4. Регуляція процесів дихання

Дихальні рухи та процеси газообміну регулюють нервова система та біологічно  активні речовини.

 

Нервова регуляція дихальних рухів  відбувається за участю дихального центру, що складається з кількох відділів, розташованих у стовбурі головного мозку (міст і довгастий мозок). До відділів дихального центру надходять імпульси від рецепторів легень, міжреберних м'язів, діафрагми. Залежно від цієї інформації дихальний центр прискорює або сповільнює дихання, впливаючи на частоту дихальних рухів. Мимовільна нервова регуляція відбувається завдяки автоматизму дихального центру, який забезпечує ритмічну безумовно рефлекторну діяльність, а довільна нервова регуляція координується нейронами кори півкуль великого мозку.

 

Підвищені температура і біль збільшують частоту дихальних рухів. Крім того, на дихальний центр впливають  також емоції — радість, страх тощо. Діяльність дихального центру активується під впливом гормону  надниркових залоз — адреналіну.

Гуморальна регуляція дихальних рухів визначається вмістом вуглекислого газу в крові та його впливом на нейрони. Якщо в крові, котра омиває дихальний нервовий центр довгастого мозку, є надлишок $C{O}_2$, збудливість дихального центру зростає, а дихальні рухи стають частішими та глибшими. Якщо ж $C{O}_2$ в крові мало, то відбувається гальмування дихання. Під час фізичних навантажень, м'язи виконують посилену роботу, тому кількість вуглекислого газу в крові зростає, що стає однією з причин поглиблення і посилення дихальних рухів.

 

У стінках кровоносних судин є  рецептори, які реагують на незначні зміни концентрації кисню в крові, а також на зміни кров’яного тиску. Так, зменшення концентрації кисню в крові (гіпоксія) або зниження кров’яного тиску (гіпотензія, або гіпотонія)  підвищує інтенсивність легеневої вентиляції, а їхнє збільшення — знижує.

Велику роль у зміні дихальних рухів відіграють захисні безумовні дихальні рефлекси. Після подразнення рецепторів слизової оболонки повітроносних шляхів пилом чи слизом спостерігаються чхання і кашель — захисні рефлекси, що перешкоджають потраплянню сторонніх часток у легені та допомагають їх видаленню. Центри чхання і кашлю також містяться в довгастому мозку.

 

Імунна регуляція тісно пов'язана зі слизовою оболонкою дихальних шляхів та легеневими сурфактантами (складний ліпідно-білковий комплекс, що вистилає альвеоли легень, головна функція якого — зменшувати поверхневий натяг рідини в них запобігаючи спаданню та злипанню альвеол під час видиху). У слизовій оболонці функціонує лімфоїдна тканина, асоційована з носоглоткою і бронхами. Її речовини (лізоцим, інтерферони) та клітини (лімфоцити) забезпечують гуморальну і клітинну імунну відповідь на чужорідні антигени. Імунна функція сурфактанта визначається особливими білками, що зв'язують мікроорганізми та позначають їх для знищення захисними клітинами-фагоцитами.

 

Отже, вдих і видих становлять один дихальний цикл. Під час вдиху грудна клітка підіймається, а діафрагма  опускається. Під час видиху грудна клітка та діафрагма повертаються у вихідне положення. Вдих і видих  забезпечують вентиляцію легень. Процеси газообміну регулюють нервова система та біологічно активні речовини. Зокрема, дихальний центр, розташований у довгастому мозку, забезпечує автоматизм дихальних рухів.