श्वसन केंद्र. श्वास का नियमन. विषय: श्वसन तंत्र का तंत्रिका विनियमन

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 बिल्कुल स्वायत्त गठन नहीं है; यह एक कार्यात्मक प्रणाली का हिस्सा है 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। विभिन्न स्तरों पर मस्तिष्क स्टेम के ट्रांसेक्शन के प्रयोगों में, यह पाया गया कि मेडुला ऑबोंगटा में स्थित केंद्र श्वास के नियमन में सबसे महत्वपूर्ण है। हाल के वर्षों में श्वास नियमन के केंद्रीय तंत्र के अध्ययन में मुख्य योगदान व्यक्तिगत न्यूरॉन्स की गतिविधि को रिकॉर्ड करने वाले प्रयोगों द्वारा किया गया है। इंट्रासेल्युलर या बाह्यकोशिकीय माइक्रोइलेक्ट्रोड को मस्तिष्क स्टेम में डाला 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 कोउन न्यूरॉन्स को शामिल करें 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।

श्वसन प्रणाली का मुख्य कार्य पर्यावरण और शरीर के बीच उसकी चयापचय आवश्यकताओं के अनुसार ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का गैस विनिमय सुनिश्चित करना है। सामान्य तौर पर, इस फ़ंक्शन को कई सीएनएस न्यूरॉन्स के नेटवर्क द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो मेडुला ऑबोंगटा के श्वसन केंद्र से जुड़े होते हैं।

अंतर्गत श्वसन केंद्रकेंद्रीय तंत्रिका तंत्र के विभिन्न हिस्सों में स्थित न्यूरॉन्स के एक सेट को समझें, जो समन्वित मांसपेशियों की गतिविधि और बाहरी और आंतरिक वातावरण की स्थितियों के लिए श्वास के अनुकूलन को सुनिश्चित करता है। 1825 में, पी. फ्लोरेंस ने केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में एक "महत्वपूर्ण नोड" की पहचान की, एन.ए. मिस्लाव्स्की (1885) ने श्वसन और प्रश्वसन भागों की खोज की और बाद में एफ.वी. ओवस्यानिकोव ने श्वसन केंद्र का वर्णन किया।

श्वसन केंद्र एक युग्मित गठन है जिसमें एक साँस लेना केंद्र (श्वसन) और एक साँस छोड़ने का केंद्र (प्रश्वास) शामिल है। प्रत्येक केंद्र एक ही तरफ की श्वास को नियंत्रित करता है: जब एक तरफ का श्वसन केंद्र नष्ट हो जाता है, तो उस तरफ की श्वसन गति बंद हो जाती है।

सांस लेने की क्रिया को नियंत्रित करने वाले पोंस के ऊपरी हिस्से के न्यूरॉन्स को बुलाया गया न्यूमोटैक्सिक केंद्र.चित्र में. 6.6" केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के विभिन्न भागों में न्यूरोइंस्पिरेटरी केंद्र का स्थान दर्शाता है। अंतःश्वसन केंद्र स्वचालित और अच्छी स्थिति में है। निःश्वसन केंद्र को न्यूमोटैक्सिक केंद्र के माध्यम से अंतःश्वसन केंद्र से नियंत्रित किया जाता है।

चावल। 6.6.

पीएन - न्यूमोटैक्सिक केंद्र; INSP - प्रेरणादायक; EXP - निःश्वसन। केंद्र दो तरफा हैं, लेकिन आरेख को सरल बनाने के लिए, प्रत्येक तरफ केवल एक ही दिखाया गया है। लाइन 1 के साथ ट्रांसेक्शन श्वास को प्रभावित नहीं करता है, लाइन 2 के साथ न्यूमोटैक्सिक केंद्र अलग हो जाता है, लाइन 3 के नीचे श्वसन गिरफ्तारी होती है

पुल की संरचनाओं में, दो श्वसन केंद्र भी प्रतिष्ठित हैं। उनमें से एक - न्यूमोटैक्सिक - साँस लेने से साँस छोड़ने में बदलाव को बढ़ावा देता है (प्रेरणा के केंद्र से उत्तेजना को साँस छोड़ने के केंद्र में स्विच करके);

दूसरा केंद्र मेडुला ऑबोंगटा के श्वसन केंद्र पर टॉनिक प्रभाव डालता है।

निःश्वसन और प्रश्वसन केंद्र पारस्परिक संबंध में हैं। श्वसन केंद्र के न्यूरॉन्स की सहज गतिविधि के प्रभाव में, साँस लेने की क्रिया होती है, जिसके दौरान फेफड़ों में खिंचाव होने पर मैकेनोरिसेप्टर उत्तेजित होते हैं। मैकेनोरिसेप्टर्स से आवेग उत्तेजक तंत्रिका के अभिवाही न्यूरॉन्स के साथ श्वसन केंद्र तक यात्रा करते हैं और श्वसन केंद्र की उत्तेजना और श्वसन केंद्र के निषेध का कारण बनते हैं। यह साँस लेने से लेकर साँस छोड़ने तक के बदलाव को सुनिश्चित करता है।

साँस लेने से छोड़ने तक के परिवर्तन में, न्यूमोटैक्सिक केंद्र का महत्वपूर्ण महत्व है, जो श्वसन केंद्र के न्यूरॉन्स के माध्यम से अपना प्रभाव डालता है (चित्र 6.7)।

चावल। 6.7.

• 1 - प्रेरणादायक केंद्र; 2 - न्यूमोटैक्सिक केंद्र; 3 - श्वसन केंद्र;
• 4 - फेफड़े के मैकेरेसेप्टर्स

मेडुला ऑबोंगटा के श्वसन केंद्र की उत्तेजना के समय, उत्तेजना एक साथ न्यूमोटैक्सिक केंद्र के श्वसन अनुभाग में होती है। उत्तरार्द्ध से, इसके न्यूरॉन्स की प्रक्रियाओं के साथ, आवेग मेडुला ऑबोंगटा के श्वसन केंद्र में आते हैं, जिससे इसकी उत्तेजना होती है और, प्रेरण द्वारा, श्वसन केंद्र का निषेध होता है, जिससे साँस लेने से साँस छोड़ने में बदलाव होता है।

इस प्रकार, श्वसन केंद्र की अवधारणा से एकजुट होकर, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के सभी हिस्सों की समन्वित गतिविधि के कारण श्वास का नियमन (चित्र 6.8) किया जाता है। श्वसन केंद्र के कुछ हिस्सों की गतिविधि और अंतःक्रिया की डिग्री विभिन्न हास्य और प्रतिवर्त कारकों से प्रभावित होती है।

ऑटोमोटिव श्वसन केंद्र.श्वसन केंद्र की स्वचालित होने की क्षमता की खोज सबसे पहले आई.एम. ने की थी। सेचेनोव (1882) ने जानवरों के पूर्ण बहरेपन की स्थिति में मेंढकों पर प्रयोग किए। इन प्रयोगों में, इस तथ्य के बावजूद कि अभिवाही आवेग केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में प्रवेश नहीं करते थे, मेडुला ऑबोंगटा के श्वसन केंद्र में संभावित उतार-चढ़ाव दर्ज किए गए थे।

श्वसन केंद्र की स्वचालितता का प्रमाण हेमैन्स द्वारा एक पृथक कुत्ते के सिर के साथ किए गए प्रयोग से मिलता है। उसका मस्तिष्क पोंस के स्तर पर कट गया था और विभिन्न अभिवाही प्रभावों से वंचित हो गया था (ग्लोसोफेरीन्जियल, लिंगुअल और ट्राइजेमिनल नसें कट गईं थीं)। इन स्थितियों के तहत, श्वसन केंद्र को न केवल फेफड़ों और श्वसन मांसपेशियों (सिर के प्रारंभिक पृथक्करण के कारण) से, बल्कि ऊपरी श्वसन पथ (इन तंत्रिकाओं के संक्रमण के कारण) से भी आवेग प्राप्त नहीं हुए। फिर भी, जानवर ने स्वरयंत्र की लयबद्ध गतिविधियों को बरकरार रखा। इस तथ्य को केवल श्वसन केंद्र के न्यूरॉन्स की लयबद्ध गतिविधि की उपस्थिति से समझाया जा सकता है।

श्वसन केंद्र का स्वचालन श्वसन की मांसपेशियों, संवहनी रिफ्लेक्सोजेनिक ज़ोन, विभिन्न इंटरो- और एक्सटेरोसेप्टर्स के आवेगों के साथ-साथ कई हास्य कारकों (रक्त पीएच, कार्बन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन सामग्री) के प्रभाव में बनाए रखा और बदला जाता है। रक्त, आदि)

श्वसन केंद्र की स्थिति पर कार्बन डाइऑक्साइड का प्रभाव।श्वसन केंद्र की गतिविधि पर कार्बन डाइऑक्साइड का प्रभाव विशेष रूप से फ्रेडरिक के क्रॉस-सर्कुलेशन प्रयोग में स्पष्ट रूप से प्रदर्शित होता है। दो कुत्तों में, कैरोटिड धमनियों और गले की नसों को काट दिया जाता है और क्रॉसवाइज जोड़ा जाता है: कैरोटिड धमनी का परिधीय अंत दूसरे कुत्ते के उसी पोत के केंद्रीय छोर से जुड़ा होता है। गले की नसें भी क्रॉस-कनेक्टेड होती हैं: पहले कुत्ते की गले की नस का केंद्रीय सिरा दूसरे कुत्ते की गले की नस के परिधीय सिरे से जुड़ा होता है। परिणामस्वरूप, पहले कुत्ते के शरीर से रक्त दूसरे कुत्ते के सिर में जाता है, और दूसरे कुत्ते के शरीर से रक्त पहले कुत्ते के सिर में जाता है। अन्य सभी जहाजों को लिगेट किया गया है।

इस तरह के एक ऑपरेशन के बाद, पहले कुत्ते में श्वासनली को क्लैंप (घुटन) किया गया था। इससे यह तथ्य सामने आया कि कुछ समय बाद दूसरे कुत्ते में सांस लेने की गहराई और आवृत्ति में वृद्धि देखी गई

(हाइपरपेनिया), जबकि पहले कुत्ते को श्वसन गिरफ्तारी (एपनिया) का अनुभव हुआ। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि पहले कुत्ते में, श्वासनली के संपीड़न के परिणामस्वरूप, गैसों का आदान-प्रदान नहीं हुआ था, और रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा बढ़ गई (हाइपरकेपनिया हुई) और ऑक्सीजन की मात्रा कम हो गई। यह रक्त दूसरे कुत्ते के सिर तक प्रवाहित हुआ और श्वसन केंद्र की कोशिकाओं को प्रभावित किया, जिसके परिणामस्वरूप हाइपरपेनिया हो गया। लेकिन फेफड़ों के बढ़े हुए वेंटिलेशन की प्रक्रिया में, दूसरे कुत्ते के रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा कम हो गई (हाइपोकेनिया) और ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ गई। कम कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री वाला रक्त पहले कुत्ते के श्वसन केंद्र की कोशिकाओं में प्रवेश कर गया, और बाद वाले की जलन कम हो गई, जिससे एपनिया हो गया।

इस प्रकार, रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में वृद्धि से सांस लेने की गहराई और आवृत्ति में वृद्धि होती है, और कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री में कमी और ऑक्सीजन में वृद्धि से सांस रुकने तक इसमें कमी आती है। उन अवलोकनों में जब पहले कुत्ते को विभिन्न गैस मिश्रणों को सांस लेने की अनुमति दी गई थी, रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री में वृद्धि के साथ सांस लेने में सबसे बड़ा परिवर्तन देखा गया था।

रक्त की गैस संरचना पर श्वसन केंद्र की गतिविधि की निर्भरता।श्वसन केंद्र की गतिविधि, जो सांस लेने की आवृत्ति और गहराई निर्धारित करती है, मुख्य रूप से रक्त में घुली गैसों के तनाव और उसमें हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता पर निर्भर करती है। फेफड़ों के वेंटिलेशन की मात्रा निर्धारित करने में अग्रणी महत्व धमनी रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का तनाव है: यह, जैसा कि यह था, एल्वियोली के वेंटिलेशन की आवश्यक मात्रा के लिए अनुरोध बनाता है।

रक्त में बढ़े हुए, सामान्य और घटे हुए कार्बन डाइऑक्साइड तनाव को दर्शाने के लिए क्रमशः "हाइपरकेनिया", "नॉर्मोकेनिया" और "हाइपोकैपनिया" शब्दों का उपयोग किया जाता है। सामान्य ऑक्सीजन सामग्री को कहा जाता है नॉरमोक्सिया,शरीर और ऊतकों में ऑक्सीजन की कमी - हाइपोक्सिया, रक्त में - हाइपोक्सिमियाऑक्सीजन का तनाव बढ़ गया है हाइपरक्सिया।ऐसी स्थिति जिसमें हाइपरकेनिया और हाइपोक्सिया एक साथ मौजूद हों, कहलाती है श्वासावरोध।

विश्राम के समय सामान्य श्वास को कहते हैं eipnea.हाइपरकेपनिया, साथ ही रक्त पीएच (एसिडोसिस) में कमी के साथ फुफ्फुसीय वेंटिलेशन में अनैच्छिक वृद्धि होती है - हाइपरपेनिया, जिसका उद्देश्य शरीर से अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड को निकालना है। फेफड़ों का वेंटिलेशन मुख्य रूप से सांस लेने की गहराई (ज्वारीय मात्रा में वृद्धि) के कारण बढ़ता है, लेकिन साथ ही सांस लेने की आवृत्ति भी बढ़ जाती है।

हाइपोकेनिया और रक्त पीएच स्तर में वृद्धि से वेंटिलेशन में कमी आती है, और फिर श्वसन रुक जाता है - एपनिया.

