Подагра

Центры защитных дыхательных рефлексов дыхания и кашля. Дыхательный рефлекс. Рефлексы с рецепторов бронхиол

В дыхательной системе выделяют воздухоносные пути: носовая полость, гортань, трахея и бронхи. А также дыхательную часть: альвеолярную паренхиму лёгких и кровь. Характерными особенностями этой системы являются: наличие хрящевого остова в их стенках, которые не спадаются и наличие ворсинок на слизистой, которые выводят наружу, вместе со слизью инородные частицы, загрязняющие воздух.

Носовая полость является начальным отделом, а также органом обоняния. Различные запахи, вместе с воздухом, проходят в носу тестирование, а сам воздух, согревается, увлажняется и очищается. Снаружи носовая полость имеет два отверстия ноздри и перегородку, которая делит полость вертикально пополам. Горизонтально располагаются три носовых хода: верхний, с об 4 - верхний рог щитовидного хряща, 5 пластинка щитовидного хряща, 6 - черпаловидный хрящ, 7 - правый перстнечерпаловидный сустав, 8 - правый перстнещитовидный сустав, 9 - хрящи трахеи, 10 - перепончатая стенка, 11 - пластинка перстневидного хряща, 12 - левый перстнешитовидный сустав, 13 - нижний poг щитовидного хряща, 14 - левый перстнечерпаловидный сустав, 15 - мышечный отросток черпаловидного хряща, 16 голосовой отросток черпаловидного хряща, 17 - щитонадгортанная связка, 18 - рожковидный хрящ, 19 - латеральная щитоподъязычная связка, 20 - щитоподъязычная мембрана.

Трахея является трубкой 8- 12 см, из 16-20 незамкнутых сзади хрящевых колец (для облегчения прохождения пищи по сзади лежащему пищеводу) соединённых связками. Задняя стенка – эластичная. Слизистая оболочка трахеи богата лимфоидной тканью и железами, вырабатывающими слизь. По бокам трахеи идут сонные артерии, а спереди: в шейном отделе находится щитовидная железа, в грудном отделе – вилочковая железа и грудина. На уровне 2-3 грудных позвонков, трахея разделяется на две трубки – главных бронха.

Бронхи. Правый бронх является продолжением трахеи, он шире и короче левого. Строение у них, как и у трахеи. Главные бронхи отходят от места бифуркации (раздвоения) трахеи почти под прямым углом и направляются к воротам лёгких. Там они делятся на долевые, а те делятся на сегментарные бронхи. Таким образом, формируется бронхиальное дерево лёгкого.

Трахея и бронхи. Вид спереди:

А: 1 - трахея, 2 - пищевод, 3 - аорта, 4 - левый главный бронх, 5 - левая легочная артерия, 6 - левый верхний долевой бронх, 7 - сегментарные бронхи верхней доли левого легкого, 8 - левый нижний долевой бронх, 9 - непарная вена, 10 - сегментарные бронхи нижней и средней долей правого легкого, 11 - правый нижний долевой бронх, 12 - правый средний долевой бронх, 13 - правый верхний долевой бронх, 14 - правый главный бронх, 15 - бифуркация трахеи, 16 - киль трахеи; Б - область бифуркации трахеи. Трахея удалена, виден киль трахеи (16)

Лёгкие заполняют грудную клетку по сторонам от сердца и крупных сосудов, и имеют неправильную конусовидную форму, основанием к диафрагме, а верхушкой к шее выше ключиц. Лёгкие плотно покрыты серозной оболочкой – плеврой, которая образует два плевральных мешка с жидкостью для уменьшения трения между листками. На срединной поверхности каждого лёгкого есть ворота лёгкого – место вхождения бронха и лёгочной артерии. Рядом выходят две лёгочные вены, и весь этот комплекс называется – корень лёгкого. Бороздами лёгкие делятся на доли: правое на три, а левое на две с сердечной вырезкой впереди. Те же делятся на 10 сегментов в каждом лёгком. Сегментарные бронхи многократно делятся на мизерные бронхиолы с пузырьками – альвеолами на стенках. В лёгких насчитывается 30-500 млн. альвеол с общей дыхательной поверхностью около 100 м2. Конечной, структурной единицей лёгкого являются грозди альвеол на бронхиолах – ацинусы, в которых происходит газообмен между кровью из капилляров, покрывающих альвеолы и воздухом, который находится внутри альвеолярных шариков, учитывая парциальное давление в момент диффузии кислорода и углекислого газа. Бедная кислородом венозная кровь приходит в лёгкие по лёгочной артерии с растворённым углекислым газом. В альвеолах происходит обмен на кислород, который соединяется с железом в гемоглобине крови. И обогащённая артериальная кровь по лёгочным венам течёт к сердцу для того, чтоб распространиться по всему организму.

