Регуляция дыхания

Изменение режима работы дыхательной системы, направленное на точное и своевременное удовлетворение потребности организма в кислороде, называется регуляцией дыхания. Как и регуляция других вегетативных функций, она осуществляется нервным и гуморальным путем.

Нервная регуляция дыхания контролируется дыхательным центром, находящимся в продолговатом мозге, где каждые 4 с возникает возбу­ждение. Этот нервный центр был впервые подробно исследован рус­ским физиологом Н.А. Миславским(1854-1928). Дыхательный центр состоит из двух тесно взаимосвязанных отделов, ответственных за протекание вдоха (инспираторный центр) и выдоха (экспираторный центр). Возбудимость нервных клеток дыхательного центра опреде­ляется содержанием в крови углекислого газа (гуморальный фактор). При повышении в крови концентрации углекислого газа степень воз­буждения нервных клеток дыхательного центра возрастает, что при­водит к интенсификации дыхания. Важное значение в регуляции ды­хания имеют также и другие рефлекторные механизмы. Так, при вдохе происходит растяжение легких и раздражение барорецепторов, распо­ложенных в их стенках, а также в межреберных мышцах и диафрагме. Центростремительные импульсы поступают в продолговатый мозг, происходит торможение вдоха, и начинается выдох. Как только рас­тяжение легких прекращается, импульсы в нервный центр перестают поступать, возбудимость нервных клеток возрастает и опять вклю­чается механизм вдоха. Разрушение дыхательного центра приводит к немедленной остановке дыхания и гибели организма. Участие коры головного мозга в регуляции дыхания доказывается возможностью произвольной задержки дыхания или его интенсификацией. Способ­ность к произвольной регуляции дыхания зависит от тренированности организма. Например, у спортсменов возможно произвольное усиле­ние дыхания и увеличение его максимального объема до 200 л, в то время как у людей, не занимающихся спортом, — только до 70-80 л. Примером участия коры головного мозга в регуляции дыхания явля­ется также изменение его у спортсменов на старте или у студентов, сдающих экзамены.

Гуморальная регуляция дыхания осуществляется, во-первых, за счет прямого воздействия углекислого газа крови на дыхательный центр. Во-вторых, при изменении химического состава крови возбуждаются рецепторы сосудов и импульсы от них поступают в дыхательный центр, соответственно изменяя его работу.

При повышении или понижении атмосферного давления прояв­ляются особенности дыхательной системы.

При понижении давления происходят следующие изменения. Подъем на высоту 1,5—2 км не сопровождается изменением дыхания. На высоте 2-5 км наступает увеличение вентиляции легких, повыша­ется артериальное давление и увеличивается частота сердечных со­кращений. При дальнейшем снижении атмосферного давления на высоте 4—5 км развивается горная или высотная болезнь, сопровож­дающаяся слабостью, снижением частоты сердечных сокращений и артериального давления, головными болями, уменьшением глуби­ны дыхания. Выше 7 км могут наступить потеря сознания и опасные для жизни нарушения дыхания и кровообращения. Длительное пре­бывание в горах сопровождается акклиматизацией. Это обусловлено увеличением количества эритроцитов, гемоглобина, повышением вентиляции легких, повышением устойчивости нервных клеток к ги­поксии.

Повышение давления наблюдается при погружении на глубину. В этих условиях увеличивается растворимость газов в крови, что мо­жет привести к «кислородному отравлению», сопровождающемуся судорогами. В связи с этим при погружении используются гелие- во-кислородные смеси. Преимущество гелия в том, что он практиче­ски нерастворим в воде. Особого внимания требует переход человека от высокого давления к нормальному. При высоком давлении, как мы отмечали, увеличивается растворимость газов в крови. В случае быст­рого подъема они не успевают выделиться из организма и образуют в крови пузырьки, которые разносятся кровью и закупоривают сосу­ды (газовая эмболия). При этом появляются боли в мышцах, голово­кружение, рвота, одышка, потеря сознания и параличи.