हाइपोक्सिया का विकास शुरू में मध्यम हाइपरपेनिया (मुख्य रूप से श्वसन दर में वृद्धि के परिणामस्वरूप) का कारण बनता है, जो हाइपोक्सिया की डिग्री में वृद्धि के साथ, श्वास के कमजोर होने और इसकी समाप्ति से बदल जाता है। हाइपोक्सिया के कारण होने वाला एपनिया घातक है। इसका कारण श्वसन केंद्र के न्यूरॉन्स सहित मस्तिष्क में ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं का कमजोर होना है। हाइपोक्सिक एपनिया चेतना के नुकसान से पहले होता है।

कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर में 6% की वृद्धि के साथ गैस मिश्रण को अंदर लेने से हाइपरकेनिया हो सकता है। मानव श्वसन केंद्र की गतिविधि स्वैच्छिक नियंत्रण में है। 30-60 सेकंड के लिए स्वैच्छिक सांस रोकने से रक्त गैस संरचना में दम घुटने वाले परिवर्तन होते हैं, देरी की समाप्ति के बाद, हाइपरपेनिया मनाया जाता है। हाइपोकेनिया आसानी से स्वैच्छिक बढ़ी हुई सांस लेने के साथ-साथ अत्यधिक कृत्रिम वेंटिलेशन (हाइपरवेंटिलेशन) के कारण होता है। एक जागे हुए व्यक्ति में, महत्वपूर्ण हाइपरवेंटिलेशन के बाद भी, मस्तिष्क के पूर्वकाल भागों द्वारा श्वास के नियंत्रण के कारण आमतौर पर श्वसन गिरफ्तारी नहीं होती है। हाइपोकेनिया की भरपाई कई मिनटों में धीरे-धीरे की जाती है।

हाइपोक्सिया तब देखा जाता है जब वायुमंडलीय दबाव में कमी के कारण ऊंचाई पर बढ़ जाता है, अत्यधिक कठिन शारीरिक कार्य के दौरान, साथ ही जब श्वास, परिसंचरण और रक्त संरचना ख़राब हो जाती है।

गंभीर श्वासावरोध के दौरान, साँस लेना जितना संभव हो उतना गहरा हो जाता है, सहायक श्वसन मांसपेशियाँ इसमें भाग लेती हैं, और घुटन की एक अप्रिय अनुभूति होती है। इस प्रकार की श्वास कहलाती है श्वास कष्ट।

सामान्य तौर पर, सामान्य रक्त गैस संरचना को बनाए रखना नकारात्मक प्रतिक्रिया के सिद्धांत पर आधारित है। इस प्रकार, हाइपरकेनिया श्वसन केंद्र की गतिविधि में वृद्धि और फेफड़ों के वेंटिलेशन में वृद्धि का कारण बनता है, और हाइपोकेनिया श्वसन केंद्र की गतिविधि को कमजोर करने और वेंटिलेशन में कमी का कारण बनता है।

संवहनी रिफ्लेक्सोजेनिक जोन से सांस लेने पर रिफ्लेक्स प्रभाव।साँस लेना विशेष रूप से विभिन्न परेशानियों पर तुरंत प्रतिक्रिया करता है। यह श्वसन केंद्र की कोशिकाओं में एक्सटेरो- और इंटरओरिसेप्टर्स से आने वाले आवेगों के प्रभाव में जल्दी से बदल जाता है।

रिसेप्टर्स रासायनिक, यांत्रिक, तापमान और अन्य प्रभावों से परेशान हो सकते हैं। स्व-नियमन का सबसे स्पष्ट तंत्र संवहनी रिफ्लेक्सोजेनिक ज़ोन के रासायनिक और यांत्रिक उत्तेजना, फेफड़ों और श्वसन मांसपेशियों के रिसेप्टर्स की यांत्रिक उत्तेजना के प्रभाव में श्वास में परिवर्तन है।

सिनोकैरोटिड वैस्कुलर रिफ्लेक्सोजेनिक ज़ोन में रिसेप्टर्स होते हैं जो रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन आयनों की सामग्री के प्रति संवेदनशील होते हैं। यह हेमैन्स के पृथक कैरोटिड साइनस के प्रयोगों में स्पष्ट रूप से दिखाया गया है, जिसे कैरोटिड धमनी से अलग किया गया था और दूसरे जानवर से रक्त की आपूर्ति की गई थी। कैरोटिड साइनस केवल एक तंत्रिका मार्ग द्वारा केंद्रीय तंत्रिका तंत्र से जुड़ा था - हेरिंग तंत्रिका संरक्षित थी। कैरोटिड शरीर को धोने वाले रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में वृद्धि के साथ, इस क्षेत्र के केमोरिसेप्टर उत्तेजित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप श्वसन केंद्र (प्रेरणा के केंद्र) में जाने वाले आवेगों की संख्या बढ़ जाती है, और ए श्वास की गहराई में प्रतिवर्ती वृद्धि होती है।

चावल। 6.8.

के - छाल; जीटी-हाइपोथैलेमस; प्राइवेट - न्यूमोटैक्सिक सेंटर; एपीसी - श्वसन केंद्र (श्वसन और श्वसन); ज़िन - कैरोटिड साइनस; बीएन - वेगस तंत्रिका;

सीएम - रीढ़ की हड्डी; सी 3-सी 5 - रीढ़ की हड्डी के ग्रीवा खंड; डीएफएन - फ्रेनिक तंत्रिका; ईएम - श्वसन मांसपेशियां; एमआई - श्वसन मांसपेशियां; एमएनआर - इंटरकोस्टल तंत्रिकाएं; एल - फेफड़े; डीएफ - एपर्चर; 77), - 77) 6 - रीढ़ की हड्डी के वक्षीय खंड

सांस लेने की गहराई में वृद्धि तब भी होती है जब कार्बन डाइऑक्साइड महाधमनी रिफ्लेक्सोजेनिक क्षेत्र के केमोरिसेप्टर्स को प्रभावित करता है।

साँस लेने में वही परिवर्तन तब होते हैं जब इन रिफ्लेक्सोजेनिक ज़ोन के केमोरिसेप्टर हाइड्रोजन आयनों की बढ़ी हुई सांद्रता वाले रक्त से चिढ़ जाते हैं।

ऐसे मामलों में जब रक्त में ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ जाती है, तो रिफ्लेक्सोजेनिक ज़ोन के केमोरिसेप्टर्स की जलन कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप श्वसन केंद्र में आवेगों का प्रवाह कमजोर हो जाता है और श्वसन दर में रिफ्लेक्सिव कमी हो जाती है।

श्वसन केंद्र की एक प्रतिवर्त उत्तेजना और श्वास को प्रभावित करने वाला एक कारक संवहनी रिफ्लेक्सोजेनिक क्षेत्रों में रक्तचाप में परिवर्तन है। रक्तचाप में वृद्धि के साथ, संवहनी रिफ्लेक्सोजेनिक ज़ोन के मैकेरेसेप्टर्स चिढ़ जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप रिफ्लेक्स श्वसन अवसाद होता है। रक्तचाप में कमी से सांस लेने की गहराई और आवृत्ति में वृद्धि होती है।

फेफड़ों और श्वसन मांसपेशियों के मैकेनोरिसेप्टर्स से सांस लेने पर रिफ्लेक्स प्रभाव पड़ता है।साँस लेने और छोड़ने में परिवर्तन का एक महत्वपूर्ण कारक फेफड़ों के मैकेनोरिसेप्टर्स का प्रभाव है, जिसे सबसे पहले हेरिंग और ब्रेउर (1868) ने खोजा था। उन्होंने दिखाया कि प्रत्येक साँस लेना साँस छोड़ने को उत्तेजित करता है। साँस लेने के दौरान, फेफड़ों में खिंचाव से एल्वियोली और श्वसन मांसपेशियों में स्थित मैकेनोरिसेप्टर्स में जलन होती है। वेगस और इंटरकोस्टल तंत्रिकाओं के अभिवाही तंतुओं के साथ उनमें उत्पन्न होने वाले आवेग श्वसन केंद्र में आते हैं और श्वसन की उत्तेजना और श्वसन न्यूरॉन्स के निषेध का कारण बनते हैं, जिससे साँस लेने से साँस छोड़ने में परिवर्तन होता है। यह श्वास के स्व-नियमन के तंत्रों में से एक है।

हेरिंग-ब्रेउर रिफ्लेक्स के समान, श्वसन केंद्र पर रिफ्लेक्स प्रभाव डायाफ्राम के रिसेप्टर्स से किया जाता है। डायाफ्राम में साँस लेने के दौरान, जब इसके मांसपेशी फाइबर सिकुड़ते हैं, तो तंत्रिका तंतुओं के सिरे चिढ़ जाते हैं, उनमें उत्पन्न होने वाले आवेग श्वसन केंद्र में प्रवेश करते हैं और साँस लेने की समाप्ति और साँस छोड़ने की घटना का कारण बनते हैं। बढ़ी हुई श्वास के दौरान यह तंत्र विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

शरीर के विभिन्न रिसेप्टर्स से सांस लेने पर रिफ्लेक्स प्रभाव पड़ता है।श्वास पर माना गया प्रतिवर्ती प्रभाव स्थायी है। लेकिन हमारे शरीर में लगभग सभी रिसेप्टर्स के विभिन्न अल्पकालिक प्रभाव होते हैं जो सांस लेने को प्रभावित करते हैं।

इस प्रकार, जब यांत्रिक और तापमान उत्तेजनाएं त्वचा के बाहरी रिसेप्टर्स पर कार्य करती हैं, तो सांस रुक जाती है। जब ठंडा या गर्म पानी त्वचा की एक बड़ी सतह से टकराता है, तो साँस लेना बंद हो जाता है। त्वचा की दर्दनाक जलन के कारण तेज साँस (चीख) निकलती है और साथ ही ग्लोटिस भी बंद हो जाता है।

श्वसन पथ की श्लेष्मा झिल्ली में जलन होने पर सांस लेने की क्रिया में होने वाले कुछ बदलावों को सुरक्षात्मक श्वसन प्रतिवर्त कहा जाता है: खांसना, छींकना, तेज गंध के संपर्क में आने पर अपनी सांस रोकना आदि।

श्वास के नियमन में सेरेब्रल कॉर्टेक्स की भूमिका।

साँस लेना स्वायत्त कार्यों में से एक है जिसका स्वैच्छिक विनियमन होता है। प्रत्येक व्यक्ति सांस लेने की लय और गहराई को मनमाने ढंग से बदल सकता है, इसे एक निश्चित समय (20-60 से 240 सेकंड तक) तक रोक कर रख सकता है। श्वास में स्वैच्छिक परिवर्तन की संभावना इस कार्य पर सेरेब्रल कॉर्टेक्स के नियामक प्रभाव को इंगित करती है (चित्र 6.9)।

चावल। 6.9.

