REGLAREA RESPIRĂRII. SISTEMUL FUNCȚIONAL
Reglarea respirației externe.
Ventilarea plămânilor se face prin munca musculaturii respiratorii. Periodicitatea contracțiilor lor este determinată de activitatea centrului respirator. Valoarea acestui centru nu este numai pentru a determina volumul de ventilație, dar alegerea cea mai economică rată, adâncimea și forma de respirații în funcție de proprietățile mecanice ale plămânilor și peretele toracic cavitatea (întindere a fluxului de aer de rezistenta cailor respiratorii, rezistența vascoasa țesuturilor și altele asemenea ).
Activitatea centrului respirator se caracterizează printr-un grad ridicat de fiabilitate. În întreținerea sa, impulsurile aferente contribuie la schimbarea fazelor respiratorii. Contracțiile multor mușchi și grupuri musculare implicate în ventilația pulmonară sunt strict coordonate în timp și în timp. Intensitatea excitației musculaturii respiratorii este reglementată în funcție de modificarea lungimii și volumului toracelui. Aceste aspecte ale activității aparatului de respirație externă sunt servite de reflexe, ale căror câmpuri receptive sunt situate în aparatul respirator: în plămâni, mușchii respiratori, tractul respirator superior. Ele efectuează funcția de feedback între centre și periferie și ar trebui să fie atribuite propriilor lor reflexe respiratorii, efectuând autoreglarea respirației.
Să luăm în considerare structura arcurilor reflexe ale acestor reflexe.
Sistemul aferent al plămânilor. În 1868, Hering și Breuer a descoperit că creșterea de reducere a volumului pulmonar inhibă mușchii inspirator, și aspirația aerului din plamani, dimpotrivă, determină o reducere puternică a mușchilor inspirator. Dependența centrului respirator al volumului plămânilor elimină transecția bilaterală a nervului vag sau numai ramuri pulmonare.
Există mai multe tipuri de mecanoreceptori în plămâni. Morfologia distinge pulmonar adaptiruyuschiesyaretseptory lent și se întinde rapid, receptorii atelectazia, receptori ai membranei mucoase traheei și, receptorii alveolelor țesutul interstițial bronhiilor (de exemplu, plămân Yu-receptori). Rolul și semnificația tuturor acestor formațiuni în reglarea mișcărilor respiratorii este diferită.
Modificări ale volumului pulmonar la animale cauzează trei răspuns puternic și persistent centru respirator: 1) inhibarea activității inspiratorie cu creșterea volumului plămânilor, 2) scurt inspirare de excitație cu un obiect ascuțit și o mică creștere a volumului și 3) creșterea ratei și putere tăieturile respiratorii mușchilor inspirator în timpul reducerii volumului pulmonar . Aceste reflexe sunt caracteristice reacțiilor sistemice ale sistemului respirator, și starea de motoneuronilor musculare inspiratorie și expirația variază reciproc.
Deși vagotomia bilaterală nu duce la moartea animalului. dar oprirea impulsurilor de la receptorii pulmonari modifică semnificativ cursul perioadelor respiratorii și forma mișcărilor respiratorii. Există o creștere a amplitudinii și duratei inhalării și a exhalațiilor, iar modificarea fazelor respiratorii este întreruptă și apare datorită iritației mecanoreceptorilor musculaturii respiratorii. Sistemul aferent al plămânilor joacă un rol important în auto-reglementarea respirației. fiind baza feedback-ului între periferia aparatului respirator și centrele.
Sistemul aferent al mușchilor respiratori. Diafragma este relativ slabă în receptori, care, în condiții normale, nu au semnificație semnificativă în reglarea respirației. Dar activitatea respiratorie a diafragmei este în dependență constantă de volumul plămânilor. În cavitatea hermetică pleurală de mișcare, diafragmele sunt întotdeauna însoțite de iritarea mecanoreceptorilor plămânilor, care, în esență. înlocui receptorii proprii ai diafragmei.
mușchii intercostali prevăzute cu un număr mare de tipuri de receptori fusurile neuromusculare. În mușchii unui spațiu intercostal există până la 100 de astfel de formațiuni. finaluri excitatie fusurilor schimbate în timp ce reducerea și întindere a mușchilor intercostal. Din terminații senzoriale spindle în măduva spinării sunt hrănite în mod constant un flux de impulsuri, care crește în timpul inspirației, ca în cazul fibrelor musculare extrafusal în timpul inhalării există o reducere și intrafusal, iar începutul ultimei reducere este determinată înainte de excitarea neuronilor motori alfa. Activitatea motoneuronilor inspiratorii și mușchii expirator grav schimbat reciproc.
