בדיקה "מערכת הנשימה. בדיקת מרכז הנשימה מערכת הנשימה

מרכז נשימתינקרא קבוצה של תאי עצב הממוקמים בחלקים שונים של מערכת העצבים המרכזית, המבטיחים פעילות קצבית מתואמת של שרירי הנשימה והתאמת הנשימה לתנאים המשתנים של הסביבה החיצונית והפנימית של הגוף.

קבוצות מסוימות של תאי עצב חיוניות לפעילות הקצבית של שרירי הנשימה. הם ממוקמים בהיווצרות הרשתית של המדוללה אולונגאטה, מרכיבים מרכז נשימתיבמובן הצר של המילה. תפקוד לקוי של תאים אלו מוביל להפסקת נשימה עקב שיתוק של שרירי הנשימה.

עצבוב של שרירי הנשימה . מרכז הנשימה של ה-medulla oblongata שולח דחפים לנוירונים מוטוריים הממוקמים בקרניים הקדמיות של החומר האפור של חוט השדרה, ומעצבן את שרירי הנשימה.

נוירונים מוטוריים, שתהליכים יוצרים את העצבים הפרניים המעצבבים את הסרעפת, ממוקמים בקרניים הקדמיות של מקטעי צוואר הרחם ה-3-4. נוירונים מוטוריים, שתהליכים יוצרים את העצבים הבין-צלעיים המעצבבים את השרירים הבין-צלעיים, ממוקמים בקרניים הקדמיות של חוט השדרה החזה. מכאן ברור שכאשר חוט השדרה עובר בין מקטע בית החזה לצוואר הרחם, נשימה קוסטלית נעצרת ונשימה סרעפתית נשמרת, שכן הגרעין המוטורי של העצב הפרני, הממוקם מעל לחתך, שומר על קשר עם מרכז הנשימה הדיאפרגמה. כאשר חוט השדרה נחתך מתחת ל-medulla oblongata, הנשימה נעצרת לחלוטין והגוף מת מחנק. עם מעבר כזה של המוח, לעומת זאת, התכווצויות של שרירי הנשימה המסייעים של הנחיריים והגרון, אשר עוברים עצבים על ידי עצבים היוצאים ישירות מהמדולה אולונגטה, נמשכים במשך זמן מה.

לוקליזציה של מרכז הנשימה . כבר בימי קדם היה ידוע כי פגיעה בחוט השדרה מתחת ל-medulla oblongata מובילה למוות. בשנת 1812, Legallois, על ידי חיתוך מוחות של ציפורים, ובשנת 1842, Flourens, על ידי גירוי והרס של חלקים של המדולה אולונגטה, הסביר עובדה זו וסיפק ראיות ניסיוניות למיקומו של מרכז הנשימה במדולה אולונגטה. פלורנס ראה בעיני רוחו את מרכז הנשימה כשטח מוגבל בגודל של ראש סיכה והעניק לו את השם "צומת חיוני".

N. A. Mislavsky בשנת 1885, תוך שימוש בטכניקה של גירוי נקודתי והרס של חלקים בודדים של המדולה אולונגטה, קבע כי מרכז הנשימה ממוקם בהיווצרות הרשתית של המדוללה אולונגטה, באזור החלק התחתון של החדר ה-IV, והוא מזווג, כאשר כל חצי מעיר את שרירי הנשימה את אותו חצי גוף. בנוסף, נ.א. מיסלבסקי הראה כי מרכז הנשימה הוא תצורה מורכבת המורכבת ממרכז אינהלציה (מרכז השראה) ומרכז נשיפה (מרכז נשיפה).

הוא הגיע למסקנה שאזור מסוים של המדולה אולונגטה הוא מרכז המווסת ומתאם את תנועות הנשימה. מסקנותיו של נ.א.מיסלבסקי מאוששות על ידי ניסויים ומחקרים רבים, במיוחד אלה שבוצעו לאחרונה בטכנולוגיית מיקרואלקטרודות. בעת רישום הפוטנציאלים החשמליים של נוירונים בודדים של מרכז הנשימה, התגלה שיש בו נוירונים שפריקותיהם הופכות לתכופות חדות יותר בשלב השאיפה, ונוירונים אחרים שפריקותיהם הופכות תכופות יותר בשלב הנשיפה.

גירוי של נקודות בודדות של המדולה אולונגאטה עם זרם חשמלי, שבוצע באמצעות מיקרואלקטרודות, חשף גם נוכחות של נוירונים, שגירוים גורם לפעולת השאיפה ונוירונים אחרים, שגירוים גורם לפעולת הנשיפה. באומגרטן הראה ב-1956 שהנוירונים של מרכז הנשימה מפוזרים בהיווצרות רשתית של המדוללה אולונגאטה, ליד ה-striae acusticac ( אורז. 61). קיים גבול מדויק בין נוירונים נשיפה לנשיפה, אך ישנם אזורים שבהם אחד מהם שולט (השראה - בחתך הזנב של ה-solitary fascicle tractus solitarius, expiratory - בגרעין הגחון - nucleus ambiguus). אורז. 61. לוקליזציה של מרכזי נשימה.

לומסדן וחוקרים אחרים, בניסויים בבעלי חיים בעלי דם חם, מצאו שלמרכז הנשימה מבנה מורכב יותר ממה שחשבו בעבר. בחלק העליון של ה-pons ישנו מרכז פנאומוטקסי כביכול, השולט על פעילות מרכזי הנשימה התחתונים של שאיפה ונשיפה ומבטיח תנועות נשימה תקינות. המשמעות של המרכז הפנאומוטקסי היא שבמהלך השאיפה הוא גורם לעירור של מרכז הנשיפה ובכך מבטיח החלפה ונשיפה קצבית.

הפעילות של כל מערך הנוירונים היוצרים את מרכז הנשימה הכרחית לשמירה על נשימה תקינה. עם זאת, החלקים העיליים של מערכת העצבים המרכזית לוקחים חלק גם בתהליכי ויסות הנשימה, המספקים שינויים אדפטיביים בנשימה במהלך סוגים שונים של פעילות הגוף. תפקיד חשוב בוויסות הנשימה שייך להמיספרות המוחיות ולקורטקס שלהן, שבזכותן מתבצעת התאמת תנועות הנשימה במהלך דיבור, שירה, ספורט ועבודה אנושית.

התמונה מציגה את החלק התחתון של גזע המוח (מבט מאחור). PN - מרכז ריאות; INSP - השראה; EXP - מרכזי נשיפה. המרכזים הם דו-צדדיים, אך כדי לפשט את התרשים, רק אחד מהמרכזים מוצג בכל צד. חיתוך מעל קו 1 אינו משפיע על הנשימה. חיתוך לאורך קו 2 מפריד בין מרכז הפנאומוטקסיס. חיתוך מתחת לקו 3 גורם להפסקת נשימה.

אוטומציה של מרכז הנשימה . הנוירונים של מרכז הנשימה מאופיינים באוטומטיות קצבית. הדבר ניכר מהעובדה שגם לאחר כיבוי מוחלט של הדחפים האפרנטיים המגיעים למרכז הנשימה, נוצרות תנודות קצביות של ביו-פוטנציאלים בתאי העצב שלו, אותם ניתן לתעד באמצעות מכשיר מדידה חשמלי. תופעה זו התגלתה לראשונה בשנת 1882 על ידי I.M. Sechenov. הרבה יותר מאוחר, אדריאן ובוטנדיק, באמצעות אוסילוסקופ עם מגבר, רשמו תנודות קצביות בפוטנציאלים חשמליים בגזע המוח המבודד של דג זהב. B.D. Kravchinsky צפה בתנודות קצביות דומות של פוטנציאלים חשמליים המתרחשים בקצב הנשימה ב-medulla oblongata המבודדת של צפרדע.

העירור האוטומטי של מרכז הנשימה נובע מהתהליכים המטבוליים המתרחשים בתוכו ורגישותו הגבוהה לפחמן דו חמצני. האוטומציה של המרכז מווסתת על ידי דחפים עצביים המגיעים מקולטני הריאות, אזורי רפלקסוגניים של כלי הדם, שרירי הנשימה והשלד, כמו גם דחפים מהחלקים שמעל של מערכת העצבים המרכזית ולבסוף, השפעות הומורליות.

ויסות נשימה - זוהי השליטה העצבית המתואמת של שרירי הנשימה, אשר מבצעים ברצף מחזורי נשימה המורכבים משאיפה ונשיפה.

מרכז נשימתי - זוהי היווצרות מבנית ותפקודית רב-שכבתית מורכבת של המוח המבצעת ויסות אוטומטי ורצוני של הנשימה.

