Na regulácii dýchania sa podieľajú štruktúry miechy, predĺženej miechy, mosta, hypotalamu a kôry mozgových hemisfér.
Vedúca úloha v organizácii dýchania patrí dýchaciemu centru medulla oblongata, ktoré pozostáva z centier inšpirácie (inspiračné neuróny) a výdychu (expiračné neuróny). Zničenie tejto oblasti vedie k zástave dýchania. Tu sú neuróny, ktoré zabezpečujú rytmus nádychu a výdychu. Je to spôsobené tým, že dýchacie centrum má vlastnosť automatickosti, t.j. jeho neuróny sú schopné rytmického samobudenia. Automatizácia je zachovaná, aj keď nie je zásobovanie dýchacieho centra. nervové impulzy dostredivými neurónmi. Automatika sa môže meniť v závislosti od humorálnych faktorov, nervových impulzov prichádzajúcich pozdĺž centripetálnych neurónov a pod vplyvom nadložných častí mozgu. Od dýchacie centrum nervové impulzy pozdĺž odstredivých neurónov sa približujú medzirebrové svaly, bránice a iných svalov.
Dýchanie je regulované humorálnym, reflexné mechanizmy a nervové impulzy prichádzajúce z nadložných častí mozgu.
Humorálne mechanizmy.Špecifickým regulátorom aktivity neurónov v dýchacom centre je oxid uhličitý, ktorý pôsobí na respiračné neuróny priamo aj nepriamo. Oxid uhličitý priamo excituje inspiračné bunky dýchacieho centra. V mechanizme stimulačného vplyvu oxid uhličitý V dýchacom centre hrajú dôležitú úlohu chemoreceptory cievne lôžko. V oblasti karotických dutín a aortálneho oblúka boli nájdené chemoreceptory citlivé na zmeny napätia oxidu uhličitého v krvi. Mimochodom, prvý nádych novorodenca sa vysvetľuje účinkom oxidu uhličitého nahromadeného v jeho tkanivách na dýchacie centrum (po prestrihnutí pupočnej šnúry a oddelení od tela matky). Toto pôsobenie je priame aj nepriame, reflexné - cez chemoreceptory karotického sínusu a oblúka aorty. Nadbytok oxidu uhličitého v krvi spôsobuje dýchavičnosť. Nedostatok kyslíka v krvi prehlbuje dýchanie. Zistilo sa, že zvýšenie napätia kyslíka v krvi inhibuje činnosť dýchacieho centra.
Reflexné mechanizmy. Existujú trvalé a netrvalé reflexné vplyvy na funkčný stav dýchacie centrum. Konštantné reflexné vplyvy vznikajú ako dôsledok podráždenia receptorov alveol (Heering-Breuerov reflex), koreňa pľúc a pleury (pleuropulmonálny reflex), chemoreceptorov oblúka aorty a karotických dutín (K. Heymansov reflex), resp. proprioreceptory dýchacích svalov.
Hering-Breuerov reflex sa nazýva inhalačný inhibičný reflex, keď sú pľúca natiahnuté. Pri nádychu vznikajú impulzy, ktoré bránia nádychu a stimulujú výdych a pri výdychu vznikajú impulzy, ktoré reflexne stimulujú nádych. nariadenia dýchacie pohyby prebieha podľa princípu spätná väzba. Pri prerezaní vagusových nervov sa reflex vypne, dýchanie sa stáva zriedkavým a hlbokým.
Variabilné reflexné vplyvy na aktivitu respiračných neurónov sú spojené s excitáciou rôznych exteroceptorov a interoreceptorov. Napríklad, ak náhle vdýchnete amoniak, chlór, tabakový dym a niektorých ďalších látok dochádza k podráždeniu receptorov sliznice nosa, hltana a hrtana, čo vedie k reflexnému spazmu hlasiviek (niekedy až svalov priedušiek) a reflexnému zadržaniu dychu. Silné teplotné účinky na pokožku stimulujú dýchacie centrum a zvyšujú ventiláciu pľúc. Náhle ochladenie utlmí dýchacie centrum. Dýchanie je ovplyvnené bolesťou a impulzmi z cievnych baroreceptorov; Zvýšenie krvného tlaku teda utlmuje dýchacie centrum, čo sa prejavuje znížením hĺbky a frekvencie dýchania.