Физиология дыхания:

Заполнение лёгких кислородом и выведение углекислого газа из них осуществляется изменением объёма грудной клетки. При сокращении диафрагмы она уплощается вниз и из-за разности атмосферного давления окружающего воздуха плевральной полости возникает опущение лёгких и происходит вдох. Помогают раздвинуть рёбра межрёберные мышцы, причём дыхание животом является естественным, а грудью «правильным» дыханием. Обычная ёмкость лёгких составляет около трёх литров воздуха, которая при тренировках может увеличиться вдвое. При расслаблении диафрагмы, она встаёт на место, и лёгкие спадают до первоначального объёма, сохраняя 1 литр остаточного воздуха. Так происходит выдох. Контролирует дыхание дыхательный центр, в продолговатом мозге, из-за возбуждения накоплённым в крови углекислым газом, который посылает нервные импульсы в определённом ритме: 16-20 вдохов в минуту. Такой же механизм первого вдоха у новорождённого при перерезании пуповины. Частота вдохов увеличивается в момент нервного физического напряжения. При воздействии на слизистые оболочки воздухоносных путей различными, инородными телами, рефлекторно возникает сильный резкий выдох, удаляющий инородное тело из носа – чиханием, а из горла – кашлем. При желании можно не дышать, или дышать с различной частотой на короткое время, используя импульсы из коры головного мозга.

Воздухоносные пути делятся на верхние и нижние. К верхним относятся носовые ходы, носоглотка, к нижним гортань, трахея, бронхи. Трахея, бронхи и бронхиолы являются проводящей зоной легких. Конечные бронхиолы называются переходной зоной. На них имеется небольшое количество альвеол, которые вносят небольшой вклад в газообмен. Альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки относятся к обменной зоне.

Физиологичным является носовое дыхание. При вдыхании холодного воздуха происходит рефлекторное расширение сосудов слизистой носа и сужение носовых ходов. Это способствует лучшему прогреванию воздуха. Его увлажнение происходит за счет влаги, секретируемой железистыми клетками слизистой, а также слезной влаги и воды, фильтрующейся через стенку капилляров. Очищение воздуха в носовых ходах происходит благодаря оседанию частиц пыли на слизистой.

В воздухоносных путях возникают защитные дыхательные рефлексы. При вдыхании воздуха, содержащего раздражающие вещества, возникает рефлекторное урежение и уменьшение глубины дыхания. Одновременно суживается голосовая щель и сокращается гладкая мускулатура бронхов. При раздражении ирритантных рецепторов эпителия слизистой гортани, трахеи, бронхов, импульсы от них поступают по афферентным волокнам верхнегортанного, тройничного и блуждающего нервов к инспираторным нейронам дыхательного центра. Происходит глубокий вдох. Затем мышцы гортани сокращаются и голосовая щель смыкается. Активируются экспираторные нейроны и начинается выдох. А так как голосовая щель сомкнута давление в легких нарастает. В определенный момент голосовая щель открывается и воздух с большой скоростью выходит из легких. Возникает кашель. Все эти процессы координируется центром кашля продолговатого мозга. При воздействии пылевых частиц и раздражающих веществ на чувствительные окончания тройничного нерва, которые находятся в слизистой оболочке носа, возникает чихание. При чихании также первоначально активируется центр вдоха. Затем происходит форсированный выдох через нос.

Различают анатомическое, функциональное и альвеолярное мертвое пространство. Анатомическим называется объем воздухоносных путей – носоглотки, гортани, трахеи, бронхов, бронхиол. В нем не происходит газообмена. К альвеолярному мертвому пространству относят объем альвеол которые не вентилируются или в их капиллярах нет кровотока. Следовательно они также не участвуют в газообмене. Функциональным мертвым пространством является сумма анатомического и альвеолярного. У здорового человека объем альвеолярного мертвого пространства очень небольшой. Поэтому величина анатомического и функционального пространств практически одинакова и составляет около 30% дыхательного объема. В среднем 140 мл. При нарушении вентиляции и кровоснабжения легких объем функционального мертвого пространства значительно больше анатомического. Вместе с тем, анатомическое мертвое пространство играет важную роль в процессах дыхания. Воздух в нем согревается, увлажняется, очищается от пыли и микроорганизмов. Здесь формируются дыхательные защитные рефлексы – кашель, чихание. В нем происходит восприятие запахов и образуются звуки.