הנשימה היא תהליך אוטומטי, אך היא כפופה לרגולציה מרצון. ללא רגולציה כזו, דיבור יהיה בלתי אפשרי. יחד עם זאת, בקרת הנשימה בנויה על עקרונות רפלקס: הן רפלקס בלתי מותנה והן רפלקס מותנה.

ויסות הנשימה מבוסס על העקרונות הכלליים של ויסות אוטומטי המשמשים בגוף.

נוירונים של קוצב לב (נוירונים הם "יוצרי קצב") מספקים אוֹטוֹמָטִיהתרחשות עירור במרכז הנשימה גם אם קולטני הנשימה אינם מגורים.

נוירונים מעכבים לספק דיכוי אוטומטי של עירור זה לאחר זמן מסוים.

מרכז הנשימה משתמש בעקרון הֲדָדִי אינטראקציה (כלומר סותרת זה את זה) של שני מרכזים: שְׁאִיפָה ו נְשִׁיפָה . הגירוי שלהם הוא ביחס הפוך. המשמעות היא שהעירור של מרכז אחד (לדוגמה, מרכז השאיפה) מעכב את המרכז השני הקשור אליו (מרכז הנשיפה).

פונקציות של מרכז הנשימה
- מתן השראה.
- מתן נשיפה.
- הבטחת נשימה אוטומטית.
- הבטחת התאמה של פרמטרי נשימה לתנאי הסביבה ולפעילות הגוף.
לדוגמה, כאשר הטמפרטורה עולה (הן בסביבה והן בגוף), הנשימה הופכת תכופה יותר.

רמות מרכז הנשימה

1. שֶׁל עַמוּד הַשִׁדרָה (בחוט השדרה). חוט השדרה מכיל מרכזים המתאמים את פעילות הסרעפת ושרירי הנשימה - L-מוטונאורונים בקרניים הקדמיות של חוט השדרה. נוירונים סרעפתיים נמצאים במקטעי צוואר הרחם, נוירונים בין צלעיים נמצאים במקטעי החזה. כאשר המסלולים בין חוט השדרה למוח נחתכים, הנשימה מופרעת בגלל מרכזי עמוד השדרה אין להם אוטונומיה (כלומר עצמאות)ו לא תומך באוטומציהנְשִׁימָה.

2. Bulbar (במדולה אולונגטה) - מחלקה ראשיתמרכז נשימתי.ב-medulla oblongata וב-pons ישנם 2 סוגים עיקריים של נוירונים של מרכז הנשימה - מעורר השראה(שאיפה) ו הנשיפה(נשיפה).

השראה (שאיפה) - מתרגשים 0.01-0.02 שניות לפני תחילת ההשראה הפעילה. במהלך השאיפה, תדירות הדופק שלהם עולה ואז נפסקת מיד. הם מחולקים למספר סוגים.

סוגי נוירונים מעוררי השראה

על ידי השפעה על נוירונים אחרים:
- מעכב (עצירת שאיפה)
- להקל (מעורר שאיפה).
לפי זמן ההתרגשות:
- מוקדם (כמה מאיות השנייה לפני השאיפה)
- מאוחר (פעיל לאורך כל תהליך השאיפה).
על ידי קשרים עם נוירונים נשימתיים:
- במרכז הנשימה הבולברי
- בהיווצרות רשתית של המדוללה אולונגאטה.
בגרעין הגב, 95% הם נוירונים השראה, בגרעין הגחון - 50%. הנוירונים של גרעין הגב מחוברים לסרעפת, וגרעין הגחון מחובר לשרירים הבין צלעיים.

נשיפה (נשיפה) - עירור מתרחש כמה מאיות השנייה לפני תחילת הנשיפה.

יש:
- מוקדם,
- מאוחר,
- נשיפה-השראה.
בגרעין הגב, 5% מהנוירונים הם נשימתיים, ובגרעין הגחון - 50%. באופן כללי, יש הרבה פחות נוירונים נשימתיים מאשר נוירונים השראה. מסתבר שהשאיפה חשובה יותר מהנשיפה.

נשימה אוטומטית מובטחת על ידי קומפלקסים של 4 נוירונים עם נוכחות חובה של מעכבים.

אינטראקציה עם מרכזי מוח אחרים

נוירונים נשימתיים ונשימתיים יש פלט לא רק לשרירי הנשימה, אלא גם לגרעינים אחרים של המדולה אולונגטה. לדוגמה, כאשר מרכז הנשימה נרגש, מרכז הבליעה מעוכב באופן הדדי ובמקביל, להיפך, מתרגש המרכז הווזומוטורי לוויסות פעילות הלב.

ברמת הבולברי (כלומר ב-medulla oblongata) ניתן להבחין מרכז פנאומוטקסי , הממוקם ברמת ה-pons, מעל נוירוני ההשראה והנשיפה. מרכז זה מסדיר את פעילותם ו מספק שינוי בשאיפה ובנשיפה. נוירונים השראה מספקים השראה, ובמקביל, עירור מהם נכנס למרכז הפנאומוטקסי. משם, העירור עובר אל הנוירונים הנשימתיים, הנרגשים ומספקים נשיפה. אם חותכים את השבילים בין המדולה אולונגאטה ל-pons, תדירות תנועות הנשימה תפחת, בשל העובדה שהשפעת ההפעלה של ה-PTDC (מרכז הנשימה pneumotaxic) על נוירוני ההשראה והנשימה פוחתת. זה מוביל גם להתארכות ההשראה עקב שימור ארוך טווח של ההשפעה המעכבת של נוירונים נשימתיים על נוירוני השראה.

3. Suprapontial (כלומר "מעל פונטין") - כולל מספר אזורים של ה-diencephalon:
אזור ההיפותלמוס - כאשר מגורה, גורם להיפר-פניאה - עלייה בתדירות תנועות הנשימה ועומק הנשימה. הקבוצה האחורית של גרעיני ההיפותלמוס גורמת להיפר-פניאה, הקבוצה הקדמית פועלת בצורה הפוכה. דרך מרכז הנשימה של ההיפותלמוס הנשימה מגיבה לטמפרטורת הסביבה.
ההיפותלמוס, יחד עם התלמוס, מבטיחים שינויים בנשימה במהלך תגובות רגשיות.
תלמוס - מספק שינויים בנשימה בזמן כאב.
המוח הקטן - מתאים את הנשימה לפעילות השרירים.

4. קורטקס מוטורי וקדם-מוטורי ההמיספרות המוחיות. מספק ויסות רפלקס מותנה של הנשימה. ב-10-15 שילובים בלבד אתה יכול לפתח רפלקס נשימה מותנה. בשל מנגנון זה, למשל, ספורטאים חווים היפר-פניאה לפני ההתחלה.
Asratyan E.A. בניסויים שלו הוא הסיר את האזורים האלה בקליפת המוח מבעלי חיים. במהלך פעילות גופנית הם פיתחו במהירות קוצר נשימה - קוצר נשימה, כי... חסרה להם רמה זו של ויסות נשימה.
מרכזי הנשימה של הקורטקס מאפשרים שינויים רצוניים בנשימה.

ויסות פעילות מרכז הנשימה
החלק הבולברי של מרכז הנשימה הוא העיקרי; הוא מספק נשימה אוטומטית, אך פעילותו יכולה להשתנות בהשפעה הומורלי ו רֶפלֶקס השפעות

