Система регуляции дыхания состоит из трех основных элементов.

- во-первых, рецепторы, воспринимающие информацию и передающие дальше.

- во-вторых, центральный регулятор, или дыхательный центр, получающий эту информацию.

- в-третьих - эффекторы — дыхательные мышцы, непрерывно осуществляющие вентиляцию легких.

Дыхательный центр

Дыхательный центр — это совокупность нейронов, расположенных в центральной нервной системе, начиная от спинного мозга и включая кору больших полушарий.

Под дыхательным центром понимают:

1) собственно дыхательный центр - его бульбарный отдел (в продолговатом мозге), разрушение которого приводит к остановке дыхания;

2) отделы ЦНС, обеспечивающие тонкое приспособление дыхания к условиям существования.

Исследования Н.А. Миславского показали, что дыхательный центр располагается на дне IV желудочка в сетевидном образовании продолговатого мозга и является парным образованием.

По Миславскому он делится на: центр вдоха и центр выдоха.

Нейроны этого отдела дыхательного центра обладают автоматией, то есть, они периодически возбуждаются или приходят в состояние ритмической активности.

Автоматия дыхательного центра зависит от сдвигов окружающей среды и от приходящих к нему импульсов при раздражении различных рецепторов тела.

Здесь происходит обработка информации, и отсюда посылаются команды, обеспечивающие координированную ритмическую деятельность мышц в целях приспособления дыхания к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды организма.

По вопросу о характере деятельности дыхательного центра существо­вало две теории:

- теория автоматической деятельности дыхательного центра, по которой дыхательные нейроны, наподобие водителя ритма сердечной деятельно­сти, способны к спонтанному самовозбуждению в ритме дыхательных движений;

- рефлекторная теория, которая объясняет происхождение дыхательной ритмики наличием богатой афферентации, поступающей к дыхательному центру, и сложными взаимоотношениями различного типа нейронов.

Современные представления о работе ДЦ сводятся к тому, что часть дыхательных нейронов, объединенных в так называемую латеральную зону, являются собственно генератором дыхательной ритмики (или, более упро­щенно, центром вдоха, то есть его эфферентной частью).

Другая группа ней­ронов - медиальная зона - служит афферентной частью дыхательного центра, куда сходятся сигналы с многочисленных рецептивных зон, имеющих отно­шение к регуляции дыхания. Предназначение этой зоны заключается в кон­троле за периодичностью дыхательной ритмики, организуемой латеральной зоной. Другими словами, этот отдел дыхательного центра изменяет частоту дыхания, то есть ускоряет смену вдоха выдохом, и условно может быть на­зван центром выдоха.

Дыхательные стимулы

Главными дыхательными стимулами являются снижение содержания во вдыхаемом воздухе кислорода и повышение содержания углекислого газа. Снижение концентрации водородных ионов в артериальной крови также яв­ляется стимулятором дыхания. Изменение этих показателей по сравнению с нормальными значениями стимулирует дыхательный центр.

Снижение РаСЬ ниже нормы (- РаОг) получило название гипоксиче-ского стимула, повышение РаСОг против нормы (+ РаССЬ ) названо гипер-капническим стимулом и снижение рН (- рН) получило название ацидотиче-ского стимула.

Для дыхательного центра главным стимулом является - гиперкапнический. Реакция на гипоксию примерно в 4 раза меньше.

Рефлекторные механизмы регуляции дыхания

Многочисленные рефлекторные механизмы изменения деятельности дыхательного центра мо­гут быть разделены на две большие группы:

1. Механизмы «рабочей» настройки дыхательного центра.

2. Механизмы саморегуляции дыхания.

К первой группе механизмов относятся следующие принципы регуля­ции:

- по отклонению (регуляция посредством хеморецепторных рефлексов);

- по возмущению (регуляция с афферентов работающих мышц, верхних дыхательных путей, защитные рефлексы);

- по прогнозированию (условнорефлекторные влияния и все произвольные изменения дыхания, связанные с «обучением» дыхательной системы).

Ко второй группе механизмов саморегуляции относятся рефлектор­ные влияния с рецепторов самих легких и дыхательных мышц.

Хеморецепторные рефлексы

Функцией хеморецепторов дыхатель­ной системы является контроль газового состава и кислотно-щелочного рав­новесия внутренней среды организма. Хеморецепторы посылают в дыхатель­ный центр сигналы о степени отклонения от «нормальных» величин напря­жения О₂ и СО₂ в крови и рН внутренней среды организма.

Основные хеморецепторы:

- области каротидного тельца (контролируют состав крови, на­правляющейся к мозгу).

- области дуги аорты (контролирует поток крови, идущей во внутренние органы и нижнюю половину тела).

- медуллярные (мозговые) хеморецепторы (МХР). Следовательно, действующие через кровь стимулы (рН, РО₂, РСО₂) изменяют деятельность дыхательного центра не непосредст­венно, а путем участия хеморецепторов, что обеспечивает срочность таких реакций.

Хеморецепторы в синокаротидных, аортальных тельцах, очень чувствительны к изменениям РО₂ в артериальной крови, а хеморецепторы продолговатого мозга – к изменениям РСО₂, рH крови.

Роль механорецепторов лёгких в регуляции дыхания

Основные механорецепторы: