اختبار "الجهاز التنفسي. اختبار مركز الجهاز التنفسي

مركز الجهاز التنفسيتسمى مجموعة من الخلايا العصبية الموجودة في أجزاء مختلفة من الجهاز العصبي المركزي، مما يضمن النشاط الإيقاعي المنسق لعضلات الجهاز التنفسي وتكيف التنفس مع الظروف المتغيرة للبيئة الخارجية والداخلية للجسم.

بعض مجموعات الخلايا العصبية ضرورية للنشاط الإيقاعي لعضلات الجهاز التنفسي. وهي تقع في التكوين الشبكي للنخاع المستطيل، مما يشكل مركز الجهاز التنفسيبالمعنى الضيق للكلمة. يؤدي اختلال وظيفة هذه الخلايا إلى توقف التنفس بسبب شلل عضلات الجهاز التنفسي.

تعصيب عضلات الجهاز التنفسي . يرسل المركز التنفسي للنخاع المستطيل نبضات إلى الخلايا العصبية الحركية الموجودة في القرون الأمامية للمادة الرمادية للحبل الشوكي، مما يؤدي إلى تعصب عضلات الجهاز التنفسي.

تقع الخلايا العصبية الحركية، التي تشكل عملياتها الأعصاب الحجابية التي تعصب الحجاب الحاجز، في القرون الأمامية لقطاعات عنق الرحم 3-4. تقع الخلايا العصبية الحركية، التي تشكل عملياتها الأعصاب الوربية التي تعصب العضلات الوربية، في القرون الأمامية للحبل الشوكي الصدري. من هذا يتضح أنه عندما يتم قطع الحبل الشوكي بين الأجزاء الصدرية وعنق الرحم، يتوقف التنفس الساحلي، ويتم الحفاظ على التنفس البطني، لأن النواة الحركية للعصب الحجابي، الموجودة فوق المقطع، تحافظ على الاتصال بمركز الجهاز التنفسي و الحجاب الحاجز. عندما يتم قطع الحبل الشوكي تحت النخاع المستطيل، يتوقف التنفس تماما ويموت الجسم من الاختناق. ومع ذلك، مع مثل هذا القطع للدماغ، تستمر تقلصات عضلات الجهاز التنفسي المساعدة للخياشيم والحنجرة، والتي تعصبها الأعصاب الخارجة مباشرة من النخاع المستطيل، لبعض الوقت.

توطين مركز الجهاز التنفسي . بالفعل في العصور القديمة كان من المعروف أن تلف الحبل الشوكي الموجود أسفل النخاع المستطيل يؤدي إلى الوفاة. في عام 1812، قام ليجالوا، عن طريق قطع أدمغة الطيور، وفي عام 1842، قام فلورينس، عن طريق تهيج وتدمير أجزاء من النخاع المستطيل، بشرح هذه الحقيقة وقدم أدلة تجريبية على موقع مركز الجهاز التنفسي في النخاع المستطيل. تصور فلورينس مركز الجهاز التنفسي كمنطقة محدودة بحجم رأس الدبوس وأعطاه اسم "العقدة الحيوية".

أثبت N. A. Mislavsky في عام 1885، باستخدام تقنية تهيج النقطة وتدمير الأقسام الفردية من النخاع المستطيل، أن مركز الجهاز التنفسي يقع في التكوين الشبكي للنخاع المستطيل، في منطقة الجزء السفلي من البطين الرابع، وهو يقترن، حيث يعصب كل نصف عضلات الجهاز التنفسي نفس النصف من الجسم. بالإضافة إلى ذلك، أظهر N. A. Mislavsky أن مركز الجهاز التنفسي هو تشكيل معقد يتكون من مركز الاستنشاق (مركز الشهيق) ومركز الزفير (مركز الزفير).

وتوصل إلى استنتاج مفاده أن منطقة معينة من النخاع المستطيل هي مركز ينظم وينسق حركات الجهاز التنفسي. وقد تم تأكيد استنتاجات ن.أ.ميسلافسكي من خلال العديد من التجارب والدراسات، ولا سيما تلك التي أجريت مؤخرا باستخدام تكنولوجيا الأقطاب الكهربائية الدقيقة. عند تسجيل الإمكانات الكهربائية للخلايا العصبية الفردية لمركز الجهاز التنفسي، تم اكتشاف أن هناك خلايا عصبية تصبح تفريغاتها أكثر تواتراً بشكل حاد خلال مرحلة الاستنشاق، وخلايا عصبية أخرى تصبح تفريغاتها أكثر تواتراً خلال مرحلة الزفير.

كما كشف تحفيز النقاط الفردية من النخاع المستطيل بالتيار الكهربائي، الذي تم إجراؤه باستخدام أقطاب كهربائية دقيقة، عن وجود الخلايا العصبية، التي يؤدي تحفيزها إلى عملية الاستنشاق، والخلايا العصبية الأخرى، التي يؤدي تحفيزها إلى عملية الزفير. أظهر بومغارتن في عام 1956 أن الخلايا العصبية في مركز الجهاز التنفسي موزعة في التكوين الشبكي للنخاع المستطيل، بالقرب من السطور السمعية ( أرز. 61). هناك حدود دقيقة بين الخلايا العصبية الزفيرية والشهيقية، ولكن هناك مناطق يسود فيها أحدهما (الشهيق - في القسم الذيلي من الحزمة الانفرادية السبيل الانفرادي، الزفير - في النواة البطنية - النواة الغامضة). أرز. 61. توطين مراكز الجهاز التنفسي.

ووجد لومسدن وباحثون آخرون، في تجارب على الحيوانات ذوات الدم الحار، أن مركز الجهاز التنفسي لديه بنية أكثر تعقيدا مما كان يعتقد سابقا. يوجد في الجزء العلوي من الجسر ما يسمى بمركز الاندفاع الرئوي، الذي يتحكم في نشاط مراكز الجهاز التنفسي السفلي من الشهيق والزفير ويضمن حركات التنفس الطبيعية. تكمن أهمية مركز الانجذاب الرئوي في أنه أثناء الاستنشاق يسبب إثارة مركز الزفير، وبالتالي يضمن التناوب الإيقاعي والزفير.

يعد نشاط مجموعة الخلايا العصبية بأكملها التي تشكل مركز الجهاز التنفسي ضروريًا للحفاظ على التنفس الطبيعي. ومع ذلك، فإن الأجزاء العلوية من الجهاز العصبي المركزي تشارك أيضًا في عمليات تنظيم التنفس، والتي توفر تغييرات تكيفية في التنفس أثناء أنواع مختلفة من نشاط الجسم. يلعب نصفي الكرة المخية وقشرتهما دورًا مهمًا في تنظيم التنفس، حيث يتم من خلاله تكيف حركات الجهاز التنفسي أثناء التحدث والغناء والرياضة والعمل البشري.

تظهر الصورة الجزء السفلي من جذع الدماغ (منظر خلفي). PN - مركز الانجذاب الرئوي. INSP - ملهم. EXP - مراكز الزفير. المراكز مزدوجة الجوانب، ولكن لتبسيط الرسم التخطيطي، تم عرض مركز واحد فقط على كل جانب. القطع فوق السطر 1 لا يؤثر على التنفس. القطع على طول الخط 2 يفصل بين مركز الانجذاب الرئوي. القطع تحت السطر 3 يسبب توقف التنفس.

أتمتة مركز الجهاز التنفسي . تتميز الخلايا العصبية في مركز الجهاز التنفسي بالتلقائية الإيقاعية. ويتجلى ذلك من حقيقة أنه حتى بعد إيقاف النبضات الواردة القادمة إلى مركز الجهاز التنفسي تمامًا، تنشأ تذبذبات إيقاعية للقدرات الحيوية في الخلايا العصبية، والتي يمكن تسجيلها بجهاز قياس كهربائي. تم اكتشاف هذه الظاهرة لأول مرة في عام 1882 من قبل I. M. Sechenov. وبعد ذلك بوقت طويل، سجل أدريان وبوتنديجك، باستخدام راسم الذبذبات مع مكبر للصوت، تقلبات إيقاعية في الإمكانات الكهربائية في جذع الدماغ المعزول لسمكة ذهبية. لاحظ B. D. Kravchinsky تذبذبات إيقاعية مماثلة للجهود الكهربائية التي تحدث في إيقاع التنفس في النخاع المستطيل المعزول للضفدع.

يرجع الإثارة التلقائية لمركز الجهاز التنفسي إلى العمليات الأيضية التي تحدث داخله وحساسيته العالية لثاني أكسيد الكربون. يتم تنظيم أتمتة المركز من خلال النبضات العصبية القادمة من مستقبلات الرئتين، والمناطق الانعكاسية الوعائية، والعضلات التنفسية والهيكلية، بالإضافة إلى النبضات من الأجزاء العلوية من الجهاز العصبي المركزي، وأخيراً التأثيرات الخلطية.

تنظيم التنفس - هذا هو التحكم العصبي المنسق لعضلات الجهاز التنفسي التي تقوم بالتتابع بتنفيذ دورات تنفسية تتكون من الشهيق والزفير.

مركز الجهاز التنفسي - هذا تكوين هيكلي ووظيفي معقد متعدد المستويات للدماغ يقوم بتنظيم التنفس التلقائي والطوعي.