השפעות הומורליות על מרכז הנשימה
נסיונו של פרדריק (1890). הוא הצליב את שני הכלבים - ראשו של כל כלב קיבל דם מגופו של הכלב השני. בכלב אחד, קנה הנשימה היה מהודק, כתוצאה מכך, רמת הפחמן הדו חמצני עלתה ורמת החמצן בדם ירדה. לאחר מכן, הכלב השני החל לנשום במהירות. התרחשה היפרפניאה. כתוצאה מכך ירדה רמת ה-CO2 בדם ורמת ה-O2 עלתה. דם זה זרם לראשו של הכלב הראשון ועכב את מרכז הנשימה שלו. עיכוב הומורלי של מרכז הנשימה עלול להוביל את הכלב הראשון לדום נשימה, כלומר. עצירת נשימה.
גורמים המשפיעים באופן הומור על מרכז הנשימה:
עודף CO2 - היפרקרביה, גורם להפעלת מרכז הנשימה.
חוסר O2 - היפוקסיה, גורם להפעלת מרכז הנשימה.
חומצה - הצטברות של יוני מימן (החמצה), מפעילה את מרכז הנשימה.
חוסר CO2 - עיכוב מרכז הנשימה.
עודף O2 - עיכוב מרכז הנשימה.
אלקולוזיס - +++עיכוב מרכז הנשימה
בשל פעילותם הגבוהה, הנוירונים של המדולה אולונגאטה עצמם מייצרים הרבה CO2 ומשפיעים על עצמם באופן מקומי. משוב חיובי (מחזק את עצמו).
בנוסף להשפעה הישירה של CO2 על הנוירונים של המדולה אובלונגטה, ישנה אפקט רפלקס דרך האזורים הרפלקסוגניים של מערכת הלב וכלי הדם (רפלקסים של ריימנס). עם היפרקרביה נרגשים כימורצפטורים ומהם זורמת עירור לנוירונים הרגישים לכימו של היווצרות הרשתית ולנוירונים הרגישים לכימו של קליפת המוח.
השפעת רפלקס על מרכז הנשימה.
1. השפעה מתמדת.
רפלקס גהלינג-ברויר. מכנורצפטורים ברקמות הריאות ודרכי הנשימה מתרגשים כאשר הריאות מתרחבות וקורסות. הם רגישים למתיחה. מהם, דחפים לאורך הוואגוס (עצב הוואגוס) עוברים אל ה-medulla oblongata ל-L-motoneurons ההשראה. השאיפה נעצרת ומתחילה נשיפה פסיבית. רפלקס זה מבטיח את שינוי השאיפה והנשיפה ושומר על פעילות הנוירונים של מרכז הנשימה.
כאשר הוואקוס עומס ונחתך, הרפלקס מתבטל: תדירות תנועות הנשימה פוחתת, השינוי בשאיפה ובנשיפה מתבצע באופן פתאומי.
רפלקסים אחרים:
מתיחה של רקמת הריאה מעכבת שאיפה שלאחר מכן (רפלקס הקלה בנשיפה).
מתיחה של רקמת הריאה בזמן שאיפה מעבר לרמה הרגילה גורמת לאנחה נוספת (הרפלקס הפרדוקסלי של הראש).
רפלקס היימן - נובע מהרצפטורים הכימיים של מערכת הלב וכלי הדם לריכוז CO2 ו-O2.
השפעת רפלקס מהרצפטורים הפרופראורצפטורים של שרירי הנשימה - כאשר שרירי הנשימה מתכווצים נוצרת זרימה של דחפים מהפרופראורצפטורים למערכת העצבים המרכזית. על פי עקרון המשוב, הפעילות של נוירונים מעוררי השראה ונשיפה משתנה. עם כיווץ לא מספיק של שרירי ההשראה, מתרחשת השפעה מקלה על הנשימה והשאיפה מתגברת.
2. פדיחה
מגרה - ממוקם בדרכי הנשימה מתחת לאפיתל. הם שניהם מכנו- וכימורצפטורים. יש להם סף גירוי גבוה מאוד, ולכן הם עובדים במקרים חריגים. לדוגמה, כאשר האוורור הריאתי יורד, נפח הריאה יורד, קולטנים מגרים מתרגשים וגורמים לרפלקס שאיפה מאולץ. כקולטנים כימו, אותם קולטנים מתרגשים על ידי חומרים פעילים ביולוגית - ניקוטין, היסטמין, פרוסטגלנדין. יש תחושה של צריבה, דגדוג ובתגובה - רפלקס שיעול מגן. במקרה של פתולוגיה, קולטנים מגרים יכולים לגרום לעווית של דרכי הנשימה.
ב-alveoli, קולטנים Juxta-alveolar ו-juxta-capillary מגיבים לנפח הריאות ולחומרים פעילים ביולוגית בנימים. מגביר את קצב הנשימה ומכווץ הסימפונות.
על הממברנות הריריות של דרכי הנשימה יש exteroceptors. משתעלים, מתעטשים, עוצרים את הנשימה.
העור מכיל קולטני חום וקור. עצירת נשימה והפעלת נשימה.
קולטני כאב - עצירת נשימה לטווח קצר, ואז התעצמות.
אנטרורצפטורים - מהקיבה.
פרופראורצפטורים - משרירי השלד.
מכנורצפטורים - ממערכת הלב וכלי הדם.

מערכת נשימה. נְשִׁימָה.

בחר תשובה אחת נכונה:

א) לא משתנה ב) מצמצם ג) מתרחב

2. מספר שכבות התאים בדופן שלפוחית ​​הריאה:
א) 1 ב) 2 ג) 3 ד) 4

3. צורת הסרעפת במהלך התכווצות:
א) שטוח ב) כיפה ג) מוארך ד) קעור

4. מרכז הנשימה ממוקם ב:
א) medulla oblongata B) המוח הקטן C) דיאנצפלון D) קליפת המוח

5. חומר הגורם לפעילות מרכז הנשימה:
א) חמצן ב) פחמן דו חמצני ג) גלוקוז ד) המוגלובין

6. קטע מדופן קנה הנשימה חסר סחוס:
א) קיר קדמי ב) דפנות צד ג) קיר אחורי

7. האפיגלוטיס סוגר את הכניסה לגרון:
א) בזמן שיחה ב) בשאיפה ג) בנשיפה ד) בבליעה

8. כמה חמצן כלול באוויר הנשוף?
א) 10% ב) 14% ג) 16% ד) 21%

9. איבר שאינו משתתף בהיווצרות דופן חלל החזה:
א) צלעות ב) עצם החזה ג) דיאפרגמה ד) שק קרום הלב

10. איבר שאינו מרפד את הצדר:
א) קנה הנשימה ב) ריאה ג) עצם החזה ד) דיאפרגמה E) צלעות

11. צינור האוסטכיאן נפתח ב:
א) חלל האף ב) הלוע האף ג) הלוע ד) הגרון

12. הלחץ בריאות גדול יותר מהלחץ בחלל הצדר:
א) בשאיפה ב) בנשיפה ג) בכל שלב ד') כאשר עוצרים את הנשימה בזמן השאיפה

14. הקירות של הגרון נוצרים:
א) סחוס ב) עצמות ג) רצועות ד) שרירים חלקים

15. כמה חמצן מכיל באוויר שלפוחיות הריאה?
א) 10% ב) 14% ג) 16% ד) 21%

16. כמות האוויר שנכנסת לריאות במהלך שאיפה שקטה:
א) 100-200 ס"מ 3 ב) 300-900 ס"מ 3 ג) 1000-1100 ס"מ 3 ד) 1200-1300 ס"מ 3

17. הממברנה המכסה את החלק החיצוני של כל ריאה:
א) fascia B) pleura C) כמוסה ד) קרום בסיס

18. במהלך הבליעה מתרחשת:
א) שאפו ב) נשפו ג) שאפו ונשפו ד) עצרו את הנשימה

19 . כמות פחמן דו חמצני באוויר האטמוספרי:
א) 0.03% ב) 1% ג) 4% ד) 6%

20. צליל נוצר כאשר:

א) שאיפה ב) נשיפה ג) עצור את הנשימה בזמן השאיפה D) עצור את הנשימה בזמן הנשיפה

21. אינו לוקח חלק ביצירת צלילי דיבור:
א) קנה הנשימה ב) האף-לוע ג) הלוע ד) הפה E) אף

22. דופן שלפוחית ​​הריאה נוצרת על ידי רקמה:
א) חיבור ב) אפיתל ג) שריר חלק ד) שריר מפוספס

23. צורת הדיאפרגמה כשהיא רגועה:
א) שטוח ב) מוארך ג) בצורת כיפה ד) קעור לתוך חלל הבטן

24. כמות הפחמן הדו חמצני באוויר הנשוף:
א) 0.03% ב) 1% ג) 4% ד) 6%

25. תאי אפיתל בדרכי האוויר מכילים:
א) flagella B) villi C) pseudopods D) cilia

26 . כמות הפחמן הדו חמצני באוויר של הבועות הריאתיות:
א) 0.03% ב) 1% ג) 4% ד) 6%

28. עם עלייה בנפח החזה, לחץ במככיות:
א) לא משתנה ב) יורד ג) עולה

29 . כמות חנקן באוויר האטמוספרי:
א) 54% ב) 68% ג) 79% ד) 87%

30. מחוץ לבית החזה ממוקם:
א) קנה הנשימה ב) ושט ג) לב ד) תימוס (בלוטת התימוס) ה) קיבה

31. תנועות הנשימה השכיחות ביותר אופייניות ל:
א) יילודים ב) ילדים בני 2-3 ג) בני נוער ד) מבוגרים

32. חמצן עובר מהאלוואולי לפלסמת הדם כאשר:

א) פינוציטוזיס ב) דיפוזיה ג) נשימה ד) אוורור

33 . מספר תנועות הנשימה בדקה:
א) 10-12 ב) 16-18 ג) 2022 ד) 24-26

34 . צולל מפתח בועות גז בדמו (הגורם למחלת דקומפרסיה) כאשר:
א) עלייה איטית מעומק לפני השטח ב) ירידה איטית לעומק

ג) עלייה מהירה מעומק לפני השטח ד) ירידה מהירה לעומק

35. איזה סחוס גרון בולט קדימה אצל גברים?
א) epiglottis B) arytenoid C) cricoid D) בלוטת התריס

36. הגורם הסיבתי של שחפת שייך ל:
א) חיידקים ב) פטריות ג) וירוסים ד) פרוטוזואה

37. פני השטח הכוללים של שלפוחית ​​הריאה:
א) 1 מ' 2 ב) 10 מ' 2 ג) 100 מ' 2 ד) 1000 מ' 2

38. ריכוז הפחמן הדו חמצני שבו מתחילה הרעלה באדם:

39 . הדיאפרגמה הופיעה לראשונה ב:
א) דו-חיים ב) זוחלים ג) יונקים ד) פרימטים E) בני אדם

40. ריכוז הפחמן הדו חמצני שבו אדם חווה אובדן הכרה ומוות:

א) 1% ב) 2-3% ג) 4-5% ד) 10-12%

41. נשימה תאית מתרחשת ב:
א) גרעין ב) רטיקולום אנדופלזמי ג) ריבוזום ד) מיטוכונדריה

42. כמות האוויר של אדם לא מאומן במהלך נשימה עמוקה:
א) 800-900 ס"מ 3 ב) 1500-2000 ס"מ 3 ג) 3000-4000 ס"מ 3 ד) 6000 ס"מ 3

43. השלב שבו לחץ הריאות הוא מעל האטמוספירה:
א) שאיפה ב) נשיפה ג) שאיפה להחזיק ד) להחזיק בנשיפה

44. לחץ שמתחיל להשתנות במהלך הנשימה מוקדם יותר:
א) בחלל האף B) בחלל הצדר ג) בחלל האף D) בסימפונות

45. תהליך הדורש השתתפות של חמצן:
א) גליקוליזה ב) סינתזת חלבון ג) הידרוליזה של שומן ד) נשימה תאית

46. דרכי הנשימה אינן כוללות את האיבר:
א) לוע האף ב) גרון ג) ברונכי ד) קנה הנשימה E) ריאות

47 . לא חל על דרכי הנשימה התחתונות:

א) גרון ב) לוע האף ג) ברונכי ד) קנה הנשימה

48. הגורם הסיבתי של דיפתריה מסווג כ:
א) חיידקים ב) וירוסים ג) פרוטוזואה ד) פטריות

49. איזה מרכיב באוויר הנשוף נמצא בכמויות גדולות יותר?

א) פחמן דו חמצני ב) חמצן ג) אמוניה ד) חנקן E) אדי מים

50. העצם בה נמצא הסינוס המקסילרי?
א) פרונטלי ב) זמני ג) לסת ד) אף

תשובות: 1ב, 2a, 3a, 4a, 5b, 6c, 7d, 8c, 9d, 10a, 11b, 12c, 13c, 14a, 15b, 16b, 17b, 18d, 19a, 20b,c 2,c 2,c 25g, 26g, 27c, 28b, 29c, 30g, 31a, 32b, 33b, 34c, 35g, 36a, 37c, 38c, 39c, 40g, 41g, 42c, 43b, 44d, 7g 9 גרם , 50V

עד כה דנו במנגנונים הבסיסיים הגורמים התרחשות של שאיפה ונשיפה, אך לא פחות חשוב לדעת כיצד עוצמת האותות המווסתים את האוורור משתנה בהתאם לצרכי הגוף. לדוגמה, במהלך עבודה פיזית כבדה, קצב צריכת החמצן וייצור הפחמן הדו חמצני גדל פעמים רבות פי 20 בהשוואה למנוחה, מה שמצריך גידול מקביל באוורור. המשך פרק זה מוקדש לוויסות האוורור בהתאם לרמת הביקוש של הגוף.

המטרה הגבוהה ביותר של הנשימה היא לשמר ריכוזי חמצן מתאימים, פחמן דו חמצני ומימן יוני ברקמות. למרבה המזל, פעילות הנשימה רגישה מאוד לשינויים בפרמטרים אלו.

עודף דו חמצני יוני פחמן או מימן בדםפועל בעיקר ישירות על מרכז הנשימה, וגורם לעלייה משמעותית באותות מוטוריים בנשימה ובנשיפה לשרירי הנשימה.

לחמצן, להיפך, אין ישיר משמעותי השפעה על מרכז הנשימה המוחילהסדיר את הנשימה. במקום זאת, הוא פועל בעיקר על כימורצפטורים היקפיים הממוקמים בגופי הצוואר ואבי העורקים, אשר בתורם מעבירים אותות מתאימים לאורך העצבים למרכז הנשימה כדי לווסת את הנשימה ברמה זו.
תחילה נדון בגירוי מרכז הנשימה על ידי פחמן דו חמצני ומימן יוני.

אזור רגיש לכימותרפיה של מרכז הנשימה. עד כה, התייחסנו בעיקר לתפקודים של שלושה אזורים של מרכז הנשימה: הקבוצה הגבית של נוירוני הנשימה, הקבוצה הגחונית של נוירוני הנשימה והמרכז הפנאומוטקסי. אזורים אלה אינם מושפעים ישירות משינויים בריכוזי פחמן דו חמצני או יוני מימן. ישנו אזור נוסף של נוירונים, מה שנקרא אזור רגיש לכימו, הממוקם דו-צדדית ושוכן מתחת לפני השטח הגחוני של המדולה אולונגאטה בעומק של 0.2 מ"מ. אזור זה רגיש מאוד הן לשינויים ב-Pco2 והן לשינויים בריכוז יוני המימן, ומעורר, בתורו, חלקים אחרים של מרכז הנשימה.

חוּשִׁי נוירונים של האזור הרגיש לכימותרפיהרגיש במיוחד ליוני מימן; מאמינים שיוני מימן עשויים להיות הגירוי הישיר היחיד החשוב לנוירונים אלה. אבל יוני מימן לא עוברים בקלות את המחסום בין הדם למוח, ולכן לשינויים בריכוז יוני המימן בדם יש הרבה פחות יכולת לעורר נוירונים רגישים לכימותרפיה מאשר לשינויים בריכוז הפחמן הדו חמצני בדם, למרות העובדה שפחמן דו חמצני מגרה את הנוירונים הללו בעקיפין בכך שהוא גורם תחילה לשינוי בריכוז יוני המימן.

גירוי ישיר השפעת פחמן דו חמצניעל הנוירונים של האזור הרגיש לכימו אינו משמעותי, אך יש לו השפעה עקיפה רבת עוצמה. לאחר שילוב מים עם פחמן דו חמצני, נוצרת חומצה פחמית ברקמות, שמתפרקת ליוני מימן וביקרבונט; ליוני מימן יש השפעה מגרה ישירה חזקה על הנשימה.

הכיל פחמן דו חמצני בדםמגרה נוירונים רגישים לכימותרפיה חזק יותר מאשר יוני מימן הממוקמים שם, מכיוון שהמחסום בין הדם למוח חדיר בצורה גרועה ליוני מימן, ופחמן דו חמצני עובר דרכו כמעט באין מפריע. כתוצאה מכך, ברגע ש-Pco2 עולה בדם, הוא עולה הן בנוזל הביניים של המדולה אולונגטה והן בנוזל השדרה. בנוזלים אלה, פחמן דו חמצני מגיב מיד עם מים ליצירת יוני מימן חדשים. נוצר פרדוקס: עם עלייה בריכוז הפחמן הדו-חמצני בדם, יותר יוני מימן מופיעים באזור הנשימה הרגיש לכימו של המדולה אולונגאטה מאשר עם עלייה בריכוז יוני המימן בדם. כתוצאה מכך, ככל שריכוז הפחמן הדו-חמצני בדם יעלה, פעילות מרכז הנשימה תשתנה באופן דרמטי. בהמשך נחזור לניתוח כמותי של עובדה זו.

