिस)।

इसके आधार पर यह निष्कर्ष निकाला गयाश्वसन लय वेगस तंत्रिका के साथ आने वाले और श्वसन न्यूरॉन्स के माध्यम से कार्य करने वाले अभिवाही आवेगों द्वारा मेडुला ऑबोंगटा के न्यूरॉन्स की टॉनिक गतिविधि के आवधिक अवरोध के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है, और वेगस तंत्रिका के संक्रमण के बाद - लयबद्ध अवरोध के कारण उत्पन्न होती है पोंस का न्यूमोटैक्सिक केंद्र।

पोंस के रोस्ट्रल भागों में, औसत दर्जे का पैराब्राचियल न्यूक्लियस में, इसके वेंट्रल मस्तिष्क ऊतक के क्षेत्रों में, साथ ही अतिरिक्त श्वसन मांसपेशियों के नियंत्रण से संबंधित संरचनाओं में, यानी। न्यूमोटैक्सिक केंद्र के रूप में पहचाने गए स्थान पर पाया गया सबसे बड़ी संख्यापोन्स के श्वसन न्यूरॉन्स।

मेडुला ऑबोंगटा के न्यूरॉन्स के विपरीत, वॉली गतिविधि की प्रकृति को स्थिर रूप से बनाए रखते हुए, पोंस में वही श्वसन न्यूरॉन अपनी गतिविधि की प्रकृति को बदल सकता है।

श्वसन न्यूरॉन्सपोंसविभिन्न प्रकार के 10-12 न्यूरॉन्स वाले समूहों में संगठित। उनमें से कई तथाकथित संक्रमणकालीन हैं (चरण-विस्तार)न्यूरॉन्स जो श्वसन चक्र के चरणों को बदलते समय अधिकतम आवृत्ति प्रदर्शित करते हैं। इन न्यूरॉन्स को श्वसन चक्र के विभिन्न चरणों को जोड़ने, साँस लेने के चरण की समाप्ति और साँस छोड़ने के संक्रमण के लिए परिस्थितियाँ तैयार करने का श्रेय दिया जाता है।

पोंस का न्यूमोटैक्सिक केंद्रआरोही और अवरोही मार्गों द्वारा मेडुला ऑबोंगटा के श्वसन केंद्र से जुड़ा हुआ है। मेडियल पैराब्रोनचियल न्यूक्लियस और कोल्लिकर-फ्यूज न्यूक्लियस एकान्त फासीकुलस के न्यूरॉन्स से अक्षतंतु प्राप्त करते हैं और मेडुला ऑबोंगटा से रेट्रोएम्बिगुअल न्यूक्लियस प्राप्त करते हैं। ये अक्षतंतु न्यूमोटैक्सिक केंद्र के लिए मुख्य इनपुट हैं।

पोंस के श्वसन न्यूरॉन्स की गतिविधि की एक विशिष्ट विशेषतायह है कि जब मेडुला ऑबोंगटा के साथ संबंध टूट जाता है, तो वे आवेगों की वॉली प्रकृति और श्वास लय में आवेगों की आवृत्ति के मॉड्यूलेशन को खो देते हैं।

ऐसा माना जाता है कि न्यूमोटैक्सिक केंद्रमेडुला ऑबोंगटा के श्वसन केंद्र के श्वसन भाग से आवेग प्राप्त करता है और आवेगों को मेडुला ऑबोंगटा में श्वसन केंद्र में वापस भेजता है, जहां वे श्वसन को उत्तेजित करते हैं और श्वसन न्यूरॉन्स को रोकते हैं। पोंस के श्वसन न्यूरॉन्स बदलती परिस्थितियों के अनुसार श्वास को अनुकूलित करने और तदनुसार श्वसन केंद्र के न्यूरॉन्स की गतिविधि को बदलने की आवश्यकता के बारे में जानकारी प्राप्त करने वाले पहले व्यक्ति हैं, और संक्रमण न्यूरॉन्स साँस लेने से साँस छोड़ने तक एक सहज परिवर्तन सुनिश्चित करते हैं।

इस प्रकार, धन्यवाद एक साथ काम करनान्यूमोटैक्सिक कॉम्प्लेक्स के साथ, मेडुला ऑबोंगटा का श्वसन केंद्र साँस लेने, छोड़ने और श्वसन रुकने की अवधि के इष्टतम अनुपात के साथ श्वसन चक्र के चरणों में लयबद्ध परिवर्तन कर सकता है। हालाँकि, सामान्य जीवन गतिविधि और शरीर की ज़रूरतों के अनुरूप श्वास को पर्याप्त बनाए रखने के लिए, न केवल पोंस, बल्कि मस्तिष्क के ऊपरी हिस्सों की भी भागीदारी आवश्यक है।