التنفس عملية تلقائية، ولكنها تخضع للتنظيم الطوعي. وبدون مثل هذا التنظيم، سيكون التعبير مستحيلا. في الوقت نفسه، يعتمد التحكم في التنفس على مبادئ المنعكس: المنعكس غير المشروط والمنعكس المشروط.

يعتمد تنظيم التنفس على المبادئ العامة للتنظيم التلقائي المستخدمة في الجسم.

الخلايا العصبية منظم ضربات القلب (الخلايا العصبية هي "منشئو الإيقاع"). تلقائيحدوث إثارة في مركز الجهاز التنفسي حتى لو لم يتم تهيج المستقبلات التنفسية.

الخلايا العصبية المثبطة توفير قمع تلقائي لهذا الإثارة بعد فترة زمنية معينة.

يستخدم مركز الجهاز التنفسي المبدأ متبادل التفاعل (أي الحصري المتبادل) بين مركزين: استنشاق و زفير . استثارتهم تتناسب عكسيا. وهذا يعني أن إثارة مركز واحد (مركز الاستنشاق مثلاً) يثبط المركز الثاني المرتبط به (مركز الزفير).

وظائف مركز التنفس
- توفير الإلهام.
- توفير الزفير.
- ضمان التنفس التلقائي.
- التأكد من تكيف مؤشرات التنفس مع الظروف البيئية ونشاط الجسم.
على سبيل المثال، عندما ترتفع درجة الحرارة (سواء في البيئة أو في الجسم)، يصبح التنفس أكثر تواترا.

مستويات مركز الجهاز التنفسي

1. العمود الفقري (في الحبل الشوكي). يحتوي الحبل الشوكي على مراكز تنسق نشاط الحجاب الحاجز وعضلات الجهاز التنفسي - العصبونات الحركية L الموجودة في القرون الأمامية للحبل الشوكي. توجد الخلايا العصبية الغشائية في أجزاء عنق الرحم، والخلايا العصبية الوربية موجودة في الأجزاء الصدرية. عندما يتم قطع الممرات بين الحبل الشوكي والدماغ، يتعطل التنفس بسبب مراكز العمود الفقري ليس لديهم الحكم الذاتي (أي الاستقلال)و لا تدعم الأتمتةعمليه التنفس.

2. بولبار (في النخاع المستطيل) - القسم الرئيسيمركز الجهاز التنفسي.يوجد في النخاع المستطيل والجسر نوعان رئيسيان من الخلايا العصبية في مركز الجهاز التنفسي - ملهم(استنشاق) و زفيري(زفير).

الشهيق (الاستنشاق) - متحمسون قبل 0.01-0.02 ثانية من بدء الإلهام النشط. أثناء الاستنشاق، يزداد تردد نبضهم ثم يتوقف على الفور. وهي مقسمة إلى عدة أنواع.

أنواع الخلايا العصبية الملهمة

عن طريق التأثير على الخلايا العصبية الأخرى:
- مثبط (توقف عن الاستنشاق)
- تسهيل (تحفيز الاستنشاق).
حسب وقت الإثارة:
- مبكرًا (بضعة أجزاء من المئات من الثانية قبل الاستنشاق)
- متأخر (نشط طوال عملية الاستنشاق بأكملها).
عن طريق الاتصالات مع الخلايا العصبية الزفيرية:
- في مركز الجهاز التنفسي البصلي
- في التكوين الشبكي للنخاع المستطيل.
في النواة الظهرية، 95٪ عبارة عن خلايا عصبية ملهمة، في النواة البطنية - 50٪. ترتبط الخلايا العصبية للنواة الظهرية بالحجاب الحاجز، وتتصل النواة البطنية بالعضلات الوربية.

الزفير (الزفير) - يحدث الإثارة قبل بضعة أجزاء من المئات من الثانية من بدء الزفير.

هناك:
- مبكر،
- متأخر،
- زفيري-شهيق.
في النواة الظهرية، 5٪ من الخلايا العصبية زفيرية، وفي النواة البطنية - 50٪. بشكل عام، هناك عدد أقل بكثير من الخلايا العصبية الزفيرية من الخلايا العصبية الشهيقية. اتضح أن الشهيق أهم من الزفير.

يتم ضمان التنفس التلقائي من خلال مجمعات مكونة من 4 خلايا عصبية مع الوجود الإجباري للخلايا العصبية المثبطة.

التفاعل مع مراكز الدماغ الأخرى

الخلايا العصبية التنفسية والزفيرية لها مخرجات ليس فقط إلى عضلات الجهاز التنفسي، ولكن أيضًا إلى نوى أخرى من النخاع المستطيل. على سبيل المثال، عندما يكون مركز الجهاز التنفسي متحمسًا، يتم تثبيط مركز البلع بشكل متبادل وفي نفس الوقت، على العكس من ذلك، يتم إثارة المركز الحركي الوعائي لتنظيم نشاط القلب.

على المستوى البصلي (أي في النخاع المستطيل) من الممكن التمييز مركز هوائي ، وتقع على مستوى الجسر، فوق الخلايا العصبية الشهيق والزفير. ينظم هذا المركز نشاطهم و يوفر تغييرا في الاستنشاق والزفير. توفر الخلايا العصبية الملهمة الإلهام، وفي الوقت نفسه، يدخل الإثارة منها إلى مركز الانجذاب الرئوي. ومن هناك، يمتد الإثارة إلى الخلايا العصبية الزفيرية، التي يتم استثارتها وتوفير الزفير. إذا قمت بقطع المسارات بين النخاع المستطيل والجسر، فإن تكرار حركات الجهاز التنفسي سينخفض، وذلك بسبب انخفاض التأثير المنشط لـ PTDC (مركز التنفس الرئوي) على الخلايا العصبية الشهيقية والزفيرية. يؤدي هذا أيضًا إلى إطالة عملية الشهيق بسبب الحفاظ على التأثير المثبط للخلايا العصبية الزفيرية على الخلايا العصبية الشهيقية على المدى الطويل.

3. فوق الجسرية (أي "فوق الجسر") - يشمل عدة مناطق من الدماغ البيني:
منطقة ما تحت المهاد - عندما تسبب التهيج فرط التنفس - زيادة في تواتر حركات الجهاز التنفسي وعمق التنفس. تسبب المجموعة الخلفية من نوى ما تحت المهاد فرط التنفس، بينما تعمل المجموعة الأمامية في الاتجاه المعاكس. من خلال مركز الجهاز التنفسي في منطقة ما تحت المهاد يستجيب التنفس لدرجة الحرارة المحيطة.
يضمن ما تحت المهاد، مع المهاد، حدوث تغييرات في التنفس أثناء ذلك ردود الفعل العاطفية.
المهاد - يوفر تغييرات في التنفس أثناء الألم.
المخيخ - يكيف التنفس مع نشاط العضلات.

4. القشرة الحركية والحركية نصفي الكرة المخية. يوفر تنظيم منعكس مشروط للتنفس. في 10-15 مجموعة فقط، يمكنك تطوير منعكس التنفس المشروط. وبسبب هذه الآلية، على سبيل المثال، يعاني الرياضيون من فرط التنفس قبل البدء.
أسراتيان إي. وفي تجاربه قام بإزالة هذه المناطق من القشرة الدماغية من الحيوانات. أثناء النشاط البدني، أصيبوا بسرعة بضيق في التنفس - ضيق التنفس، لأن... كانوا يفتقرون إلى هذا المستوى من تنظيم التنفس.
تتيح مراكز التنفس في القشرة إجراء تغييرات طوعية في التنفس.

تنظيم نشاط مركز الجهاز التنفسي
القسم البصلي من مركز الجهاز التنفسي هو القسم الرئيسي، فهو يوفر التنفس التلقائي، ولكن نشاطه يمكن أن يتغير تحت التأثير الخلطية و لا ارادي تأثيرات