V prípade podráždenia epitelu dýchacieho traktu nahromadený prach, hlien, chemické dráždidlá a cudzie telesá dochádza k kýchaniu a kašľu (ochranné vrodené reflexy). Kýchanie nastáva pri podráždení receptorov v nosovej sliznici, kašeľ naopak pri stimulácii receptorov v hrtane, priedušnici a prieduškách.
Prvou úrovňou regulácie je miecha. Tu sú centrá bránicových a medzirebrové nervy spôsobuje kontrakciu dýchacích svalov. Táto úroveň regulácie dýchania však nedokáže zabezpečiť rytmickú zmenu fáz dýchacieho aparátu.
textové polia
textové polia
šípka_nahor
Fyziologická úloha pľúcne dýchanie je zabezpečiť optimálne zloženie plynu arteriálnej krvi.
Pre normálnu intenzitu procesov tkanivového dýchania je potrebné, aby krv vstupujúca do tkanivových kapilár bola vždy nasýtená kyslíkom a neobsahovala CO v množstvách, ktoré bránia jej uvoľňovaniu z tkanív. Pretože pri prechode krvi cez kapiláry pľúc sa medzi plazmou a alveolárnym vzduchom vytvorí takmer úplná plynová rovnováha, optimálny obsah plynov v arteriálnej krvi určuje zodpovedajúce zloženie alveolárneho vzduchu. Optimálny obsah plynov v alveolárnom vzduchu sa dosahuje zmenou objemu pľúcnej ventilácie v závislosti od podmienok existujúcich v tento moment v organizme.
Regulácia vonkajšieho dýchania
textové polia
textové polia
šípka_nahor
Regulácia vonkajšieho dýchania predstavuje fyziologický proces kontrola pľúcnej ventilácie, ktorá je zameraná na dosiahnutie konečného adaptačného výsledku – zabezpečenie optimálneho zloženia plynu vnútorné prostredie tela (krv, intersticiálna tekutina, cerebrospinálny mok) v neustále sa meniacich podmienkach svojho života.
Kontrola dýchania sa vykonáva podľa princípu spätnej väzby: ak dôjde k odchýlke od optimálnych hodnôt regulovaných parametrov (pH, O napätie a CO), zmena ventilácie je zameraná na ich normalizáciu.
Nadbytok, napríklad ióny vodíka vo vnútornom prostredí tela (acidóza) vedie k zvýšenému vetraniu,
a ich nevýhodou (alkalóza)
- k zníženiu intenzity dýchania.
V oboch prípadoch je výmena vetrania prostriedkom na dosiahnutie hlavný cieľ regulácia dýchania - optimalizácia zloženia plynov vnútorného prostredia (predovšetkým arteriálnej krvi).
Regulácia vonkajšieho dýchania sa uskutočňuje prostredníctvom reflexných reakcií, vznikajúce v dôsledku excitácie špecifických receptorov zabudovaných v pľúcne tkanivo a cievne reflexogénne zóny.
Centrálny prístroj na kontrolu dýchania predstavujú nervové útvary miecha, medulla oblongata a nadložné časti nervový systém.
Základná funkcia kontroly dýchania uskutočnené respiračné neuróny trupumozog, ktoré prenášajú rytmické signály do miechy k motorickým neurónom dýchacích svalov.
Dýchacie centrum
textové polia
textové polia
šípka_nahor
Dýchacie centrum je tzv súbor vzájomne prepojených neurónov centrálneho nervového systému, ktoré zabezpečujú koordinovanú rytmickú činnosť dýchacích svalov a neustále prispôsobovanie vonkajšieho dýchania meniacim sa podmienkam v tele a v prostredí.