श्वसन केंद्र केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के परस्पर जुड़े न्यूरॉन्स का एक समूह है, जो 1) श्वसन मांसपेशियों की समन्वित लयबद्ध गतिविधि प्रदान करता है और 2) बदलती पर्यावरणीय और आंतरिक स्थितियों के लिए श्वास का अनुकूलन प्रदान करता है। श्वसन केंद्र का वर्णन 1885 में एन.ए. द्वारा किया गया था। मिस्लाव्स्की। यह केंद्र, किसी भी तंत्रिका केंद्र की तरह, एक पूर्णतः स्वायत्त संरचना नहीं है, यह भाग का प्रतिनिधित्व करता है; कार्यात्मक प्रणाली, जो आंतरिक वातावरण के मापदंडों को नियंत्रित करता है - ऑक्सीजन तनाव, कार्बन डाइऑक्साइड और पीएच, और इसके होमियोस्टैसिस को सुनिश्चित करता है।

हम पहले ही उल्लेख कर चुके हैं कि चौथे वेंट्रिकल के निचले भाग में मेडुला ऑबोंगटा में संरचनाएं होती हैं, जिनके सुई की चुभन से नष्ट होने से सांस लेना बंद हो जाता है और शरीर की मृत्यु हो जाती है। ब्रेनस्टेम ट्रांसेक्शन के प्रयोगों में विभिन्न स्तरयह पाया गया कि मेडुला ऑबोंगटा में स्थित केंद्र श्वास के नियमन में सबसे महत्वपूर्ण है। अध्ययन में मुख्य योगदान केंद्रीय तंत्रसाँस लेने का नियमन पिछले साल काऐसे प्रयोग जो व्यक्तिगत न्यूरॉन्स की गतिविधि को रिकॉर्ड करते हैं, योगदान करते हैं। इंट्रासेल्युलर या बाह्यकोशिकीय माइक्रोइलेक्ट्रोड को मस्तिष्क तंत्र में पेश किया जाता है, व्यक्तिगत न्यूरॉन्स की गतिविधि को रिकॉर्ड किया जाता है और श्वसन आंदोलनों की एक साथ रिकॉर्डिंग के साथ तुलना की जाती है। माइक्रोइलेक्ट्रोड प्रौद्योगिकी के उपयोग ने यह स्थापित करना संभव बना दिया है कि श्वसन केंद्र में कई प्रकार की कोशिकाएं शामिल हैं, जिनकी गतिविधि श्वसन चक्र के चरणों से मेल खाती है। इन कोशिकाओं को नाम दिया गया श्वसन न्यूरॉन्स.

श्वसन न्यूरॉन्स के बीच दो मुख्य कोशिका आबादी हैं: पहले कोइसमें वे न्यूरॉन्स शामिल हैं जिनकी उत्तेजना अंतःश्वसन चरण के साथ मेल खाती है - प्रेरणादायक न्यूरॉन्स, दूसरे कोइसमें वे न्यूरॉन्स शामिल हैं जो श्वसन चरण के दौरान उत्तेजित होते हैं - निःश्वसन न्यूरॉन्स.

श्वसन केंद्र की लयबद्ध गतिविधि की प्रकृति अभी भी पूरी तरह से समझ में नहीं आई है। हम इस मुद्दे पर मौजूद परिकल्पनाएं प्रस्तुत करेंगे, और बाद में ऐसे तथ्य प्रस्तुत करेंगे जो उनकी पुष्टि या खंडन करते हैं।

1. श्वसन न्यूरॉन्स स्वतःस्फूर्त रूप से लगातार सक्रिय रहते हैं और समय-समय पर श्वसन न्यूरॉन्स द्वारा बाधित होते हैं। निःश्वसन न्यूरॉन्स वेगस तंत्रिका और मस्तिष्क के ऊपरी भागों के प्रभाव से उत्तेजित होते हैं।

2. न्यूरॉन्स के दोनों समूह अनायास सक्रिय हैं, और उनके बीच पारस्परिक संबंध हैं (इसका मतलब है कि जब न्यूरॉन्स का एक समूह उत्तेजित होता है, तो दूसरा बाधित होता है, और इसके विपरीत)।