Защитные дыхательные рефлексы

Раздражение афферентных нервов может вызывать учащение и усиление дыхательных движений или же замедление и даже полную остановку дыхания. При вдыхании воздуха с примесью аммиака, хлора и других остро пахнущих веществ наступает задержка дыхательных движений. Рефлекторная остановка дыхания сопровождает каждый акт глотания. Эта реакция предохраняет дыхательные пути от попадания пищи. К защитным дыхательным рефлексам относится кашель, чихание, сморкание, зевота.

Кашель - рефлекторный акт, возникающий при раздражении рецепторов дыхательных путей, плевры и органов брюшной полости инородными частицами, экссудатом, газовыми смесями. Это усиленный выдыхаемый толчок при закрытой голосовой щели, необходимый для удаления из воздухоносных путей посторонних тел и выделений (пыль, слизь).

Чихание - непроизвольный выдыхаемый толчок при открытом носоглоточном пространстве, способствующий удалению посторонних тел и выделений из полости носа. При чихании очищаются носовые ходы.

Сморкание - можно рассматривать как замедленное и произвольно совершаемое чихание.

Зевота - продолжительное глубокое вдыхание при открытом рте, зеве и голосовой щели

В зависимости от состояния организма (сон, физическая работа, изменение температуры и т.д.) частота и глубина дыхания рефлекторно меняются. Дуги дыхательных рефлексов проходят через дыхательный центр. Рассмотрим такие рефлексы, как чихание и кашель.

Пыль или вещества с резким запахом, попадая в носовую полость, раздражают рецепторы, расположенные в ее слизистой оболочке. Возникает защитный рефлекс - чихание - сильный и быстрый рефлекторный выдох через ноздри. Благодаря ему из носовой полости удаляются раздражающие ее вещества. Накопившаяся в носовой полости слизь при насморке вызывает такую же реакцию. Кашель - это резкий рефлекторный выдох через рот, возникающий при раздражении гортани.

Газообмен в тканях . В органах нашего тела постоянно происходят окислительные процессы, на которые расходуется кислород. Поэтому концентрация кислорода в артериальной крови, которая поступает в ткани по сосудам большого круга кровообращения, больше, чем в тканевой жидкости. В результате кислород свободно переходит из крови в тканевую жидкость и в ткани. Углекислый газ, который образуется в ходе многочисленных химических превращений, наоборот, переходит из тканей в тканевую жидкость, а из нее в кровь. Таким образом кровь насыщается углекислым газом.

Регуляция дыхания. Деятельностью дыхательной системы управляет дыхательный центр. Он расположен в продолговатом мозге. Идущие отсюда импульсы координируют мышечные сокращения при вдохе и выдохе. От этого центра по нервным волокнам через спинной мозг поступают импульсы, которые вызывают в определенном порядке сокращение мышц, ответственных за вдох и выдох.

Возбуждение самого центра зависит от возбуждений, идущих от различных рецепторов, и от химического состава крови. Так, прыжок в холодную воду или обливание холодной водой вызывает глубокий вдох и задержку дыхания. Резко пахучие вещества также могут вызвать задержку дыхания. Это связано с тем, что запах раздражает обонятельные рецепторы в стенках носовой полости. Возбуждение передается в дыхательный центр, и его деятельность затормаживается. Все эти процессы осуществляются реф-лекторно.

Слабое раздражение слизистой оболочки полости носа вызывает чихание, а гортани, трахеи, бронхов- кашель. Это защитная реакция организма. При чихании, кашле инородные частицы, попавшие в дыхательные пути, удаляются из организма.

Дыхательный рефлекс представляет собой координацию костей, мышц и сухожилий для воспроизведения дыхания. Часто получается так, что нам приходится дышать против своего тела в том случае, когда мы не получаем нужного объема воздуха. Пространство между ребрами (интеркостальноепространство) и межкостные мышцы у многих людей не такие подвижные как следовало бы. Процесс дыхания являет собой комплексный процесс, который вовлекает весь организм.

Существует несколько дыхательных рефлексов:

Рефлекс спадения - активация дыхания в результате спадения альвеол.

Рефлекс раздувания - один из многочисленных нервных и химических механизмов, регулирующих дыхание и проявляющийся через рецепторы растяжения легких.

Рефлекс парадоксальный - случайные глубокие вдохи, доминирующие над обычным дыханием, возможно, связанные с раздражением рецепторов в начальных фазах развития микроателектазов.

Легочный сосудистый рефлекс - поверхностное тахипноэ в сочетании с гипертонией малого круга кровообращения.