वातानुकूलित सजगता की विधि द्वारा श्वास के कॉर्टिकल विनियमन के ज्वलंत प्रमाण प्राप्त किए गए थे। किसी भी बाहरी उत्तेजना के जवाब में एक वातानुकूलित श्वास प्रतिवर्त विकसित किया जा सकता है यदि इसे कुछ बिना शर्त श्वास प्रतिवर्त के साथ जोड़ा जाए।

जी.पी. कॉनराडी और Z.P. बेबेश्किन ने बिना शर्त उत्तेजना के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च सामग्री के साथ गैस मिश्रण के साँस लेना का उपयोग किया (इससे फुफ्फुसीय वेंटिलेशन बढ़ जाता है)। मिश्रण को अंदर लेने से पहले 5-10 सेकंड के लिए मेट्रोनोम की ध्वनि सुनाई देती थी। बाद

मिश्रण के अंतःश्वसन और मेट्रोनोम की ध्वनि के 10-15 संयोजन, मेट्रोनोम की एक ध्वनि (मिश्रण को अंदर लिए बिना) के कारण फुफ्फुसीय वेंटिलेशन में वृद्धि हुई।

एथलीटों में सांस लेने में पूर्व-प्रारंभ परिवर्तन भी इसके वातानुकूलित प्रतिवर्त विनियमन का एक संकेतक है। इस मामले में इसका महत्व बढ़ी हुई शारीरिक गतिविधि के लिए शरीर के अनुकूलन में निहित है, जिसके लिए बढ़े हुए गैस विनिमय की आवश्यकता होती है। सांस लेने की गहराई और आवृत्ति में एक पूर्व-प्रारंभ परिवर्तन (वृद्धि) (साथ ही हृदय प्रणाली की गतिविधि में बदलाव के साथ) काम करने वाली मांसपेशियों तक ऑक्सीजन की तेजी से डिलीवरी और रक्त से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने को सुनिश्चित करता है।

श्वास का नियमन मनुष्यों में विकास की प्रक्रिया के दौरान वाणी के निर्माण के संबंध में बना था। उच्चारण साँस छोड़ते हुए किया जाता है, इसलिए बोलने के लिए साँस की गहराई और लय को बदलना आवश्यक है, जिससे उच्चारण, गायन आदि की सिद्धि हो सके।

प्रश्न और कार्य

• 1. फेफड़ों की मात्रा और क्षमताओं की सूची बनाएं। क्या अंतर है? अपना जवाब समझाएं।
• 2. श्वास के नियमन में मस्तिष्क गोलार्द्धों की क्या भूमिका है?
• 3. एक व्यक्ति का दावा है कि फेफड़े फैलते हैं और इसलिए उनमें हवा प्रवेश करती है, और दूसरा - कि हवा फेफड़ों में प्रवेश करती है और इसलिए वे फैलते हैं। कौन सही है?
• 4. कुत्तों पर प्रयोग किए गए: 1) ग्रीवा और वक्षीय रीढ़ की हड्डी के बीच संक्रमण; 2) मेडुला ऑबोंगटा और रीढ़ की हड्डी के बीच का संक्रमण। इन प्रयोगों में श्वास में क्या परिवर्तन देखे जायेंगे?
• 5. अच्छे तैराक गोता लगाने से पहले कई सेकंड तक जोर-जोर से सांस लेते हैं। वे यह क्यों करते हैं? इस मामले में श्वास में परिवर्तन का तंत्र क्या है?
• 6. ऐसे प्रायोगिक प्रतिष्ठान हैं जो जानवरों (बिल्लियों, कुत्तों, चूहों) को ऑक्सीजन से संतृप्त "पानी में सांस लेने" की अनुमति देते हैं। स्थापना पशु की ऑक्सीजन की आवश्यकता को पूरी तरह से संतुष्ट करती है। जानवर अभी भी कुछ समय बाद क्यों मर जाते हैं, और लोग बिल्कुल भी "पानी में साँस" नहीं ले पाते हैं? दबाव अंतर और माध्यम की चिपचिपाहट पर बर्नौली के नियम के साथ-साथ पानी और हवा में गैसों की घुलनशीलता पर डेटा का उपयोग करके इसे समझाएं।
• 7. क्या दो कुत्तों में क्रॉस-सर्कुलेशन के साथ फ्रेडरिक के अनुभव को श्वसन केंद्र पर रक्त में अतिरिक्त सीओ 2 या 0 2 की कमी के प्रभाव के हास्य तंत्र को साबित करने के लिए निर्दोष माना जा सकता है? व्याख्या करना।

• देखें: लियोन्टीवा एन.एन., मारिनोवा के.वी. हुक्मनामा। ऑप.
• देखें: रेज़ानोवा, ई.एल., एंटोनोवा, आई.पी., रेज़ानोव, ए.ए. हुक्मनामा। ऑप.

एल्वियोली की गैस संरचना (कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने और पर्याप्त मात्रा में ऑक्सीजन युक्त हवा की आपूर्ति) को बनाए रखने के लिए, एल्वियोली 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 फुफ्फुस गुहा में नकारात्मक दबाव के कारण छाती गुहा की मात्रा में परिवर्तन का निष्क्रिय रूप से पालन करते हैं। श्वसन गति का आरेख चित्र में दिखाया गया है। 5.9.

चावल। 5.9.

पर साँस डायाफ्राम नीचे की ओर बढ़ता है, पेट के अंगों को एक तरफ धकेलता है, और इंटरकोस्टल मांसपेशियां छाती को ऊपर, आगे और बगल की तरफ उठाती हैं। छाती गुहा की मात्रा बढ़ जाती है, और फेफड़े इस वृद्धि का अनुसरण करते हैं, क्योंकि फेफड़ों में मौजूद गैसें उन्हें पार्श्विका फुस्फुस के खिलाफ दबाती हैं। 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 जाती है, और डायाफ्राम ऊपर उठता है, क्योंकि पेट की दीवार पेट की गुहा के आंतरिक अंगों पर दबाव डालती है, और वे अपनी मात्रा के साथ 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। जब आप गहरी सांस लेते और छोड़ते हैं, तो अतिरिक्त मांसपेशियां सक्रिय हो जाती हैं।

श्वास का तंत्रिका विनियमन

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। साँस लेने और छोड़ने की गहराई काफी हद तक उनके चरित्र पर 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 की मांसपेशियाँ शिथिल हो जाती हैं, छाती सिकुड़ 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 जानबूझकर 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।

जब पेट के अंग, रक्त वाहिका रिसेप्टर्स, त्वचा और श्वसन पथ रिसेप्टर्स चिढ़ जाते हैं, तो श्वास प्रतिवर्ती रूप से बदल जाती है। इस प्रकार, जब अमोनिया अंदर लिया जाता है, तो नासॉफिरिन्क्स के श्लेष्म झिल्ली के रिसेप्टर्स चिढ़ जाते हैं, जिससे सांस लेने की क्रिया सक्रिय हो जाती है, और वाष्प की उच्च सांद्रता के साथ, सांस को प्रतिवर्त रोक दिया जाता है। रिफ्लेक्सिस के इसी समूह में छींकना और खांसना शामिल है - सुरक्षात्मक रिफ्लेक्सिस जो श्वसन पथ में प्रवेश करने वाले विदेशी कणों को हटाने का काम करते हैं।

श्वसन का हास्यात्मक नियमन

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। तंत्रिका और हास्य विनियमन के लिए धन्यवाद, रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन की एकाग्रता किसी भी परिस्थिति में एक निश्चित स्तर पर बनी रहती है।

बाह्य श्वसन शरीर के सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है। सांस रुकने से 3-5 मिनट के भीतर व्यक्ति की अपरिहार्य मृत्यु हो जाती है। शरीर में ऑक्सीजन का भंडार बहुत छोटा है, इसलिए बाहरी श्वसन प्रणाली के माध्यम से इसकी आपूर्ति लगातार करना आवश्यक है। यह परिस्थिति विकास की प्रक्रिया में ऐसे नियामक तंत्र के गठन की व्याख्या करती है, जिसे श्वसन आंदोलनों के प्रदर्शन की उच्च विश्वसनीयता सुनिश्चित करनी चाहिए। श्वसन विनियमन प्रणाली की गतिविधि आरपी), पी0 और पीएच जैसे शरीर संकेतकों के निरंतर स्तर को बनाए रखने पर आधारित है। विनियमन का मूल सिद्धांत स्व-नियमन है: सामान्य स्तर से इन संकेतकों का विचलन तुरंत उनकी बहाली के उद्देश्य से प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला को ट्रिगर करता है।

इसके अलावा, साँस लेना विचार में, भावनाओं की अभिव्यक्ति (हँसी) में शामिल है, और शरीर के कुछ अन्य कार्यों (पाचन, थर्मोरेग्यूलेशन, आदि) के साथ भी जुड़ा हुआ है।

श्वसन विनियमन प्रणाली में, स्व-नियमन के आंतरिक और बाहरी लिंक को प्रतिष्ठित किया जा सकता है। आंतरिक संबंध रक्त की स्थिति (बफर गुण, हीमोग्लोबिन सामग्री) और हृदय प्रणाली से संबंधित हैं, बाहरी संबंध बाहरी श्वसन के तंत्र से संबंधित हैं। बाहरी श्वसन प्रणाली के समायोज्य पैरामीटर श्वसन आंदोलनों की गहराई और आवृत्ति हैं।

मुख्य विनियमित वस्तु श्वसन मांसपेशियाँ हैं, जो कंकाल की मांसपेशी से संबंधित हैं। उनके अलावा, श्वास नियमन की वस्तु में ग्रसनी, श्वासनली और ब्रांकाई की अनियंत्रित मांसपेशियां शामिल होनी चाहिए, जो श्वसन पथ की स्थिति को प्रभावित करती हैं। रक्त में गैसों का परिवहन और ऊतकों में गैस विनिमय हृदय प्रणाली का निर्माण करता है, जिसके कार्य के नियमन पर संबंधित अनुभाग में चर्चा की गई थी।

श्वास को एक प्रतिवर्त मार्ग द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो निम्नलिखित तत्वों को कवर करता है:

1) रिसेप्टर्स जो सूचना को समझते हैं और अभिवाही मार्ग जो इसे तंत्रिका केंद्रों तक पहुंचाते हैं;

2) तंत्रिका केंद्र;

3) प्रभावकारक (केंद्रों से आदेश प्रसारित करने के पथ) और स्वयं विनियमित वस्तुएं।

श्वसन केंद्र

श्वसन केंद्र क्षेत्र में स्थित है मस्तिष्क स्तंभ।इसमें कई खंड होते हैं, जिन्हें अक्सर अलग-अलग श्वसन केंद्र कहा जाता है। उनमें से प्रत्येक का स्थान मस्तिष्क के उच्छेदन और इलेक्ट्रोड के आरोपण का उपयोग करके जानवरों पर किए गए प्रयोगों में स्थापित किया गया था।

मेडुला ऑबोंगटा के दोनों हिस्सों में न्यूरॉन्स के कम से कम दो समूह होते हैं जो साँस लेने या छोड़ने के समय अपनी गतिविधि प्रकट करते हैं - पृष्ठीय और उदर नाभिक (चित्र 86)। यदि न्यूरॉन की उत्तेजना साँस लेने के साथ मेल खाती है, तो इसे श्वसन के रूप में वर्गीकृत किया जाता है; यदि यह साँस छोड़ने के साथ मेल खाता है, तो इसे श्वसन के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। इन नाभिकों के न्यूरॉन्स ट्रंक के जालीदार गठन के साथ व्यापक संपर्क में हैं, जिसके माध्यम से परिधीय रिसेप्टर्स से अभिवाही संकेत श्वसन केंद्र तक पहुंचते हैं।

श्वसन केंद्र की कार्यप्रणाली और संरचना का आज भी कोई एकीकृत सिद्धांत नहीं है। इसलिए, एक परिकल्पना नीचे प्रस्तुत की गई है।

पृष्ठीय केन्द्रकइसमें न्यूरॉन्स होते हैं जो प्रेरणा के दौरान उत्तेजित होते हैं। इसमें दो मुख्य प्रकार के न्यूरॉन्स होते हैं:

ए) आईए न्यूरॉन्स (केवल साँस लेने के दौरान उत्तेजित);