التأثيرات الخلطية على مركز الجهاز التنفسي
تجربة فريدريك (1890). قام بتدوير الكلبين - حيث يتلقى رأس كل كلب الدم من جسد الكلب الآخر. وفي أحد الكلاب، تم ربط القصبة الهوائية، وبالتالي ارتفع مستوى ثاني أكسيد الكربون وانخفض مستوى الأكسجين في الدم. وبعد ذلك بدأ الكلب الآخر يتنفس بسرعة. حدث فرط التنفس. ونتيجة لذلك، انخفض مستوى ثاني أكسيد الكربون في الدم وارتفع مستوى الأكسجين. وتدفق هذا الدم إلى رأس الكلب الأول وأدى إلى تثبيط مركزه التنفسي. يمكن أن يؤدي التثبيط الخلطي لمركز الجهاز التنفسي إلى إصابة هذا الكلب الأول بانقطاع التنفس، أي انقطاع التنفس. توقف التنفس.
العوامل التي تؤثر خلطيا على مركز التنفس:
فائض ثاني أكسيد الكربون - فرط الكربوهيدرات يسبب تنشيط مركز الجهاز التنفسي.
نقص O2 - نقص الأكسجة يسبب تنشيط مركز الجهاز التنفسي.
الحماض - تراكم أيونات الهيدروجين (التحمض)، وينشط مركز الجهاز التنفسي.
نقص ثاني أكسيد الكربون - تثبيط مركز الجهاز التنفسي.
فائض O2 - تثبيط مركز الجهاز التنفسي.
القلاء - +++تثبيط مركز الجهاز التنفسي
نظرًا لنشاطها العالي، تنتج الخلايا العصبية في النخاع المستطيل الكثير من ثاني أكسيد الكربون وتؤثر على نفسها محليًا. ردود الفعل الإيجابية (التعزيز الذاتي).
بالإضافة إلى التأثير المباشر لثاني أكسيد الكربون على الخلايا العصبية في النخاع المستطيل، هناك تأثير منعكس من خلال المناطق الانعكاسية في الجهاز القلبي الوعائي (ردود فعل ريمان). مع فرط الكاربيا، يتم تحفيز المستقبلات الكيميائية ومنها يتدفق الإثارة إلى الخلايا العصبية الحساسة للكيميائية في التكوين الشبكي وإلى الخلايا العصبية الحساسة للكيميائية في القشرة الدماغية.
تأثير منعكس على مركز الجهاز التنفسي.
1. التأثير المستمر.
منعكس جيلنج-بروير. يتم تحفيز المستقبلات الميكانيكية في أنسجة الرئتين والممرات الهوائية عندما تتوسع الرئتان وتنهار. لديهم حساسية للتمدد. منها، تذهب النبضات على طول العصب المبهم (العصب المبهم) إلى النخاع المستطيل إلى العصبونات الحركية L الملهمة. يتوقف الاستنشاق ويبدأ الزفير السلبي. يضمن هذا المنعكس تغيير الشهيق والزفير ويحافظ على نشاط الخلايا العصبية في مركز الجهاز التنفسي.
عندما يتم تحميل الفراغ الزائد وقطعه، يتم إلغاء المنعكس: ينخفض ​​\u200b\u200bتكرار حركات الجهاز التنفسي، ويتم التغيير في الاستنشاق والزفير بشكل حاد.
ردود الفعل الأخرى:
تمدد أنسجة الرئة يمنع الاستنشاق اللاحق (منعكس تسهيل الزفير).
يؤدي تمدد أنسجة الرئة أثناء الاستنشاق إلى ما هو أبعد من المستوى الطبيعي إلى تنهد إضافي (منعكس الرأس المتناقض).
منعكس هيمان - ينشأ من المستقبلات الكيميائية للجهاز القلبي الوعائي لتركيز ثاني أكسيد الكربون والأكسجين.
التأثير المنعكس من مستقبلات عضلات الجهاز التنفسي - عندما تنقبض عضلات الجهاز التنفسي، ينشأ تدفق النبضات من المستقبلات إلى الجهاز العصبي المركزي. وفقا لمبدأ ردود الفعل، يتغير نشاط الخلايا العصبية الشهيق والزفير. مع عدم كفاية تقلص عضلات التنفس، يحدث تأثير تسهيل الجهاز التنفسي ويزداد الاستنشاق.
2. متقلب
مهيج - يقع في الجهاز التنفسي تحت الظهارة. كلاهما مستقبلات ميكانيكية وكيميائية. لديهم عتبة تهيج عالية جدًا، لذا فهم يعملون في حالات استثنائية. على سبيل المثال، عندما تنخفض التهوية الرئوية، ينخفض ​​حجم الرئة، ويتم تحفيز المستقبلات المهيجة وتسبب منعكس الاستنشاق القسري. كمستقبلات كيميائية، يتم تحفيز هذه المستقبلات نفسها بواسطة المواد النشطة بيولوجيا - النيكوتين والهستامين والبروستاجلاندين. هناك شعور بالحرقان والدغدغة واستجابة لذلك - منعكس السعال الوقائي. في حالة الأمراض، يمكن أن تسبب المستقبلات المهيجة تشنجًا في الشعب الهوائية.
في الحويصلات الهوائية، تستجيب المستقبلات المجاورة السنخية والشعرية المجاورة لحجم الرئة والمواد النشطة بيولوجيا في الشعيرات الدموية. يزيد من معدل التنفس ويقبض القصبات الهوائية.
على الأغشية المخاطية في الجهاز التنفسي هناك مستقبلات خارجية. السعال والعطس وحبس أنفاسك.
يحتوي الجلد على مستقبلات للحرارة والبرودة. حبس النفس وتنشيط التنفس.
مستقبلات الألم - حبس التنفس على المدى القصير، ثم تكثيفه.
المستقبلات المعوية - من المعدة.
المستقبلات - من العضلات الهيكلية.
المستقبلات الميكانيكية - من نظام القلب والأوعية الدموية.

الجهاز التنفسي. يتنفس.

اختر إجابة واحدة صحيحة:

أ) لا يتغير ب) يضيق ج) يتسع

2. عدد طبقات الخلايا في جدار الحويصلة الرئوية:
أ) 1 ب) 2 ج) 3 د) 4

3. شكل الحجاب الحاجز أثناء الانكماش:
أ) مسطحة ب) مقببة ج) ممدود د) مقعرة

4. يقع مركز الجهاز التنفسي في:
أ) النخاع المستطيل ب) المخيخ ج) الدماغ البيني د) القشرة الدماغية

5. المادة المسببة لنشاط مركز التنفس:
أ) الأكسجين ب) ثاني أكسيد الكربون ج) الجلوكوز د) الهيموجلوبين

6. جزء من جدار القصبة الهوائية يفتقر إلى الغضروف:
أ) الجدار الأمامي ب) الجدران الجانبية ج) الجدار الخلفي

7. يغلق لسان المزمار مدخل الحنجرة:
أ) أثناء المحادثة ب) عند الاستنشاق ج) عند الزفير د) عند البلع

8. ما مقدار الأكسجين الموجود في هواء الزفير؟
أ) 10% ب) 14% ج) 16% د) 21%

9. العضو الذي لا يشارك في تكوين جدار التجويف الصدري:
أ) الأضلاع ب) القص ج) الحجاب الحاجز د) كيس التامور

10. العضو الذي لا يبطن غشاء الجنب:
أ) القصبة الهوائية ب) الرئة ج) القص د) الحجاب الحاجز ه) الأضلاع

11. ينفتح أنبوب استاكيوس عند:
أ) تجويف الأنف ب) البلعوم ج) البلعوم د) الحنجرة

12. الضغط في الرئتين أكبر من الضغط في التجويف الجنبي:
أ) عند الشهيق ب) عند الزفير ج) في أي مرحلة د) عند حبس أنفاسك أثناء الشهيق

14. تتشكل جدران الحنجرة:
أ) الغضاريف ب) العظام ج) الأربطة د) العضلات الملساء

15. ما هي كمية الأكسجين الموجودة في هواء الحويصلات الرئوية؟
أ) 10% ب) 14% ج) 16% د) 21%

16. كمية الهواء الذي يدخل إلى الرئتين أثناء الشهيق الهادئ:
أ) 100-200 سم 3 ب) 300-900 سم 3 ج) 1000-1100 سم 3 د) 1200-1300 سم3

17. الغشاء الذي يغطي الجزء الخارجي من كل رئة:
أ) اللفافة ب) غشاء الجنب ج) الكبسولة د) الغشاء القاعدي

18. أثناء البلع يحدث:
أ) شهيق ب) زفير ج) شهيق وزفير د) احبس أنفاسك

19 . كمية ثاني أكسيد الكربون في الهواء الجوي:
أ) 0.03% ب) 1% ج) 4% د) 6%

20. يتشكل الصوت عندما :

أ) شهيق ب) زفير ج) احبس أنفاسك أثناء الشهيق د) احبس أنفاسك أثناء الزفير

21. لا يشارك في تكوين أصوات الكلام:
أ) القصبة الهوائية ب) البلعوم ج) البلعوم د) الفم ه) الأنف

22. يتكون جدار الحويصلات الرئوية من الأنسجة:
أ) الضامة ب) الظهارية ج) العضلات الملساء د) العضلات المخططة

23. شكل الحجاب الحاجز عند الاسترخاء:
أ) مسطحة ب) ممدودة ج) على شكل قبة د) مقعرة في تجويف البطن

24. كمية ثاني أكسيد الكربون في هواء الزفير:
أ) 0.03% ب) 1% ج) 4% د) 6%

25. تحتوي الخلايا الظهارية للمجرى الهوائي على:
أ) الأسواط ب) الزغابات ج) الأرجل الكاذبة د) الأهداب

26 . كمية ثاني أكسيد الكربون الموجودة في هواء الفقاعات الرئوية:
أ) 0.03% ب) 1% ج) 4% د) 6%

28. مع زيادة حجم الصدر والضغط في الحويصلات الهوائية:
أ) لا يتغير ب) ينقص ج) يزيد

29 . كمية النيتروجين في الهواء الجوي:
أ) 54% ب) 68% ج) 79% د) 87%

30. يقع خارج الصدر:
أ) القصبة الهوائية ب) المريء ج) القلب د) الغدة الصعترية (الغدة الصعترية) ه) المعدة

31. تتميز حركات التنفس الأكثر شيوعًا بما يلي:
أ) الأطفال حديثي الولادة ب) الأطفال من عمر 2-3 سنوات ج) المراهقون د) البالغون

32. ينتقل الأكسجين من الحويصلات الهوائية إلى بلازما الدم عندما:

أ) كثرة الخلايا ب) الانتشار ج) التنفس د) التهوية

33 . عدد حركات التنفس في الدقيقة:
أ) 10-12 ب) 16-18 ج) 2022 د) 24-26

34 . يصاب الغواص بفقاعات غازية في دمه (سبب مرض تخفيف الضغط) عندما:
أ) الصعود البطيء من العمق إلى السطح ب) الهبوط البطيء إلى العمق