Tiež v začiatkom XIX storočí sa ukázalo, že v medulla oblongata na dne štvrtej komory v jej kaudálnej časti (v oblasti takzvaného písacieho pera) sú štruktúry, ktorých zničenie pichnutím ihlou vedie k zastaveniu dýchania a smrti tela. Táto malá oblasť mozgu spodný roh tzv. kosoštvorcová jamka, životne dôležitá pre udržanie rytmického dýchania "dýchacie centrum" Následne sa ukázalo, že dýchacie centrum sa nachádza v strednej časti retikulárnej formácie medulla oblongata, v oblasti obex, blízko stria acusticae a pozostáva z dvoch častí:
1. inšpiračné oddelenie("inhalačné centrum")
2. výdychový oddelenie
(„výdychové centrum“).
Respiračné neuróny
textové polia
textové polia
šípka_nahor
Pri retikulárnej formácii medulla oblongata, tzv respiračné neuróny, z ktorých niektoré sa vypúšťajú v sérii impulzov počas fázy inhalácie, iné - počas fázy výdychu. Podľa toho, ako aktivita dýchacích neurónov koreluje s fázami dýchacieho cyklu, sa nazývajú inšpiratívne alebo výdychový.
V medulla oblongata Nenašli sa žiadne striktne izolované oblasti, ktoré by obsahovali iba inspiračné alebo len exspiračné respiračné neuróny. Inspiračné a exspiračné neuróny sa však považujú za dve funkčne odlišné populácie, v rámci ktorých sú neuróny vzájomne prepojené sieťou axónov a synapsií. Štúdie aktivity jednotlivých neurónov retikulárnej formácie medulla oblongata viedli k záveru, že oblasť dýchacieho centra nemožno presne a jednoznačne vymedziť. Takzvané respiračné neuróny sa nachádzajú takmer po celej dĺžke medulla oblongata.. Avšak v každej polovici medulla oblongata sú oblasti retikulárnej formácie, kde sú respiračné neuróny zoskupené vo vyššej hustote.
Dorzálna skupina respiračných neurónov
Dorzálna skupina respiračných neurónov medulla oblongata sa nachádza ventrolaterálne k jadru solitárneho fascikula a pozostáva hlavne z inspiračných neurónov. Niektoré z týchto buniek vedú k zostupným dráham, ktoré prebiehajú hlavne ako súčasť osamelého traktu a vytvárajú u ľudí monosynaptické kontakty s motorickými neurónmi bránicového nervu v predných rohoch 3-6 cervikálnych segmentov miechy. Neuróny bránicového jadra miechy sa vybíjajú buď kontinuálne (so zvyšujúcou sa frekvenciou, počas inhalačnej fázy) alebo nárazovo, podobne ako aktivita dýchacích neurónov predĺženej miechy. Pohyby bránice, ktoré zabezpečujú od 70 do 90 % dychového objemu, sú spojené práve so zostupnými vplyvmi dorzálnej skupiny inspiračných neurónov medulla oblongata.
Ventrálna skupina respiračných neurónov
Ventrálna skupina respiračných neurónov sa nachádza v oblasti recipročných a retroambiguálnych jadier. Neuróny tejto skupiny posielajú zostupné vlákna do motorických neurónov medzirebrových a brušných svalov. Inspiračné motorické neuróny miechy sú sústredené najmä v 2–6 a exspiračné motorické neuróny v 8–10 hrudných segmentoch. Ventrálna skupina neurónov medulla oblongata obsahuje aj eferentné pregangliové neuróny blúdivý nerv, poskytujúce synchrónne zmeny v lúmene dýchacieho traktu s fázami dýchania. Maximálna aktivita neurónov vagusového nervu, čo spôsobuje zvýšenie tonusu hladkého svalstva dýchacích ciest, sa pozoruje na konci výdychu a minimum sa pozoruje na konci nádychu.