ירידה בחומר הממריץ השפעות של פחמן דו חמצנילאחר 1-2 הימים הראשונים. גירוי מרכז הנשימה על ידי פחמן דו חמצני הוא גדול בשעות הראשונות של העלייה הראשונית בריכוזו, ולאחר מכן במהלך 1-2 הימים הבאים הוא יורד בהדרגה עד ל-1/5 מהעלייה הראשונית. חלק מירידה זו נגרמת על ידי עבודת הכליות, השואפות לנרמל את האינדיקטור הזה לאחר העלייה הראשונית בריכוז יוני המימן (עקב עלייה בריכוז הפחמן הדו חמצני).

לשם כך, הכליות פועלות בכיוון של עלייה כמות ביקרבונטים בדם, הנצמדים ליוני מימן בדם ובנוזל השדרה, ובכך מפחיתים את ריכוז יוני המימן בהם. המשמעותית עוד יותר היא העובדה שלאחר מספר שעות, יוני ביקרבונט מתפזרים באיטיות דרך המחסומים שבין הדם למוח, הדם ונוזל השדרה, ומתאחדים עם יוני מימן מיד ליד נוירוני הנשימה, ומפחיתים את ריכוז יוני המימן לכמעט נורמלי. . לפיכך, לשינוי בריכוז הפחמן הדו חמצני יש השפעה מווסתת מיידית חזקה על הדחף של מרכז הנשימה, וההשפעה ארוכת הטווח לאחר כמה ימי הסתגלות תהיה חלשה.

באיור בדיוק משוער מראה את ההשפעה של Pco2 ו-pH בדםלאוורור מכתשית. שימו לב לעלייה המובהקת באוורור עקב עלייה ב-Pco2 בטווח התקין שבין 35 ל-75 מ"מ כספית. אומנות.

זה מעיד על חשיבות רבה שינויים בריכוז הפחמן הדו חמצניבוויסות הנשימה. לעומת זאת, שינוי ב-pH בדם בטווח התקין של 7.3-7.5 גורם לשינוי בנשימה הקטן פי 10.

תפקידה העיקרי של מערכת הנשימה הוא להבטיח חילופי גזים של חמצן ופחמן דו חמצני בין הסביבה לגוף בהתאם לצרכיו המטבוליים. באופן כללי, פונקציה זו מווסתת על ידי רשת של מספר רב של נוירונים של מערכת העצבים המרכזית המחוברים למרכז הנשימה של המדולה אובלונגטה.

תַחַת מרכז נשימתילהבין קבוצה של נוירונים הממוקמים בחלקים שונים של מערכת העצבים המרכזית, המבטיחים פעילות שרירים מתואמת והתאמת הנשימה לתנאי הסביבה החיצונית והפנימית. בשנת 1825 זיהה פ.פלורנס "צומת חיוני" במערכת העצבים המרכזית, N.A. מיסלבסקי (1885) גילה את חלקי ההשראה והנשיפה, ומאוחר יותר F.V. אובסיאניקוב תיאר את מרכז הנשימה.

מרכז הנשימה הוא תצורה זוגית המורכבת ממרכז שאיפה (השראה) ומרכז נשיפה (נשיפה). כל מרכז מסדיר את הנשימה של אותו צד: כאשר מרכז הנשימה בצד אחד נהרס, תנועות הנשימה בצד זה נפסקות.

מחלקת הנשיפה -חלק ממרכז הנשימה המווסת את תהליך הנשיפה (הנוירונים שלו ממוקמים בגרעין הגחון של המדולה אובלונגטה).

מחלקת השראה- חלק ממרכז הנשימה המווסת את תהליך השאיפה (ממוקם בעיקר בחלק הגבי של המדוללה אובלונגטה).

הנוירונים של החלק העליון של ה-pons, המסדירים את פעולת הנשימה, נקראו מרכז פנאומוטקסי.באיור. איור 1 מציג את מיקומם של הנוירונים של מרכז הנשימה בחלקים שונים של מערכת העצבים המרכזית. מרכז השאיפה הוא אוטומטי ובמצב טוב. מרכז הנשיפה מווסת ממרכז השאיפה דרך המרכז הפנאומוטקסי.

קומפלקס פנאומוטקסי- חלק ממרכז הנשימה, הממוקם באזור ה-pons ומווסת שאיפה ונשיפה (במהלך השאיפה הוא גורם לעירור של מרכז הנשיפה).

אורז. 1. לוקליזציה של מרכזי הנשימה בחלק התחתון של גזע המוח (מבט אחורי):

PN - מרכז פנאומוטקסי; INSP - השראה; ZKSP - תפוגה. המרכזים הם דו-צדדיים, אך כדי לפשט את התרשים, מוצג רק אחד בכל צד. מעבר לאורך קו 1 אינו משפיע על הנשימה, לאורך קו 2 מופרד המרכז הפנאומוטקסי, מתחת לקו 3 מתרחש דום נשימה

במבני הגשר מבחינים גם בשני מרכזי נשימה. אחד מהם - pneumotaxis - מקדם שינוי משאיפה לנשיפה (על ידי החלפת עירור ממרכז ההשראה למרכז הנשיפה); המרכז השני מפעיל אפקט טוניק על מרכז הנשימה של המדולה אובלונגטה.

מרכזי הנשיפה וההשראה נמצאים במערכת יחסים הדדית. בהשפעת הפעילות הספונטנית של הנוירונים של מרכז ההשראה, מתרחשת פעולת השאיפה, שבמהלכה מתרגשים קולטני מכנו כאשר הריאות נמתחות. דחפים ממכנורצפטורים עוברים דרך הנוירונים האפרנטיים של העצב המעורר אל מרכז ההשראה וגורמים לעירור של מרכז הנשיפה ועיכוב מרכז ההשראה. זה מבטיח שינוי משאיפה לנשיפה.

במעבר משאיפה לנשיפה יש חשיבות משמעותית למרכז הפנאומוטקסי, המפעיל את השפעתו דרך הנוירונים של מרכז הנשיפה (איור 2).

אורז. 2. ערכת קשרים עצביים של מרכז הנשימה:

1 - מרכז השראה; 2 - מרכז פנאומוטקסי; 3 - מרכז הנשיפה; 4 - מכנורצפטורים של הריאה

ברגע של עירור של מרכז ההשראה של medulla oblongata, עירור מתרחש בו-זמנית בקטע ההשראה של המרכז הפנאומטקסי. מהאחרון, לאורך תהליכי הנוירונים שלו, מגיעים דחפים למרכז הנשיפה של המדוללה אולונגטה, הגורמים לעירור שלה, ובאמצעות אינדוקציה, לעיכוב של מרכז ההשראה, מה שמוביל לשינוי בשאיפה לנשיפה.

לפיכך, ויסות הנשימה (איור 3) מתבצע הודות לפעילות מתואמת של כל חלקי מערכת העצבים המרכזית, המאוחדת על ידי הרעיון של מרכז הנשימה. מידת הפעילות והאינטראקציה של חלקי מרכז הנשימה מושפעת מגורמים הומוראליים ורפלקסים שונים.

מרכז נשימתי רכב

יכולתו של מרכז הנשימה להיות אוטומטי התגלתה לראשונה על ידי I.M. Sechenov (1882) בניסויים בצפרדעים בתנאים של חיתוך מוחלט של בעלי חיים. בניסויים אלה, למרות העובדה שדחפים אפרנטיים לא נכנסו למערכת העצבים המרכזית, נרשמו תנודות פוטנציאליות במרכז הנשימה של המדולה אובלונגטה.

האוטומטיות של מרכז הנשימה מעידה על ניסוי של היימנס עם ראש של כלב מבודד. המוח שלה נחתך ברמת ה-pons ונשללו מהשפעות אפרנטיות שונות (העצבים הלועיים, הלשוניים והטריגמינליים נחתכו). בתנאים אלו, מרכז הנשימה לא קיבל דחפים לא רק מהריאות ומשרירי הנשימה (עקב הפרדה ראשונית של הראש), אלא גם מדרכי הנשימה העליונות (עקב חצובות עצבים אלו). עם זאת, החיה שמרה על תנועות קצביות של הגרון. עובדה זו יכולה להיות מוסברת רק על ידי נוכחות של פעילות קצבית של הנוירונים של מרכז הנשימה.

האוטומציה של מרכז הנשימה נשמרת ומשתנה בהשפעת דחפים משרירי הנשימה, אזורי רפלקסוגניים של כלי הדם, אינטרו וחוץ-צפטורים שונים, כמו גם בהשפעת גורמים הומוראליים רבים (pH בדם, פחמן דו חמצני ותכולת חמצן ב- הדם וכו').