Рефлексы раздражения - кашлевые рефлексы, возникающие при раздражении субэпителиальных рецепторов в трахее и бронхах и проявляющиеся рефлекторным закрытием голосовой щели и бронхоспазмом; рефлексы чихания - реакция на раздражение слизистой носа; изменение ритма и характера дыхания при раздражении болевых и температурных рецепторов.

На активность нейронов дыхательного центра выраженное влияние оказывают рефлекторные воздействия. Различают постоянные и непостоянные (эпизодические) рефлекторные влияния на дыхательный центр.

Постоянные рефлекторные влияния возникают в результате раздражения рецепторов альвеол (рефлекс Геринга – Брейера), корня легкого и плевры (пульмоторакальный рефлекс), хеморецепторов дуги аорты и каротидных синусов (рефлекс Гейманса - прим. сайт), механорецепторов указанных сосудистых областей, проприорецепторов дыхательных мышц.

Наиболее важным рефлексом этой группы является рефлекс Геринга–Брейера. В альвеолах легких заложены механорецепторы растяжения и спадения, являющиеся чувствительными нервными окончаниями блуждающего нерва. Рецепторы растяжения возбуждаются при обычном и максимальном вдохе, т. е. любое увеличение объема легочных альвеол возбуждает эти рецепторы. Рецепторы спадения становятся активными только в условиях патологии (при максимальном спадении альвеол).

В экспериментах на животных установлено, что при увеличении объема легких (вдувание в легкие воздуха) наблюдается рефлекторный выдох, выкачивание же воздуха из легких приводит к быстрому рефлекторному вдоху. Указанные реакции не возникали при перерезке блуждающих нервов. Следовательно, нервные импульсы в центральную нервную систему поступают по блуждающим нервам.

Рефлекс Геринга – Брейера относится к механизмам саморегуляции дыхательного процесса, обеспечивая смену актов вдоха и выдоха. При растяжении альвеол во время вдоха нервные импульсы от рецепторов растяжения по блуждающему нерву идут к экспираторным нейронам, которые возбуждаясь, тормозят активность инспираторных нейронов, что приводит к пассивному выдоху. Легочные альвеолы спадаются, и нервные импульсы от рецепторов растяжения уже не поступают к экспираторным нейронам. Активность их падает, что создает, условия для повышения возбудимости инспипараторной части дыхательного центра и активного вдоха. Кроме того, активность инспираторных нейронов повышается при нарастании концентрации углекислого газа в крови, что также способствует осуществлению акта вдоха.

Таким образом, саморегуляция дыхания осуществляется на основе взаимодействия нервного и гуморального механизмов регуляции активности нейронов дыхательного центра.

Пульмоторакальный рефлекс возникает при возбуждении рецепторов, заложенных в легочной ткани и плевре. Проявляется этот рефлекс при растяжении легких и плевры. Рефлекторная дуга замыкается на уровне шейных и грудных сегментов спинного мозга. Конечным эффектом рефлекса является изменение тонуса дыхательной мускулатуры, благодаря чему происходит увеличение или уменьшение среднего объема легких.
К дыхательному центру постоянно идут нервные импульсы от проприорецепторов дыхательных мышц. Во время вдоха происходит возбуждение проприорецепторов дыхательных мышц и нервные импульсы от них поступают к инспираторным нейронам дыхательного центра. Под влиянием нервных импульсов активность инспираторных нейронов тормозится, что способствует наступлению выдоха.

Непостоянные рефлекторные влияния на активность дыхательных нейронов связаны с возбуждением разнообразных по своим функциям экстеро- и интерорецепторов. К непостоянным рефлекторным воздействиям, оказывающим влияние на активность дыхательного центра, относятся рефлексы, возникающие при раздражении рецепторов слизистой оболочки верхних дыхательных путей, носа, носоглотки, температурных и болевых рецепторов кожи, проприорецепторов скелетных мышц, интерорецепторов. Так, например, при внезапном вдыхании паров аммиака, хлора, сернистого ангидрида, табачного дыма и некоторых других веществ происходит раздражение рецепторов слизистой оболочки носа, глотки, гортани, что приводит к рефлекторному спазму голосовой щели, а иногда даже мускулатуры бронхов и рефлекторной задержке дыхания.

При раздражении эпителия дыхательных путей накопившейся пылью, слизью, а также попавшими химическими раздражителями и инородными телами наблюдаются чиханье и кашель. Чиханье возникает при раздражении рецепторов слизистой оболочки носа, а кашель – при возбуждении рецепторов гортани, трахеи, бронхов.