ج) الصعود السريع من العمق إلى السطح د) الهبوط السريع إلى العمق

35. ما هو الغضروف الحنجري الذي يبرز إلى الأمام عند الرجال؟
أ) لسان المزمار ب) الطرجهالي ج) الحلقي د) الغدة الدرقية

36. العامل المسبب لمرض السل ينتمي إلى:
أ) البكتيريا ب) الفطريات ج) الفيروسات د) الأوليات

37. إجمالي سطح الحويصلات الرئوية:
أ) 1 م 2 ب) 10 م 2 ج) 100 م 2 د) 1000 م 2

38. تركيز ثاني أكسيد الكربون الذي يبدأ عنده التسمم لدى الإنسان:

39 . ظهر الحجاب الحاجز لأول مرة في:
أ) البرمائيات ب) الزواحف ج) الثدييات د) الرئيسيات ه) البشر

40. تركيز ثاني أكسيد الكربون الذي يعاني فيه الشخص من فقدان الوعي والموت:

أ) 1% ب) 2-3% ج) 4-5% د) 10-12%

41. يحدث التنفس الخلوي في:
أ) النواة ب) الشبكة الإندوبلازمية ج) الريبوسوم د) الميتوكوندريا

42. كمية الهواء التي يحتاجها الشخص غير المتدرب أثناء التنفس العميق:
أ) 800-900 سم 3 ب) 1500-2000 سم 3 ج) 3000-4000 سم 3 د) 6000 سم3

43. المرحلة التي يكون فيها ضغط الرئة أعلى من الضغط الجوي:
أ) شهيق ب) زفير ج) حبس الشهيق د) حبس الزفير

44. الضغط الذي يبدأ بالتغير أثناء التنفس مبكرًا:
أ) في الحويصلات الهوائية ب) في التجويف الجنبي ج) في تجويف الأنف د) في القصبات الهوائية

45. عملية تتطلب مشاركة الأكسجين:
أ) تحلل السكر ب) تصنيع البروتين ج) تحلل الدهون د) التنفس الخلوي

46. لا تشمل المسالك الهوائية العضو:
أ) البلعوم الأنفي ب) الحنجرة ج) القصبات الهوائية د) القصبة الهوائية ه) الرئتان

47 . لا ينطبق على الجهاز التنفسي السفلي:

أ) الحنجرة ب) البلعوم ج) القصبات الهوائية د) القصبة الهوائية

48. يتم تصنيف العامل المسبب للدفتيريا على النحو التالي:
أ) البكتيريا ب) الفيروسات ج) الأوليات د) الفطريات

49. أي مكون من مكونات هواء الزفير يوجد بكميات أكبر؟

أ) ثاني أكسيد الكربون ب) الأكسجين ج) الأمونيا د) النيتروجين هـ) بخار الماء

50. العظم الذي يقع فيه الجيب الفكي؟
أ) الجبهي ب) الصدغي ج) الفك العلوي د) الأنفي

الإجابات: 1 ب، 2 أ، 3 أ، 4 أ، 5 ب، 6 ج، 7 د، 8 ج، 9 د، 10 أ، 11 ب، 12 ج، 13 ج، 14 أ، 15 ب، 16 ب، 17 ب، 18 د، 19 أ، 20 ب، 21 أ، 22 ب، 23 ج، 24 ج، 25 جم، 26 جم، 27 ج، 28 ب، 29 ج، 30 جم، 31 أ، 32 ب، 33 ب، 34 ج، 35 جم، 36 أ، 37 ج، 38 ج، 39 ج، 40 جم، 41 جم، 42 ج، 43 ب، 44 أ، 45 جم، 46 د، 47 ب، 48 أ، 4 9 جرام ، 50 فولت

لقد ناقشنا حتى الآن الآليات الأساسية التي تسبب حدوث الشهيق والزفيرولكن من المهم بنفس القدر معرفة كيف تتغير شدة الإشارات التي تنظم التهوية حسب احتياجات الجسم. على سبيل المثال، أثناء العمل البدني الشاق، غالبًا ما يزيد معدل استهلاك الأكسجين وإنتاج ثاني أكسيد الكربون 20 مرة مقارنة بالراحة، مما يتطلب زيادة مقابلة في التهوية. ويخصص باقي هذا الفصل لتنظيم التهوية حسب مستوى طلب الجسم.

إن الهدف الأسمى للتنفس هو الحفظ تركيزات الأكسجين المناسبةوثاني أكسيد الكربون وأيونات الهيدروجين في الأنسجة. ولحسن الحظ، فإن نشاط الجهاز التنفسي حساس للغاية للتغيرات في هذه المعلمات.

ثاني أكسيد الزائد أيونات الكربون أو الهيدروجين في الدميعمل بشكل رئيسي بشكل مباشر على مركز الجهاز التنفسي، مما يسبب زيادة كبيرة في الإشارات الحركية الشهيقية والزفيرية لعضلات الجهاز التنفسي.

الأكسجين، على العكس من ذلك، ليس له أهمية مباشرة التأثير على مركز الجهاز التنفسي الدماغيلتنظيم التنفس. بدلا من ذلك، فإنه يعمل في الغالب على المستقبلات الكيميائية الطرفية الموجودة في الجسم السباتي والأبهر، والتي بدورها تنقل الإشارات المناسبة على طول الأعصاب إلى مركز الجهاز التنفسي لتنظيم التنفس على هذا المستوى.
دعونا نناقش أولاً تحفيز مركز الجهاز التنفسي بواسطة ثاني أكسيد الكربون وأيونات الهيدروجين.

المنطقة الحساسة كيميائيا في مركز الجهاز التنفسي. حتى الآن، تناولنا بشكل أساسي وظائف ثلاث مناطق في مركز الجهاز التنفسي: المجموعة الظهرية من الخلايا العصبية التنفسية، والمجموعة البطنية من الخلايا العصبية التنفسية، ومركز الانجذاب الرئوي. ولا يُعتقد أن هذه المناطق تتأثر بشكل مباشر بالتغيرات في تركيزات ثاني أكسيد الكربون أو أيونات الهيدروجين. هناك منطقة إضافية من الخلايا العصبية، تسمى المنطقة الحساسة الكيميائية، والتي تقع بشكل ثنائي وتقع تحت السطح البطني للنخاع المستطيل على عمق 0.2 ملم. هذه المنطقة حساسة للغاية لكل من التغيرات في Pco2 والتغيرات في تركيز أيونات الهيدروجين، وبالتالي تثير أجزاء أخرى من مركز الجهاز التنفسي.

حسي الخلايا العصبية في المنطقة الحساسة الكيميائيةحساسة بشكل خاص لأيونات الهيدروجين. ويعتقد أن أيونات الهيدروجين قد تكون المحفز المباشر الوحيد المهم لهذه الخلايا العصبية. لكن أيونات الهيدروجين لا تعبر بسهولة الحاجز بين الدم والدماغ، لذا فإن التغيرات في تركيز أيونات الهيدروجين في الدم لها قدرة أقل بكثير على تحفيز الخلايا العصبية الحساسة للكيمياء مقارنة بالتغيرات في تركيز ثاني أكسيد الكربون في الدم، على الرغم من الحقيقة. أن ثاني أكسيد الكربون يحفز هذه الخلايا العصبية بشكل غير مباشر عن طريق التسبب أولاً في تغيير تركيز أيونات الهيدروجين.

تحفيز مباشر تأثير ثاني أكسيد الكربونعلى الخلايا العصبية في المنطقة الحساسة للكيميائية غير ذات أهمية، ولكن لها تأثير قوي غير مباشر. بعد اتحاد الماء مع ثاني أكسيد الكربون، يتشكل حمض الكربونيك في الأنسجة، والذي يتفكك إلى أيونات هيدروجين وبيكربونات؛ أيونات الهيدروجين لها تأثير محفز مباشر قوي على التنفس.

يتضمن ثاني أكسيد الكربون في الدميحفز الخلايا العصبية الحساسة كيميائيًا بقوة أكبر من أيونات الهيدروجين الموجودة هناك، نظرًا لأن الحاجز بين الدم والدماغ لا يكون نفاذيًا بشكل جيد لأيونات الهيدروجين، ويمر ثاني أكسيد الكربون عبره دون عوائق تقريبًا. وبالتالي، بمجرد زيادة Pco2 في الدم، فإنه يزيد في كل من السائل الخلالي للنخاع المستطيل وفي السائل النخاعي. وفي هذه السوائل، يتفاعل ثاني أكسيد الكربون فورًا مع الماء لتكوين أيونات هيدروجين جديدة. هناك مفارقة: مع زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الدم، يظهر المزيد من أيونات الهيدروجين في منطقة الجهاز التنفسي الحساسة كيميائيًا في النخاع المستطيل مقارنةً بزيادة تركيز أيونات الهيدروجين في الدم. ونتيجة لذلك، مع زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الدم، يتغير نشاط مركز الجهاز التنفسي بشكل كبير. بعد ذلك، سنعود إلى التحليل الكمي لهذه الحقيقة.

انخفاض في المنشطات آثار ثاني أكسيد الكربونبعد أول 1-2 أيام. يعد تحفيز مركز الجهاز التنفسي بواسطة ثاني أكسيد الكربون أمرًا رائعًا في الساعات القليلة الأولى من الزيادة الأولية في تركيزه، ثم خلال اليوم أو اليومين التاليين، ينخفض ​​تدريجيًا إلى 1/5 من الارتفاع الأولي. جزء من هذا الانخفاض ناتج عن عمل الكلى التي تسعى جاهدة لتطبيع هذا المؤشر بعد الزيادة الأولية في تركيز أيونات الهيدروجين (بسبب زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون).