השפעת פחמן דו חמצני על מצב מרכז הנשימה

השפעתו של פחמן דו חמצני על פעילות מרכז הנשימה מודגמת בבירור במיוחד בניסוי של פרדריק עם מחזוריות צולבת. בשני כלבים, עורקי הצוואר והוורידים הצוואריים נחתכים ומחוברים לרוחב: הקצה ההיקפי של עורק הצוואר מחובר לקצה המרכזי של אותו כלי של הכלב השני. ורידי הצוואר מחוברים גם הם: הקצה המרכזי של וריד הצוואר של הכלב הראשון מחובר לקצה ההיקפי של וריד הצוואר של הכלב השני. כתוצאה מכך, דם מגופו של הכלב הראשון עובר לראשו של הכלב השני, ודם מגופו של הכלב השני מגיע לראשו של הכלב הראשון. כל שאר הכלים קשורים.

לאחר ניתוח כזה, קנה הנשימה הוצמד (נחנק) בכלב הראשון. זה הוביל לעובדה שלאחר זמן מה נצפתה עלייה בעומק ובתדירות הנשימה בכלב השני (היפרפניאה), בעוד שהכלב הראשון חווה דום נשימה (דום נשימה). זה מוסבר על ידי העובדה שבכלב הראשון, כתוצאה מדחיסה של קנה הנשימה, לא היה חילופי גזים, ותכולת הפחמן הדו חמצני בדם גדלה (התרחשה היפרקפניה) ותכולת החמצן ירדה. דם זה זרם לראשו של הכלב השני והשפיע על תאי מרכז הנשימה, וכתוצאה מכך היפרפניאה. אבל בתהליך של אוורור משופר של הריאות, תכולת הפחמן הדו חמצני בדמו של הכלב השני ירדה (היפוקפניה) ותכולת החמצן עלתה. דם עם תכולת פחמן דו חמצני מופחת נכנס לתאי מרכז הנשימה של הכלב הראשון, והגירוי של האחרון ירד, מה שהוביל לדום נשימה.

כך, עלייה בתכולת הפחמן הדו חמצני בדם מביאה לעלייה בעומק ובתדירות הנשימה, וירידה בתכולת הפחמן הדו חמצני ועלייה בחמצן מביאה לירידה בו עד להפסקת הנשימה. באותן תצפיות כאשר הכלב הראשון הורשה לנשום תערובות גזים שונות, השינוי הגדול ביותר בנשימה נצפה עם עלייה בתכולת הפחמן הדו חמצני בדם.

תלות בפעילות מרכז הנשימה בהרכב הגזים של הדם

פעילות מרכז הנשימה, הקובע את תדירות ועומק הנשימה, תלויה בעיקר במתח הגזים המומסים בדם ובריכוז יוני המימן שבו. החשיבות המובילה בקביעת כמות האוורור של הריאות היא מתח הפחמן הדו-חמצני בדם העורקי: הוא, כביכול, יוצר בקשה לכמות האוורור הנדרשת של המכתשים.

כדי לציין מתח פחמן דו חמצני מוגבר, תקין וירידה בדם, משתמשים במונחים "היפרקפניה", "נורמוקפניה" ו"היפוקפניה" בהתאמה. תכולת החמצן הרגילה נקראת נורמוקסיה, חוסר חמצן בגוף וברקמות - היפוקסיה,בדם - היפוקסמיה.יש עלייה במתח החמצן היפרקסיה.מצב שבו היפרקפניה והיפוקסיה קיימים בו זמנית נקרא חֶנֶק.

נשימה רגילה במנוחה נקראת איפניאה.היפרקפניה, כמו גם ירידה ב-pH בדם (חומצת) מלווה בעלייה בלתי רצונית באוורור ריאתי - היפרפניאה, שמטרתו להסיר עודפי פחמן דו חמצני מהגוף. אוורור הריאות עולה בעיקר בגלל עומק הנשימה (הגדלת נפח הגאות) אך במקביל עולה גם תדירות הנשימה.

היפוקפניה ועלייה ברמות ה-pH בדם מובילות לירידה באוורור ולאחר מכן לעצירת נשימה - דום נשימה.

התפתחות היפוקסיה גורמת בתחילה להיפר-פניאה מתונה (בעיקר כתוצאה מעלייה בקצב הנשימה), אשר עם עלייה בדרגת ההיפוקסיה מתחלפת בהיחלשות הנשימה והפסקתה. דום נשימה כתוצאה מהיפוקסיה הוא קטלני. הסיבה לה היא היחלשות של תהליכי חמצון במוח, כולל בתאי העצב של מרכז הנשימה. לדום נשימה היפוקסי קדם אובדן הכרה.

היפרקאיניה יכולה להיגרם משאיפת תערובות גזים עם תכולת פחמן דו חמצני שעלתה ל-6%. פעילות מרכז הנשימה האנושית נמצאת בשליטה וולונטרית. עצירת נשימה מרצון למשך 30-60 שניות גורמת לשינויים מחניקים בהרכב הגזים של הדם; לאחר הפסקת העיכוב נצפית היפרפניאה. היפוקפניה נגרמת בקלות על ידי נשימה מוגברת רצונית, כמו גם אוורור מלאכותי מוגזם (היפרונטילציה). אצל אדם ער, גם לאחר היפרונטילציה משמעותית, לרוב לא מתרחשת עצירת נשימה עקב שליטה בנשימה על ידי החלקים הקדמיים של המוח. היפוקפניה מפוצה בהדרגה במשך מספר דקות.

היפוקסיה נצפית בעת עלייה לגובה עקב ירידה בלחץ האטמוספרי, במהלך עבודה פיזית קשה ביותר, כמו גם כאשר הנשימה, זרימת הדם והרכב הדם נפגעים.

בזמן תשניק חמור הנשימה נעשית עמוקה ככל האפשר, שרירי נשימה עזר לוקחים בה חלק ומופיעה תחושת חנק לא נעימה. סוג זה של נשימה נקרא קוֹצֶר נְשִׁימָה.

באופן כללי, שמירה על הרכב גזי דם תקין מבוססת על העיקרון של משוב שלילי. כך, היפרקפניה גורמת לעלייה בפעילות מרכז הנשימה ולעלייה באוורור הריאות, והיפוקפניה גורמת להיחלשות בפעילות מרכז הנשימה ולירידה באוורור.

השפעות רפלקס על נשימה מאזורי רפלקסוגני כלי דם

הנשימה מגיבה במהירות במיוחד לגירויים שונים. זה משתנה במהירות בהשפעת דחפים המגיעים מקולטנים חיצוניים ואינטרורצפטורים לתאי מרכז הנשימה.

הקולטנים יכולים להיות מגורים על ידי השפעות כימיות, מכניות, טמפרטורה ואחרות. המנגנון הבולט ביותר של ויסות עצמי הוא שינוי בנשימה בהשפעת גירוי כימי ומכני של אזורי רפלקסוגני כלי דם, גירוי מכני של קולטני הריאות ושרירי הנשימה.

האזור הרפלקסוגני של כלי הדם הסינוקרוטידים מכיל קולטנים הרגישים לתכולת פחמן דו חמצני, חמצן ומימן יוני בדם. זה בא לידי ביטוי בבירור בניסויים של היימנס עם סינוס קרוטידי מבודד, שהופרד מעורק הצוואר וסופק עם דם מחיה אחרת. סינוס הצוואר היה מחובר למערכת העצבים המרכזית רק במסלול עצבי - העצב של הרינג נשמר. עם עלייה בתכולת הפחמן הדו חמצני בדם השוטף את גוף הצוואר, מתרחשת עירור של הרצפטורים הכימיים באזור זה, וכתוצאה מכך עולה מספר הדחפים העוברים למרכז הנשימה (למרכז ההשראה), ו מתרחשת עלייה רפלקסית בעומק הנשימה.

אורז. 3. ויסות הנשימה

K - לנבוח; GT - היפותלמוס; Pvts - מרכז פנאומטקסי; APC - מרכז נשימתי (נשיפה והשראה); שין - סינוס קרוטיד; BN - עצב הוואגוס; CM - חוט השדרה; C 3 -C 5 - מקטעים צוואריים של חוט השדרה; Dfn - עצב פרני; EM - שרירי נשיפה; MI - שרירי השראה; Mnr - עצבים בין צלעיים; L - ריאות; Df - דיאפרגמה; Th 1 - Th 6 - מקטעי חזה של חוט השדרה

עלייה בעומק הנשימה מתרחשת גם כאשר פחמן דו חמצני משפיע על הקולטנים הכימיים של האזור הרפלקסוגני של אבי העורקים.

אותם שינויים בנשימה מתרחשים כאשר מעוררים את הקולטנים הכימיים של האזורים הרפלקסוגנים הנקראים בדם עם ריכוז מוגבר של יוני מימן.