Защитные дыхательные рефлексы (кашель, чихание) возникают при раздражении слизистых оболочек дыхательных путей. При попадании аммиака происходит остановка дыхания и полностью перекрывается голосовая щель, рефлекторно сужается просвет бронхов.

Раздражение температурных рецепторов кожи, в частности холодовых, приводит к рефлекторной задержке дыхания. Возбуждение болевых рецепторов кожи, как правило, сопровождается учащением дыхательных движений.

Возбуждение проприорецепторов скелетных мышц обусловливает стимуляцию акта дыхания. Повышенная активность дыхательного центра в этом случае является важным приспособительным механизмом, обеспечивающим увеличенные потребности организма в кислороде при мышечной работе.
Раздражение интерорецепторов, например механорецепторов желудка при его растяжении, приводит к торможению не только сердечной деятельности, но и дыхательных движений.

При возбуждении механорецепторов сосудистых рефлексогенных зон (дуга аорты, каротидные синусы) в результате изменения величины артериального давления наблюдаются сдвиги в активности дыхательного центра. Так, повышение артериального давления сопровождается рефлекторной задержкой дыхания, понижение приводит к стимуляции дыхательных движений.

Таким образом, нейроны дыхательного центра чрезвычайно чувствительны к воздействиям, обусловливающим возбуждение экстеро-, проприо- и интерорецепторов, что приводит к изменению глубины и ритма дыхательных движений в соответствии с условиями жизнедеятельности организма.

На активность дыхательного центра оказывает влияние коры головного мозга. Регуляция дыхания корой больших полушарий имеет свои качественные особенности. В опытах с прямым раздражением электрическим током отдельных областей коры головного мозга было показано выраженное влияние ее на глубину и частоту дыхательных движений. Результаты исследований М. В. Сергиевского и его сотрудников, полученные при непосредственном раздражении различных участков коры больших полушарий электрическим током в острых, полухронических и хронических опытах (вживленные электроды), свидетельствуют о том, что нейроны коры не всегда оказывают однозначное влияние на дыхание. Конечный эффект зависит от ряда факторов, главным образом от силы, продолжительности и частоты применяемых раздражений, функционального состояния коры головного мозга и дыхательного центра.

Для оценки роли коры головного мозга в регуляции дыхания большое значение имеют данные, полученные с помощью метода условных рефлексов. Если у человека или животных звук метронома сопровождать вдыханием газовой смеси с повышенным содержанием углекислого газа, то это приведет к увеличению легочной вентиляции. Через 10…15 сочетаний изолированное включение метронома (условный сигнал) вызовет стимуляцию дыхательных движений – образовался условный дыхательный рефлекс на избранное количество ударов метронома в единицу времени.

Учащение и углубление дыхания, которые наступают до начала физической работы или спортивных состязаний, также осуществляются по механизму условных рефлексов. Эти изменения в дыхательных движениях отражают сдвиги в активности дыхательного центра и имеют приспособительное значение, способствуя подготовке организма к выполнению работы, требующей большой затраты энергии и усиления окислительных процессов.

По мнению М.Е. Маршака, корковая: регуляция дыхания обеспечивает необходимый уровень легочной вентиляции, темп и ритм дыхания, постоянство уровня углекислого газа в альвеолярном воздухе и артериальной крови.
Приспособление дыхания к внешней среде и сдвигам, наблюдаемым во внутренней среде организма, связано с обширной нервной информацией, поступающей в дыхательный центр, которая предварительно перерабатывается, главным образом в нейронах моста мозга (варолиев мост), среднего и промежуточного мозга и в клетках коры головного мозга.

Различают анатомическое, функциональное и альвеолярное мертвое пространство. Анатомическим называется объем воздухоносных путей - носоглотки, гортани, трахеи, бронхов, бронхиол. В нем не происходит газообмена. К альвеолярному мертвому пространству относят объем альвеол которые не вентилируются или в их капиллярах нет кровотока. Следовательно они также не участвуют в газообмене. Функциональным мертвым пространством является сумма анатомического и альвеолярного. У здорового человека объем альвеолярного мертвого пространства очень небольшой. Поэтому величина анатомического и функционального пространств практически одинакова и составляет около 30% дыхательного объема. В среднем 140 мл. При нарушении вентиляции и кровоснабжения легких объем функционального мертвого пространства значительно больше анатомического. Вместе с тем, анатомическое мертвое пространство играет важную роль в процессах дыхания. Воздух в нем согревается, увлажняется, очищается от пыли и микроорганизмов. Здесь формируются дыхательные защитные рефлексы - кашель, чихание. В нем происходит восприятие запахов и образуются звуки.