Κανονισμός αναπνοής

Οι ανάγκες του σώματος για οξυγόνο κατά την ανάπαυση και κατά τη διάρκεια της εργασίας δεν είναι οι ίδιες. Επομένως, η συχνότητα και το βάθος της αναπνοής πρέπει να αλλάζουν αυτόματα για να προσαρμοστούν στις μεταβαλλόμενες συνθήκες. Κατά τη διάρκεια της μυϊκής εργασίας, η κατανάλωση οξυγόνου από τους μύες και άλλους ιστούς μπορεί να αυξηθεί 4-5 φορές. Η αναπνοή απαιτεί συντονισμένη σύσπαση πολλών μεμονωμένων μυών. Αυτός ο συντονισμός πραγματοποιείται από το αναπνευστικό κέντρο - μια ειδική ομάδα κυττάρων που βρίσκεται σε ένα από τα μέρη του εγκεφάλου που ονομάζεται προμήκης μυελός.

Από αυτό το κέντρο, βολέ παλμών στέλνονται ρυθμικά στο διάφραγμα και στους μεσοπλεύριους μύες, προκαλώντας τακτική και συντονισμένη σύσπαση των αντίστοιχων μυών κάθε 4-5 δευτερόλεπτα. Υπό κανονικές συνθήκες, οι αναπνευστικές κινήσεις γίνονται αυτόματα, χωρίς έλεγχο από τη θέλησή μας. Αλλά όταν τα νεύρα που πηγαίνουν στο διάφραγμα (φρενικά νεύρα) και στους μεσοπλεύριους μύες κόβονται ή καταστραφούν (για παράδειγμα, σε βρεφική παράλυση), οι αναπνευστικές κινήσεις σταματούν αμέσως.

Φυσικά, ένα άτομο μπορεί να αλλάξει αυθαίρετα τη συχνότητα και το βάθος της αναπνοής. μπορεί ακόμη και να μην αναπνέει καθόλου για κάποιο χρονικό διάστημα, αλλά δεν μπορεί να κρατήσει την αναπνοή του για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα που θα προκαλούσε σημαντική βλάβη: ο αυτόματος μηχανισμός τίθεται σε δράση και προκαλεί εισπνοή. Φυσικά προκύπτει το ερώτημα: γιατί το αναπνευστικό κέντρο στέλνει περιοδικά βολέ παλμών; Μέσα από μια σειρά πειραμάτων, διαπιστώθηκε ότι εάν διακοπούν οι συνδέσεις του αναπνευστικού κέντρου με όλα τα άλλα μέρη του εγκεφάλου, δηλαδή εάν κοπούν τα αισθητήρια νεύρα και οι οδοί που προέρχονται από τα ανώτερα εγκεφαλικά κέντρα, τότε το αναπνευστικό κέντρο στέλνει μια συνεχής ροή παρορμήσεων και οι μύες που εμπλέκονται στην αναπνοή, έχοντας συσπαστεί, παραμένουν σε συστολή.

Έτσι, το αναπνευστικό κέντρο, αφημένο στην τύχη του, προκαλεί πλήρη σύσπαση των μυών που εμπλέκονται στην αναπνοή. Εάν, ωστόσο, είτε τα αισθητήρια νεύρα είτε οι οδοί που προέρχονται από τα ανώτερα εγκεφαλικά κέντρα παραμένουν ανέπαφα, τότε οι αναπνευστικές κινήσεις συνεχίζουν να συμβαίνουν κανονικά. Αυτό σημαίνει ότι η φυσιολογική αναπνοή απαιτεί περιοδική αναστολή του αναπνευστικού κέντρου έτσι ώστε να σταματήσει να στέλνει ώσεις που προκαλούν μυϊκή σύσπαση.

Περαιτέρω πειράματα έδειξαν ότι το πνευμονοταξικό κέντρο, που βρίσκεται στον μεσεγκέφαλο (Εικ. :268), μαζί με το αναπνευστικό κέντρο, σχηματίζουν μια «κυκλική διαδρομή που αντηχεί», η οποία χρησιμεύει ως βάση για τη ρύθμιση του αναπνευστικού ρυθμού.

Επιπλέον, το τέντωμα των τοιχωμάτων των κυψελίδων κατά την εισπνοή διεγείρει τα ευαίσθητα στην πίεση νευρικά κύτταρα που βρίσκονται σε αυτά τα τοιχώματα και αυτά τα κύτταρα στέλνουν ωθήσεις στον εγκέφαλο που αναστέλλουν το αναπνευστικό κέντρο, γεγονός που οδηγεί σε εκπνοή. Το αναπνευστικό κέντρο διεγείρεται ή αναστέλλεται επίσης από παρορμήσεις που έρχονται σε αυτό κατά μήκος πολλών άλλων νευρικών οδών. Ο έντονος πόνος σε οποιοδήποτε μέρος του σώματος προκαλεί αντανακλαστική αύξηση της αναπνοής.

Επιπλέον, στη βλεννογόνο μεμβράνη του λάρυγγα και του φάρυγγα υπάρχουν υποδοχείς που όταν ερεθίζονται στέλνουν ώσεις στο αναπνευστικό κέντρο που εμποδίζουν την αναπνοή. Αυτές είναι σημαντικές συσκευές ασφαλείας. Όταν οποιοδήποτε ερεθιστικό αέριο, όπως αμμωνία ή ατμοί ισχυρού οξέος, εισέλθει στην αναπνευστική οδό, διεγείρει τους υποδοχείς στον λάρυγγα, οι οποίοι στέλνουν ανασταλτικές ώσεις στο αναπνευστικό κέντρο και άθελά μας «κόβουμε την ανάσα». Χάρη σε αυτό, η επιβλαβής ουσία δεν διεισδύει στους πνεύμονες.

Με τον ίδιο τρόπο, όταν η τροφή εισέρχεται κατά λάθος στον λάρυγγα, ερεθίζει τους υποδοχείς στη βλεννογόνο μεμβράνη αυτού του οργάνου, με αποτέλεσμα να στέλνουν ανασταλτικές ώσεις στο αναπνευστικό κέντρο. Η αναπνοή σταματά αμέσως και η τροφή δεν εισέρχεται στους πνεύμονες, όπου θα μπορούσε να βλάψει το ευαίσθητο επιθήλιο. Κατά τη διάρκεια της μυϊκής εργασίας, η συχνότητα και το βάθος της αναπνοής πρέπει να αυξηθούν για να ικανοποιηθεί η αυξημένη ανάγκη του σώματος για οξυγόνο και να αποτραπεί η συσσώρευση διοξειδίου του άνθρακα.

Η συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα στο αίμα είναι ο κύριος παράγοντας που ρυθμίζει την αναπνοή. Αυξημένη περιεκτικότητα σε άνθρακα