बी) एफ-न्यूरॉन्स (आईए और आईजीआईडी ​​ठहराव समय के साथ एक साथ उत्तेजित)।

IA न्यूरॉन्स विशिष्ट श्वसन न्यूरॉन्स हैं। उनसे तंत्रिका आवेग रीढ़ की हड्डी (तीसरे और चौथे ग्रीवा खंड) में स्थित डायाफ्राम के मोटर न्यूरॉन्स तक प्रेषित होते हैं। उसी समय, Ia न्यूरॉन्स की उत्तेजना Iβ न्यूरॉन्स में संचारित होती है। हालाँकि, ये न्यूरॉन्स अपने आवेगों को डायाफ्राम के मोटर न्यूरॉन IA तक नहीं पहुंचाते हैं, उनकी उत्तेजना से श्वसन IA न्यूरॉन्स की गतिविधि में रुकावट आती है;

उदर नाभिक से संबंधित न्यूरॉन्स का समूह, जो पिछले वाले से 4-6 मिमी पूर्वकाल और पार्श्व में स्थित होता है, की लंबाई बड़ी होती है। उदर नाभिक के ऊपरी भाग में श्वसन न्यूरॉन्स होते हैं, और निचले हिस्से में श्वसन न्यूरॉन्स होते हैं। इन नाभिकों के अधिकांश तंत्रिका तंतु रीढ़ की हड्डी के वक्षीय खंडों से लेकर मोटर न्यूरॉन और इंटरकोस्टल मांसपेशियों और पेट की मांसपेशियों (प्रेरणा या समाप्ति की मांसपेशियों के अनुसार) तक जाते हैं। डायाफ्रामिक नाभिक के क्षेत्र में केवल 20-25% फाइबर शाखाएँ होती हैं।

पोंस के पूर्वकाल भाग में मेडुला ऑबोंगटा के केंद्रों के अलावा, चोटिरिगोर्बी प्लेट के ठीक पीछे एक और केंद्रक पाया गया, जो श्वास के नियमन में शामिल है - न्यूमोटैक्सिक केंद्र.

चावल। 86. 1 - पृष्ठीय केन्द्रक; 2 - उदर नाभिक; साथ- एपनेस्टिक सेंटर; 4 - न्यूमोटैक्सिक केंद्र; 5 - मस्तिष्क पुल

विषय अध्ययन की अवधि: 10 घंटे;

जिसमें से प्रति पाठ 4 घंटे; स्वतंत्र कार्य 6 घंटे

जगहप्रशिक्षण कक्ष

पाठ का उद्देश्य: श्वास नियमन के न्यूरोह्यूमोरल तंत्र का अध्ययन करें; शरीर की विभिन्न स्थितियों और अवस्थाओं में सांस लेने की विशेषताएं। श्वसन प्रणाली की कार्यात्मक स्थिति का अध्ययन करने के लिए तरीकों में महारत हासिल करना।

कार्य:

केंद्रीय श्वसन विनियमन तंत्र के कामकाज के बहु-स्तरीय संगठन और विशेषताओं को जानें;

"श्वसन केंद्र" की अवधारणा का सार जानें;

शरीर के अनुकूलन में रीढ़ की हड्डी के श्वसन मोटर न्यूरॉन्स और इंटरकोस्टल मांसपेशियों के प्रोप्रियोसेप्टर्स की भूमिका को सही ढंग से चित्रित करने में सक्षम हो।

विषय का पिछले पाठ की सामग्री से गहरा संबंध है। नैदानिक ​​​​अभ्यास और लोगों (अंतरिक्ष यात्री, पर्वतारोही, गोताखोर, आदि) के पेशेवर चयन के लिए, शरीर की विभिन्न कार्यात्मक अवस्थाओं, विकृति विज्ञान और विशेष पर्यावरणीय परिस्थितियों में सांस लेने के नियमन से संबंधित डेटा विशेष रुचि रखते हैं। श्वसन प्रणाली की कार्यात्मक स्थिति का आकलन करने के तरीकों का क्लिनिक में नैदानिक ​​​​उद्देश्यों के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

फुफ्फुसीय रक्त प्रवाह का विनियमनऑक्सीजन (अधिक सटीक रूप से, PaO2 में परिवर्तन) या तो वासोडिलेशन या वासोकोनस्ट्रक्शन का कारण बनता है। PaO2 में वृद्धि के प्रभाव में (उदाहरण के लिए, जब उच्च ऑक्सीजन सामग्री वाले कक्ष में रखा जाता है - हाइपरबेरिक ऑक्सीजनेशन या जब 100% ऑक्सीजन - एक ऑक्सीजन कुशन) लिया जाता है, तो फुफ्फुसीय संवहनी प्रतिरोध (आरपीवी) कम हो जाता है और वाहिकासंकीर्णन बढ़ जाता है। कम PaO2 के प्रभाव में (उदाहरण के लिए, जब पहाड़ों पर चढ़ते हैं), आरपीवी बढ़ता है और छिड़काव कम हो जाता है, रक्त वाहिकाओं के एसएमसी को प्रभावित करने वाले जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ (वासोकोनस्ट्रिक्टर और वैसोडिलेटर) असंख्य होते हैं, लेकिन उनके प्रभाव स्थानीय और अल्पकालिक होते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड (बढ़ी हुई PaCO2) का रक्त वाहिकाओं के लुमेन पर हल्का, क्षणिक और स्थानीय वैसोकॉन्स्ट्रिक्टर प्रभाव होता है: प्रोस्टेसाइक्लिन, नाइट्रिक ऑक्साइड, एसिटाइलकोलाइन, ब्रैडीकाइनिन, डोपामाइन, β-एड्रीनर्जिक लिगैंड्स: थ्रोम्बोक्सेन A2, α-एड्रीनर्जिक लिगेंड्स, एंजियोटेंसिन, ल्यूकोट्रिएन्स, न्यूरोपेप्टाइड्स, सेरोटोनिन, एंडोटिलिन, हिस्टामाइन, पीजी, बढ़ा हुआ PaCO2।

श्वास के तंत्रिका विनियमन का कार्य श्वसन न्यूरॉन्स द्वारा किया जाता है - मस्तिष्क के स्टेम भाग में स्थित कई तंत्रिका कोशिकाएं। श्वसन गति (श्वसन की मांसपेशियों के लिए अपवाही तंत्रिका आवेग) का नियंत्रण अनैच्छिक रूप से (मस्तिष्क तंत्र के श्वसन न्यूरॉन्स की स्वचालित लय, चित्र में - "ताल जनरेटर"), और स्वेच्छा से (इस मामले में, अपवाही तंत्रिका) दोनों तरह से किया जाता है। आवेग श्वसन मांसपेशियों में प्रवेश करते हैं, श्वसन न्यूरॉन्स (मस्तिष्क स्टेम) को दरकिनार करते हुए)। इन और अन्य श्वसन नियंत्रण सर्किटों का पर्याप्त कामकाज सामान्य श्वास (यूपनिया) सुनिश्चित करता है।

श्वास के नियमन का उद्देश्य दो कार्य करना है: पहला, श्वसन मांसपेशियों के संकुचन की आवृत्ति और बल का स्वचालित उत्पादन, और दूसरा, शरीर की वास्तविक जरूरतों के लिए श्वसन आंदोलनों की लय और गहराई का समायोजन (मुख्य रूप से) , धमनी रक्त के DPO2, DPCO2 और DpH और मस्तिष्क के अंतरकोशिकीय द्रव के DPCO2 और DpH के रूप में चयापचय मापदंडों में परिवर्तन)।

श्वसन विनियमन प्रणाली में 3 मुख्य ब्लॉक होते हैं: रिसेप्टर (कीमो- और बैरोरिसेप्टर जो मस्तिष्क तक जानकारी रिकॉर्ड और संचारित करते हैं), नियामक या नियंत्रण (श्वसन न्यूरॉन्स का एक सेट) और प्रभावकारक (श्वसन मांसपेशियां जो सीधे फेफड़ों को हवादार करती हैं)। इस प्रकार, संपूर्ण श्वसन विनियमन प्रणाली में कई परस्पर जुड़े नियामक सर्किट होते हैं।

तंत्रिका केंद्रमस्तिष्क तने में स्थित (मुख्य रूप से मेडुला ऑबोंगटा के भाग के रूप में)। श्वास विनियमन योजना श्वसन गतिविधियों के लिए एक लय जनरेटर और संवेदी जानकारी को एकीकृत करने के लिए एक केंद्र की उपस्थिति प्रदान करती है। शब्द "लय जनरेटर" और "संवेदी सूचना इंटीग्रेटर" को अमूर्त अभिन्न अवधारणाओं के रूप में समझा जाना चाहिए, न कि विशिष्ट तंत्रिका संरचनाओं के रूप में, क्योंकि सभी मामलों में विचाराधीन अवधारणाओं के लिए संरचनात्मक संरचनाओं का पत्राचार स्थापित नहीं किया गया है। लय जनरेटर में मुख्य रूप से मेडुला ऑबोंगटा में स्थित न्यूरॉन्स, साथ ही पोंस और मस्तिष्क स्टेम के कुछ अन्य हिस्से शामिल हैं। न्यूरॉन्स के विभिन्न समूह श्वसन आंदोलनों के विभिन्न चरणों में आवेगों - एक्शन पोटेंशिअल (एपी) - के अलग-अलग विस्फोट उत्पन्न करते हैं, जिसमें या तो मुख्य रूप से साँस लेने के दौरान (श्वसन न्यूरॉन्स) या मुख्य रूप से साँस छोड़ने के दौरान (श्वसन न्यूरॉन्स)।

श्वसन न्यूरॉन्स के पूरे सेट को संरचनात्मक दृष्टिकोण से उदर और पृष्ठीय श्वसन समूहों (क्रमशः वीडीजी और डीआरजी) में विभाजित किया गया है। वीडीजी और डीडीएच दोनों को द्विपक्षीय रूप से प्रस्तुत किया जाता है, अर्थात। डुप्लिकेट। पृष्ठीय श्वसन समूह (डीआरजी) में मुख्य रूप से श्वसन तंत्रिका कोशिकाएं होती हैं (स्वायत्त तंत्रिका तंत्र के नाभिक के एक महत्वपूर्ण परिसर के न्यूरॉन्स सहित - एकान्त पथ के नाभिक, जो वक्ष और पेट के गुहाओं के आंतरिक अंगों से संवेदी जानकारी प्राप्त करते हैं। ग्लोसोफेरीन्जियल और वेगस तंत्रिकाओं के तंत्रिका तंतु)। उदर श्वसन समूह (वीआरजी) में श्वसन और निःश्वसन दोनों न्यूरॉन्स होते हैं। रोस्ट्रो-कॉडल दिशा में, ईडीएच में एक रोस्ट्रल भाग होता है - बोटज़िंगर कॉम्प्लेक्स (इसमें मुख्य रूप से रेट्रोफेशियल न्यूक्लियस सहित श्वसन तंत्रिका कोशिकाएं होती हैं), मध्यवर्ती (इसमें मुख्य रूप से डबल और पैराडुप्लिकेट नाभिक के श्वसन न्यूरॉन्स होते हैं) और पुच्छ (श्वसन तंत्रिका कोशिकाएं शामिल होती हैं) रेट्रोडुप्लिकेट न्यूक्लियस) भाग। श्वसन न्यूरॉन्स से आवेगों की दिशा: 1. डीआरजी की तंत्रिका कोशिकाओं से ईडीएच तक, साथ ही प्रीमोटर न्यूरॉन्स तक, फिर मोटर न्यूरॉन्स और मुख्य श्वसन मांसपेशियों तक; 2. ईडीएच के मध्यवर्ती भाग से अंततः मुख्य और सहायक श्वसन मांसपेशियों तक; 3. ईडीएच के दुम भाग से सहायक श्वसन मांसपेशियों तक। आने वाले संकेत. लय जनरेटर सेरेब्रल कॉर्टेक्स से उतरने वाले आवेगों को प्राप्त करता है, साथ ही संवेदी सूचना इंटीग्रेटर की तंत्रिका कोशिकाओं से और सीधे केंद्रीय केमोरिसेप्टर्स से तंत्रिका संकेत प्राप्त करता है। आउटपुट सिग्नल. लय जनरेटर से तंत्रिका आवेगों को संबंधित कपाल तंत्रिका नाभिक (VII, IX-XII) की मोटर तंत्रिका कोशिकाओं में भेजा जाता है जो श्वसन की मांसपेशियों और रीढ़ की हड्डी के पूर्वकाल सींगों के मोटर न्यूरॉन्स (उनके अक्षतंतु के हिस्से के रूप में) को संक्रमित करते हैं। रीढ़ की हड्डी की नसें श्वसन मांसपेशियों की ओर निर्देशित होती हैं)।

