Регуляція дихання - фізіологія, принципи, дії, механізм, функції, як працює, порушення, вікі
Потреба у кисні всіх тканин та клітин організму людини забезпечується диханням. Потреба організму в кисні у спокійному стані у людини невелика, під час сну ще нижча, але при фізичних навантаженнях вона збільшується в 5-10 разів у порівнянні зі станом спокою.
Регуляція дихання дуже складна. Акти вдиху та видиху, глибина дихання змінюються автоматично залежно від стану людини. М'язи, що виконують дихальні рухи, працюють у тісному взаємозв'язку. Цей взаємозв'язок регулюється нервовими та гуморальними шляхами.
Нервова регуляція дихання
Дихальний центр
Координовані дихальні рухи управляються з дихального центру в довгастому мозку. Він складається із двох половин, пов'язаних між собою перемичками. Кожна половина координує відповідну половину грудної клітки. Це можна довести в досвіді на кішці, розщепивши у неї довгастий мозок по середній лінії. Тоді права та ліва половина грудної клітки починають дихати самостійно і з особливим ритмом.
Дихальний центр посилає імпульси до дихальних м'язів не безпосередньо, а через відповідні центри спинного мозку.
З дихальним центром пов'язані: рухові нерви - лицьовий нерв для крил носа, нерви для бронхів і гортані (блукаючим звужує бронхи, симпатичний розширює їх), спинномозкові нерви: діафрагмальний (від шийного відділу спинного мозку) і реберні для грудних м'язів (рис. 3). .
Чутливі нерви, що беруть участь в акті дихання, йдуть від носа та носоглоткового простору в трійчастому та нюховому нервах, від трахеї, бронхів та глибокої паренхіми найлегших у блукаючому нерві.
Центри вдиху та видиху
В даний час у дихальному центрі розрізняютьділянки, подразнення яких стимулює вдих (так званий центр вдиху), та ділянки, що стимулюють видих (так званий центр видиху).
Автоматія дихального центру
Нервові імпульси з центру дихання у довгастому мозку надходять кожні 4-5 сек. у нервові центри, що регулюють рухи діафрагми та міжреберних м'язів, які розташовані в шийному та грудному відділі спинного мозку, та викликають їх збудження. Це збудження, передаючись по нервових волокнах, приводить у рух діафрагму та міжреберні м'язи. Таким чином здійснюється автоматичне регулювання процесів вдиху та видиху.
Вищий центр дихання
Вищий центр, який регулює дихання, розташований у корі великих півкуль головного мозку. За участю цього вищого центру людина може довільно затримувати дихання протягом певного часу, проте надмірне накопичення вуглекислого газу внаслідок затримки дихання викликає сильне збудження дихального центру у довгастому мозку та дихання автоматично відновлюється.
Вищий центр дихання координує частоту і глибину дихальних рухів за різних станах людини, тобто під час розмови, співу, виконання фізичних вправ, ходьби. Під впливом емоцій - гніву, страху та ін. - дихання частішає, а при переляку або болю може навіть зупинитися. У центрі кори великих півкуль утворюються умовні рефлекси дихання.
Рефлекторне регулювання дихання
Рефлекс Герінга-Брейєра
Рефлекс Герінга-Брейєра є одним з найбільш важливих рефлексів, що забезпечують саморегуляцію дихального процесу, що забезпечує зміну актів вдиху та видиху. У паренхімі легень розгалужуються чутливі волокна блукаючого нерва, вони беруть участь у побудові правильного ритму дихання. Цеволокна двох видів. Одні дратуються при розширенні легень під час вдиху, їхнє збудження доходить до довгастого мозку та гальмує центр вдиху, настає видих. Інші волокна викликають збудження при спаданні легень і рефлекторно викликають вдих.
Рефлекс Гейманса
На діяльність центру дихання діє і подразнення рецепторів синокаротидного вузла та аортальної зони внаслідок надлишку вуглекислоти або нестачі кисню, що спричиняє поглиблення та деяке почастішання дихання.
Рефлекси з порожнини носа
Велике значення для нормального функціонування дихального апарату мають рефлекси з повітроносних шляхів. У верхніх дихальних шляхах повітря зігрівається, насичується парами води та очищається від пилу та бактерій. Цьому сприяє вузькість цих шляхів та постійна гіперемія слизової оболонки. У північного оленя, змушеного при швидкому бігу глибоко і сильно дихати, є в трахеї спеціальний пристрій у вигляді жовна з кровоносних судин, що значною мірою зігрівають холодне повітря.
Слизова оболонка носа дуже чутлива. Чутливість у ній різноманітна - термічна, больова, тактильна, тиску та ін. і більш висока, ніж на шкірі. При подразненні слизової оболонки носа викликається низка рефлексів секреторних, судинних, рухових. Механічне подразнення слизової оболонки носа веде до рефлексу чхання, але сильне її подразнення може призвести до зупинки дихання. Рефлекси, що виникають при подразненні слизової оболонки носа, мають великий вплив на організм, оскільки неутруднене, вільне носове дихання забезпечує нормальний перебіг багатьох процесів.
Кашльовий рефлекс
Велике значення мають рефлекси, що йдуть з гортані, чутливим нервом якої є переднійгортанний нерв. Слизова оболонка дихальних шляхів вистелена миготливим епітелієм, який переносить частинки, що випадково потрапили туди, до гортані. Роздратування горла грубими частинками викликає рефлекс кашлю - сильним видихом при одночасному звуженні голосової щілини. При кашлі сильним струменем повітря видаляються з трахеї частинки, що її подразнюють.
Гуморальне регулювання дихання
Гіперкапнія
Гіперкапнія – це збільшення вмісту вуглекислого газу крові.
Подразником центру дихання є зсув реакції крові в кислу сторону, що настає при нестачі кисню або надлишку вуглекислого газу в крові - гіперкапнії.
Гіперкапнія призводить до збудження дихального центру в довгастому мозку, внаслідок чого дихання частішає. Матеріал із сайту http://wiki-med.com
Відмінним прикладом впливу гіперкапнії на дихальний центр може бути механізм виникнення першого вдиху. Плід утробі матері перебуває у стані апное, оскільки вуглекислота в крові не накопичується, а безперервно перетворюється на кров матері. Припинення плацентарного кровообігу веде до першого вдиху, першопричиною якого є нестача кисню в крові новонародженого та накопичення в ній вуглекислоти.
Так само, наприклад, якщо затримати дихання на 20-30 секунд, настане гіперкапнія, збудливість дихального центру сильно підвищиться, що спричинить почастішання і посилення дихання. Це так зване диспное.
Гіпокапнія
Гіпокапнія – це зниження вмісту вуглекислого газу крові. Гіпокапнія призводить до зменшення подразнення дихального центру, що виражається у зменшенні дихання.
Гіпокапнію можна викликати, якщо за допомогою кількох глибоких видихів знизити насиченість крові вуглекислотою і тим самимЗменшити збудливість центру дихання, то дихання припиняється на 20-30 секунд. Цей стан називають апное.