للقيام بذلك، تعمل الكلى في اتجاه الزيادة كمية البيكربونات في الدمالتي ترتبط بأيونات الهيدروجين في الدم والسائل النخاعي، مما يقلل من تركيز أيونات الهيدروجين فيهما. والأهم من ذلك هو حقيقة أنه بعد بضع ساعات، تنتشر أيونات البيكربونات ببطء عبر الحواجز بين الدم والدماغ والدم والسائل النخاعي، وتتحد مع أيونات الهيدروجين مباشرة بالقرب من الخلايا العصبية التنفسية، مما يقلل تركيز أيونات الهيدروجين إلى المستوى الطبيعي تقريبًا. . وبالتالي فإن التغير في تركيز ثاني أكسيد الكربون له تأثير تنظيمي فوري قوي على اندفاع مركز الجهاز التنفسي، وسيكون التأثير طويل المدى بعد بضعة أيام من التكيف ضعيفًا.

في الشكل بدقة تقريبية يظهر تأثير Pco2 ودرجة الحموضة في الدمللتهوية السنخية. لاحظ الزيادة الواضحة في التهوية بسبب زيادة Pco2 في المعدل الطبيعي بين 35 و 75 ملم زئبقي. فن.

وهذا يدل على أهمية كبيرة التغيرات في تركيز ثاني أكسيد الكربونفي تنظيم التنفس. وفي المقابل فإن التغير في درجة حموضة الدم في المعدل الطبيعي 7.3-7.5 يسبب تغيراً في التنفس أصغر بعشر مرات.

تتمثل الوظيفة الرئيسية للجهاز التنفسي في ضمان تبادل غازات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بين البيئة والجسم وفقًا لاحتياجاته الأيضية. بشكل عام، يتم تنظيم هذه الوظيفة من خلال شبكة من الخلايا العصبية العديدة في الجهاز العصبي المركزي المرتبطة بمركز الجهاز التنفسي في النخاع المستطيل.

تحت مركز الجهاز التنفسيفهم مجموعة من الخلايا العصبية الموجودة في أجزاء مختلفة من الجهاز العصبي المركزي، مما يضمن نشاط العضلات المنسق وتكيف التنفس مع ظروف البيئة الخارجية والداخلية. في عام 1825، حدد ب. فلورينز "العقدة الحيوية" في الجهاز العصبي المركزي، ن.أ. اكتشف ميسلافسكي (1885) أجزاء الشهيق والزفير، ولاحقًا ف. وصف Ovsyannikov مركز الجهاز التنفسي.

مركز التنفس عبارة عن تكوين مزدوج يتكون من مركز الاستنشاق (الشهيق) ومركز الزفير (الزفير). وينظم كل مركز التنفس في نفس الجانب: عندما يتم تدمير مركز التنفس في أحد الجانبين، تتوقف حركات التنفس في هذا الجانب.

قسم الزفير -جزء من مركز الجهاز التنفسي الذي ينظم عملية الزفير (توجد خلاياه العصبية في النواة البطنية للنخاع المستطيل).

قسم الإلهام- جزء من مركز الجهاز التنفسي الذي ينظم عملية الاستنشاق (موضعي بشكل رئيسي في الجزء الظهري من النخاع المستطيل).

تم استدعاء الخلايا العصبية في الجزء العلوي من الجسر، التي تنظم عملية التنفس مركز هوائي.في التين. يوضح الشكل 1 موقع الخلايا العصبية لمركز الجهاز التنفسي في أجزاء مختلفة من الجهاز العصبي المركزي. مركز الاستنشاق أوتوماتيكي وبحالة جيدة. يتم تنظيم مركز الزفير من مركز الاستنشاق من خلال مركز الانبساط الرئوي.

مجمع هوائي- جزء من مركز التنفس يقع في منطقة الجسر وينظم الشهيق والزفير (أثناء الاستنشاق يسبب إثارة مركز الزفير).

أرز. 1. توطين مراكز التنفس في الجزء السفلي من جذع الدماغ (منظر خلفي):

PN - مركز رئوي. INSP - ملهم. ZKSP - الزفير. المراكز مزدوجة الجوانب، ولكن لتبسيط الرسم التخطيطي، تم عرض مركز واحد فقط على كل جانب. لا يؤثر النقل على طول الخط 1 على التنفس، وعلى طول الخط 2 يتم فصل مركز الانبساط الرئوي، وتحت الخط 3 يحدث توقف التنفس

كما تتميز هياكل الجسر بوجود مركزين للتنفس. واحد منهم - Pneumotaxic - يساهم في التغيير من الشهيق إلى الزفير (عن طريق تحويل الإثارة من مركز الإلهام إلى مركز الزفير)؛ يمارس المركز الثاني تأثيرًا منشطًا على المركز التنفسي للنخاع المستطيل.

مراكز الزفير والشهيق في علاقة متبادلة. تحت تأثير النشاط العفوي للخلايا العصبية في مركز الشهيق، يحدث فعل الاستنشاق، حيث يتم تحفيز المستقبلات الميكانيكية عند تمدد الرئتين. تنتقل النبضات من المستقبلات الميكانيكية عبر الخلايا العصبية الواردة للعصب الاستثاري إلى مركز الشهيق وتسبب إثارة مركز الزفير وتثبيط مركز الشهيق. وهذا يضمن التغيير من الشهيق إلى الزفير.

في التحول من الشهيق إلى الزفير، يكون لمركز الانجذاب الرئوي أهمية كبيرة، والذي يمارس تأثيره من خلال الخلايا العصبية في مركز الزفير (الشكل 2).

أرز. 2. مخطط التوصيلات العصبية لمركز الجهاز التنفسي:

1 - مركز الشهيق. 2 — مركز رئوي. 3 - مركز الزفير. 4- المستقبلات الميكانيكية للرئة

في وقت إثارة مركز الشهيق في النخاع المستطيل، يحدث الإثارة في وقت واحد في قسم الشهيق في مركز الانبساط الرئوي. من الأخير، على طول عمليات الخلايا العصبية، تأتي النبضات إلى مركز الزفير في النخاع المستطيل، مما تسبب في إثارةها، وعن طريق الحث، تثبيط مركز الشهيق، مما يؤدي إلى تغيير الاستنشاق إلى الزفير.

وبالتالي، يتم تنظيم التنفس (الشكل 3) بفضل النشاط المنسق لجميع أجزاء الجهاز العصبي المركزي، متحدًا بمفهوم مركز الجهاز التنفسي. تتأثر درجة نشاط وتفاعل أجزاء مركز الجهاز التنفسي بعوامل خلطية وانعكاسية مختلفة.

مركز التنفس بالمركبة

تم اكتشاف قدرة مركز الجهاز التنفسي على العمل تلقائيًا بواسطة I.M. Sechenov (1882) في تجارب على الضفادع في ظل ظروف إزالة التكافلات الكاملة للحيوانات. في هذه التجارب، على الرغم من عدم دخول النبضات الواردة إلى الجهاز العصبي المركزي، تم تسجيل التقلبات المحتملة في المركز التنفسي للنخاع المستطيل.

تتجلى آلية مركز التنفس في تجربة هيمانز مع رأس كلب معزول. تم قطع دماغها على مستوى الجسر وحرمانها من التأثيرات الواردة المختلفة (تم قطع الأعصاب اللسانية البلعومية واللسانية والثلاثية التوائم). في ظل هذه الظروف، لم يتلق مركز الجهاز التنفسي نبضات ليس فقط من الرئتين وعضلات الجهاز التنفسي (بسبب الفصل الأولي للرأس)، ولكن أيضا من الجهاز التنفسي العلوي (بسبب قطع هذه الأعصاب). ومع ذلك، احتفظ الحيوان بالحركات الإيقاعية للحنجرة. لا يمكن تفسير هذه الحقيقة إلا من خلال وجود النشاط الإيقاعي للخلايا العصبية في مركز الجهاز التنفسي.

يتم الحفاظ على أتمتة مركز الجهاز التنفسي وتغييرها تحت تأثير النبضات من عضلات الجهاز التنفسي، والمناطق الانعكاسية الوعائية، ومختلف المستقبلات الداخلية والخارجية، وكذلك تحت تأثير العديد من العوامل الخلطية (درجة الحموضة في الدم، وثاني أكسيد الكربون ومحتوى الأكسجين في الدم وغيره).

تأثير ثاني أكسيد الكربون على حالة مركز الجهاز التنفسي

يظهر تأثير ثاني أكسيد الكربون على نشاط مركز الجهاز التنفسي بشكل واضح في تجربة فريدريك مع الدورة الدموية المتقاطعة. في كلبين، يتم قطع الشرايين السباتية والأوردة الوداجية وتوصيلها بالعرض: يتم توصيل الطرف المحيطي للشريان السباتي بالنهاية المركزية لنفس الوعاء للكلب الثاني. ترتبط الأوردة الوداجية أيضًا بشكل متقاطع: الطرف المركزي للوريد الوداجي للكلب الأول متصل بالنهاية المحيطية للوريد الوداجي للكلب الثاني. ونتيجة لذلك، يذهب الدم من جسد الكلب الأول إلى رأس الكلب الثاني، ويذهب الدم من جسد الكلب الثاني إلى رأس الكلب الأول. يتم ربط جميع السفن الأخرى.