Povaha rytmickej aktivity respiračných neurónov
textové polia
textové polia
šípka_nahor
V medulla oblongata sa našli respiračné neuróny s rôznymi vzormi rytmickej aktivity. Iba v niektorých inspiračných a exspiračných neurónoch sa začiatok výboja a trvanie série impulzov striktne zhodujú s obdobím zodpovedajúcej fázy dýchacieho cyklu, avšak so všetkými rôznymi typmi excitácie rôznych respiračných neurónov medulla oblongata, v každej z nich povaha rytmickej činnosti zostáva spravidla konštantná.
Na tomto základe rozlišujú:
A) « Plný»
inspiračné a exspiračné neuróny, ktorých rytmická excitácia sa časovo presne zhoduje s príslušnou fázou dýchania;
b) « Skoré»
inspiračné a exspiračné neuróny, ktoré produkujú krátke série impulzov pred začiatkom nádychu alebo výdychu;
V) « Neskoro«,
prejavujúce volejbalovú aktivitu po začiatku nádychu alebo výdychu:
G) « Inspiračno-výdychové«,
začína byť vzrušený počas fázy nádychu a zostáva aktívny na začiatku výdychu;
e) « Výdychovo-inspiračné«,
ktorých činnosť začína počas nádychu a zachytáva začiatok výdychu;
e) « Nepretržitý
Nový«,
pracuje bez prestávok, ale so zvýšením frekvencie impulzov pri nádychu alebo výdychu (obr. 8.9).
Obr.8.9. Aktivita rôznych skupín respiračných neurónov
Obr.8.9. Aktivita rôznych skupín respiračných neurónov medulla oblongata v súvislosti s fázami dýchacieho cyklu I - inhalácia, II - výdych.
1 - plný;
2 - skoré;
3 - neskoré inšpiračné;
4,5,6 - podobný výdych;
7 - inspiračné-exspiračné;
8 - exspiračná-inspiračná;
9,10 - neuróny s nepretržitou aktivitou s amplifikáciou v rôznych fázach cyklu.
Neuróny každého typu nie sú rozptýlené oddelene a často sa nachádzajú vo vzdialenosti nie väčšej ako 100 mikrónov od seba. Verí sa, že rôzne druhy respiračné neuróny tvoria zvláštne mikrokomplexy, ktoré slúžia ako ohniská, kde sa tvorí automatizmus dýchacieho centra. Typické rytmotvorný komplex je systém štyroch neurónov („skoré“ a „neskoré“ inspiračné a výdychové), ktoré sú spojené vzájomnými spojeniami a sú spoločne schopné generovať impulznú aktivitu. Každý cyklus začína aktivitou „skorého“ inspiračného neurónu. Potom excitácia postupne prechádza do „neskorého“ inspiračného neurónu, „skorého“ a „neskorého“ výdychového neurónu a opäť do „skorého“ inspiračného neurónu. V dôsledku prítomnosti spätnoväzbových spojení má neurón každej skupiny tvoriacej rytmus, keď je vzrušený, inhibičný účinok na dva neuróny, ktoré mu v cykle predchádzajú. Prenos vzruchu zabezpečujú takzvané „plné“ inspiračné a exspiračné neuróny klesajúce cesty miechy na motorické neuróny inervujúce dýchacie svaly.
Po transekcii mozgového kmeňa pod mostom u pokusných zvierat sú dýchacie pohyby zachované. Dýchacie centrum, izolované od zostupných vplyvov, je však schopné poskytovať iba primitívne dýchanie, pri ktorom je dlhý výdych periodicky prerušovaný krátkymi nádychmi. Pre stabilitu a koordináciu dýchacieho rytmu, ktorý určuje dýchanie s plynulým prechodom z nádychu do výdychu, je v prvom rade potrebná účasť nervových útvarov mosta.
Pneumotaxické centrum
textové polia
textové polia
šípka_nahor
Pred mostom objavil oblasť tzv pneumotaxické centrum, ktorého zničenie vedie k predĺženiu fázy nádychu a výdychu a elektrická stimulácia jeho rôznych zón vedie k skorému prepínaniu fáz dýchania. Pri prerezaní mozgového kmeňa na hranici medzi hornou a strednou tretinou mostíka a súčasným priesečníkom oboch blúdivých nervov sa počas fázy nádychu zastaví dýchanie, len niekedy prerušené výdychovými pohybmi (tzv. apnoe).
Na základe toho sa dospelo k záveruže dýchací rytmus vzniká ako dôsledok periodickej inhibície tonickej aktivity neurónov medulla oblongata aferentnými impulzmi prichádzajúcimi pozdĺž blúdivého nervu a pôsobiacimi cez výdychové neuróny a po pretínaní blúdivého nervu – v dôsledku rytmickej inhibície prichádzajúcej z pneumotaxické centrum pons.
V rostrálnych častiach mostíka, v mediálnom parabrachiálnom jadre, v oblastiach mozgového tkaniva ventrálne k nemu, ako aj v štruktúrach súvisiacich s riadením prídavných dýchacích svalov, t.j. nájdené na mieste označenom ako pneumotaxické centrum najväčší počet dýchacie neuróny pons.
Na rozdiel od neurónov medulla oblongata, stabilne udržiavanie povahy aktivity salvy, v moste s rovnakým dýchacím neurónom môže zmeniť charakter svojej aktivity.
Respiračné neuróny pons organizované do skupín pozostávajúcich z 10-12 neurónov rôznych typov. Medzi nimi je veľa takzvaných prechodných (fázové rozpätie) neuróny, ktoré vykazujú maximálnu frekvenciu pri zmene fáz dýchacieho cyklu. Týmto neurónom sa pripisuje funkcia prepojenia rôznych fáz dýchacieho cyklu, príprava podmienok pre ukončenie fázy nádychu a prechod do výdychu.
Pneumotaxický stred mostíka spojený s dýchacím centrom medulla oblongata vzostupnými a zostupnými dráhami. Mediálne parabronchiálne jadro a jadro Kölliker-Fuse prijímajú axóny z neurónov solitárneho fascikula a retroambiguálneho jadra z medulla oblongata. Tieto axóny sú hlavným vstupom do pneumotaxického centra.
Charakteristickým znakom aktivity respiračných neurónov mosta je, že pri prerušení spojenia s predĺženou miechou strácajú salvovú povahu impulzov a moduláciu frekvencie impulzov v rytme dýchania.
Predpokladá sa, že pneumotaxické centrum prijíma impulzy z inspiračnej časti dýchacieho centra predĺženej miechy a vysiela impulzy späť do dýchacieho centra v predĺženej mieche, kde excitujú výdychové a inhibujú inspiračné neuróny. Dýchacie neuróny ponsu ako prvé dostávajú informáciu o potrebe prispôsobiť dýchanie meniacim sa podmienkam a podľa toho meniť činnosť neurónov dýchacieho centra a prechodové neuróny zabezpečujú plynulú zmenu z nádychu do výdychu.
Teda vďaka pracovať spolu s pneumotaxickým komplexom môže dýchacie centrum predĺženej miechy vykonávať rytmickú zmenu fáz dýchacieho cyklu s optimálnym pomerom trvania nádychu, výdychu a dychovej pauzy. Pre normálnu životnú aktivitu a udržanie dýchania primeraného potrebám tela je však nevyhnutná účasť nielen mostíka, ale aj nadložných častí mozgu.
Dýchacie centrum je súbor vzájomne prepojených neurónov centrálneho nervového systému, zabezpečujúcich 1) koordinovanú rytmickú činnosť dýchacích svalov a 2) prispôsobenie dýchania meniacim sa podmienkam prostredia a vnútorných podmienok. Dýchacie centrum opísal v roku 1885 N.A. Mislavského. Toto centrum, ako každé nervové centrum, nie je absolútne autonómna formácia, predstavuje časť; funkčný systém, ktorý reguluje parametre vnútorného prostredia – napätie kyslíka, oxidu uhličitého a pH a zabezpečuje jeho homeostázu.