באותם מקרים בהם תכולת החמצן בדם עולה, הגירוי של הרצפטורים הכימיים של האזורים הרפלקסוגנים יורד, וכתוצאה מכך נחלשת זרימת הדחפים למרכז הנשימה ומתרחשת ירידה רפלקסית בקצב הנשימה.

גירוי רפלקס של מרכז הנשימה וגורם המשפיע על הנשימה הוא שינוי בלחץ הדם באזורי הרפלקסוגניים של כלי הדם. עם עלייה בלחץ הדם, המכנורצפטורים של אזורי הרפלקסוגניים של כלי הדם מגורים, וכתוצאה מכך לדיכוי נשימתי רפלקס. ירידה בלחץ הדם מביאה לעלייה בעומק ובתדירות הנשימה.

רפלקס משפיע על הנשימה מקולטני המכנו של הריאות ושרירי הנשימה.גורם משמעותי הגורם לשינוי בשאיפה ובנשיפה הם השפעות מהמכנורצפטורים של הריאות, אשר התגלו לראשונה על ידי הרינג וברויאר (1868). הם הראו שכל שאיפה מעוררת נשיפה. במהלך השאיפה, מתיחה של הריאות מגרה את המכנורצפטורים הנמצאים במככיות ובשרירי הנשימה. הדחפים המתעוררים בהם לאורך הסיבים האפרנטיים של הוואגוס והעצבים הבין-צלעיים מגיעים למרכז הנשימה וגורמים לעירור של נשיפה ועיכוב של נוירוני השראה, מה שגורם לשינוי בשאיפה לנשיפה. זהו אחד המנגנונים של ויסות עצמי של הנשימה.

בדומה לרפלקס הרינג-ברויר, השפעות רפלקס על מרכז הנשימה מתבצעות מהקולטנים של הסרעפת. בזמן שאיפה בסרעפת, כאשר סיבי השריר שלה מתכווצים, קצוות סיבי העצב מגורים, הדחפים המתעוררים בהם חודרים למרכז הנשימה וגורמים להפסקת השאיפה ולהתרחשות הנשיפה. מנגנון זה חשוב במיוחד במהלך נשימה מוגברת.

רפלקס משפיע על הנשימה מקולטנים שונים בגוף.השפעות הרפלקס הנחשבות על הנשימה הן קבועות. אבל ישנן השפעות שונות לטווח קצר כמעט מכל הקולטנים בגופנו המשפיעות על הנשימה.

לפיכך, כאשר גירויים מכניים וטמפרטורה פועלים על הקולטנים החיצוניים של העור, מתרחשת עצירת נשימה. כאשר מים קרים או חמים פוגעים במשטח גדול של העור, הנשימה נעצרת בשאיפה. גירוי כואב של העור גורם לשאיפה חדה (צרחה) עם סגירה בו-זמנית של מערכת הקול.

שינויים מסוימים בפעולת הנשימה המתרחשים בעת גירוי של ריריות דרכי הנשימה נקראים רפלקסים נשימתיים מגנים: שיעול, התעטשות, עצירת נשימה בעת חשיפה לריחות חזקים וכו'.

מרכז נשימתי וקשריו

מרכז נשימתינקרא קבוצה של מבנים עצביים הממוקמים בחלקים שונים של מערכת העצבים המרכזית, מווסתים התכווצויות קצביות מתואמות של שרירי הנשימה ומתאימים את הנשימה לתנאי הסביבה המשתנים ולצורכי הגוף. בין המבנים הללו, נבדלים חלקים חיוניים של מרכז הנשימה, ללא תפקודם הנשימה נעצרת. אלה כוללים קטעים הממוקמים ב-medulla oblongata ובחוט השדרה. בחוט השדרה, המבנים של מרכז הנשימה כוללים נוירונים מוטוריים היוצרים את האקסונים שלהם, העצבים הפרניים (ב-3-5 מקטעי צוואר הרחם), ונוירונים מוטוריים היוצרים את העצבים הבין-צלעיים (ב-2-10 מקטעי החזה, בעוד הנוירונים השאיבה מרוכזים במקטעי החזה 2-10. 6, והנשיפה - במקטעים 8-10).

תפקיד מיוחד בוויסות הנשימה ממלא מרכז הנשימה, המיוצג על ידי קטעים הממוקמים בגזע המוח. חלק מהקבוצות הנוירונים של מרכז הנשימה ממוקמות בחצי הימני והשמאלי של המדולה אולונגאטה באזור החלק התחתון של החדר הרביעי. ישנה קבוצה גב של נוירונים המפעילה את שרירי ההשראה, קטע ההשראה, וקבוצה גחונית של נוירונים השולטת בעיקר בנשיפה, קטע הנשיפה.

כל אחד מהקטעים הללו מכיל נוירונים בעלי תכונות שונות. בין הנוירונים של אזור ההשראה יש: 1) השראה מוקדמת - פעילותם עולה 0.1-0.2 שניות לפני תחילת התכווצות שרירי ההשראה ונמשכת בזמן ההשראה; 2) השראה מלאה - פעיל במהלך ההשראה; 3) השראה מאוחרת - הפעילות מתגברת באמצע ההשראה ומסתיימת בתחילת הנשיפה; 4) נוירונים מסוג ביניים. לחלק מהנוירונים באזור ההשראה יש את היכולת לרגש באופן ספונטני באופן קצבי. נוירונים בעלי תכונות דומות מתוארים בסעיף הנשיפה של מרכז הנשימה. האינטראקציה בין בריכות עצביות אלו מבטיחה את היווצרות תדירות ועומק הנשימה.

תפקיד חשוב בקביעת אופי הפעילות הקצבית של הנוירונים של מרכז הנשימה והנשימה שייך לאותות המגיעים למרכז לאורך סיבים אפרנטיים מקולטנים, כמו גם מקליפת המוח, מהמערכת הלימבית ומההיפותלמוס. תרשים פשוט של קשרי העצבים של מרכז הנשימה מוצג באיור. 4.

נוירונים של אזור ההשראה מקבלים מידע על מתח הגזים בדם עורקי, pH בדם מקומורצפטורים של כלי דם ו-pH של נוזל מוחי מקולטנים מרכזיים הממוקמים על פני הגחון של המדולה אובלונגטה.

מרכז הנשימה מקבל גם דחפים עצביים מקולטנים השולטים במתיחת הריאות ובמצב שרירי הנשימה ואחרים, מקולטני תרמו, כאב וקולטנים תחושתיים.

אותות המתקבלים על ידי הנוירונים של החלק הגבי של מרכז הנשימה מווסתים את הפעילות הקצבית שלהם ומשפיעים על היווצרותם של זרמים של דחפים עצביים בולטים המועברים לחוט השדרה ובהמשך לסרעפת ולשרירים הבין צלעיים החיצוניים.

אורז. 4. מרכז נשימה וחיבוריו: IC - מרכז השראה; PC-מרכז בדיקה; EC - מרכז הנשיפה; 1,2- דחפים מקולטני מתיחה של דרכי הנשימה, הריאות והחזה

לפיכך, מחזור הנשימה מופעל על ידי נוירונים השראה, אשר מופעלים עקב אוטומטיות, ומשך, תדירות ועומק הנשימה שלו תלויים בהשפעה על המבנים העצביים של מרכז הנשימה של אותות קולטן הרגישים לרמה של p0 2, pC0 2 ו-pH, כמו גם על interro- ו-exteroceptors אחרים.

דחפים עצביים אפרנטיים מנוירונים השראה מועברים לאורך סיבים יורדים בחלק הגחון והקדמי של החוט הצדדי של החומר הלבן של חוט השדרה ל-a-מוטונאורונים היוצרים את העצבים הפרניים והבין-צלעיים. כל הסיבים המובילים לנוירונים המוטוריים המעצבבים את שרירי הנשיפה נחוצים, ומתוך הסיבים העוקבים אחר הנוירונים המוטוריים המעצבבים את שרירי הנשימה, 90% חוצים.

נוירונים מוטוריים, המופעלים על ידי זרימת דחפים עצביים מהנוירונים ההשראה של מרכז הנשימה, שולחים דחפים efferent לסינפסות neuromuscular של שרירי ההשראה, אשר מספקים עלייה בנפח של בית החזה. בעקבות החזה, נפח הריאות גדל ומתרחשת שאיפה.

במהלך השאיפה מופעלים קולטני מתיחה בדרכי הנשימה והריאות. זרימת הדחפים העצביים מקולטנים אלו לאורך הסיבים האפרנטיים של עצב הוואגוס חודרת ל-medulla oblongata ומפעילה נוירונים נשימתיים המעוררים נשיפה. זה סוגר מעגל אחד של מנגנון ויסות הנשימה.

