Роль рецепторів легень і дихальних шляхів у регулюванні дихання

Роль рецепторів судин і ЦНСу регулюванні дихання

Рецептори, які беруть участь у рефлекторному регулюванні дихання, розташовані в легенях, кровоносних судинах, головному мозку. За механізмом збудження вони механо- або хеморецептори.

На вентральній поверхні довгастого мозку розташовані центральні хеморецептори. Провідним чинником подразнення цих рецепторів є підвищення концентрації іонів Н⁺ у позаклітинній рідині, склад якої визначається особливостями метаболізму навколишніх нейронів і місцевим кровотоком. Крім того, склад міжклітинної рідини багато в чому залежить від складу СМР.

СМР відокремлена від крові за допомогою гематоенцефалічного бар'єру. Структури, що його утворюють, мало проникні для іонів Н⁺ і НСО_з , але легко пропускають нейтральний СО2. У результаті за умови підвищення у крові вмісту СОг він дифундує до СМР. Це призводить до утворення у ній нестійкої вугільної кислоти, продукти якої збуджують центральні хеморецептори, внаслідок чого активуються інспіраторні та експіраторні нейрони,

посилюючи як вдих, так і видих. Тому, наприклад, у разі зниження рН СМР лише на 0,01 вентиляція легень збільшується на 4 л/хв.

Периферійні хеморецептори локалізовані в каротидних тільцях, розташованих у ділянці біфуркації загальних сонних артерій, і в аортальних тільцях, що знаходяться на верхній і нижній поверхні дуги аорти. Найбільше значення для регулювання дихання мають каротидні тільця, які контролюють газовий склад крові, що надходить до мозку. Унікальною особливістю рецепторних клітин каротидного синуса є їх висока чутливість до зменшення напруження кисню в артеріальній крові (РаО₂). Чим нижчий РаС₂ у крові, що омиває рецептори, тим більша частота імпульсів, що йдуть від них до дихального центру.

Імпульсація від каротидних хеморецепторів досягає інспіраторних нейронів довгастого мозку і збільшує час вдиху, тобто поглиблює дихання. Зміна дихання у разі подразнення рецепторів каротидного синуса настає надзвичайно швидко, її можна виявити навіть у ході одного глибокого дихального циклу за відносно невеликих коливань концентрації газів у крові.

Збуджуються хеморецептори також і за умови зниження рН чи підвищення тиску СС₂ в артеріальній крові (РаСО₂). Гіпоксія і гіперкапнія взаємно посилюють імпульсацію від цих рецепторів.

Менше значення у регулюванні дихання належить аортальним хеморецепторам, які більш помітну роль відіграють у регуляції кровообігу.

Рецептори, що локалізовані у легенях, належать до механо- і хеморецепторів. У непосмугованих м'язах повітроносних шляхів, починаючи від трахеї і закінчуючи бронхами, розташовані рецептори розтягу легень.

Механізм подразнення рецепторів такий: дрібні бронхи розтягуються за допомогою еластичної тяги, що виникає в альвеолах: чим більше розширюються альвеоли, тим сильніше розтягування структурно пов'язаних із ними повітроносних шляхів. Великі повітроносні шляхи структурно не пов'язані із легеневою тканиною і розтягуються за допомогою від'ємного тиску у плевральній порожнині.

Велика частина аферентних імпульсів від рецепторів розтягу легень спрямовується до дорсального ядра бульбарного відділу дихального центру, де активує І(3-нейрони. У свою чергу, ці нейрони, гальмуючи активність І-нейронів, зупиняють вдих. Але така реакція спостерігається лише за високої частоти імпульсації, що виникає, на висоті вдиху. На тлі низької частоти імпульсів рецептори розтягу, навпаки, подовжують вдих і скорочують видих. Так, якщо штучно роздути легені, то вдих рефлекторно загальмується. Навпаки, зменшення об'єму легень призводить до поглибленого видиху -це рефлекси Герінга-Брейєра. їх дуги починаються від рецепторів розтяг." легень, звідки імпульси по блукаючих нервах надходять до відділів бульбарного дихального центру (відповідно до І- або І-нейронів). У стані спокою рефлекси Герінга-Брейєра беруть участь у забезпеченні періодичності дихання, очевидно, лише у немовлят. У дорослих вони можуть змінювати ритм лише під час форсованого дихання, коли ХОД стає вищим ніж 10 л/хв.