În plus față de receptorii de întindere musculară, mișcările respiratorii irită mecanoreceptorii pielii pieptului și receptorii venelor subcutanate. Impulsurile de la mecanoreceptorii toracelui intră în segmentele toracice ale măduvei spinării, urc la centrele diafragmei și la creier.
Volumul normal al respirației este asigurat de o scurtare a mușchilor respiratori care dezvoltă o anumită tensiune. Centrul respirator determină "solicitarea" de scurtare a mușchilor respiratori prin sistemele eferente ale axelor musculare. Reducerea fibrelor intrafuzate determină o reducere suplimentară a fibrelor musculare extrafusal, proporțională cu scurtarea fibrelor intrafuzice, în conformitate cu cererea. Cu o creștere a încărcăturii aparatului respirator (rezistență sporită la respirație), tensiunea musculară anterioară nu determină scurtarea timpului și modificarea necesară a volumului cavității toracice. Dar, în aceste condiții, axele sunt mai întinse decât înainte de sarcină, ceea ce determină automat o creștere a tensiunii musculare în ordinea reflexului stretch.
Chemoreceptorii aparatului respirator. În afară de mechanoreceptors ale plămânilor și căilor respiratorii, precum și proprioceptorii mușchilor respiratori un rol important în reglarea respirației jucat educației senzoriale, sensibile la chimice iritante, Chemoreceptors. acesta din urmă funcția - controlul compoziției gazului și acido-bazic echilibrul mediului intern al organismului, pentru a asigura constanța că respirația ia o parte directă.
Intensitatea respirației externe este în ultimă instanță determinată de dinamica consumului de oxigen și de producerea de CO2 de către țesuturile organismului. Centrul respirator al medulla oblongata menține nivelul ventilației pulmonare în primul rând în funcție de stresul dioxidului de carbon și concentrația de ioni de hidrogen în sângele care îl spală. Cu toate acestea, dacă acest centru este izolat de conexiunile aferente cu periferia, acesta nu poate răspunde în mod adecvat nivelului de furnizare a oxigenului. Sunt chemooreceptorii care transmit semnale către centrul respirator cu privire la amploarea tensiunii oxigenului din sânge, precum și informații suplimentare despre tensiunea dioxidului de carbon și reacția activă a mediului intern. Se arată că acești receptori sunt sensibili la restricționarea furnizării de oxigen și la reducerea oxigenului din sânge, indiferent de modul în care apare.
Receptorii senzor arterial compoziția gazelor sanguine, sunt situate în două zone în arcul aortic și sinusul carotidian (diviziunea spațiu carotide artera la extern și intern). Chemoreceptors sunt închise în organe speciale - glomeruli sau glomus, care sunt situate în afara vasului, și se spală de sânge prin capilarele speciale.
În plus față de acești receptori, așa-numitul. structurile neuroreceptorului central. Perfuzia ventriculului cerebral al animalelor cu soluții de CO2 acide sau saturate provoacă hiperventilație. Studiile au arătat că zona chemosensitivity situată în partea ventrolateral a bulbul rahidian, la o adâncime de 2,5-3 mm de la suprafață, și trimite informații către neuronii centrului respirator.
Prin proprietățile funcționale de stimulare chemoreceptor deosebit arteriale eficace pentru activitatea lor musculară care, după cum se știe, necesită menținerea unui nivel ridicat de ventilație. Astfel Chemoreceptors implicate în reglarea nu numai MOD, dar și parametri precum tonul musculaturii bronșice și a căilor respiratorii lumen, precum și - prin influențarea activității musculare intercostal - în capacitatea funcțională reziduală și structura ciclului respirator.
Cheororeceptorii aortali sunt localizați la "poarta" întregului sistem arterial, iar cei carotidieni - la "poarta" vasculaturii cerebrale. Importanța excepțională a funcției corpului carotidic indică o mare importanță fiziologică a reglării compoziției de gaz de sânge care alimentează creierul.
Centrul respirator al formării reticulare a trunchiului cerebral efectuează integrarea semnalelor de chemoreceptor primite cu alte influențe aferente și centrale. Se crede că, ca urmare a interacțiunii impulsurilor mecanoreceptorului și chemoreceptorului în rețelele neuronale specializate, se formează o natură ritmică specifică a activității centrului respirator.