Už sme spomenuli, že v predĺženej mieche na dne štvrtej komory sú štruktúry, ktorých zničenie vpichom ihly vedie k zastaveniu dýchania a smrti tela. V experimentoch s transekciami mozgového kmeňa rôzne úrovne Zistilo sa, že centrum nachádzajúce sa v medulla oblongata je najdôležitejšie v regulácii dýchania. Hlavný prínos k štúdiu centrálnych mechanizmov regulácia dýchania posledné roky prispievajú experimenty, ktoré zaznamenávajú aktivitu jednotlivých neurónov. Do mozgového kmeňa sa zavádzajú intracelulárne alebo extracelulárne mikroelektródy, zaznamenáva sa aktivita jednotlivých neurónov a porovnáva sa so súčasným zaznamenávaním dýchacích pohybov. Použitie mikroelektródovej technológie umožnilo zistiť, že dýchacie centrum zahŕňa niekoľko typov buniek, ktorých aktivita zodpovedá fázam dýchacieho cyklu. Tieto bunky boli pomenované respiračné neuróny.
Medzi respiračnými neurónmi sú dve hlavné bunkové populácie: do prvého zahŕňajú neuróny, ktorých excitácia sa zhoduje s fázou inhalácie - inšpiračné neuróny, do druhého zahŕňajú neuróny, ktoré sú excitované počas výdychovej fázy - výdychové neuróny.
Povaha rytmickej aktivity dýchacieho centra stále nie je úplne objasnená. Uvedieme hypotézy, ktoré v tejto otázke existujú, a neskôr fakty, ktoré ich potvrdzujú alebo vyvracajú.
1. Inspiračné neuróny sú spontánne nepretržite aktívne a periodicky inhibované exspiračnými. Expiračné neuróny sú excitované vplyvom blúdivého nervu a nadložných častí mozgu.
2. Obe skupiny neurónov sú spontánne aktívne a existujú medzi nimi recipročné vzťahy (to znamená, že keď je jedna skupina neurónov excitovaná, druhá je inhibovaná a naopak).
3. Respiračné neuróny nemajú spontánnu aktivitu, ale sú excitované inými časťami mozgu. Obe skupiny neurónov sú prepojené recipročnými vzťahmi prostredníctvom inhibičných neurónov.
4. Existuje neurónová sieť obsahujúca niekoľko podtypov neurónov. Ich interakcia vedie k rytmickej aktivite celej siete. Výskyt tejto rytmickej aktivity je spôsobený impulzmi pochádzajúcimi z chemoreceptorov a aktivujúcou retikulárnou tvorbou medulla oblongata.
Ako vidíme, existujú dva protichodné pohľady na spontánnu aktivitu respiračných neurónov.
Jedna z životne dôležitých funkcií Ľudské telo je dýchacia funkcia. Toto fyziologický účinok plne automatizované a regulované dýchacím centrom. Dýchacie centrum sa nachádza v dolnej časti mozgu. IN pokojný stav nevníma jeho dýchanie, hoci naplnenie pľúc vzduchom (vdychovanie) a ich následné uvoľnenie z už vyčerpaného vzdušného prostredia (výdych) je pomerne zložitý proces sprevádzaný rytmickými pohybmi medzirebrových svalov, ako aj svalov bránice. Otázka, kde sa nachádza dýchacie centrum na dlhú dobu je predmetom diskusií vo vedeckej komunite, keďže respiračná funkcia tela má niekoľko fyziologických mechanizmov a môže byť riadená z mozgu aj miechy.
Dýchanie a metabolizmus
Dýchanie zabezpečuje telu metabolickú výmenu plynov, pri ktorej dva chemické zlúčeniny: kyslík (O2) a oxid uhličitý (CO2). Keď je v krvi prebytok, centrálny nervový systém vyšle impulz, ktorý aktivuje dýchanie, pričom sa zvýši prietok kyslíka. Naopak, ak je telo kyslíkom presýtené, dochádza k inhibícii. respiračná funkcia, počet kontrakcií hrudníka sa znižuje a kyslík sa začína dostávať do krvi minimálne množstvo. Telo tak udržuje rovnováhu výmeny plynov.