מעגל הרגולציה השני מתחיל גם הוא מהנוירונים ההשראה ומוליך דחפים לנוירונים של החלק הפנאומוטקסי של מרכז הנשימה, הממוקם ב-pons של גזע המוח. מחלקה זו מרכזת את האינטראקציה בין נוירוני השראה ונשיפה של המדולה אולונגטה. המחלקה הפנאומוטקסית מעבדת מידע המתקבל ממרכז ההשראה ושולחת זרם של דחפים שמסעירים את הנוירונים של מרכז הנשיפה. זרמים של דחפים המגיעים מהנוירונים של המחלקה הפנאומוטקסית ומקולטני המתיחה של הריאות מתכנסים אל הנוירונים הנשפים, מעוררים אותם, ותאי הנשימה מעכבים (אך על פי עקרון העיכוב ההדדי) את פעילות הנוירונים הנשפכים. שליחת דחפים עצביים לשרירי ההשראה נעצרת והם נרגעים. זה מספיק כדי שתתרחש נשיפה רגועה. עם נשיפה מוגברת, נשלחים דחפים עזים מתאי עצב נשימתיים, מה שגורם להתכווצות של השרירים הבין-צלעיים הפנימיים ושרירי הבטן.

התוכנית המתוארת של קשרי עצבים משקפת רק את העיקרון הכללי ביותר של ויסות מחזור הנשימה. במציאות, אות אפרנטי זורם מקולטנים רבים של דרכי הנשימה, כלי דם, שרירים, עור וכו'. להגיע לכל המבנים של מרכז הנשימה. יש להם השפעה מעוררת על כמה קבוצות של נוירונים, והשפעה מעכבת על אחרים. העיבוד והניתוח של מידע זה במרכז הנשימה של גזע המוח נשלט ומתוקן על ידי החלקים הגבוהים יותר של המוח. לדוגמה, ההיפותלמוס ממלא תפקיד מוביל בשינויים בנשימה הקשורים לתגובות לגירויים כואבים, פעילות גופנית, וכן מבטיח את מעורבות מערכת הנשימה בתגובות תרמוגולטוריות. מבנים לימביים משפיעים על הנשימה במהלך תגובות רגשיות.

קליפת המוח מבטיחה הכללת מערכת הנשימה בתגובות התנהגותיות, בתפקוד הדיבור ובפין. נוכחות ההשפעה של קליפת המוח על חלקי מרכז הנשימה ב-medulla oblongata ובחוט השדרה מעידה על אפשרות של שינויים שרירותיים בתדירות, בעומק ובעצירת הנשימה על ידי אדם. השפעת קליפת המוח על מרכז הנשימה הבולברי מושגת הן דרך המסלולים הקורטיקו-בולבריים והן דרך המבנים התת-קורטיקליים (היווצרות סטרופלידאלית, לימבית, רשתית).

קולטני חמצן, פחמן דו חמצני ו-pH

קולטני חמצן כבר פעילים ברמות נורמליות של pO 2 ושולחים ללא הרף זרמים של אותות (דחפים טוניים) המפעילים נוירונים השראה.

קולטני החמצן מרוכזים בגופי הצוואר (אזור ההתפצלות של עורק הצוואר המשותף). הם מיוצגים על ידי תאי גלומוס מסוג 1, המוקפים בתאים תומכים ויש להם קשרים סינפטיים עם הקצוות של הסיבים האפרנטיים של עצב הלוע הגלוסי.

תאי גלומוס מסוג 1 מגיבים לירידה ב-pO 2 בדם עורקי על ידי הגברת שחרור הדופמין המתווך. דופמין גורם ליצירת דחפים עצביים בקצות הסיבים האפרנטיים של עצב הלוע, המוליכים לנוירונים של קטע ההשראה של מרכז הנשימה ולנוירונים של קטע הלחץ של המרכז הווזומוטורי. לפיכך, ירידה במתח החמצן בדם העורקי מובילה לעלייה בתדירות שליחת דחפים עצביים אפרנטיים ולעלייה בפעילותם של נוירוני השראה. האחרונים מגבירים את האוורור של הריאות, בעיקר בשל נשימה מוגברת.

קולטנים רגישים לפחמן דו חמצני נמצאים בגופי הצוואר, בגופי אבי העורקים של קשת אבי העורקים, וגם ישירות במדולה אובלונגטה - קולטנים כימו מרכזיים. האחרונים ממוקמים על פני השטח הגחוני של המדוללה אולונגאטה באזור שבין היציאה של עצבי ההיפוגלוס והוואגוס. קולטני פחמן דו חמצני קולטים גם שינויים בריכוז יוני H +. קולטנים של כלי דם עורקים מגיבים לשינויים ב-pCO 2 וב-pH פלזמה בדם, וזרימת האותות האפרנטיים מהם לנוירוני ההשראה עולה עם עלייה ב-pCO 2 ו(או) ירידה ב-pH הפלזמה של הדם העורקי. בתגובה לקבלת אותות נוספים מהם למרכז הנשימה, אוורור הריאות עולה באופן רפלקסיבי עקב העמקת הנשימה.

כימורצפטורים מרכזיים מגיבים לשינויים ב-pH ו-pCO 2, נוזל מוחי ונוזל בין-תאי של המדולה אובלונגטה. הוא האמין כי כימורצפטורים מרכזיים מגיבים בעיקר לשינויים בריכוז פרוטוני המימן (pH) בנוזל הביניים. במקרה זה, שינוי ב-pH מושג הודות לחדירה קלה של פחמן דו חמצני מהדם ונוזל השדרה דרך המבנים של מחסום הדם-מוח לתוך המוח, כאשר כתוצאה מהאינטראקציה שלו עם H 2 0, פחמן דו חמצני נוצר, מתנתק עם שחרור גזי מימן.

אותות מקולטנים כימו מרכזיים מועברים גם לנוירוני ההשראה של מרכז הנשימה. הנוירונים של מרכז הנשימה עצמם מפגינים רגישות מסוימת לשינויים ב-pH של הנוזל הבין-מערכתי. ירידה ב-pH והצטברות פחמן דו חמצני בנוזל השדרה מלווה בהפעלה של נוירונים השראה ועלייה באוורור ריאתי.

לפיכך, ויסות ה-pCO 0 וה-pH קשורים קשר הדוק הן ברמת מערכות האפקטור המשפיעות על תכולת יוני המימן והקרבונטים בגוף, והן ברמת מנגנוני העצבים המרכזיים.

עם ההתפתחות המהירה של היפרקפניה, העלייה באוורור הריאות היא רק ב-25% בערך, הנגרמת על ידי גירוי של ה-chemoresceptors ההיקפיים של פחמן דו חמצני ו-pH. 75% הנותרים קשורים להפעלה של הקולטנים הכימיים המרכזיים של המדולה אולונגטה על ידי פרוטוני מימן ופחמן דו חמצני. זאת בשל החדירות הגבוהה של מחסום הדם-מוח לפחמן דו חמצני. מכיוון שלנוזל המוח השדרתי ולנוזל הבין-תאי של המוח יש קיבולת נמוכה בהרבה של מערכות חיץ מאשר בדם, עלייה ב-pCO2 הדומה בגודלה לדם יוצרת סביבה חומצית יותר בנוזל השדרה מאשר בדם:

עם היפרקפניה ממושכת, ה-pH של נוזל המוח חוזר לקדמותו עקב עלייה הדרגתית בחדירות מחסום הדם-מוח לאניונים HC03 והצטברותם בנוזל השדרה. זה מוביל לירידה באוורור, שהתפתח בתגובה להיפרקפניה.

עלייה מוגזמת בפעילות של קולטני pCO 0 ו-pH תורמת להופעתם של תחושות כואבות סובייקטיביות וכואבות של חנק וחוסר אוויר. קל לאמת זאת אם אתה עוצר את הנשימה במשך זמן רב. יחד עם זאת, עם חוסר חמצן וירידה ב-p0 2 בדם עורקי, כאשר pCO 2 ו-pH בדם נשמרים תקינים, אדם אינו חווה אי נוחות. התוצאה של זה עשויה להיות מספר סכנות המתעוררות בחיי היומיום או כאשר אדם נושם תערובות גזים ממערכות סגורות. לרוב הם מתרחשים עם הרעלת פחמן חד חמצני (מוות במוסך, הרעלות ביתיות אחרות), כאשר אדם, בשל היעדר תחושות חנק ברורות, אינו נוקט בפעולות הגנה.