Дыхательный центр осуществляет регуляцию постоянства газового состава крови за счет изменения частоты и глубины дыхания.
Дыхательный центр находится в продолговатом мозге и в варолиевом мосту. В дыхательном центре имеются нервные клетки (нейроны), которые активны в фазу вдоха — инспираторные, в фазу выдоха — экспираторные.
Дыхательный центр обладает автоматией, т. е. способен к спонтанной генерации дыхательного ритма.
Для создания ритмической дыхательной активности нейронов необходимы два условия:
1. Возбуждение нейронов. Происходит под влиянием постоянного нервного сигнала от центральных хеморецепторов продолговатого мозга, они реагируют на состав спинномозговой жидкости (количество в ней углекислого газа).
2. Торможение инспираторной активности, т. е. механизм выключения вдоха.
Согласно современным представлениям генерацию ритмической активности осуществляют микромодули нейронов (от 4 до 6 и больше).
Эти нервные клетки не имеют связей с дыхательными мышцами и называются проприобульбарными. Каждый последующий нейрон в цепочке тормозит два предыдущих. Сформированный ритм передается на бульбоспинальные нейроны, которые дальше передают сигнал дыхательным мышцам.
В торможении активности инспираторных нейронов участвуют также нейроны варолиева моста.
Здесь находится пневмотаксический механизм выключения вдоха.
Сами эти нейроны возбуждаются под влиянием импульсов от рецепторов растяжения легких.
Таким образом, в дыхательном центре есть ритмообразующие нервные клетки и нервные клетки, передающие "команды" дыхательными мышцами (диафрагма, межреберные мышцы).
Откуда мозг знает хватает ли организму кислорода?
В области раздвоения (бифуркации)
сонной артерии и дуги аорты есть рецепторы, реагирующие на газовый состав крови. Почему именно здесь? Сонная артерия несёт кровь к мозгу, а аорта ко всем органам, поэтому количество кислорода в этих сосудах имеет большое значение.
Информация отсюда поступает в дыхательный центр по нервным волокнам, дыхательный центр реагирует на снижение напряжения кислорода, повышение уровня углекислого газа в крови.
Значение: обеспечение усиления дыхания при изменении газового состава крови.
Рефлекс Гейманса — при повышении в крови количества углекислого газа усиливается частота и глубина дыхания.
Бывают и естественные сдвиги газового состава крови при физической нагрузке, которые приводят к рефлекторному увеличению легочной вентиляции.
Гиперкапния — повышение
напряжения углекислого газа в плазме крови.
Гипоксемия — понижение
напряжения кислорода в плазме крови.
Рецепторы растяжения легких находятся в воздухоносных путях (трахея, бронхи), связаны через блуждающий нерв с дыхательным центром.
При вдохе легкие растягиваются и активируются рецепторы растяжения легких, импульсы идут в дыхательный центр, вдох тормозится, а выдох стимулируется.
Если перерезать блуждающие нервы, дыхание становится более редким и глубоким.
Значение: регулируют частоту и глубину дыхания.
Ирритантные рецепторы при спокойном дыхании не активны. Реагируют на большие изменения объема лёгких, а также на раздражающие вещества воздуха (аммиак, дым) и пыль. Вызывают частое дыхание — одышку.
Юкстакапиллярные рецепторы активируются при патологии (пневмония, отёк легкого). Формируют частое и поверхностное дыхание.
Механорецепторы полости носоглотки, гортани, трахеи. При их возбуждении (пыль, слизь) возникает рефлекторная защитная реакция — кашель.
Механорецепторы полости носа. При их раздражении возникаеттзащитный рефлекс — чихание.
Обонятельные рецепторы полости носа. При раздражении возникает реакция «принюхивания» — короткие частые вдохи.