Hengityksen säätely

Elimistön hapentarve levon ja työn aikana ei ole sama; siksi hengityksen taajuuden ja syvyyden on muututtava automaattisesti mukautuakseen muuttuviin olosuhteisiin. Lihastyön aikana lihasten ja muiden kudosten hapenkulutus voi kasvaa 4-5-kertaiseksi. Hengitys vaatii monien yksittäisten lihasten koordinoitua supistumista; tämän koordinaation suorittaa hengityskeskus - erityinen soluryhmä, joka sijaitsee yhdessä aivojen osista, nimeltään medulla oblongata.

Tästä keskustasta impulssivolleys lähetetään rytmisesti palleaan ja kylkiluiden välisiin lihaksiin, mikä aiheuttaa vastaavien lihasten säännöllisen ja koordinoidun supistumisen 4-5 sekunnin välein. Normaaliolosuhteissa hengitysliikkeet tapahtuvat automaattisesti, tahdomme hallitsematta. Mutta kun palleaan menevät hermot (freniset hermot) ja kylkiluiden väliset lihakset leikataan tai vaurioituvat (esimerkiksi infantiilihalvauksessa), hengitysliikkeet pysähtyvät välittömästi.

Tietenkin henkilö voi mielivaltaisesti muuttaa hengityksen taajuutta ja syvyyttä; hän voi jopa olla hengittämättä jonkin aikaa, mutta hän ei pysty pidättämään hengitystään niin pitkään, että siitä aiheutuisi merkittävää haittaa: automaattinen mekanismi alkaa toimia ja aiheuttaa sisäänhengityksen. Luonnollisesti herää kysymys: miksi hengityskeskus lähettää ajoittain impulssivolleys? Kokeilusarjalla havaittiin, että jos hengityskeskuksen yhteydet kaikkiin muihin aivojen osiin katkeavat, eli jos aistihermot ja korkeammista aivokeskuksista tulevat reitit katkeavat, hengityskeskus lähettää jatkuva impulssivirta ja hengitykseen osallistuvat lihakset supistettuaan pysyvät supistuneessa tilassa.

Siten hengityskeskus, joka jätetään omiin laitteisiinsa, aiheuttaa hengitykseen osallistuvien lihasten täydellisen supistumisen. Jos aistihermot tai korkeammista aivokeskuksista tulevat reitit pysyvät kuitenkin ehjinä, hengitysliikkeet jatkuvat normaalisti. Tämä tarkoittaa, että normaali hengitys vaatii hengityskeskuksen ajoittain estämistä, jotta se lopettaa lihasten supistumista aiheuttavien impulssien lähettämisen.

Lisäkokeet osoittivat, että keskiaivoissa sijaitseva pneumotaksinen keskus (kuva :, 268) muodostaa yhdessä hengityskeskuksen kanssa "kaikuttavan ympyräradan", joka toimii perustana hengitystiheyden säätelylle.

Lisäksi keuhkorakkuloiden seinämien venyttäminen sisäänhengityksen aikana stimuloi näissä seinämissä sijaitsevia paineherkkiä hermosoluja, jotka lähettävät aivoihin impulsseja, jotka estävät hengityskeskusta, mikä johtaa uloshengitykseen. Hengityskeskusta stimuloivat tai estävät myös impulssit, jotka tulevat siihen monia muita hermoreittejä pitkin. Voimakas kipu missä tahansa kehon osassa aiheuttaa refleksin lisääntymisen hengityksessä.

Lisäksi kurkunpään ja nielun limakalvoissa on reseptoreita, jotka ärtyessään lähettävät hengityskeskukseen impulsseja, jotka estävät hengitystä. Nämä ovat tärkeitä turvalaitteita. Kun ärsyttävää kaasua, kuten ammoniakkia tai voimakkaita happohöyryjä, pääsee hengitysteihin, se stimuloi kurkunpään reseptoreita, jotka lähettävät estäviä impulsseja hengityskeskukseen, ja me tahattomasti "hengitämme"; Tämän ansiosta haitallinen aine ei tunkeudu keuhkoihin.

Samalla tavalla, kun ruoka vahingossa joutuu kurkunpään sisään, se ärsyttää tämän elimen limakalvon reseptoreita, jolloin ne lähettävät estäviä impulsseja hengityskeskukseen. Hengitys pysähtyy välittömästi, eikä ruoka pääse keuhkoihin, missä se voi vaurioittaa herkkää epiteeliä. Lihastyön aikana hengitystiheyden ja -syvyyden tulee lisääntyä, jotta kehon lisääntynyt hapentarve voidaan tyydyttää ja hiilidioksidin kertymistä ehkäistä.

Veren hiilidioksidipitoisuus on tärkein hengitystä säätelevä tekijä. Lisääntynyt hiilipitoisuus