Ірритантні рецептори локалізовані в епітеліальному і субепітеліальному шарах усіх повітроносних шляхів. Особливо багато їх у ділянці коренів легень. Ірритантні рецептори володіють одночасно властивостями механо- і хеморецепторів. Як і механорецептори, вони подразнюються у разі вираженого збільшення або зменшення об'єму легень. Подразниками для цих рецепторів є також їдкі гази, холодне повітря, пил, тютюновий дим, біологічно активні сполуки, що утворюються у легенях (наприклад гістамін).

Подразнення ірритантних рецепторів викликає в людини неприємні відчуття - печію, кашель. їхні імпульси за рахунок того, що вдих настає швидше, скорочують видих. Вважають, що глибокі "зітхання", які виникають під час спокійного дихання (у середньому 3 рази за 1 год.), також зумовлені рефлексами з ірритантних рецепторів. Перед початком "зітхання" порушується рівномірність вентиляції легень і частина альвеол починає спадатися. Унаслідок цього подразнення ірритантних рецепторів спричиняє поглиблення одного із чергових вдихів, що і розправляє ділянки легень, які спалися.

Подразнення ірритантних рецепторів через блукаючий нерв може викликати також і рефлекторне скорочення непосмугованих м'язів бронхів. Цей рефлекс, наприклад, є підґрунтям бронхоспазму в разі збудження рецепторів гістаміном, який утворюється за умови бронхіальної астми. Фізіологічне значення названого рефлексу полягає у тому, що під час вдиху токсичних речовин звуження просвіту бронхів, знижуючи вентиляцію альвеол, зменшує надходження їх до альвеол і в кров.

]-рецептори (юкстамедулярні рецептори) залягають у стінках альвеол біля капілярів. Подразнюються вони в разі надходження біологічно активних речовин у мале коло кровообігу, а також за умови збільшення об'єму інтерстиціальної рідини легеневої тканини. Імпульси від них надходять до довгастого мозку волокнами блукаючого нерва. У здорової людини ]-ре цептори перебувають у стані слабкого тонічного збудження. Посилення імпульсації призводить до частого поверхневого дихання. Можливо, що вони разом з ірритантними рецепторами зумовлюють виникнення ядухи в разі набряку легень. Роль їх у регулюванні дихання здорової людини невідома.

На дихання також впливають імпульси ще від кількох типів рецепторів. Рецептори плеври належать як до механорецепторів (рецептори розтягу), так і до хеморецепторів. Вони відіграють певну роль у зміні характеру дихання під час порушення гладкості листків плеври. Одночасно виникає відчуття болю, що переважно пов'язано із рецепторами парієтального листка плеври.

Рецептори носової порожнини і верхніх дихальних шляхів реагують на

механічні і хімічні подразники подібно до ірритантних; їх подразнення викликає чхання, кашель і звуження бронхів.

Рецептори дихальних м'язів. Рефлекторні дуги від рецепторів дихальних м'язів замикаються на рівні відповідних сегментів спинного мозку і стовбура мозку. Фізіологічне значення цих рефлексів полягає у тому, що в разі утруднення дихальних рухів (наприклад, за наявності бронхоспазму, набряку слизової оболонки бронхів тощо) автоматично посилюється сила скорочення м'язів.

Практично подразнення будь-яких інших рецепторів (шкіри, сітківки ока, внутрішніх органів тощо) також можуть впливати на характер дихання, оскільки всі подразники активують ретикулярну формацію мозкового стовбура, а бульбарний дихальний центр являє собою одну із структур ретикулярної формації.

Дата добавления: 2014-01-04