जनरेटर की लयबद्ध गतिविधि का तंत्र स्थापित नहीं किया गया है। कई मॉडल प्रस्तावित किए गए हैं जो एक ही प्रकार की तंत्रिका कोशिकाओं (उदाहरण के लिए, विभिन्न आयन चैनलों की उपस्थिति), सिनैप्टिक कनेक्शन के स्पेक्ट्रम (विभिन्न न्यूरोट्रांसमीटर का उपयोग करके किए गए सहित) के समूहों के इलेक्ट्रोजेनिक झिल्ली की व्यक्तिगत विशेषताओं को ध्यान में रखते हैं। ), पेसमेकर (पेसमेकर गुणों के साथ) श्वसन न्यूरॉन्स (जिन्हें खोजा गया है) या स्थानीय तंत्रिका नेटवर्क के पेसमेकर गुणों की उपस्थिति। इस सवाल पर भी कोई स्पष्टता नहीं है कि लयबद्ध गतिविधि तंत्रिका कोशिकाओं के एक सीमित समूह की संपत्ति है या श्वसन न्यूरॉन्स के पूरे सेट की संपत्ति है। संवेदी सूचना इंटीग्रेटर श्वसन अंगों और श्वसन मांसपेशियों में स्थित विभिन्न प्रकार के कीमो- और मैकेनोरिसेप्टर्स से, मुख्य रक्त वाहिकाओं (परिधीय केमोरिसेप्टर्स) के साथ-साथ मेडुला ऑबोंगटा (केंद्रीय केमोरिसेप्टर्स) से संवेदनशील जानकारी प्राप्त करता है। इन प्रत्यक्ष संकेतों के अलावा, इंटीग्रेटर को विभिन्न मस्तिष्क संरचनाओं (केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के उच्च भागों सहित) द्वारा मध्यस्थता की गई बहुत सारी जानकारी प्राप्त होती है। इंटीग्रेटर की तंत्रिका कोशिकाओं से लय जनरेटर के न्यूरॉन्स को निर्देशित आवेग, उनसे होने वाले निर्वहन की प्रकृति को नियंत्रित करता है। संवेदनशील संरचनाएं, संकेत जिनसे प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से (संवेदी सूचना इंटीग्रेटर के माध्यम से) लय जनरेटर की लयबद्ध गतिविधि को प्रभावित करते हैं, उनमें परिधीय और केंद्रीय केमोरिसेप्टर, धमनी दीवार के बैरोरिसेप्टर, फेफड़ों और श्वसन मांसपेशियों के मैकेनोरिसेप्टर शामिल हैं। लय जनरेटर की गतिविधि पर सबसे महत्वपूर्ण प्रभाव परिधीय और केंद्रीय केमोरिसेप्टर्स द्वारा किए गए पीएच और रक्त गैसों का नियंत्रण है।

परिधीय रसायनग्राही(कैरोटिड और महाधमनी निकाय) धमनी रक्त में pH, PO2 (PaO2) और PCO2 रिकॉर्ड करें; वे विशेष रूप से PO2 (हाइपोक्सिमिया) में कमी और, कुछ हद तक, PCO2 (हाइपरकेनिया) में वृद्धि और pH (एसिडोसिस) में कमी के प्रति संवेदनशील होते हैं। कैरोटिड साइनस सामान्य कैरोटिड धमनी से इसकी शाखा के स्थान पर तुरंत आंतरिक कैरोटिड धमनी के लुमेन का विस्तार है। विस्तार के क्षेत्र में धमनी की दीवार में कई बैरोरिसेप्टर होते हैं जो रक्तचाप मूल्यों को रिकॉर्ड करते हैं और इस जानकारी को साइनस तंत्रिका (हेरिंग) के हिस्से के रूप में गुजरने वाले तंत्रिका तंतुओं के साथ केंद्रीय तंत्रिका तंत्र तक पहुंचाते हैं - की एक शाखा जिह्वा-ग्रसनी तंत्रिका. कैरोटिड शरीरसामान्य कैरोटिड धमनी के द्विभाजन के क्षेत्र में स्थित है। कैरोटिड शरीर के ग्लोमेरुलस में 2-3 प्रकार I कोशिकाएँ (ग्लोमस कोशिकाएँ) होती हैं जो सहायक कोशिकाओं (प्रकार II) से घिरी होती हैं। टाइप I कोशिकाएं अभिवाही तंत्रिका तंतुओं के टर्मिनलों के साथ सिनैप्स बनाती हैं। कैरोटिड शरीर में रक्त केशिकाओं के घने नेटवर्क में डूबे हुए कोशिकाओं (ग्लोमेरुली, ग्लोमस) के समूह होते हैं (शरीर के छिड़काव की तीव्रता शरीर में सबसे अधिक होती है, मस्तिष्क के छिड़काव से 40 गुना अधिक)। प्रत्येक ग्लोमेरुलस में 2-3 कीमोसेंसिटिव ग्लोमस कोशिकाएं होती हैं जो साइनस तंत्रिका के तंत्रिका तंतुओं की टर्मिनल शाखाओं के साथ सिनेप्स बनाती हैं, जो ग्लोसोफेरीन्जियल तंत्रिका की एक शाखा है। कणिकाओं में स्वायत्त तंत्रिका तंत्र के सहानुभूतिपूर्ण और पैरासिम्पेथेटिक डिवीजनों की तंत्रिका कोशिकाएं भी होती हैं। प्रीगैंग्लिओनिक सहानुभूति और पैरासिम्पेथेटिक तंत्रिका फाइबर इन न्यूरॉन्स और ग्लोमस कोशिकाओं पर समाप्त होते हैं, और बेहतर ग्रीवा सहानुभूति नाड़ीग्रन्थि से पोस्टगैंग्लिओनिक तंत्रिका फाइबर भी ग्लोमस कोशिकाओं पर समाप्त होते हैं [इन फाइबर के टर्मिनलों में प्रकाश (एसिटाइलकोलाइन) या दानेदार (कैटेकोलामाइन) सिनैप्टिक वेसिकल्स होते हैं]। ग्लोमस कोशिकाएं गैप जंक्शनों द्वारा एक दूसरे से जुड़ी होती हैं, उनके प्लाज़्मालेम्मा में वोल्टेज-गेटेड आयन चैनल होते हैं, कोशिकाएं एपी उत्पन्न कर सकती हैं और इसमें एसिटाइलकोलाइन, डोपामाइन, नॉरपेनेफ्रिन, पदार्थ पी और मेथिओनिन-एनकेफेलिन युक्त विभिन्न सिनैप्टिक पुटिकाएं होती हैं। DPO2, DPCO2 और DpH के पंजीकरण का तंत्र पूरी तरह से स्थापित नहीं किया गया है, लेकिन यह K+ चैनलों की नाकाबंदी की ओर जाता है, जो ग्लोमस कोशिकाओं के प्लाज़्मालेम्मा के विध्रुवण का कारण बनता है, वोल्टेज-निर्भर Ca2+ चैनलों का खुलना, इंट्रासेल्युलर वृद्धि और न्यूरोट्रांसमीटर का स्राव होता है। . महाधमनी(पैरा-महाधमनी) निकाय महाधमनी चाप की आंतरिक सतह पर बिखरे हुए हैं और इसमें ग्लोमस केमोसेंसिटिव कोशिकाएं होती हैं जो वेगस तंत्रिका के अभिवाही तत्वों के साथ सिनैप्स बनाती हैं। केंद्रीय रसायनग्राही(मस्तिष्क स्टेम की तंत्रिका कोशिकाएं) मस्तिष्क के अंतरकोशिकीय द्रव में pH और PCO2 को रिकॉर्ड करती हैं, वे विशेष रूप से PCO2 (हाइपरकेनिया) में वृद्धि के प्रति संवेदनशील होती हैं, और उनमें से कुछ pH (एसिडोसिस) में कमी के प्रति संवेदनशील होती हैं। यह महत्वपूर्ण है कि केंद्रीय केमोरिसेप्टर रक्त-मस्तिष्क बाधा से मध्य में स्थित हों, अर्थात। वे सामान्य परिसंचरण तंत्र में रक्त से अलग हो जाते हैं (विशेषकर, वे अधिक अम्लीय वातावरण में होते हैं)।

रक्त मस्तिष्क अवरोधमस्तिष्क की रक्त केशिकाओं की एंडोथेलियल कोशिकाओं द्वारा निर्मित। एंडोथेलियम और पेरिसाइट्स के आसपास की बेसमेंट झिल्ली, साथ ही एस्ट्रोसाइट्स, जिनके डंठल केशिका के बाहर पूरी तरह से घिरे हुए हैं, बाधा के घटक नहीं हैं। रक्त-मस्तिष्क अवरोध मस्तिष्क को रक्त संरचना में अस्थायी परिवर्तनों से बचाता है। केशिकाओं का निरंतर एन्डोथेलियम, जिनकी कोशिकाएं तंग जंक्शनों की श्रृंखलाओं द्वारा परस्पर जुड़ी होती हैं, रक्त-मस्तिष्क बाधा का आधार है। रक्त-मस्तिष्क अवरोध एक फिल्टर के रूप में कार्य करता है। तटस्थ पदार्थ (उदाहरण के लिए, O2 और CO2) और लिपिड-घुलनशील पदार्थ (उदाहरण के लिए, निकोटीन, एथिल अल्कोहल, हेरोइन) में सबसे बड़ी पारगम्यता होती है, लेकिन आयनों की पारगम्यता (उदाहरण के लिए, Na +, Cl -, H +, HCO) होती है। -3) कम है.

पीएच और PCO2. चूँकि CO2 के प्रति अवरोध की पारगम्यता अधिक है (H+ के विपरीत)।

HCO - 3), और CO2 कोशिका झिल्ली के माध्यम से आसानी से फैल जाता है, इससे यह पता चलता है कि बाधा के अंदर (अंतरालीय द्रव में, मस्तिष्कमेरु द्रव में, कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में) सापेक्ष एसिडोसिस देखा जाता है और PCO2 में वृद्धि से अधिक होता है रक्त की तुलना में पीएच मान में कमी। दूसरे शब्दों में, एसिडोसिस की स्थिति में, डीपीसीओ2 और डीपीएच के प्रति न्यूरॉन्स की रसायन संवेदनशीलता बढ़ जाती है।

एसिडोसिस-संवेदनशील (DPco2 और DpH के प्रति रसायनसंवेदनशील) न्यूरॉन्स, जिनकी गतिविधि फुफ्फुसीय वेंटिलेशन को प्रभावित करती है, मज्जा के वेंट्रोलेटरल भाग में, न्यूक्लियस एम्बिगुअस में, मेडुला ऑबोंगटा के एकान्त पथ के नाभिक में, साथ ही में पाए जाते हैं। हाइपोथैलेमस और लोकस कोएर्यूलस और रेफ़े पोंस नाभिक में। इनमें से कई कीमोसेंसिव न्यूरॉन्स सेरोटोनर्जिक तंत्रिका कोशिकाएं हैं।

धमनियों और शिराओं की दीवारों में बैरोरिसेप्टर।ये मैकेनोरिसेप्टर लुमेन और रक्त वाहिकाओं की दीवार में दबाव में परिवर्तन पर प्रतिक्रिया करते हैं, वे वेगस और ग्लोसोफेरीन्जियल तंत्रिकाओं से गुजरने वाले तंतुओं के टर्मिनलों द्वारा बनते हैं; बैरोरिसेप्टर विशेष रूप से महाधमनी चाप, कैरोटिड धमनियों, फुफ्फुसीय ट्रंक, फुफ्फुसीय धमनियों और प्रणालीगत और फुफ्फुसीय परिसंचरण की बड़ी नसों की दीवार में असंख्य हैं। बैरोरिसेप्टर रक्त परिसंचरण और श्वसन के रिफ्लेक्स विनियमन में शामिल होते हैं; रक्तचाप में वृद्धि से रिफ्लेक्स हाइपोवेंटिलेशन या यहां तक ​​कि श्वसन गिरफ्तारी (एपनिया) हो सकती है, और रक्तचाप में कमी हाइपरवेंटिलेशन का कारण बन सकती है।

