Механизмы перестройки внешнего дыхания в соответствии с потребностями организма.
Роль хеморецепторов в регуляции дыхания.
Хеморецепторы, участвующие в регуляции дыхания, делят на:
- центральные хеморецепторы;
- периферические хеморецепторы.
Центральные хеморецепторы, участвующие в регуляции дыхания.
Выступают нервные клетки стволовой части мозга. Эти нейроны обладают высокой чувствительностью к изменению напряжения СО2 (рСО2) и рНв межклеточной жидкости.
Особенно высока чувствительность этих нейронов к повышению напряжения СО2 (рСО2)-гиперкапнии,часть из них обладает высокой чувствительностью к уменьшению рН – ацидозу.
Вентиляция легких начинает увеличиваться, еслив межклеточной жидкости рСО2превысит пороговое значение: 40 мм.от.ст.
Снижение рН ниже нормативного уровня так же приводит к увеличению вентиляции легких за счет изменения частоты и глубины дыхания, изменение рНна 0,01 приводит к увеличению вентиляции на 4,0 л/мин.
Периферические (артериальные) хеморецепторы, участвующие в регуляции дыхания.
К ним относятсякаротидные и аортальные тельца.Они реагируют на изменение рН, рО2 ирСО2.
Они особенно чувствительны к уменьшению рО2 –гипоксемии,в меньшей степени: к гиперкапнии –снижениюрО2 и ацидозу (снижению рН). Такие изменениярН, рО2 ирСО2 приводят к увеличению вентиляции легких, дыхание будет частым и глубоким.
С другой стороны, после искусственного гиперпное возникает апное (так как СО2 вымывается из крови и межклеточной жидкости /гипокапния/, а значит и не стимулирует рефлекторно или непосредственно дыхательный центр).
Нервная регуляция дыхания.
Роль механорецепторов в регуляции дыхания.
Барорецепторыявляются рецепторами нервных окончаний афферентных нервов. Особенно много барорецепторов в дуге аорты.
Они реагируют на растяжение сосудистой стенки повышением импульсации,которая оказывает регуляторное влияние не только на параметры кровообращения, но и на процессы внешнего дыхания.
Быстрое кратковременное повышение АД может рефлекторно вызвать гиповентиляцию легких и даже кратковременное апное, а кратковременное быстрое снижение АД способно рефлекторно вызвать увеличение вентиляции (гипервентиляцию) легких.
Роль медленно адаптирующихся рецепторов растяжения легких в регуляции дыхания.
Медленно адаптирующиеся рецепторы растяжения легкихявляютсянервными окончаниями широких миелинизированных афферентных волокон блуждающих нервов,расположенных в гладких мышцах стенки воздухоносных путей по всей их длине.
Реагируют на увеличение объема легких. В каждом легком имеется до 1000 таких рецепторов.
Преимущественно через афференты блуждающего нерва импульсация от медленно адаптирующихся рецепторов растяжения легких достигает ЦНС, дыхательных нейронов. Стимуляция этих рецепторов вызывает рефлекс Геринга-Брейера.
Механизм рефлекса Геринга-Брейера заключается в следующем: при глубоком вдохе медленно адаптирующиеся рецепторы активируются, импульсация от них увеличивается. При этом вдох тормозится и сменяется на выдох,т.е. рефлекс Геринга-Брейера ускоряет переключение вдоха на выдох.
Рефлекс Геринга-Брейера - защитный рефлекс, предохраняющий легкие от перерастяжения.
Роль ирритантных рецепторов в регуляции дыхания.
Ирритантные рецепторы расположены в эпителиальном и субэпителиальном слоях всех воздухоносных путей. Являются нервными окончаниями широких миелинизированных афферентных волокон блуждающих нервов. Связаны афферентными путями с центром дыхания.
Ирритантные рецепторыотносятся к быстро адаптирующимся рецепторам, которые возбуждаются на непродолжительное время при действии раздражителя, к длительному действию раздражителей они адаптируются и не отвечают на их действие.
Ирритантные рецепторыобладают свойствами хеморецепторов и механорецепторов.
Раздражителями этих рецепторов являются едкие газы, холодный воздух, пыль, табачный дым, некоторые БАВ, образующиеся в легких (гистамин, кинины, некоторые группы ПГ).
Раздражение ирритантных рецепторов вызывает у человека непрятные ощущения: першение, жжение, кашель, чихание, задержку дыхания, снижение проходимости дыхательных путей.
Чихание и кашельэтозащитныедыхательные рефлексы,направленные на устранение раздражителей с поверхности слизистой дыхательных путей.
Чихание представляет собой глубокий вдох и быстрый выдох через носовую полость при воздействии на ее слизистую оболочку химических или слабых механических раздражителей.
Кашель возникает при раздражении ирритатных рецепторов слизистой гортани, глотки, трахеи и бронхов (глубокий вдох, закрытие голосовой щели, её резкое открытие с формированием характерного звука и выдох).
Раздражение ирритантных рецепторов нередко вызывает бронхоконстрикцию, бронхоспазм.
Роль J-рецепторов в регуляции дыхания.
J-рецепторы это околокапиллярные (juxtacapilllry) рецепторы. Они находятся в интерстиции альвеол и бронхиол в месте их контакта с капиллярами. Являются нервными окончаниями С-волокон блуждающих нервов. Связаны афферентными путями с центром дыхания. У человека они находятся в состоянии слабого тонического возбуждения.
J-рецепторы обладают свойствами как хеморецепторов, так и механорецепторов. Они способны реагировать на стимулы, как со стороны легких, так и со стороны системы легочного кровообращения.
J-рецепторы способны реагировать на растяжение ткани легкого и на химические раздражители - серотонин, гистамин, кинины, некоторые групп ПГ эндогенного и экзогенного происхождения.
Стимуляция этих рецепторов приводит к задержке дыхания, нередко к бронхоконстрикции с последующим формированием частого и поверхностного дыхания, вызывает изменение давления в малом круге кровообращения.
Роль рецепторов носоглотки и верхних дыхательных путей в регуляции дыхания.
Работают подобно ирритантным рецепторами имеют одни и те же раздражители. Их раздражение рефлекторновызываетапное, бронхоспазм, кашель, чихание.
Роль проприорецепторов в регуляции дыхания.
Роль проприорецепторов рецепторов скелетных мышц в регуляции дыхания.
Выполнение мышечной работы делает дыхание более глубоким и частым (рефлекторно с проприорецепторов). Эти изменения вентиляции легких возникают ещё до значимого повышения уровня СО2 в крови).
Роль болевых и температурных рецепторов в регуляции дыхания.
Боль – стимулирует вентиляцию легких, в ряде случаев сильная боль может вызвать бронхоконстрикцию, спазм бронхов.
Температура тела – гипертермия, лихорадка и незначительная гипотермия стимулируют вентиляцию легких.