Регуляция дыхания. Дыхательный центр

ОТВЕТ: Для нормального протекания в тканях окислительных процессов необходимо, чтобы газовый состав крови (то есть концентрация в плазме кислорода и углекислого газа) поддерживался на определённом уровне. Вместе с тем, как потребление и выделение газов тканями, так и их содержание газов во вдыхаемом воздухе может существенно меняться. Для того, чтобы газовый состав крови оставался постоянным в меняющихся условиях, существует система регуляции дыхания. Эта система обеспечивает изменение вентиляции (то есть, по сути, частоты и глубины дыхания) в соответствии условиями внешней среды и потребностями организма.

В центральной нервной системе существует группа нейронов, обеспечивающих регуляцию дыхания. Их объединяют под названием дыхательный центр. Дыхательный центр находится в различных отделах центральной нервной системы.

В спинном мозге к нему относят α-мотонейроны, управляющие работой дыхательных мышц, то есть ядро диафрагмального нерва (иннервирует диафрагму) и нейроны передних рогов спинного мозга (иннервируют межрёберные мышцы). Однако нейроны спинного мозга не способны обеспечивать дыхательные движения самостоятельно, они находятся под контролем ядер продолговатого мозга.

В продолговатом мозге находятся группы нейронов, генерирующих дыхательный ритм и посылающих импульсы к спинному мозгу. Выделяют нейроны, обеспечивающие вдох – инспираторные, и выдох – экспираторные. Нейроны вдоха находятся в дорсальных отделах продолговатого мозга на дне IV желудочка, они образуют дорсальную дыхательную группу. В вентральной дыхательной группе, расположенной спереди и латерально, имеются как инспираторные, так и экспираторные нейроны.

В верхней части моста (задний мозг) находится пневмотаксический центр. Он играет важную роль в регуляции продолжительности фаз вдоха и выдоха, отвечает за смену этих фаз.

В регуляции дыхания также принимают участие гипоталамус и кора больших полушарий.

Гипоталамус оказывает влияние на частоту и глубину дыхания при физической нагрузке, повышении температуры тела и окружающей среды, при возникновении сильных эмоций.

Кора больших полушарий обеспечивает произвольный контроль дыхательных движений (человек может осознанно менять частоту и глубину дыхания, задерживать дыхание). Кроме того, за счёт коры происходит условно-рефлекторная регуляция дыхания. Например, у спортсменов учащение и углубление дыхания может появляться перед стартом, когда физической нагрузки ещё нет.

Таким образом, дыхательный центр представляет собой группу связанных между собой нейронов, расположенных в спинном и продолговатом мозге, мосту, гипоталамусе и коре больших полушарий.