3. श्वसन न्यूरॉन्स में सहज गतिविधि नहीं होती है, लेकिन मस्तिष्क के अन्य भाग उत्तेजित होते हैं। न्यूरॉन्स के दोनों समूह निरोधात्मक न्यूरॉन्स के माध्यम से पारस्परिक संबंधों से जुड़े हुए हैं।

4. एक तंत्रिका नेटवर्क है जिसमें कई उपप्रकार के न्यूरॉन्स होते हैं। उनकी बातचीत से पूरे नेटवर्क की लयबद्ध गतिविधि होती है। इस लयबद्ध गतिविधि की घटना कीमोरिसेप्टर्स से आने वाले आवेगों और मेडुला ऑबोंगटा के सक्रिय जालीदार गठन के कारण होती है।

जैसा कि हम देखते हैं, श्वसन न्यूरॉन्स की सहज गतिविधि के संबंध में दो विरोधी दृष्टिकोण हैं।

महत्वपूर्ण कार्यों में से एक मानव शरीरश्वसन क्रिया है. यह शारीरिक प्रभावश्वसन केंद्र द्वारा पूरी तरह से स्वचालित और विनियमित। श्वसन केंद्र मस्तिष्क के निचले भाग में स्थित होता है। में शांत अवस्थाउसकी साँस लेने पर ध्यान नहीं दिया जाता है, हालाँकि फेफड़ों को हवा से भरना (साँस लेना), और फिर उन्हें पहले से ही समाप्त वायु वातावरण (साँस छोड़ना) से मुक्त करना एक जटिल प्रक्रिया है, जिसमें इंटरकोस्टल मांसपेशियों की लयबद्ध गति के साथ-साथ मांसपेशियों की भी गति होती है। डायाफ्राम. श्वसन केंद्र कहाँ स्थित है इसका प्रश्न कब कावैज्ञानिक समुदाय में बहस का विषय रहा है, क्योंकि शरीर की श्वसन क्रिया में कई शारीरिक तंत्र होते हैं और इसे मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी दोनों से नियंत्रित किया जा सकता है।

श्वास और चयापचय

श्वास शरीर को चयापचय गैस विनिमय प्रदान करता है, जिसमें दो रासायनिक यौगिक: ऑक्सीजन (O2) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO2)। जब रक्त में अतिरिक्त मात्रा हो जाती है, तो केंद्रीय तंत्रिका तंत्र एक आवेग भेजता है जो श्वास को सक्रिय करता है, जबकि ऑक्सीजन का प्रवाह बढ़ जाता है। इसके विपरीत, यदि शरीर ऑक्सीजन से अधिक संतृप्त है, तो अवरोध उत्पन्न होता है। श्वसन क्रिया, छाती के संकुचन की संख्या कम हो जाती है, और ऑक्सीजन रक्त में प्रवेश करना शुरू कर देती है न्यूनतम मात्रा. इस प्रकार, शरीर गैस विनिमय का संतुलन बनाए रखता है।

प्रति मिनट 15 संकुचन

केंद्रीय तंत्रिका तंत्र न्यूरॉन्स के दो समूहों के अधीन है; वे श्वसन केंद्र में स्थित हैं, और श्वसन केंद्र तथाकथित मेडुला ऑबोंगटा में स्थित है। न्यूरॉन्स के दोनों समूह एक कार्य करते हैं, और इस कार्य में दो भाग होते हैं, साँस लेना और छोड़ना। पहले समूह में साँस लेने के लिए जिम्मेदार श्वसन न्यूरॉन्स शामिल हैं, और दूसरे समूह में साँस छोड़ने के लिए जिम्मेदार श्वसन न्यूरॉन्स शामिल हैं। दोनों बारी-बारी से सक्रिय होते हैं, एक निश्चित लय में काम करने वाले आवेग भेजते हैं (आमतौर पर प्रति मिनट 15 छाती संकुचन), जो सुनिश्चित करता है इष्टतम मोडशरीर में गैस विनिमय। आवेग मेडुला ऑबोंगटा के ऊपर स्थित न्यूमोटैक्सिक केंद्र से होकर गुजरते हैं। चूँकि श्वसन केंद्र स्वयं विभाग में स्थित है, शरीर में एक जटिल दो-चरणीय आवेग संचरण संचालित होता है।

श्वास लेना और सांस छोड़ना

उत्तेजित श्वसन न्यूरॉन्स इंटरकोस्टल मांसपेशियों तक पहुंचते हैं और उन्हें सिकुड़ने का कारण बनते हैं, और साथ ही वे सांस लेना भी शुरू कर देते हैं, जो शरीर में ऑक्सीजन का एक और हिस्सा पहुंचाता है। जब आप सांस लेते हैं, तो फेफड़े फैलते हैं और फुफ्फुसीय लोब में स्थित रिसेप्टर्स गति में आते हैं। बदले में, वे मेडुला ऑबोंगटा को आवेग भेजते हैं। श्वसन केंद्र आवेगों को प्राप्त करता है और उन्हें श्वसन न्यूरॉन्स के लिए ब्रेक में बदल देता है, जो गतिविधि खो देते हैं। श्वसन केंद्र के निःश्वसन न्यूरॉन्स उत्तेजित होने लगते हैं। वे छाती को सिकोड़ने के लिए जिम्मेदार मांसपेशियों के समूह को प्रतिक्रिया करने के लिए प्रेरित करते हैं, और इस प्रकार साँस छोड़ना होता है।

भावनाएँ और श्वास

श्वसन और निःश्वसन न्यूरॉन्स के अलावा, अन्य कारक भी श्वसन प्रक्रिया को प्रभावित करते हैं। चूंकि श्वसन केंद्र मस्तिष्क के एक हिस्से में स्थित होता है, इसलिए यह कई संबंधित कारकों से प्रभावित होता है। साँसें तेज़ हो सकती हैं शारीरिक गतिविधि, भावनात्मक अनुभव, भय या खतरे की भावनाएँ। श्वसन केंद्र की गतिविधि शरीर की हार्मोनल स्थिति पर भी निर्भर करती है। लेकिन किसी भी मामले में, विनियमन होता है चयापचय प्रक्रियाएंमानव शरीर में रक्त को ऑक्सीजन से समृद्ध करके।

एल्वियोली की गैस संरचना को बनाए रखने के लिए (कार्बन डाइऑक्साइड को हटाना और युक्त हवा का सेवन)। पर्याप्त गुणवत्ताऑक्सीजन) वायुकोशीय वायु का वेंटिलेशन आवश्यक है। यह साँस लेने की गतिविधियों के माध्यम से प्राप्त किया जाता है: बारी-बारी से साँस लेना और छोड़ना। फेफड़े स्वयं एल्वियोली से हवा को पंप या बाहर नहीं निकाल सकते हैं। वे केवल निष्क्रिय रूप से आयतन में परिवर्तन का अनुसरण करते हैं वक्ष गुहामें नकारात्मक दबाव के कारण फुफ्फुस गुहा. श्वसन गति का आरेख चित्र में दिखाया गया है। 5.9.

चावल। 5.9.

पर साँस डायाफ्राम नीचे चला जाता है, अंगों को दूर धकेलता है पेट की गुहा, और इंटरकोस्टल मांसपेशियां छाती को ऊपर, आगे और बगल तक उठाती हैं। छाती गुहा का आयतन बढ़ जाता है, और फेफड़े इस वृद्धि का अनुसरण करते हैं, क्योंकि फेफड़ों में मौजूद गैसें उन पर दबाव डालती हैं पार्श्विका फुस्फुस. परिणामस्वरूप, फुफ्फुसीय एल्वियोली के अंदर दबाव कम हो जाता है और बाहरी हवा एल्वियोली में प्रवेश करती है।

साँस छोड़ना इंटरकोस्टल मांसपेशियों के आराम से शुरू होता है। गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में, छाती की दीवार नीचे की ओर खिसक जाती है और पेट की दीवार पर दबाव पड़ने पर डायाफ्राम ऊपर उठ जाता है आंतरिक अंगउदर गुहा, और अपनी मात्रा के साथ वे डायाफ्राम को ऊपर उठाते हैं। छाती गुहा का आयतन कम हो जाता है, फेफड़े संकुचित हो जाते हैं, वायुकोश में वायु का दबाव वायुमंडलीय दबाव से अधिक हो जाता है और इसका कुछ भाग बाहर आ जाता है। यह सब शांत श्वास से होता है। पर गहरी सांसऔर साँस छोड़ने पर अतिरिक्त मांसपेशियाँ सक्रिय हो जाती हैं।