بعد هذه العملية تم تثبيت (خنق) القصبة الهوائية في الكلب الأول. أدى ذلك إلى حقيقة أنه بعد مرور بعض الوقت، لوحظ زيادة في عمق وتكرار التنفس لدى الكلب الثاني (فرط التنفس)، بينما تعرض الكلب الأول لتوقف التنفس (انقطاع التنفس). ويفسر ذلك حقيقة أنه في الكلب الأول، نتيجة لضغط القصبة الهوائية، لم يكن هناك تبادل للغازات، وزاد محتوى ثاني أكسيد الكربون في الدم (حدث فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم) وانخفض محتوى الأكسجين. وتدفق هذا الدم إلى رأس الكلب الثاني وأثر على خلايا مركز الجهاز التنفسي، مما أدى إلى ارتفاع ضغط الدم. ولكن في عملية تحسين تهوية الرئتين، انخفض محتوى ثاني أكسيد الكربون في دم الكلب الثاني (نقص ثنائي أكسيد الكربون) وزاد محتوى الأكسجين. دخل الدم الذي يحتوي على نسبة منخفضة من ثاني أكسيد الكربون إلى خلايا المركز التنفسي للكلب الأول، وانخفض تهيج الأخير، مما أدى إلى انقطاع التنفس.

وبالتالي فإن زيادة محتوى ثاني أكسيد الكربون في الدم يؤدي إلى زيادة عمق ووتيرة التنفس، كما أن انخفاض محتوى ثاني أكسيد الكربون وزيادة الأكسجين يؤدي إلى انخفاضه حتى يتوقف التنفس. في تلك الملاحظات عندما سمح للكلب الأول أن يتنفس مخاليط غازية مختلفة، لوحظ أكبر تغيير في التنفس مع زيادة محتوى ثاني أكسيد الكربون في الدم.

اعتماد نشاط مركز الجهاز التنفسي على تكوين الغازات في الدم

ويعتمد نشاط مركز التنفس، الذي يحدد وتيرة التنفس وعمقه، بالدرجة الأولى على شد الغازات الذائبة في الدم وتركيز أيونات الهيدروجين فيه. الأهمية الرئيسية في تحديد مقدار تهوية الرئتين هو توتر ثاني أكسيد الكربون في الدم الشرياني: فهو يخلق طلبًا للكمية المطلوبة من تهوية الحويصلات الهوائية.

للدلالة على زيادة ومستوى ثاني أكسيد الكربون الطبيعي وانخفاض ضغط ثاني أكسيد الكربون في الدم، يتم استخدام مصطلحات "فرط ثاني أكسيد الكربون" و"نورموكابنيا" و"نقص ثنائي أكسيد الكربون" على التوالي. يسمى محتوى الأكسجين الطبيعي نورموكسيا، نقص الأكسجين في الجسم والأنسجة - نقص الأكسجة,في الدم - نقص الأكسجة.هناك زيادة في توتر الأكسجين فرط الأكسجة.تسمى الحالة التي يوجد فيها فرط ثاني أكسيد الكربون ونقص الأكسجة في وقت واحد الاختناق.

يسمى التنفس الطبيعي أثناء الراحة eipnea.فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم، وكذلك انخفاض درجة الحموضة في الدم (الحماض) يرافقه زيادة لا إرادية في التهوية الرئوية - فرط التنفس، بهدف إزالة ثاني أكسيد الكربون الزائد من الجسم. تزداد تهوية الرئتين بشكل رئيسي بسبب عمق التنفس (زيادة حجم المد والجزر)، ولكن في نفس الوقت يزداد معدل التنفس أيضًا.

نقص ثنائي أكسيد الكربون وزيادة مستويات الرقم الهيدروجيني في الدم يؤدي إلى انخفاض في التهوية، ومن ثم إلى توقف التنفس - انقطاع النفس.

يسبب تطور نقص الأكسجة في البداية فرط التنفس المعتدل (بشكل رئيسي نتيجة لزيادة معدل التنفس)، والذي، مع زيادة درجة نقص الأكسجة، يتم استبداله بضعف التنفس وتوقفه. انقطاع التنفس بسبب نقص الأكسجة مميت. وسببه هو إضعاف عمليات الأكسدة في الدماغ، بما في ذلك الخلايا العصبية في مركز الجهاز التنفسي. يسبق انقطاع التنفس بسبب نقص الأكسجة فقدان الوعي.

يمكن أن يكون سبب فرط الحركة عن طريق استنشاق مخاليط الغاز التي يزيد محتوى ثاني أكسيد الكربون فيها إلى 6٪. نشاط مركز الجهاز التنفسي البشري تحت السيطرة الطوعية. يؤدي حبس التنفس الطوعي لمدة 30-60 ثانية إلى تغيرات خانقة في تكوين الغاز في الدم، وبعد توقف التأخير، لوحظ فرط التنفس. يحدث نقص ثنائي أكسيد الكربون بسهولة بسبب زيادة التنفس الطوعي، بالإضافة إلى التهوية الاصطناعية المفرطة (فرط التنفس). عند الشخص المستيقظ، حتى بعد فرط التنفس الشديد، لا يحدث توقف التنفس عادة بسبب التحكم في التنفس عن طريق الأجزاء الأمامية من الدماغ. يتم تعويض نقص ثنائي أكسيد الكربون تدريجيًا على مدار عدة دقائق.

يتم ملاحظة نقص الأكسجة عند الارتفاع إلى ارتفاع بسبب انخفاض الضغط الجوي، أثناء العمل البدني الشاق للغاية، وكذلك عند انتهاك التنفس والدورة الدموية وتكوين الدم.

أثناء الاختناق الشديد، يصبح التنفس عميقًا قدر الإمكان، وتشارك فيه عضلات الجهاز التنفسي المساعدة، وينشأ شعور غير سار بالاختناق. ويسمى هذا النوع من التنفس ضيق التنفس.

بشكل عام، يعتمد الحفاظ على التركيبة الطبيعية لغازات الدم على مبدأ التغذية الراجعة السلبية. وبالتالي، فإن فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم يسبب زيادة في نشاط مركز الجهاز التنفسي وزيادة في تهوية الرئتين، ويؤدي نقص ثاني أكسيد الكربون إلى إضعاف نشاط مركز الجهاز التنفسي وانخفاض في التهوية.

التأثيرات المنعكسة على التنفس من المناطق الانعكاسية الوعائية

يستجيب التنفس بسرعة خاصة للتهيجات المختلفة. يتغير بسرعة تحت تأثير النبضات القادمة من المستقبلات الخارجية والداخلية إلى خلايا مركز الجهاز التنفسي.

يمكن أن تتهيج المستقبلات بسبب التأثيرات الكيميائية والميكانيكية ودرجة الحرارة وغيرها. الآلية الأكثر وضوحا للتنظيم الذاتي هي التغيير في التنفس تحت تأثير التحفيز الكيميائي والميكانيكي للمناطق الانعكاسية الوعائية، والتحفيز الميكانيكي لمستقبلات الرئتين وعضلات الجهاز التنفسي.

تحتوي المنطقة الانعكاسية الوعائية السينوكاروتية على مستقبلات حساسة لمحتوى أيونات ثاني أكسيد الكربون والأكسجين والهيدروجين في الدم. ويظهر هذا بوضوح في تجارب هيمانز على الجيب السباتي المعزول، والذي تم فصله عن الشريان السباتي وتزويده بالدم من حيوان آخر. كان الجيب السباتي متصلاً بالجهاز العصبي المركزي فقط عن طريق مسار عصبي، وتم الحفاظ على عصب هيرينج. مع زيادة محتوى ثاني أكسيد الكربون في الدم الذي يغسل الجسم السباتي، يحدث إثارة المستقبلات الكيميائية في هذه المنطقة، ونتيجة لذلك يزداد عدد النبضات المتجهة إلى مركز الجهاز التنفسي (إلى مركز الإلهام)، و تحدث زيادة منعكسة في عمق التنفس.

أرز. 3. تنظيم التنفس

ك - النباح. GT - منطقة ما تحت المهاد. Pvts - مركز رئوي. APC - مركز الجهاز التنفسي (الزفير والشهيق)؛ شين - الجيب السباتي. BN - العصب المبهم. سم - الحبل الشوكي. C 3 -C 5 - شرائح عنق الرحم من الحبل الشوكي. Dfn - العصب الحجابي. م - عضلات الزفير. MI - عضلات التنفس. Mnr - الأعصاب الوربية. لام - الرئتين. مدافع - الحجاب الحاجز. ث 1 - ث 6 - الأجزاء الصدرية من الحبل الشوكي

تحدث زيادة في عمق التنفس أيضًا عندما يؤثر ثاني أكسيد الكربون على المستقبلات الكيميائية لمنطقة الانعكاس الأبهري.

تحدث نفس التغييرات في التنفس عندما يتم تحفيز المستقبلات الكيميائية للمناطق الانعكاسية المسماة في الدم مع زيادة تركيز أيونات الهيدروجين.

في تلك الحالات، عندما يزيد محتوى الأكسجين في الدم، ينخفض ​​\u200b\u200bتهيج المستقبلات الكيميائية للمناطق الانعكاسية، ونتيجة لذلك يضعف تدفق النبضات إلى مركز الجهاز التنفسي ويحدث انخفاض منعكس في معدل التنفس.