Cum este centrul respirator care efectuează o astfel de reglare fină a respirației corpului? Am menționat deja acest lucru de mai multe ori, să vorbim acum mai detaliat.
Centrul respirator este setul de celule neuronale localizate in diferite SNC oferind activitatea respiratorie ritmică coordonată și adaptarea musculaturii respiratorii la schimbarea condițiilor mediului extern și intern. Unele grupuri de celule nervoase sunt absolut necesare pentru activitatea ritmică a mușchilor respiratori. Acestea sunt situate în formarea reticulară a bulbul rahidian, care formează centrul respirator în sens îngust (anatomice) al cuvântului. Încălcarea funcțiile acestor celule duce la încetarea respirației din cauza paralizie respiratorie musculare.
Analizând pererezok rezultatelor, stimularea electrică și coagularea diferitelor secțiuni ale bulbul rahidian, Mislavsky (1885) a concluzionat că centrul respirator (DC) situate în formarea reticular a bulbul rahidian pe ambele părți ale sudurii la rădăcina nervului hipoglos. Structura celulară a centrului se întinde de la colțul de jos la partea de jos stilou scriere pochli. Pe părțile laterale sunt limitate verevchatymi corpurile și măslinele de fund și piramide. Mislavsky a demonstrat că centrul respirator este parte a inspirator și expirator (centrul respirații expirație și centru). S-a arătat acum că neuronii inspirator predomina solitarius tractus caudal, expirator - in nucleul ventral (ambiguus nucleu).
Lumsden și alți cercetători în experimente pe animale cu sânge cald au arătat că DC are o structură mai complexă decât sa crezut anterior. În partea superioară a podului varioli, au descoperit așa-numitul. un centru pneutomotaxic care monitorizează activitatea centrelor din aval în medulla oblongata
inhalare și expirație. Între neuronii inspiratori și expiratorii există relații reciproce. Aceasta înseamnă că excitația unui grup de neuroni inhibă activitatea celuilalt și viceversa.
Interacțiunea dintre neuronii DC este prezentată în prezent, după cum urmează. Datorită Chemoreceptors reflex excitație puls neuronilor se produce o inhibare reciprocă inspirator și expirator. În același timp impulsuri din neuronii inspirator vin la centrul pnevmotaksisa, si de acolo la neuronii expirator, făcându-le să acționeze emoție și expirație. În același timp, centrul de expirație este excitat prin pulsarea de la receptorii de extensie pulmonară. Activarea neuronilor expirator inhibă reciproc centrul inspirator, ci un centru de pnevmotaksisa vine nou entuziasmul lui, susținută de impulsuri de la receptorii atelectazie.
Activitatea întregului set de neuroni care formează DC este necesară pentru a menține respirația normală. Cu toate acestea, în procesele de reglare a respirației, participă și secțiuni mai înalte ale sistemului nervos central, care asigură schimbări subtile de adaptare în respirație în diverse activități. Un rol important în reglarea respirației aparține emisferelor cerebrale și cortexului lor, datorită cărora se realizează adaptarea mișcărilor respiratorii în timpul conversației, cântării, sportului și activității de muncă. Capacitatea cortexului cerebral de a influența procesele de respirație externă este evidentă din faptul că este posibilă schimbarea arbitrară a frecvenței și a ritmului respirației; în plus, este posibil să se efectueze modificări reflexe condiționate ale respirației (de exemplu, modificările respiratorii înainte de începerea sportului etc.).
Sistem funcțional de alimentare cu oxigen a corpului.
Până acum am luat în considerare doar reglementarea respirației externe. Totuși, menținerea unui nivel normal al concentrației de oxigen în sânge a unei singure respirații externe nu este suficientă. Printre sistemul funcțional servomotoare corp de alimentare cu oxigen (FSKS) mai include mecanisme de oxigen de legare, transportul acestuia, procesele redox de nivel, precum și o serie de comportamente îndreptate la păstrarea alimentării cu oxigen. Firește, factorul de formare a sistemului în FSKS realizează nivelul de oxigen din sânge, care este controlat de Chemoreceptors. Diagrama FSKS este prezentată în tabel. În exercițiile practice îl veți analiza mai detaliat.
Cel mai clar implicarea diferitelor actuatorilor FSKS implementarea rezultat util - asigurarea oxigenului normale în sânge - se manifestă într-o varietate de condiții extreme, care includ în primul rând condițiile de presiune atmosferică scăzută sau ridicată.