श्वास का तंत्रिका नियमन

श्वसन केंद्र मेडुला ऑबोंगटा में स्थित होता है। इसमें साँस लेने और छोड़ने के केंद्र होते हैं जो श्वसन मांसपेशियों के कामकाज को नियंत्रित करते हैं। फुफ्फुसीय एल्वियोली का पतन, जो साँस छोड़ने के दौरान होता है, साँस लेना केंद्र को रिफ्लेक्सिव रूप से सक्रिय करता है, और एल्वियोली का विस्तार रिफ्लेक्सिव रूप से साँस छोड़ने के केंद्र को सक्रिय करता है - इस प्रकार श्वसन केंद्र लगातार और लयबद्ध रूप से कार्य करता है। श्वसन केंद्र की स्वचालितता उसके न्यूरॉन्स में चयापचय की ख़ासियत के कारण होती है। केन्द्रापसारक तंत्रिकाओं के साथ श्वसन केंद्र में उत्पन्न होने वाले आवेग श्वसन की मांसपेशियों तक पहुंचते हैं, जिससे वे सिकुड़ जाती हैं और, तदनुसार, साँस लेना प्रदान करती हैं।

श्वास के नियमन में श्वसन मांसपेशियों के रिसेप्टर्स और स्वयं फेफड़ों के रिसेप्टर्स से आने वाले आवेगों का विशेष महत्व है। उनके किरदार से एक बड़ी हद तकसाँस लेने और छोड़ने की गहराई निर्भर करती है। श्वास को विनियमित करने के लिए शारीरिक तंत्र प्रतिक्रिया के सिद्धांत पर बनाया गया है: जब साँस लेते हैं, तो फेफड़े खिंचते हैं और फेफड़ों की दीवारों में स्थित रिसेप्टर्स में उत्तेजना पैदा होती है, जो वेगस तंत्रिका के सेंट्रिपेटल फाइबर के साथ श्वसन केंद्र तक पहुंचती है और बाधित होती है। प्रतिक्रिया तंत्र के अनुसार, साँस लेना केंद्र में न्यूरॉन्स की गतिविधि, जबकि साँस छोड़ने के केंद्र में, प्रेरण उत्तेजना का कारण बनता है। परिणामस्वरूप, श्वसन मांसपेशियाँ शिथिल हो जाती हैं, पंजरघट जाती है और साँस छोड़ना होता है। उसी तंत्र द्वारा, साँस छोड़ना साँस लेने को उत्तेजित करता है।

जब आप अपनी सांस रोकते हैं, तो सांस लेने और छोड़ने की मांसपेशियां एक साथ सिकुड़ती हैं, जिसके परिणामस्वरूप छाती और डायाफ्राम एक ही स्थिति में रहते हैं। श्वसन केंद्रों का कार्य अन्य केंद्रों से भी प्रभावित होता है, जिनमें सेरेब्रल कॉर्टेक्स में स्थित केंद्र भी शामिल हैं। उनके प्रभाव के लिए धन्यवाद, आप सचेत रूप से अपनी सांस लेने की लय को बदल सकते हैं, उसे रोक सकते हैं और बात करते या गाते समय अपनी सांस को नियंत्रित कर सकते हैं।

पेट के अंगों, रिसेप्टर्स को परेशान करते समय रक्त वाहिकाएं, त्वचा, श्वसन पथ के रिसेप्टर्स, श्वास प्रतिवर्ती रूप से बदलते हैं। इस प्रकार, जब अमोनिया अंदर लेते हैं, तो नासॉफिरिन्क्स के श्लेष्म झिल्ली के रिसेप्टर्स चिढ़ जाते हैं, जिससे सांस लेने की क्रिया सक्रिय हो जाती है, और जब बहुत ज़्यादा गाड़ापनवाष्प - सांस को प्रतिवर्ती रूप से रोकना। सजगता के इस समूह में छींकना और खांसना शामिल है - रक्षात्मक सजगता, श्वसन पथ में प्रवेश करने वाले विदेशी कणों को हटाने का कार्य करता है।

श्वसन का हास्य विनियमन

मांसपेशियों के काम के दौरान, ऑक्सीकरण प्रक्रियाएं तेज हो जाती हैं, जिससे रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर में वृद्धि होती है। अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड श्वसन केंद्र की गतिविधि को बढ़ा देता है, श्वास गहरी और अधिक बार-बार होने लगती है। गहन साँस लेने के परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन की कमी की भरपाई हो जाती है, और अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड निकल जाता है। यदि रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता कम हो जाती है, तो श्वसन केंद्र का काम बाधित हो जाता है और अनैच्छिक रूप से सांस रुक जाती है। घबराहट के लिए धन्यवाद और हास्य विनियमनरक्त में कार्बन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन की सांद्रता किसी भी परिस्थिति में एक निश्चित स्तर पर बनी रहती है।