التحفيز المنعكس لمركز الجهاز التنفسي والعامل الذي يؤثر على التنفس هو التغير في ضغط الدم في المناطق الانعكاسية الوعائية. مع زيادة في ضغط الدم، يتم تهيج المستقبلات الميكانيكية للمناطق الانعكاسية الوعائية، مما يؤدي إلى اكتئاب الجهاز التنفسي المنعكس. يؤدي انخفاض ضغط الدم إلى زيادة عمق وتكرار التنفس.

يؤثر المنعكس على التنفس من المستقبلات الميكانيكية للرئتين وعضلات الجهاز التنفسي.أحد العوامل المهمة التي تسبب التغيير في الشهيق والزفير هي التأثيرات من المستقبلات الميكانيكية في الرئتين، والتي تم اكتشافها لأول مرة بواسطة هيرينج وبروير (1868). لقد أظهروا أن كل شهيق يحفز الزفير. أثناء الاستنشاق، يؤدي تمدد الرئتين إلى تهيج المستقبلات الميكانيكية الموجودة في الحويصلات الهوائية وعضلات الجهاز التنفسي. النبضات التي تنشأ فيها على طول الألياف الواردة من العصب المبهم والأعصاب الوربية تصل إلى مركز الجهاز التنفسي وتسبب إثارة الزفير وتثبيط الخلايا العصبية الشهيقية، مما يؤدي إلى تغيير الشهيق إلى الزفير. هذه إحدى آليات التنظيم الذاتي للتنفس.

على غرار منعكس هيرينج-بروير، يتم تنفيذ التأثيرات المنعكسة على مركز الجهاز التنفسي من مستقبلات الحجاب الحاجز. أثناء الشهيق في الحجاب الحاجز، عندما تنقبض أليافه العضلية، تتهيج نهايات الألياف العصبية، وتدخل النبضات الناشئة فيها إلى مركز الجهاز التنفسي وتتسبب في توقف الشهيق وحدوث الزفير. هذه الآلية مهمة بشكل خاص أثناء زيادة التنفس.

يؤثر المنعكس على التنفس من مستقبلات مختلفة في الجسم.التأثيرات المنعكسة المدروسة على التنفس دائمة. ولكن هناك العديد من التأثيرات قصيرة المدى تقريبًا من جميع المستقبلات الموجودة في الجسم والتي تؤثر على التنفس.

وهكذا، عندما تعمل المحفزات الميكانيكية ودرجة الحرارة على المستقبلات الخارجية للجلد، يحدث حبس التنفس. عندما يصل الماء البارد أو الساخن إلى سطح كبير من الجلد، يتوقف التنفس عند الشهيق. يؤدي تهيج الجلد المؤلم إلى استنشاق حاد (صراخ) مع إغلاق متزامن للجهاز الصوتي.

تسمى بعض التغييرات في عملية التنفس التي تحدث عند تهيج الأغشية المخاطية في الجهاز التنفسي بردود الفعل التنفسية الوقائية: السعال والعطس وحبس أنفاسك عند التعرض لروائح قوية، وما إلى ذلك.

مركز الجهاز التنفسي وارتباطاته

مركز الجهاز التنفسيتسمى مجموعة من الهياكل العصبية الموجودة في أجزاء مختلفة من الجهاز العصبي المركزي، والتي تنظم الانقباضات المنسقة الإيقاعية لعضلات الجهاز التنفسي وتكييف التنفس مع الظروف البيئية المتغيرة واحتياجات الجسم. ومن بين هذه الهياكل، يتم تمييز الأجزاء الحيوية من مركز الجهاز التنفسي، والتي بدونها يتوقف التنفس. وتشمل هذه الأقسام الموجودة في النخاع المستطيل والحبل الشوكي. في الحبل الشوكي، تشمل هياكل مركز الجهاز التنفسي الخلايا العصبية الحركية التي تشكل محاورها، والأعصاب الحجابية (في الأجزاء العنقية 3-5)، والخلايا العصبية الحركية التي تشكل الأعصاب الوربية (في الأجزاء الصدرية 2-10)، بينما تتركز الخلايا العصبية الشفطية في الأجزاء الصدرية 2-10.السادسة والزفيرية - في الأجزاء الثامنة إلى العاشرة).

يلعب مركز التنفس دورًا خاصًا في تنظيم التنفس، ممثلاً بأقسام موضعية في جذع الدماغ. تقع بعض المجموعات العصبية لمركز الجهاز التنفسي في النصفين الأيمن والأيسر من النخاع المستطيل في منطقة الجزء السفلي من البطين الرابع. هناك مجموعة ظهرية من الخلايا العصبية التي تنشط عضلات الشهيق، وقسم الشهيق، ومجموعة بطنية من الخلايا العصبية التي تتحكم بشكل أساسي في عملية الزفير، قسم الزفير.

يحتوي كل قسم من هذه الأقسام على خلايا عصبية ذات خصائص مختلفة. من بين الخلايا العصبية في منطقة الشهيق يوجد: 1) الشهيق المبكر - يزيد نشاطها بمقدار 0.1-0.2 ثانية قبل بداية تقلص عضلات الشهيق ويستمر أثناء الشهيق. 2) الشهيق الكامل - نشط أثناء الشهيق؛ 3) الشهيق المتأخر - يزداد النشاط في منتصف الشهيق وينتهي في بداية الزفير. 4) الخلايا العصبية من النوع المتوسط. تتمتع بعض الخلايا العصبية في منطقة الشهيق بالقدرة على الإثارة التلقائية والإيقاعية. تم وصف الخلايا العصبية ذات الخصائص المماثلة في قسم الزفير بمركز الجهاز التنفسي. التفاعل بين هذه التجمعات العصبية يضمن تكوين وتيرة وعمق التنفس.

دور مهم في تحديد طبيعة النشاط الإيقاعي للخلايا العصبية في مركز الجهاز التنفسي والتنفس ينتمي إلى الإشارات القادمة إلى المركز على طول الألياف الواردة من المستقبلات، وكذلك من القشرة الدماغية والجهاز الحوفي وتحت المهاد. يظهر الشكل 1 مخططًا مبسطًا للتوصيلات العصبية لمركز الجهاز التنفسي. 4.

تتلقى الخلايا العصبية في منطقة الشهيق معلومات حول توتر الغازات في الدم الشرياني، ودرجة الحموضة في الدم من المستقبلات الكيميائية الوعائية، ودرجة الحموضة في السائل النخاعي من المستقبلات الكيميائية المركزية الموجودة على السطح البطني للنخاع المستطيل.

كما يتلقى مركز الجهاز التنفسي نبضات عصبية من المستقبلات التي تتحكم في تمدد الرئتين وحالة الجهاز التنفسي والعضلات الأخرى، من المستقبلات الحرارية والألم والمستقبلات الحسية.

تعدل الإشارات التي تستقبلها الخلايا العصبية في الجزء الظهري من مركز الجهاز التنفسي نشاطها الإيقاعي وتؤثر على تكوينها لتيارات من النبضات العصبية الصادرة التي تنتقل إلى الحبل الشوكي ثم إلى الحجاب الحاجز والعضلات الوربية الخارجية.

أرز. 4. مركز التنفس واتصالاته: IC - مركز الشهيق. الكمبيوتر الشخصي - مركز التفتيش؛ EC - مركز الزفير. 1,2- نبضات من مستقبلات التمدد في الجهاز التنفسي والرئتين والصدر

وبالتالي، يتم تشغيل الدورة التنفسية بواسطة الخلايا العصبية الشهيقية، والتي يتم تنشيطها بسبب التلقائية، وتعتمد مدتها وتكرارها وعمق التنفس على التأثير على الهياكل العصبية لمركز الجهاز التنفسي لإشارات المستقبلات الحساسة لمستوى p0 2، pC0 2 ودرجة الحموضة، وكذلك على الآخرين intero- والمستقبلات الخارجية.

تنتقل النبضات العصبية الصادرة من الخلايا العصبية الشهيقية على طول الألياف الهابطة في الجزء البطني والأمامي من الحبل الجانبي للمادة البيضاء في الحبل الشوكي إلى العصبونات الحركية التي تشكل الأعصاب الحجابية والوربية. يتم عبور جميع الألياف المؤدية إلى الخلايا العصبية الحركية التي تعصب عضلات الزفير، ويتم عبور 90٪ من الألياف التي تتبع الخلايا العصبية الحركية التي تعصب عضلات التنفس.

الخلايا العصبية الحركية، التي يتم تنشيطها عن طريق تدفق النبضات العصبية من الخلايا العصبية الشهيقية في مركز الجهاز التنفسي، ترسل نبضات صادرة إلى المشابك العصبية العضلية للعضلات الشهيقية، مما يؤدي إلى زيادة حجم الصدر. وبعد الصدر يزداد حجم الرئتين ويحدث الشهيق.

أثناء الاستنشاق، يتم تنشيط مستقبلات التمدد في الشعب الهوائية والرئتين. يدخل تدفق النبضات العصبية من هذه المستقبلات على طول الألياف الواردة للعصب المبهم إلى النخاع المستطيل وينشط الخلايا العصبية الزفيرية التي تؤدي إلى الزفير. يؤدي هذا إلى إغلاق دائرة واحدة من آلية تنظيم التنفس.