वायुमार्ग और श्वसन रिसेप्टर्सवे फेफड़ों की मात्रा में परिवर्तन, विदेशी कणों और परेशान करने वाले पदार्थों की उपस्थिति को रिकॉर्ड करते हैं और वेगस और ग्लोसोफेरीन्जियल (ऊपरी वायुमार्ग से) तंत्रिकाओं के तंत्रिका तंतुओं के माध्यम से पृष्ठीय श्वसन समूह के न्यूरॉन्स तक जानकारी संचारित करते हैं। इस समूह के रिसेप्टर्स में धीरे-धीरे अनुकूलन करने वाले खिंचाव रिसेप्टर्स, तेजी से अनुकूलन करने वाले उत्तेजक रिसेप्टर्स और जे रिसेप्टर्स शामिल हैं। धीरे-धीरे खिंचाव रिसेप्टर्स को अपनानावायुमार्ग की एसएमसी दीवारों के बीच स्थित है। वे फेफड़े के ऊतकों की मात्रा में वृद्धि (फेफड़े के ऊतकों को फुलाना) पर प्रतिक्रिया करते हैं, वायुमार्ग की दीवार के खिंचाव को रिकॉर्ड करते हैं, और माइलिनेटेड तंत्रिका तंतुओं के साथ आवेगों के पैकेट का संचालन करते हैं। इन मैकेनोरिसेप्टर्स की एक विशेषता उनकी धीमी अनुकूलनशीलता है (जब रिसेप्टर्स उत्तेजित होते हैं, तो आवेग गतिविधि लंबे समय तक जारी रहती है)। जब वायुमार्ग का लुमेन फैलता है (ब्रोन्कोडायलेशन) तो ये रिसेप्टर्स उत्तेजित होते हैं और हेरिंग-ब्रेउर रिफ्लेक्स को ट्रिगर करते हैं (जब फेफड़े फुलाए जाते हैं, तो ज्वार की मात्रा कम हो जाती है और श्वसन दर बढ़ जाती है; दूसरे शब्दों में, हेरिंग-ब्रेउर रिफ्लेक्स का लक्ष्य होता है) साँस लेने की अवधि को दबाना और साँस छोड़ने की अवधि को बढ़ाना)। एक ही समय में और प्रतिवर्ती रूप से, टैचीकार्डिया होता है (हृदय गति में वृद्धि)। नवजात शिशुओं में, यह प्रतिवर्त सामान्य श्वास (यूपनिया) के दौरान ज्वार की मात्रा को नियंत्रित करता है। स्वस्थ वयस्कों में, रिफ्लेक्स केवल हाइपरपेनिया के साथ सक्रिय होता है - ज्वार की मात्रा में उल्लेखनीय वृद्धि (1 लीटर से अधिक), उदाहरण के लिए, महत्वपूर्ण शारीरिक परिश्रम के साथ। अवरोधक रोगों में, फेफड़ों की बढ़ी हुई मात्रा लगातार खिंचाव रिसेप्टर्स को उत्तेजित करती है, जिससे लंबे समय तक कठिन साँस छोड़ने की पृष्ठभूमि के खिलाफ अगली साँस लेने में देरी होती है। . तेजी से अनुकूलन (चिड़चिड़ाहट) रिसेप्टर्सबड़े वायुमार्गों की श्लेष्मा झिल्ली की उपकला कोशिकाओं के बीच स्थित होता है। वे (धीरे-धीरे अनुकूलन करने वाले खिंचाव रिसेप्टर्स की तरह) फेफड़े के ऊतकों की मजबूत मुद्रास्फीति पर प्रतिक्रिया करते हैं, लेकिन मुख्य रूप से कास्टिक गैसों (उदाहरण के लिए, अमोनिया), तंबाकू के धुएं, धूल, साँस लेने के दौरान प्रवेश करने वाली ठंडी हवा, साथ ही उपस्थिति पर भी प्रतिक्रिया करते हैं। दीवार में वायुमार्ग हिस्टामाइन (एलर्जी प्रतिक्रियाओं के दौरान मस्तूल कोशिकाओं से जारी), पीजी और ब्रैडीकाइनिन (इसलिए उन्हें चिड़चिड़ा रिसेप्टर्स भी कहा जाता है)। रिसेप्टर्स से उत्तेजना वेगस तंत्रिका के माइलिनेटेड अभिवाही तंत्रिका तंतुओं के साथ फैलती है। इन रिसेप्टर्स की एक विशेषता उनकी तीव्र अनुकूलन क्षमता है (जब रिसेप्टर्स उत्तेजित होते हैं, तो आवेग गतिविधि व्यावहारिक रूप से एक सेकंड के भीतर बंद हो जाती है)। जब उत्तेजक रिसेप्टर्स उत्तेजित होते हैं, तो वायुमार्ग का प्रतिरोध बढ़ जाता है, और प्रतिक्रियात्मक रूप से, सांस रोकना और खांसी होने लगती है। जे रिसेप्टर्स(अंग्रेजी से "जक्सटैकैपिलरी" - पेरी-कैपिलरी) इंटरलेवोलर सेप्टा में स्थित होते हैं और कीमो- और मैकेनोरिसेप्टर दोनों होते हैं। जे-रिसेप्टर्स तब उत्तेजित होते हैं जब फेफड़े के ऊतक अधिक खिंच जाते हैं, साथ ही जब विभिन्न एक्सो- और अंतर्जात रासायनिक यौगिकों (कैप्सैसिन, हिस्टामाइन, ब्रैडीकाइनिन, सेरोटोनिन, पीजी) के संपर्क में आते हैं। इन रिसेप्टर्स से आवेगों के पैकेट वेगस तंत्रिका के अनमाइलिनेटेड तंत्रिका फाइबर (सी-फाइबर) के साथ केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में भेजे जाते हैं। इन रिसेप्टर्स की उत्तेजना से सांस को प्रतिवर्त रूप से रोका जाता है, जिसके बाद बार-बार और उथली सांस लेने की उपस्थिति होती है, वायुमार्ग के लुमेन का संकुचन (ब्रोंकोकन्स्ट्रिक्शन), बलगम का स्राव बढ़ जाता है, साथ ही रक्तचाप में गिरावट और हृदय में कमी होती है। दर (ब्रैडीकार्डिया)। श्वास कष्ट। जे-रिसेप्टर्स फुफ्फुसीय केशिकाओं में रक्त के अतिप्रवाह और एल्वियोली के अंतरालीय द्रव की मात्रा में वृद्धि पर प्रतिक्रिया करते हैं, जो बाएं वेंट्रिकुलर विफलता के साथ संभव है और डिस्पेनिया (सांस की तकलीफ) की ओर जाता है।

एक्स्ट्रापल्मोनरी रिसेप्टर्स

चेहरे और नाक गुहा के रिसेप्टर्स. पानी में डुबाने पर उनकी उत्तेजना प्रतिवर्ती रूप से श्वसन अवरोध, मंदनाड़ी और छींक का कारण बनती है। नासॉफरीनक्स और ग्रसनी के रिसेप्टर्स. जब वे उत्तेजित होते हैं, तो एक मजबूत प्रेरणात्मक प्रयास ("सूँघना") विकसित होता है, जो विदेशी सामग्री को नासॉफिरिन्क्स से ग्रसनी तक ले जाता है। ये रिसेप्टर्स निगलने के लिए भी महत्वपूर्ण हैं, जब स्वरयंत्र विदर एक ही समय में बंद हो जाता है (हालांकि, नवजात शिशु एक ही समय में सांस ले सकते हैं और निगल सकते हैं)। स्वरयंत्र रिसेप्टर्स. उनकी जलन प्रतिवर्ती रूप से श्वसन गिरफ्तारी (एपनिया), खाँसी और विदेशी सामग्री को श्वसन पथ (आकांक्षा) में प्रवेश करने से रोकने के लिए आवश्यक मजबूत श्वसन आंदोलनों का कारण बनती है। जोड़ों और मांसपेशियों के मैकेनोरिसेप्टर(न्यूरोमस्कुलर स्पिंडल सहित)। उनसे आने वाली जानकारी मांसपेशियों के संकुचन के प्रतिवर्त नियमन के लिए आवश्यक है। कुछ हद तक इन रिसेप्टर्स की उत्तेजना सांस की तकलीफ (डिस्पेनिया) की अनुभूति का कारण बनती है, जो तब होती है जब सांस लेने के लिए बहुत अधिक प्रयास की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, वायुमार्ग की रुकावट के साथ)। दर्द और तापमान रिसेप्टर्स. विभिन्न अभिवाही तंत्रिकाओं की उत्तेजना की प्रतिक्रिया में वेंटिलेशन में परिवर्तन हो सकता है। इस प्रकार, दर्द की प्रतिक्रिया में, सांस रोकना अक्सर देखा जाता है, इसके बाद हाइपरवेंटिलेशन होता है।

सीएनएस और फुफ्फुसीय वेंटिलेशन. केंद्रीय तंत्रिका तंत्र न केवल एक लय जनरेटर और इस केंद्रीय जनरेटर के एक न्यूनाधिक (चित्र में "संवेदी सूचना एकीकरणकर्ता") के रूप में कार्य करता है, न केवल वायुमार्ग के अन्य कार्यों के प्रदर्शन के संबंध में लय जनरेटर की गतिविधि को प्रभावित करता है ( आवाज निर्माण और गंध), लेकिन केंद्रीय तंत्रिका तंत्र द्वारा नियंत्रित अन्य कार्य करते समय श्वसन लय के मापदंडों को भी नियंत्रित करता है (उदाहरण के लिए, चबाना, निगलना, उल्टी, शौच, थर्मोरेग्यूलेशन, विभिन्न भावनाएं, नींद से जागना, और इसी तरह) . केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के इन भागों में, विशेष रूप से, पोंटीन रेटिकुलर गठन, सेरेब्रम का लिम्बिक लोब, डाइएनसेफेलॉन का हाइपोथैलेमस और सेरेब्रल कॉर्टेक्स शामिल हैं। नींद और साँस लेना. जागते समय की तुलना में नींद के दौरान सांस लेने पर कम सख्ती से नियंत्रण किया जाता है; साथ ही, नींद का सांस लेने के मापदंडों पर और सबसे पहले, डी पीसीओ2 के प्रति केमोरिसेप्टर्स की संवेदनशीलता और सांस लेने की लय पर एक शक्तिशाली प्रभाव पड़ता है। धीमी-तरंग नींद के चरण के दौरान, सांस लेने की लय आमतौर पर जागने की तुलना में अधिक नियमित हो जाती है, लेकिन डी पीसीओ2 के प्रति केमोरिसेप्टर्स की संवेदनशीलता कम हो जाती है, साथ ही श्वसन मांसपेशियों और ग्रसनी की मांसपेशियों पर अपवाही प्रभाव भी कम हो जाता है। आरईएम नींद चरण के दौरान, डीपी पीसीओ2 के प्रति संवेदनशीलता और कम हो जाती है, लेकिन सांस लेने की लय अनियमित हो जाती है (किसी भी लय की अनुपस्थिति तक)। बार्बिटुरेट्स लय जनरेटर की गतिविधि को दबा देते हैं और नींद के दौरान एपनिया की अवधि बढ़ा देते हैं। नींद के दौरान श्वसन संबंधी विकार, या स्लीप एपनिया सिंड्रोम (पैथोलॉजिकल खर्राटे सिंड्रोम, स्लीप एपनिया-हाइपोपेनिया सिंड्रोम और मोटापा-हाइपोवेंटिलेशन सिंड्रोम के बीच अंतर) अवरोधक (मोटापा, ऑरोफरीनक्स का छोटा आकार) या गैर-अवरोधक (सीएनएस पैथोलॉजी) कारणों से हो सकता है। . स्लीप एपनिया आमतौर पर मिश्रित होता है, जिसमें प्रतिरोधी और तंत्रिका संबंधी विकार शामिल होते हैं। मरीजों को एक रात में नींद के दौरान ऐसे सैकड़ों प्रकरण हो सकते हैं। ऑब्सट्रक्टिव स्लीप एपनिया कई नींद विकारों में से एक है (घटना: सामान्य वयस्क आबादी का 8-12%)। आधे से अधिक मामले गंभीर होते हैं और नींद के दौरान अचानक मौत हो सकती है।

