Регуляция процессов дыхания - заболевания органов дыхания у детей
Центральная нервная система. Координация дыхания происходит в стволе мозга при участии двух компонентов моста и двух компонентов продолговатого мозга, составляющих дыхательный центр. Сознательный контроль может осуществляться корой головного мозга (кашель, чиханье, разговор, крик, смех, задержка дыхания и произвольная гипервентиляция).
Врожденная ритмичность функции центра продолговатого мозга объясняется взаимосвязью его компонентов, ответственных за вдох и выдох, что проявляется во взаимном торможении их с преобладанием компонентов вдоха. Неспецифические раздражители, например боль, холод и другие проявления активности соседних, не связанных с дыханием, отделов нервной системы, возможно, способствуют поддержанию местной ритмичности этого. По-видимому, продолговатый мозг находится под модулирующим воздействием двух компонентов моста — апнейстического и пневмотаксического и афферентных волокон блуждающего нерва- от него отходят волокна и в область моста. Апнейстический компонент, локализованный в средней и хвостовой частях моста, обладает респираторной активностью, которая может подавляться пневмотаксическим компонентом или афферентными волокнами блуждающего нерва. Пневмотаксическая зона, локализующаяся в верхних отделах моста, тормозит дыхательную активность нижележащих компонентов через апнейстический компонент или непосредственно воздействуя на область продолговатого мозга.
Вентиляция легких. Врожденная ритмичность функции сетчатого образования в области дыхательного центра в продолговатом мозге поддерживается воздействием со стороны моста и двумя механизмами обратной связи. Скоординированное систематическое взаимодействие последних обеспечивает регуляцию вентиляции легких и оптимальный уровень дыхания при любом состоянии метаболизма. Эти механизмы обратной связи включают в себя проприоцептивные рефлексы со стенки грудной клетки и легких и гуморальную систему (Н+, Рао2 и Расо2).
Многочисленные проприоцептивные рефлексы воздействуют на дыхание в основном через афферентные пути, проходящие в составе блуждающего нерва. Согласно рефлексу Геринга — Брейера, импульсы, возникающие при растяжении легких или дыхательных путей, тормозят вдох, воздействуя на апнейстический компонент моста. Парадоксальный рефлекс с рецепторов зон Геда, локализующихся в легочной паренхиме, стимулирует вдох (но не первый вдох новорожденного) при неактивном состоянии блуждающего нерва. Рефлекс дефляции увеличивает силу и частоту дыхательных движений, так как легкие спадаются под контролем рецепторов, локализованных в бронхиолах и бронхах- при неизмененном дыхании этот механизм не функционирует. Эфферентная (гамма) система мышечных веретен влияет на возбудимость местных спинальных двигательных нейронов, воздействуя таким образом на тонус и силу дыхательных мышц, и может играть важную роль в произвольном контроле за последними при таком физиологическом акте, как речь. Изменение легочного и системного артериального давления, механические стимулы, исходящие из верхних дыхательных путей, химические раздражители, воздействующие на нижние дыхательные пути, присутствие таких субстанций, как серотонин или антигистаминные вещества, также влияют на вентиляцию.
Как периферические, так и центральные хеморецепторы чувствительны к химическому составу крови и, таким образом, влияют на активность дыхательного центра. К периферическим относятся каротидные тельца, расположенные у бифуркации общей сонной артерии и получающие иннервацию от языкоглоточного нерва, и аортальное тельце, обнаруженное у нисходящей дуги аорты и иннервируемое блуждающим нервом. Гипоксемия (снижение Рао2) служит мощным стимулом их и приводит к увеличению частоты и глубины дыхания. Гиперкапния и ацидоз усиливают реакцию этих телец на гипоксемии). Центральные хеморецепторы локализуются в вентролатеральных отделах продолговатого мозга и стимулируют вентиляцию в ответ на местные изменения pH, вызванные повышением Расо2.
У больных, страдающих гиповентиляцией, вызванной ожирением (синдром Пиквика), а также с гипотиреоидизмом, истощенных лиц и больных с синдромом Райли—Дея (семейная дисфункция вегетативной нервной системы), в отличие от здоровых может быть снижена чувствительность к изменениям Расо2 и Рао2 вероятно, вследствие центрального дефекта и других хеморецепторов и сетчатого образования. У атлетов также снижена реакция на гипоксию- могут встречаться случаи семейной сниженной реакции на повышение Расо2. В противоположность этому в последнем случае она усиливается у беременных и в фазу желтого тела менструального цикла вследствие повышения уровня прогестерона. Прогестерон, введенный здоровому мужчине, также способствует развитию гипервентиляции за счет повышения чувствительности к углекислому газу.
Дыхание у плода и новорожденного см. в разделе 7.