تبدأ الدائرة التنظيمية الثانية أيضًا من الخلايا العصبية الشهيقية وتوصل النبضات إلى الخلايا العصبية في قسم الاندفاع الرئوي في مركز الجهاز التنفسي، الموجود في جسر جذع الدماغ. يقوم هذا القسم بتنسيق التفاعل بين الخلايا العصبية الشهيقية والزفيرية في النخاع المستطيل. يقوم قسم التجنيب الرئوي بمعالجة المعلومات الواردة من مركز الشهيق ويرسل تيارًا من النبضات التي تثير الخلايا العصبية في مركز الزفير. تتلاقى تيارات النبضات القادمة من الخلايا العصبية في قسم الانجذاب الرئوي ومن مستقبلات التمدد في الرئتين على الخلايا العصبية الزفيرية، وتثيرها، وتمنع الخلايا العصبية الزفيرية (ولكن وفقًا لمبدأ التثبيط المتبادل) نشاط الخلايا العصبية الشهيقية. يتوقف إرسال النبضات العصبية إلى عضلات التنفس فتسترخي. وهذا يكفي لحدوث زفير هادئ. مع زيادة الزفير، يتم إرسال نبضات صادرة من الخلايا العصبية الزفيرية، مما يسبب تقلص العضلات الوربية الداخلية وعضلات البطن.

يعكس المخطط الموصوف للتوصيلات العصبية فقط المبدأ الأكثر عمومية لتنظيم الدورة التنفسية. في الواقع، تتدفق الإشارة الواردة من العديد من مستقبلات الجهاز التنفسي والأوعية الدموية والعضلات والجلد وما إلى ذلك. الوصول إلى جميع هياكل مركز الجهاز التنفسي. لها تأثير مثير على بعض مجموعات الخلايا العصبية، وتأثير مثبط على مجموعات أخرى. ويتم التحكم في معالجة وتحليل هذه المعلومات في مركز الجهاز التنفسي لجذع الدماغ وتصحيحها من خلال الأجزاء العليا من الدماغ. على سبيل المثال، يلعب ما تحت المهاد دورا رائدا في التغيرات في التنفس المرتبطة بردود الفعل على المنبهات المؤلمة، والنشاط البدني، ويضمن أيضا مشاركة الجهاز التنفسي في ردود الفعل التنظيمية الحرارية. تؤثر الهياكل الحوفية على التنفس أثناء ردود الفعل العاطفية.

تضمن القشرة الدماغية إشراك الجهاز التنفسي في ردود الفعل السلوكية ووظيفة الكلام والقضيب. يتجلى وجود تأثير القشرة الدماغية على أجزاء مركز الجهاز التنفسي في النخاع المستطيل والحبل الشوكي من خلال إمكانية حدوث تغييرات تعسفية في وتيرة وعمق وحبس التنفس لدى الشخص. يتم تحقيق تأثير القشرة الدماغية على مركز الجهاز التنفسي البصلي من خلال المسارات القشرية البصلية ومن خلال الهياكل تحت القشرية (التكوين الستروباليدي، الحوفي، الشبكي).

مستقبلات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ودرجة الحموضة

تكون مستقبلات الأكسجين نشطة بالفعل عند المستويات الطبيعية لـ pO 2 وترسل باستمرار تيارات من الإشارات (نبضات منشطة) تنشط الخلايا العصبية الملهمة.

تتركز مستقبلات الأكسجين في الأجسام السباتية (منطقة التشعب في الشريان السباتي المشترك). يتم تمثيلها بواسطة الخلايا الكبية من النوع الأول، والتي تحيط بها الخلايا الداعمة ولها اتصالات متشابكة مع نهايات الألياف الواردة للعصب اللساني البلعومي.

تستجيب الخلايا الكبية من النوع الأول لانخفاض مستوى pO 2 في الدم الشرياني عن طريق زيادة إطلاق الدوبامين الوسيط. يتسبب الدوبامين في توليد نبضات عصبية في نهايات الألياف الواردة للعصب البلعومي، والتي يتم توصيلها إلى الخلايا العصبية في قسم الشهيق من مركز الجهاز التنفسي وإلى الخلايا العصبية في القسم الضاغط في المركز الحركي الوعائي. وبالتالي، فإن انخفاض توتر الأكسجين في الدم الشرياني يؤدي إلى زيادة في وتيرة إرسال نبضات العصب الوارد وزيادة في نشاط الخلايا العصبية الملهمة. هذا الأخير يزيد من تهوية الرئتين، ويرجع ذلك أساسا إلى زيادة التنفس.

توجد المستقبلات الحساسة لثاني أكسيد الكربون في الأجسام السباتية، والأجسام الأبهرية لقوس الأبهر، وكذلك مباشرة في النخاع المستطيل - المستقبلات الكيميائية المركزية. وتقع الأخيرة على السطح البطني للنخاع المستطيل في المنطقة الواقعة بين مخرج العصب تحت اللسان والمبهم. تدرك مستقبلات ثاني أكسيد الكربون أيضًا التغيرات في تركيز أيونات H +. تستجيب مستقبلات الأوعية الدموية للتغيرات في PCO 2 ودرجة الحموضة في بلازما الدم، ويزداد تدفق الإشارات الواردة منها إلى الخلايا العصبية الملهمة مع زيادة في PCO 2 و (أو) انخفاض في درجة الحموضة في بلازما الدم الشرياني. واستجابة لاستقبال المزيد من الإشارات منها إلى مركز التنفس، تزداد تهوية الرئتين بشكل انعكاسي بسبب تعمق التنفس.

تستجيب المستقبلات الكيميائية المركزية للتغيرات في درجة الحموضة وpCO 2، والسائل النخاعي، والسائل بين الخلايا في النخاع المستطيل. من المعتقد أن المستقبلات الكيميائية المركزية تستجيب في الغالب للتغيرات في تركيز بروتونات الهيدروجين (pH) في السائل الخلالي. في هذه الحالة، يتم تحقيق تغيير في درجة الحموضة بسبب سهولة اختراق ثاني أكسيد الكربون من الدم والسائل النخاعي من خلال هياكل حاجز الدم في الدماغ إلى الدماغ، حيث، نتيجة لتفاعله مع H 2 0، يتكون ثاني أكسيد الكربون ويتفكك مع إطلاق غازات الهيدروجين.

يتم أيضًا نقل الإشارات من المستقبلات الكيميائية المركزية إلى الخلايا العصبية الشهيقية في مركز الجهاز التنفسي. تظهر الخلايا العصبية في مركز الجهاز التنفسي نفسها بعض الحساسية للتغيرات في الرقم الهيدروجيني للسائل الخلالي. يترافق انخفاض الرقم الهيدروجيني وتراكم ثاني أكسيد الكربون في السائل النخاعي مع تنشيط الخلايا العصبية الشهيقية وزيادة التهوية الرئوية.

وبالتالي، فإن تنظيم PCO 0 ودرجة الحموضة يرتبطان ارتباطًا وثيقًا سواء على مستوى الأنظمة المستجيبة التي تؤثر على محتوى أيونات الهيدروجين والكربونات في الجسم، وعلى مستوى الآليات العصبية المركزية.

مع التطور السريع لفرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم، فإن الزيادة في تهوية الرئتين تبلغ حوالي 25٪ فقط بسبب تحفيز المستقبلات الكيميائية الطرفية لثاني أكسيد الكربون ودرجة الحموضة. وترتبط نسبة الـ 75% المتبقية بتنشيط المستقبلات الكيميائية المركزية للنخاع المستطيل بواسطة بروتونات الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. ويرجع ذلك إلى النفاذية العالية لحاجز الدم في الدماغ لثاني أكسيد الكربون. نظرًا لأن السائل النخاعي والسائل بين الخلايا في الدماغ لديهم قدرة أقل بكثير من الأنظمة العازلة مقارنة بالدم، فإن زيادة pCO2 المشابهة في الحجم للدم تخلق بيئة أكثر حمضية في السائل النخاعي مقارنة بالدم:

مع فرط ثاني أكسيد الكربون لفترات طويلة، يعود الرقم الهيدروجيني للسائل النخاعي إلى طبيعته بسبب الزيادة التدريجية في نفاذية حاجز الدم في الدماغ إلى أنيونات HC03 وتراكمها في السائل النخاعي. وهذا يؤدي إلى انخفاض في التهوية، والتي تطورت استجابة لفرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم.

تساهم الزيادة المفرطة في نشاط مستقبلات pCO 0 ودرجة الحموضة في ظهور أحاسيس مؤلمة ومؤلمة ذاتيًا بالاختناق ونقص الهواء. من السهل التحقق مما إذا كنت تحبس أنفاسك لفترة طويلة. في الوقت نفسه، مع نقص الأكسجين وانخفاض P0 2 في الدم الشرياني، عندما يتم الحفاظ على PCO 2 ودرجة الحموضة في الدم بشكل طبيعي، لا يشعر الشخص بعدم الراحة. قد تكون نتيجة ذلك عددًا من المخاطر التي تنشأ في الحياة اليومية أو عندما يتنفس الشخص مخاليط الغاز من الأنظمة المغلقة. غالبا ما تحدث مع التسمم بأول أكسيد الكربون (الموت في المرآب، والتسممات المنزلية الأخرى)، عندما لا يتخذ الشخص إجراءات وقائية بسبب عدم وجود أحاسيس واضحة للاختناق.