होमोस्टैसिस के कई मापदंडों को बनाए रखने के लिए बाहरी श्वसन क्रिया का पर्याप्त प्रदर्शन आवश्यक है और सबसे पहले, रक्त ऑक्सीजन संतृप्ति (PaO2) और रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री - CO2 (PaCO2) और pH (DPo2, DPco2 और DpH) , विशेष रूप से हाइपोक्सिया और हाइपरकेनिया की अवधारणा।

एसिड बेस संतुलन

एएसआर का मूल्यांकन पीएच मान के साथ-साथ मानक बुनियादी संकेतकों द्वारा किया जाता है।

पीएच- हाइड्रोजन सूचकांक - माध्यम में दाढ़ मान का ऋणात्मक दशमलव लघुगणक। शरीर के तरल पदार्थों का पीएच उनमें कार्बनिक और अकार्बनिक एसिड और क्षार की सामग्री पर निर्भर करता है। अम्ल एक ऐसा पदार्थ है जो विलयन में प्रोटॉन दाता के रूप में कार्य करता है। क्षार एक ऐसा पदार्थ है जो विलयन में प्रोटॉन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है।

आम तौर पर, शरीर बुनियादी (क्षारीय) उत्पादों की तुलना में लगभग 20 गुना अधिक अम्लीय उत्पाद पैदा करता है। इस संबंध में, शरीर में उन प्रणालियों का प्रभुत्व है जो अम्लीय गुणों वाले अतिरिक्त यौगिकों के तटस्थता, उत्सर्जन और स्राव को सुनिश्चित करते हैं। इन प्रणालियों में एएसआर को विनियमित करने के लिए रासायनिक बफर सिस्टम और शारीरिक तंत्र शामिल हैं। रासायनिक बफर सिस्टम को बाइकार्बोनेट, फॉस्फेट, प्रोटीन और हीमोग्लोबिन बफर द्वारा दर्शाया जाता है। बफर सिस्टम के संचालन का सिद्धांत मजबूत एसिड और मजबूत आधारों को कमजोर में बदलना है। इन प्रतिक्रियाओं को इंट्रा- और बाह्यकोशिकीय (रक्त, अंतरकोशिकीय, रीढ़ की हड्डी और अन्य तरल वातावरण में) दोनों तरह से महसूस किया जाता है, लेकिन बड़े पैमाने पर - कोशिकाओं में। हाइड्रोकार्बोनेट बफर सिस्टम रक्त और अंतरालीय द्रव का मुख्य बफर है और रक्त की बफर क्षमता का लगभग आधा और प्लाज्मा और अंतरालीय द्रव का 90% से अधिक बनाता है। बाह्य कोशिकीय द्रव के हाइड्रोकार्बोनेट बफर में कार्बोनिक एसिड - H2CO3 और सोडियम बाइकार्बोनेट - NaHCO3 का मिश्रण होता है। कोशिकाओं में कार्बोनिक एसिड नमक में पोटेशियम और मैग्नीशियम होते हैं। बाइकार्बोनेट बफर की कार्यप्रणाली बाहरी श्वसन और गुर्दे के कार्य से जुड़ी होती है। बाह्य श्वसन प्रणाली रक्त में Pco2 के इष्टतम स्तर को बनाए रखती है (और, परिणामस्वरूप, H2CO3 की सांद्रता), और गुर्दे HCO3- आयन की सामग्री को बनाए रखते हैं। एसिडोसिस की विशेषता शरीर में एसिड की सापेक्ष या पूर्ण अधिकता है। एसिडोसिस के दौरान रक्त में, [H+] में पूर्ण या सापेक्ष वृद्धि होती है और pH सामान्य से कम हो जाता है (<7,39; компенсированный ацидоз при значениях рН 7,38–7,35; при рН 7,34 и ниже - некомпенсированный ацидоз). श्वसन अम्लरक्ततावायुकोशीय वेंटिलेशन (हाइपोवेंटिलेशन) की मात्रा में कमी, शरीर में CO2 के बढ़ते गठन और शरीर में CO2 के अत्यधिक सेवन के साथ विकसित होता है। फेफड़ों के हाइपोवेंटिलेशन से हाइपरकेनिया (रक्त में PCO2 का बढ़ना) होता है। श्वसन एसिडोसिस के साथ, अनुपात का भाजक / (यानी, कार्बोनिक एसिड की एकाग्रता) बढ़ जाता है। श्वसन एसिडोसिस रक्त में अतिरिक्त CO2 के जमा होने और उसके बाद उसमें कार्बोनिक एसिड की सांद्रता में वृद्धि के कारण होता है। इस तरह के परिवर्तन श्वसन पथ में रुकावट (ब्रोन्कियल अस्थमा, ब्रोंकाइटिस, वातस्फीति, विदेशी निकायों की आकांक्षा के साथ), फेफड़ों के बिगड़ा हुआ अनुपालन (उदाहरण के लिए, निमोनिया या हेमोथोरैक्स, एटेलेक्टासिस, फुफ्फुसीय रोधगलन, डायाफ्राम के पैरेसिस के साथ) के साथ देखे जाते हैं। कार्यात्मक "मृत" स्थान में वृद्धि (उदाहरण के लिए, फेफड़े के ऊतकों के हाइपोपरफ्यूजन के साथ), श्वास का अनियमित होना (उदाहरण के लिए, एन्सेफलाइटिस, सेरेब्रोवास्कुलर दुर्घटनाओं, पोलियोमाइलाइटिस के साथ)। अंतर्जात CO2 का उत्पादन बढ़ा। कुछ समय के बाद शरीर में CO2 के उत्पादन में वृद्धि (फेफड़ों के वेंटिलेशन द्वारा क्षतिपूर्ति नहीं) श्वसन एसिडोसिस के विकास की ओर ले जाती है। ऐसे परिवर्तन तब देखे जाते हैं जब बुखार, सेप्सिस, विभिन्न मूल के लंबे समय तक ऐंठन, हीट स्ट्रोक के साथ-साथ बड़ी मात्रा में कार्बोहाइड्रेट (उदाहरण के लिए, ग्लूकोज) के पैरेंट्रल प्रशासन वाले रोगियों में कैटोबोलिक प्रक्रियाएं सक्रिय होती हैं। चयापचय में अतिरिक्त कार्बोहाइड्रेट के शामिल होने से CO2 का उत्पादन भी बढ़ जाता है। इस प्रकार, इस स्थिति में, शरीर में CO2 का संचय फेफड़ों के अपर्याप्त (अपर्याप्त) वेंटिलेशन का परिणाम है। शरीर में CO2 का अत्यधिक सेवन (बाद में कार्बोनिक एसिड के निर्माण के साथ) तब देखा जाता है जब अपर्याप्त रूप से बढ़ी हुई CO2 सामग्री के साथ एक श्वास गैस मिश्रण की आपूर्ति की जाती है (उदाहरण के लिए, स्पेससूट, पनडुब्बी, विमान में) या जब बड़ी संख्या में लोग अंदर होते हैं एक सीमित स्थान (उदाहरण के लिए, एक खदान या छोटे कमरे में)।

चयाचपयी अम्लरक्तता- नियंत्रण प्रणाली के उल्लंघन के सबसे आम और खतरनाक रूपों में से एक। मेटाबोलिक एसिडोसिस के साथ, अनुपात का अंश / (यानी, बाइकार्बोनेट की सांद्रता) कम हो जाता है। विशिष्ट अभिव्यक्तियों में से एक वायुकोशीय वेंटिलेशन में प्रतिपूरक वृद्धि है। गंभीर मेटाबोलिक एसिडोसिस में (एसीटोन, एसिटोएसेटिक और बी-हाइड्रॉक्सीब्यूट्रिक एसिड के कारण कीटोएसिडोसिस सहित, जो मधुमेह मेलेटस, लंबे समय तक उपवास, लंबे समय तक ज्वर की स्थिति, शराब का नशा, व्यापक जलन और सूजन के साथ हो सकता है), गहरी और शोर वाली सांसें विकसित हो सकती हैं - आवधिक कुसमौल साँस लेना ("अम्लीय श्वास")। ऐसी श्वास के विकास का कारण: रक्त प्लाज्मा (और अन्य जैविक तरल पदार्थों में) में एच+ सामग्री में वृद्धि श्वसन न्यूरॉन्स के लिए एक उत्तेजना है। हालाँकि, जैसे-जैसे Pco2 कम होता है और तंत्रिका तंत्र को नुकसान बढ़ता है, श्वसन केंद्र की उत्तेजना कम हो जाती है और समय-समय पर सांस लेने का विकास होता है। क्षारमयता की विशेषता शरीर में क्षारों की सापेक्ष या पूर्ण अधिकता है। क्षारीयता वाले रक्त में, [H+] में पूर्ण या सापेक्ष कमी होती है या पीएच (>7.39; 7.40-7.45) में वृद्धि होती है - 7.40-7.45 के पीएच मान पर क्षतिपूर्ति क्षारमयता; पीएच 7.46 और उससे अधिक पर - अप्रतिपूर्ति क्षारमयता ). श्वसन क्षारमयतावायुकोशीय वेंटिलेशन (हाइपरवेंटिलेशन) की मात्रा में वृद्धि के साथ विकसित होता है। हाइपरवेंटिलेशन (प्रभावी वायुकोशीय वेंटिलेशन में वृद्धि) के साथ, फेफड़ों में वेंटिलेशन की मात्रा शरीर में उत्पादित CO2 को पर्याप्त रूप से हटाने के लिए आवश्यक से अधिक हो जाती है। फेफड़ों के हाइपरवेंटिलेशन से हाइपोकेनिया (रक्त में पीसीओ2 में कमी), रक्त में कार्बोनिक एसिड के स्तर में कमी और गैस (श्वसन) क्षारमयता का विकास होता है। श्वसन क्षारमयता के साथ, अनुपात का भाजक / (यानी, कार्बोनिक एसिड की एकाग्रता) कम हो जाता है। श्वसन क्षारमयता ऊंचाई और पर्वतीय बीमारी के साथ विकसित होती है; विक्षिप्त और उन्मादी अवस्थाएँ; मस्तिष्क क्षति (कंसक्शन, स्ट्रोक, नियोप्लाज्म); फेफड़ों के रोग (उदाहरण के लिए, निमोनिया, अस्थमा), हाइपरथायरायडिज्म; गंभीर बुखार जैसी प्रतिक्रिया; नशीली दवाओं का नशा (उदाहरण के लिए, सैलिसिलेट्स, सिम्पैथोमिमेटिक्स, प्रोजेस्टोजेन); वृक्कीय विफलता; अत्यधिक और लंबे समय तक दर्द या थर्मल जलन; अतिताप और कई अन्य स्थितियाँ। इसके अलावा, कृत्रिम फुफ्फुसीय वेंटिलेशन (एएलवी) का उल्लंघन होने पर गैस अल्कलोसिस का विकास संभव है, जिससे हाइपरवेंटिलेशन होता है। चयापचय क्षारमयतारक्त पीएच में वृद्धि और बाइकार्बोनेट एकाग्रता में वृद्धि की विशेषता। यह स्थिति हाइपोक्सिया की विशेषता है, जो फेफड़ों के हाइपोवेंटिलेशन (रक्त में [एच+] में कमी के कारण और, परिणामस्वरूप, श्वसन न्यूरॉन्स की कार्यात्मक गतिविधि में कमी के कारण) और वृद्धि के कारण विकसित होती है। रक्त में H+ सामग्री में कमी के कारण ऑक्सीजन के लिए Hb की आत्मीयता, जिससे HbO2 के पृथक्करण और ऊतकों को ऑक्सीजन की आपूर्ति में कमी आती है।

श्वास (फेफड़ों में बाहरी श्वसन, रक्त में गैसों का परिवहन और ऊतक श्वसन) का उद्देश्य कोशिकाओं, ऊतकों, अंगों और शरीर को ऑक्सीजन की आपूर्ति करना है। श्वसन क्रिया के अपर्याप्त प्रदर्शन से ऑक्सीजन भुखमरी - हाइपोक्सिया का विकास होता है।

