Регуляция дыхания

Организму требуется энергия для выполнения различных задач. Эту энергию производит расщепление различных пищевых ингредиентов, таких как белки, углеводы, липиды и т. д. Для катаболической активности требуется кислород, и происходит выделение углекислого газа. В результате организму требуется постоянный газообмен, при котором углекислый газ выводится, а кислород из атмосферы поступает внутрь. Это называется «дыханием» или «выдохом».

Регуляция дыхания

Способность людей контролировать или регулировать свой ритм дыхания для удовлетворения потребностей своего тела широко известна как регуляция дыхания . Комплексное взаимодействие трех частей дыхательной системы.

• центры управления,
• датчики,
• исполнительные органы — необходим для контроля дыхания. В стволе мозга находятся центры управления, отвечающие за автоматизм дыхания.

Дыхательный центр головного мозга

Центр управления

Обе эти структуры, Варолиев мост и продолговатый мозг, находятся в стволе головного мозга и отвечают за вегетативное дыхание. Высшие мозговые центры обеспечивают ввод, необходимый этим центрам для производства необходимых произвольных дыхательных усилий.

Датчик

К ним относятся как хеморецепторы, так и сенсорные рецепторы.

• Хеморецепторы : Хеморецепторы передают импульсы в центры управления в ответ на изменения концентрации в крови углекислого газа, кислорода и ионов водорода. При воздействии на исполнительные органы меняется характер дыхания.
• Сенсорные рецепторы : легкие и дыхательные мышцы включают сенсорные рецепторы в наших верхних и нижних дыхательных путях.

Эффекторные органы

Другие дыхательные мышцы, а также внутренние и внешние межреберные мышцы грудной клетки и мышцы живота.

Типы респираторной регуляции

Есть два механизма, которые могут контролировать дыхание.

• Нервная регуляция. Дыхательные центры, расположенные в продолговатом мозге, являются частью нервной системы, контролирующей дыхание. Он измеряет уровень кислорода и углекислого газа в крови и использует дыхательные мышцы для подачи соответствующих сигналов. Более конкретно, есть две категории дыхательных центров.
• Химическая регуляция: Центры, связанные с химической регуляцией дыхания, следующие:
  • Центральные хеморецепторы:
    • Их можно найти в области продолговатого мозга вблизи центра вдоха.
    • Концентрация ионов рСО ₂ и Н ⁺ влияет на эту область. Следовательно, повышение уровня рСО ₂ и ионов Н ⁺ активирует эти рецепторы, что, в свою очередь, активирует центр вдоха или центр дыхательных ритмов.
    • Скорость вдоха или дыхания изменяется, когда центры ритма активны. В результате дыхательная система должна будет измениться, чтобы избавиться от этих загрязняющих веществ.
  • Периферические хеморецепторы:
    • При гипоксемии периферические хеморецепторы обнаруживают изменения уровня кислорода в артериальной крови и запускают рефлексы, необходимые для поддержания гомеостаза.
    • ответы периферических хеморецепторов важны из-за того, как они реагируют на различные патологические и физиологические ситуации.
    • Как каротидные, так и аортальные тела испытывают увеличение сенсорной разрядки в ответ на гипоксию.
    • Было показано, что каротидные тельца, основные периферические хеморецепторы, более ответственны за гипоксическую реакцию.

Дыхание модулируется нервными импульсами, которые проходят от дыхательных центров мозга к мышцам грудной клетки и диафрагмы. Три основных мозговых центра, которые контролируют дыхание, находятся в мосту и продолговатом мозге. Они стимулируют сокращение диафрагмы и межреберных мышц, которые контролируют дыхание.

В мозговом веществе

Центр дыхательного ритма

Пневмотаксический центр, контролирующий работу центра дыхательных ритмов, расположен в мосту, а центр дыхательных ритмов — в продолговатом мозге.
Центр вдоха в продолговатом мозге, который контролирует дорсальный дыхательный ритм, в первую очередь отвечает за поддержание нормального ритма дыхания.
При физической активности, которая приводит к глубокому дыханию, вентральный дыхательный центр продолговатого мозга (центр выдоха) отвечает за отправку сигналов для контроля ритма выдоха и вдоха.

В Понсе

Пневмотаксический центр

Верхний мост содержит пневмотаксический центр, который контролирует объем вдоха и частоту дыхания, посылая тормозные импульсы в центр вдоха и шоппинг-вдох. Этот центр, вероятно, важен для тонкой настройки дыхания.

Апнейстический центр

Предполагается, что центр вдоха стимулируется апнейстическим центром нижнего моста. Стимуляция апнейстического центра приводит к постепенному увеличению частоты возбуждения инспираторных мышц, а не к передаче им сигналов к немедленному сокращению.

Наряду с центром дыхательных ритмов ствол головного мозга имеет также химиочувствительный участок. Он очень реактивен по отношению к ионам водорода и CO ₂ . Этот центр активируется увеличением количества ионов СО ₂ и Н ⁺ , что дает указание центру ритма изменить процесс дыхания и вытеснить эти вещества.

Существуют определенные рецепторы, которые помимо дыхательных центров обладают способностью распознавать изменения концентрации СО ₂ и ионов Н ⁺ и подавать сигналы для управления дыханием. В то время как некоторые из них являются рецепторами в стенках бронхов и бронхиол, другие являются хеморецепторами, обнаруженными в мозговом веществе, дуге аорты и сонной артерии.

Факторы, влияющие на частоту дыхания

• Температура: При очень высокой температуре частота дыхания со временем снижается, а при очень низкой температуре частота дыхания незначительна. Оптимальная температура для дыхания 20 – 30 ^o C.
• Углекислый газ: более высокая концентрация углекислого газа снижает скорость дыхания. Повышение концентрации углекислого газа и отсутствие кислорода отрицательно сказываются на скорости аэробного дыхания.
• Вода: По мере увеличения содержания воды в дышащем организме увеличивается и частота дыхания.
• Свет: Свет регулирует дыхание, повышая температуру тела организма.

Часто задаваемые вопросы о регуляции дыхания

Вопрос 1: Какие области мозга помогают регулировать дыхание?

Отвечать:

Breathing centres, which are made up of group neurons situated in the pons Varolii and medulla oblongata, control respiratory rhythm. The respiratory centres in the body control how quickly and deeply we breathe.

Вопрос 2: Что считается основным регулятором дыхания?

Отвечать:

The medulla oblongata serves as a relay station for signals between the brain and the spinal cord. It has centres that control cardiac, respiratory, reflex, and vasomotor activity. 

Вопрос 3: Что такое процесс дыхания?

Отвечать:

When you breathe in air from the outside, the oxygen in it combines with the glucose in your body cells to create carbon dioxide and water. Because heat is released during this process, respiration is regarded as an exothermic reaction.

Вопрос 4: Какая энергия расходуется на дыхание?

Отвечать:

Chemical energy is used during respiration and transformed into mechanical energy. The process of converting chemical energy into forms the cell or organism can use is known as cell or organisms.

Вопрос 5. Какие дыхательные центры работают друг против друга и вместе регулируют частоту дыхания?

Отвечать:

The apneustic centre prevents over-inflation whereas the pneumatic centre inhibits it, regulating the pace of respiration.