15 kontrakcií za minútu
Centrálny nervový systém je podriadený dvom skupinám neurónov, ktoré sa nachádzajú v dýchacom centre a dýchacie centrum sa nachádza v takzvanej medulla oblongata. Obe skupiny neurónov vykonávajú jednu funkciu a táto funkcia sa skladá z dvoch častí, vdychovania a výdychu. Prvá skupina zahŕňa inspiračné neuróny zodpovedné za inhaláciu a druhá skupina zahŕňa výdychové neuróny zodpovedné za výdych. Obidve sa aktivujú striedavo a vysielajú pracovné impulzy v určitom rytme (zvyčajne 15 sťahov hrudníka za minútu), čo zabezpečuje optimálny režim výmena plynov v tele. Impulzy prechádzajú cez pneumotaxické centrum, ktoré sa nachádza v povolaní, ktoré sa nachádza nad predĺženou miechou. Keďže na oddelení sa nachádza aj samotné dýchacie centrum, v tele funguje zložitý dvojstupňový prenos impulzov.
Nádych a výdych
Vzrušené inspiračné neuróny sa dostanú k medzirebrovým svalom a spôsobia ich kontrakciu a zároveň sa začnú sťahovať aj vdýchnutie, čím sa do tela dostane ďalšia porcia kyslíka. Keď sa nadýchnete, pľúca sa roztiahnu a receptory umiestnené v pľúcnych lalokoch sa dostanú do pohybu. Tie zase vysielajú impulzy do medulla oblongata. Dýchacie centrum prijíma impulzy a mení ich na brzdu pre inšpiračné neuróny, ktoré strácajú aktivitu. Výdychové neuróny dýchacieho centra začínajú byť vzrušené. Spôsobujú reakciu skupiny svalov zodpovedných za stiahnutie hrudníka a tým dochádza k výdychu.
Emócie a dýchanie
Okrem inspiračných a exspiračných neurónov ovplyvňujú dýchací proces aj iné faktory. Keďže dýchacie centrum sa nachádza v jednej z častí mozgu, je ovplyvnené mnohými súvisiacimi faktormi. Dýchanie sa môže zrýchliť fyzická aktivita, emocionálne zážitky, pocity strachu alebo nebezpečenstva. Činnosť dýchacieho centra závisí aj od hormonálneho stavu organizmu. Ale v každom prípade dochádza k regulácii metabolické procesy v ľudskom tele obohatením krvi o kyslík.
Na udržanie zloženia plynov v alveolách (odstránenie oxidu uhličitého a nasávanie vzduchu obsahujúceho dostatočné množstvo kyslík) je potrebná ventilácia alveolárneho vzduchu. Dosahuje sa dýchacími pohybmi: striedavým nádychom a výdychom. Samotné pľúca nemôžu pumpovať ani vytláčať vzduch z alveol. Len pasívne sledujú zmeny objemu hrudnej dutiny v dôsledku podtlaku v pleurálna dutina. Schéma dýchacích pohybov je znázornená na obr. 5.9.
Ryža. 5.9.
O nadýchnuť sa bránica sa pohybuje nadol, čím tlačí orgány preč brušná dutina a medzirebrové svaly zdvíhajú hrudník nahor, dopredu a do strán. Objem hrudnej dutiny sa zväčšuje a pľúca nasledujú tento nárast, pretože plyny obsiahnuté v pľúcach ich tlačia smerom k parietálnej pleury. Výsledkom je, že tlak vo vnútri pľúcnych alveol klesá a vonkajší vzduch vstupuje do alveol.
