Значение дыхания. Строение органов дыхания

Рефлекторные влияния  на дыхание с механорецепторов легких и дыхательных мышц.

Существенным фактором, вызывающим смену вдоха и выхода, являются влияния с механорецепторов легких, что впервые было обнаружено Герингом и Брейером (1868г.). Они показали, что каждый вдох стимулирует выдох. Во время вдоха, при растяжении легких, раздражаются механорецепторы, расположенные в альвеолах и дыхательных мышцах. Возникшие в них импульсы по афферентным волокнам блуждающего и межреберных нервов приходят к дыхательному центру и вызывают торможение инспираторных нейронов и возбуждение экспираторных, вызывая смену вдоха на выдох. Это один из механизмов саморегуляции дыхания.

Получены электрофизиологические доказательства рефлекторных влияний  на дыхательный центр с механорецепторов легких. Записывая потенциалы с периферических концов перерезанных блуждающих нервов, можно видеть, что при обычном естественном дыхании в момент вдоха возникают частые потенциалы. При спокойном пассивном выдохе они отсутствуют, так как механорецепторы легких не раздражаются. Только при очень глубоком выдохе (при сильном спадении легких) возникает раздражение механорецепторов, которое становится одной из причин смены выдоха на вдох.

Исследованиями последних лет  показано, что рефлекторные влияния  с механорецепторов легких могут передаваться и не по блуждающим нервам. Они могут непосредственно распространяться к эфферентным спинальным нейронам по афферентным нервам, идущим от легких в составе задних корешков спинного мозга . Этот механизм важен при глубоком дыхании во время различных физических (особенно спортивных) нагрузок.

Подобно рефлексу Геринг - Брейера осуществляются рефлекторные влияния на дыхательный центр от рецепторов диафрагмы. Во время вдоха в диафрагме при сокращении ее мышечных волокон раздражаются окончания нервных волокон, возникшие в них импульсы поступают в дыхательный центр и вызывают прекращение вдоха и возникновение выдоха. Этот механизм имеет особенно большое значение при усиленном дыхании.

Рефлекторные влияния  на дыхание с различных рецепторов организма.

Рассмотренные выше рефлекторные влияния  на дыхание относятся к постоянно  действующим. Но существуют различные кратковременные воздействия почти со всех рецепторов нашего организма, которые влияют на дыхание.

Так, при действии механических и  температурных раздражителей на экстерорецепторы кожи наступает задержка дыхания. При действии холодной или  горячей воды на большую поверхность  кожи, возникает остановка дыхания  на вдохе. Болевое раздражение коже вызывает резкий вдох (вскрикивание при  боли представляет собой вдох с одновременным  закрытием голосовой щели).

На характер дыхания влияют импульсы с рецепторов пищеварительного аппарата. Такие физиологические реакции, как акт глотания, рвоты и акт  дефекации, сопровождаются изменением дыхания.

Некоторые изменения акта дыхания, возникающие при раздражении  слизистых оболочек дыхательных  путей, получили название защитных дыхательные  рефлексов. К ним относятся такие  рефлекторные акты, как кашель, чихание, задержка дыхания, наступающая при  действии резких запаховых раздражителей.  

Роль коры больших полушарий  головного мозга в регуляции  дыхания.

Дыхание - это одна из вегетативных функций, которая имеет произвольную регуляцию. Каждый человек может  произвольно изменить ритм и глубину  дыхания, задержать его на определенное время (10-20 сек). Возможность произвольного  изменения дыхания говорит о  регулирующем влиянии коры больших  полушарий на данную функцию.

Первые экспериментальные доказательства корковой регуляции дыхания были представлены В.Я.Данилевским (1874 г.). Он показал, что при раздражении моторной области коры возникают изменения дыхания, характер которых зависит от места и интенсивности раздражения. В последующем многие ученые в опытах с раздражением и экстирпацией различных отделов коры больших полушарий подтвердили факт корковой регуляции дыхания.

В связи с этим длительное время  обсуждался вопрос о существовании  точной локализации дыхательного центра в коре больших полушарий. В настоящее  время считают, что дыхание оказывают  влияние различные отделы коры больших  полушарий, но раздражение некоторых  из них являются наиболее эффективными, что показано не только в опытах на животных, но и во время операций на человеке. Наиболее сильные изменения  дыхания у человека имеют место  при раздражении премоторной зоны коры.

Влияние коры больших полушарий  выражается в обеспечении особенно тонкого приспособления дыхания  к текущим потребностям организма. В опытах Э.А.Асратяна показано, что у бескорковой собаки наблюдается ритмичное и координированное дыхание только в том случае, если животное находится в состоянии полного покоя. При малейшем движении дыхание нарушается, оно не может быть приспособлено к условиям мышечной деятельности.

Яркие доказательства корковой регуляции  дыхания получены методом условных рефлексов. Условный дыхательный рефлекс  можно выработать на действие любого внешнего раздражителя, если сочетать его с каким-нибудь безусловным  дыхательным рефлексом.

Г.П.Конради и З.П.Бабешкина в качестве безусловного раздражителя использовали вдыхание газовой смеси с повышенным содержанием СО₂ (при этом возрастает легочная вентиляция). Вдыханию смеси предшествовал на 5-10 сек звук метронома. После 10-15 сочетаний один звук метронома (без вдыхания смеси) вызывал увеличение легочной вентиляции.

Предстартовое изменение дыхания у спортсменов  также является показателем его  условнорефлекторной регуляции. Ее значение в данном случае заключается в приспособлении организма к повышенной физической нагрузке, требующей увеличения газообмена. Предстартовое изменение (увеличение) глубины и частоты дыхания (одновременно с изменением деятельности сердечно-сосудистой системы) обеспечивает более быструю доставку О₂ к работающим мышцам и удаление из крови СО₂.

Условнорефлекторная регуляция дыхания у человека развивается и становится более четкой в процессе выработки двигательных навыков, она особенно совершенствуется у спортсменов в процессе тренировок.