हाइपोक्सिया(ऑक्सीजन भुखमरी, ऑक्सीजन की कमी) - एक ऐसी स्थिति जो शरीर में अपर्याप्त ऑक्सीजन आपूर्ति और/या ऊतक श्वसन के दौरान ऑक्सीजन अवशोषण में कमी के परिणामस्वरूप होती है। हाइपोजेमिया(सामान्य स्तर की तुलना में रक्त तनाव और ऑक्सीजन स्तर में कमी) को अक्सर हाइपोक्सिया के साथ जोड़ा जाता है। एनोक्सिया (ऑक्सीजन की कमी और जैविक ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं की समाप्ति) और एनोक्सिमिया (रक्त में ऑक्सीजन की कमी) पूरे जीवित जीव में नहीं देखी जाती है, ये स्थितियाँ प्रायोगिक या विशेष (व्यक्तिगत अंगों का छिड़काव) स्थितियों से संबंधित हैं;

ऊंचाई से बीमारीपहाड़ों पर चढ़ते समय देखा गया, जहां शरीर न केवल हवा में कम ऑक्सीजन सामग्री और कम बैरोमीटर के दबाव के संपर्क में आता है, बल्कि अधिक या कम स्पष्ट शारीरिक गतिविधि, ठंडक, बढ़ी हुई सूर्यातप और मध्य और उच्च ऊंचाई के अन्य कारकों के संपर्क में भी आता है।

ऊंचाई से बीमारीखुले विमान में, लिफ्ट की कुर्सियों पर, और जब दबाव कक्ष में दबाव कम हो जाता है, तब अधिक ऊंचाई पर जाने वाले लोगों में विकसित होता है। इन मामलों में, शरीर मुख्य रूप से साँस की हवा में कम PO2 और बैरोमीटर के दबाव से प्रभावित होता है।

विसंपीडन बीमारीबैरोमीटर के दबाव में तेज कमी देखी गई (उदाहरण के लिए, 10,000-11,000 मीटर से अधिक की ऊंचाई पर विमान के अवसादन के परिणामस्वरूप)। इस मामले में, एक जीवन-घातक स्थिति बनती है, जो अपने तीव्र या यहां तक ​​कि बिजली-तेज़ पाठ्यक्रम में पहाड़ और ऊंचाई की बीमारी से भिन्न होती है।

हाइपरकेपनिया- शरीर के तरल पदार्थों में अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड। यदि वायुकोशीय PCO2 का स्तर 60 से 75 मिमी Hg तक बढ़ जाता है। साँस गहरी और बार-बार आती है, और डिस्पेनिया (सांस कम होने की व्यक्तिपरक अनुभूति) अधिक गंभीर हो जाती है। जैसे ही पीसीओ2 80 से 100 मिमी एचजी तक बढ़ जाता है, सुस्ती और उदासीनता, कभी-कभी अर्ध-बेहोशी की स्थिति उत्पन्न हो जाती है। 120 और 150 mmHg के बीच PCO2 स्तर पर मृत्यु हो सकती है। मांसपेशियों के काम के लिए श्वसन प्रणाली का अनुकूलन (अनुकूलन), असामान्य वातावरण (कम और उच्च बैरोमीटर का दबाव, हाइपोक्सिया, प्रदूषित वातावरण, आदि) की स्थितियों के साथ-साथ श्वसन विकारों का सही निदान और उपचार निर्धारित किया जाता है। श्वसन और गैस विनिमय के बुनियादी शारीरिक सिद्धांतों की समझ की गहराई। श्वसन संबंधी कई बीमारियाँ अपर्याप्त वेंटिलेशन का परिणाम हैं, जबकि अन्य वायुजनित अवरोध के पार ख़राब प्रसार का परिणाम हैं। बढ़े हुए बैरोमीटर के दबाव का प्रभाव(हाइपरबेरिया)। पानी में डुबाने पर दबाव हर 10 मीटर की गहराई पर 1 एटीएम बढ़ जाता है (घुलनशील गैसों की मात्रा तदनुसार बढ़ जाती है)। दबाव कक्षों के निर्माण से गहरे समुद्र में गोता लगाए बिना मानव शरीर पर बढ़े हुए बैरोमीटर के दबाव और उच्च गैस दबाव दोनों के प्रभाव का अध्ययन करना संभव हो गया। PO2 पर लगभग 3000 मिमी एचजी। (लगभग 4 एटीएम) ऑक्सीजन की कुल मात्रा जो एचबी से बंधी नहीं है, लेकिन रक्त में भौतिक रूप से घुली हुई है, 9 मिली/100 मिली रक्त है। मस्तिष्क तीव्र ऑक्सीजन विषाक्तता के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील है। 4 एटीएम के O2 दबाव वाले वातावरण में 30 मिनट के संपर्क के बाद, ऐंठन वाले दौरे पड़ते हैं, जिसके बाद कोमा होता है। तंत्रिका तंत्र पर O2 का विषाक्त प्रभाव तथाकथित की क्रिया के कारण होता है। ऑक्सीजन के सक्रिय रूप (सिंगललेट - 1O2, सुपरऑक्साइड रेडिकल - O2–, हाइड्रोजन पेरोक्साइड - H2O2, हाइड्रॉक्सिल रेडिकल - OH–)। कई घंटों तक O2 की उच्च सांद्रता वाले गैस मिश्रण में सांस लेने से फेफड़ों को नुकसान हो सकता है। पहले पैथोलॉजिकल परिवर्तन फुफ्फुसीय केशिकाओं की एंडोथेलियल कोशिकाओं में पाए जाते हैं। स्वस्थ स्वयंसेवकों में, सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर शुद्ध ऑक्सीजन लेते समय, 24 घंटों के बाद, छाती में अप्रिय संवेदनाएं उत्पन्न होती हैं, जो गहरी सांस लेने से बढ़ जाती हैं। इसके अलावा, उनकी फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता 500-800 मिलीलीटर कम हो जाती है। यह तथाकथित अवशोषण एटेलेक्टैसिस का कारण बनता है, जो शिरापरक रक्त में O2 के तीव्र संक्रमण और एल्वियोली के तेजी से पतन के कारण होता है। पोस्टऑपरेटिव एटेलेक्टैसिस अक्सर उच्च O2 सामग्री वाले गैस मिश्रण में सांस लेने वाले रोगियों में होता है। इसके निचले हिस्सों में फेफड़े के पैरेन्काइमा के ढहने की विशेष रूप से उच्च संभावना होती है, जहां फेफड़े के पैरेन्काइमा का विस्तार सबसे कम होता है।

गोताखोरी के दौरान, N2 का आंशिक दबाव बढ़ जाता है, जिससे यह कम घुलनशील गैस ऊतकों में जमा हो जाती है। चढ़ाई के दौरान, नाइट्रोजन को ऊतकों से धीरे-धीरे हटा दिया जाता है। यदि विसंपीड़न बहुत तेजी से होता है, तो नाइट्रोजन के बुलबुले बनेंगे। बड़ी संख्या में छाले दर्द के साथ होते हैं, विशेषकर जोड़ों में ( विसंपीडन बीमारी). गंभीर मामलों में, दृश्य हानि, बहरापन और यहां तक ​​कि पक्षाघात भी हो सकता है। डिकंप्रेशन बीमारी का इलाज करने के लिए, पीड़ित को एक विशेष उच्च दबाव वाले कक्ष में रखा जाता है।

पाठ के उद्देश्यों को प्राप्त करने के लिए आवश्यक छात्रों का बुनियादी ज्ञान:

जानना:

श्वसन केंद्र का संगठन और श्वास के नियमन में इसके विभिन्न भागों की भूमिका।

श्वास नियमन के तंत्र (न्यूरो-रिफ्लेक्स और न्यूरो-ह्यूमोरल) और उन्हें साबित करने वाले प्रयोग (फ्रेडरिक और हेमैन्स का प्रयोग)।

शरीर की विभिन्न स्थितियों के लिए फेफड़ों के वेंटिलेशन के प्रकार।

करने में सक्षम हों:

श्वसन केंद्र और केंद्रीय श्वसन तंत्र के संगठन के चित्र बनाएं।

शरीर की विभिन्न कार्यात्मक अवस्थाओं के लिए न्यूमोग्राम बनाएं।

डोनर्स मॉडल का चित्र बनाइये।

पाठ के लिए स्व-तैयारी के लिए प्रश्न।

श्वसन केंद्र. इसकी संरचना और कार्य के बारे में आधुनिक विचार। श्वसन केंद्र का स्वचालन.

श्वास नियमन का रीढ़ की हड्डी का स्तर। श्वास के नियमन में श्वसन मांसपेशियों के प्रोप्रियोसेप्टर्स की भूमिका।

फुफ्फुसीय वेंटिलेशन की आवधिकता और इष्टतम स्तर को बनाए रखने में मेडुला ऑबोंगटा और पोन्स की भूमिका।

शरीर की विभिन्न अनुकूली प्रतिक्रियाओं के दौरान श्वास के नियमन में लिम्बिक प्रणाली के हाइपोथैलेमस और सेरेब्रल कॉर्टेक्स की भूमिका।

श्वसन का हास्य विनियमन: ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड की भूमिका को रिकॉर्ड करने वाले प्रयोग।

उच्च और निम्न वायुमंडलीय दबाव की स्थितियों में सांस लेना। कैसॉन रोग. पहाड़ी बीमारी.

नवजात शिशु की पहली सांस का तंत्र।

शैक्षिक, व्यावहारिक और अनुसंधान कार्य:

कार्य क्रमांक 1

वीडियो "सांस को नियंत्रित करना" देखें और निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दें।

श्वसन केंद्र की संरचना के बारे में आधुनिक विचार क्या हैं?

साँस लेने और छोड़ने का सही परिवर्तन क्या निर्धारित करता है?

एपनिया, डिस्पेनिया, हाइपरपेनिया क्या है?

रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की अधिकता और ऑक्सीजन की कमी का श्वसन केंद्र पर क्या प्रभाव पड़ता है?

हाइपरकेनिया, हाइपोकेनिया क्या है?

हाइपोक्सिया क्या है?

हाइपोक्सिमिया क्या है?

श्वास के नियमन में कीमोरिसेप्टर्स की क्या भूमिका है?

साँस लेने की आवृत्ति और गहराई को विनियमित करने में फेफड़े के मैकेनोरिसेप्टर्स की क्या भूमिका है?

शिशु की पहली सांस का कारण क्या है?

डीकंप्रेसन बीमारी किन परिस्थितियों में और क्यों हो सकती है?

ऊंचाई या पहाड़ी बीमारी का कारण क्या है और यह कैसे प्रकट होता है?

आप कौन सी सुरक्षात्मक श्वास संबंधी प्रतिक्रियाएँ जानते हैं?

कार्य क्रमांक 2

स्थितिजन्य कार्यों का विश्लेषण करें:

मनमाने ढंग से सांस रोकने के बाद, विषय की इच्छा की परवाह किए बिना, सांस लेना स्वचालित रूप से फिर से शुरू हो जाता है। क्यों?

जब दबाव सूट को दबाया जाता है तो अंतरिक्ष यात्री का खून उच्च ऊंचाई पर "उबाल" क्यों सकता है?

आप कैसे बता सकते हैं कि जो बच्चा अचानक मर गया वह जन्म के तुरंत बाद सांस ले रहा था या नहीं?

एक गंभीर रूप से बीमार मरीज को अस्पताल में भर्ती कराया गया था, डॉक्टर के पास कार्बोजन (95% ओ2 और 6% सीओ2) और शुद्ध ऑक्सीजन है। डॉक्टर क्या चुनेगा और क्यों?

विभिन्न स्तरों पर मस्तिष्क ट्रांसेक्शन वाले कुत्तों पर प्रयोग किए गए: 1) ग्रीवा और वक्षीय रीढ़ की हड्डी के बीच ट्रांसेक्शन; 2) मेडुला ऑबोंगटा और रीढ़ की हड्डी के बीच का संक्रमण। इन प्रयोगों में कुत्तों में क्या परिवर्तन देखे गए? अपने उत्तर स्पष्ट करें.

1.व्याख्यान सामग्री.

2.मानव शरीर क्रिया विज्ञान: पाठ्यपुस्तक/सं. वी.एम.स्मिरनोवा

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