Výdych začína uvoľnením medzirebrových svalov. Pod vplyvom gravitácie sa hrudná stena posúva nadol a bránica stúpa nahor, keď brušná stena tlačí na vnútorné orgány brušnej dutiny, a svojim objemom zdvíhajú bránicu. Objem hrudnej dutiny sa zmenšuje, pľúca sú stlačené, tlak vzduchu v alveolách je vyšší ako atmosférický tlak a časť z neho vychádza. To všetko sa deje pri pokojnom dýchaní. O hlboký nádych a výdychu sa aktivujú ďalšie svaly.
Nervová regulácia dýchania
Dýchacie centrum sa nachádza v medulla oblongata. Pozostáva z inhalačných a výdychových centier, ktoré regulujú činnosť dýchacích svalov. Kolaps pľúcnych alveol, ku ktorému dochádza pri výdychu, reflexne aktivuje centrum nádychu a rozšírenie alveol reflexne aktivuje centrum výdychu – teda dýchacie centrum funguje neustále a rytmicky. Automatika dýchacieho centra je spôsobená zvláštnosťami metabolizmu v jeho neurónoch. Impulzy vznikajúce v dýchacom centre pozdĺž odstredivých nervov sa dostávajú do dýchacích svalov, čo spôsobuje ich kontrakciu, a teda poskytuje inhaláciu.
Osobitný význam pri regulácii dýchania majú impulzy vychádzajúce z receptorov dýchacích svalov a z receptorov samotných pľúc. Z ich charakteru v do značnej miery Hĺbka nádychu a výdychu závisí. Fyziologický mechanizmus regulácie dýchania je vybudovaný na princípe spätnej väzby: pri nádychu sa pľúca naťahujú a v receptoroch umiestnených v stenách pľúc vzniká vzruch, ktorý sa dostáva do dýchacieho centra pozdĺž dostredivých vlákien blúdivého nervu a inhibuje činnosť neurónov v centre nádychu, kým v centre výdychu, podľa mechanizmu spätnej väzby Indukcia spôsobuje vzruch. Výsledkom je uvoľnenie dýchacích svalov, hrudný kôš klesá a dochádza k výdychu. Rovnakým mechanizmom výdych stimuluje nádych.
Keď zadržíte dych, svaly nádychu a výdychu sa stiahnu súčasne, v dôsledku čoho sú hrudník a bránica držané v jednej polohe. Prácu dýchacích centier ovplyvňujú aj iné centrá, vrátane tých, ktoré sa nachádzajú v mozgovej kôre. Vďaka ich vplyvu môžete vedome meniť rytmus dýchania, zadržiavať ho a kontrolovať dýchanie pri rozprávaní či spievaní.
Pri dráždení brušných orgánov, receptorov cievy, koža, receptory dýchacích ciest, dýchanie sa reflexne mení. Pri inhalácii amoniaku sa teda podráždia receptory sliznice nosohltanu, čo spôsobí aktiváciu aktu dýchania a pri vysoká koncentrácia výpary – reflexné zadržanie dychu. Táto skupina reflexov zahŕňa kýchanie a kašeľ - obranné reflexy, slúžiace na odstránenie cudzích častíc, ktoré sa dostali do dýchacieho traktu.
Humorálna regulácia dýchania
Pri svalovej práci sa zintenzívňujú oxidačné procesy, čo vedie k zvýšeniu hladiny oxidu uhličitého v krvi. Nadbytok oxidu uhličitého zvyšuje činnosť dýchacieho centra, dýchanie sa stáva hlbším a častejším. V dôsledku intenzívneho dýchania sa nedostatok kyslíka dopĺňa, nadbytočný oxid uhličitý sa odstraňuje. Ak sa koncentrácia oxidu uhličitého v krvi zníži, činnosť dýchacieho centra je inhibovaná a dochádza k nedobrovoľnému zadržaniu dychu. Vďaka nervóznym a humorálna regulácia koncentrácia oxidu uhličitého a kyslíka v krvi sa udržiava na určitej úrovni za akýchkoľvek podmienok.
