Геринга – Брейера рефлексы

Механизм дыхательного акта. Дыхательный центр. Рефлекс Геринга-Брейера. Влияние рО2, рСО2, рН на дыхание

Подробности

Нервная система обычно устанавливает такую скорость альвеолярной вентиляции, которая почти точно соответствует потребностям тела, поэтому напряжение кислорода (Ро2) и двуокиси углерода (Рсо2) в артериальной крови мало изменяется даже при тяжелой физической нагрузке и при большинстве других случаев респираторного стресса. В этой статье изложена функция нейрогенной системы регуляции дыхания.

Анатомия дыхательного центра

Дыхательный центр состоит из нескольких групп нейронов, расположенных в стволе мозга по обе стороны продолговатого мозга и моста.

Их делят на три большие группы нейронов:

1. дорсальная группа дыхательных нейронов, расположенная в дорсальной части продолговатого мозга, которая в основном вызывает вдох;
2. вентральная группа дыхательных нейронов, которая расположена в вентролатеральной части продолговатого мозга и в основном вызывает выдох;
3. пневмотаксический центр, который расположен дорсально в верхней части моста и контролирует в основном скорость и глубину дыхания. Наиболее важную роль в контроле дыхания выполняет дорсальная группа нейронов, поэтому первой будем рассматривать ее функции.

Дорсальная группа дыхательных нейронов простирается на большую часть длины продолговатого мозга. Большинство этих нейронов расположено в ядре одиночного тракта, хотя расположенные в близлежащей ретикулярной формации продолговатого мозга дополнительные нейроны также имеют важное значение для регуляции дыхания.

Ядро одиночного тракта является сенсорным ядром для блуждающего и языкоглоточного нервов, которые передают в дыхательный центр сенсорные сигналы от:

1. периферических хеморецепторов;
2. барорецепторов;
3. разного типа рецепторов легких.

Ритмические инспираторные разряды от дорсальной группы нейронов

Базовый ритм дыхания генерируется в основном дорсальной группой дыхательных нейронов.

Даже после перерезки всех входящих в продолговатый мозг периферических нервов и ствола мозга ниже и выше продолговатого мозга эта группа нейронов продолжает генерировать повторяющиеся залпы потенциалов действия инспираторных нейронов. Основная причина возникновения этих залпов неизвестна.

Через некоторое время схема активации повторяется, и так продолжается в течение всей жизни животного, поэтому большинство физиологов, занимающихся физиологией дыхания, полагают, что у человека тоже имеется подобная сеть нейронов, расположенная в пределах продолговатого мозга; возможно, что в нее входит не только дорсальная группа нейронов, но и прилегающие части продолговатого мозга, и что эта сеть нейронов отвечает за основной ритм дыхания.

Нарастающий сигнал вдоха

Сигнал от нейронов, который передается инспираторным мышцам, в основном диафрагме, не является мгновенным всплеском потенциалов действия. При нормальном дыхании он постепенно увеличивается в течение примерно 2 сек.

После этого он резко снижается примерно на 3 сек, что прекращает возбуждение диафрагмы и позволяет эластической тяге легких и грудной стенки выполнить выдох. Потом инспираторный сигнал начинается опять, и цикл повторяется снова, и в перерыве между ними происходит выдох. Таким образом, инспираторный сигнал является нарастающим сигналом.

По-видимому, такое нарастание сигнала обеспечивает постепенное увеличение объема легких во время вдоха вместо резкой инспирации.

Контролируются два момента нарастающего сигнала

1. Скорость прироста нарастающего сигнала, поэтому во время затрудненного дыхания сигнал растет быстро и вызывает быстрое наполнение легких.
2. Лимитирующая точка, при достижении которой сигнал внезапно пропадает. Это обычный способ контроля над скоростью дыхания; чем раньше прекращается нарастающий сигнал, тем меньше длительность вдоха.

   При этом сокращается и длительность выдоха, в результате дыхание учащается.

Рефлекторная регуляция дыхания

Рефлекторная регуляция дыхания осуществляется благодаря тому, что нейроны дыхательного центра имеют связи с многочисленными механорецепторами дыхательных путей и альвеол легких и рецепторов сосудистых рефлексогенных зон.

В легких человека находятся следующие типы механорецепторов:

1. ирритантные, или быстроадаптирующиеся, рецепторы слизистой оболочки дыхательных путей;
2. рецепторырастяжения гладких мышц дыхательных путей;
3. J-рецепторы.

Рефлексы со слизистой оболочки полости носа

Раздражение ирритантных рецепторов слизистой оболочки полости носа, например табачным дымом, инертными частицами пыли, газообразными веществами, водой вызывает сужение бронхов, ой щели,брадикардию, снижение сердечного выброса, сужение просвета сосудов кожи и мышц. Защитный рефлекс проявляется у новорожденных при кратковременном погружении в воду. У них возникает остановка дыхания, препятствующая проникновению воды в верхние дыхательные пути.

Рефлексы с глотки

Механическое раздражение рецепторов слизистой оболочки задней части полости носа вызывает сильнейшее сокращение диафрагмы, наружных межреберных мышц, а следовательно, вдох, который открывает дыхательный путь через носовые ходы (аспирационный рефлекс). Этот рефлекс выражен у новорожденных.

Рефлексы с гортани и трахеи

Многочисленные нервные окончания расположены между эпителиальными клетками слизистой оболочки гортани и главных бронхов. Эти рецепторы раздражаются вдыхаемыми частицами, раздражающими газами, бронхиальным секретом, инородными телами.

Все это вызывает кашлевой рефлекс, проявляющийся в резком выдохе на фоне сужения гортани и сокращение гладких мышц бронхов, которое сохраняется долгое время после рефлекса.

Кашлевой рефлекс является основным легочным рефлексом блуждающего нерва.

Рефлексы с рецепторов бронхиол

Многочисленные миелинизированные рецепторы находятся в эпителии внутрилегочных бронхов и бронхиол. Раздражение этих рецепторов вызывает гиперпноэ, бронхоконстрикцию, сокращение гортани, гиперсекрецию слизи, но никогда не сопровождается кашлем.

Рецепторы наиболее чувствительны к трем типам раздражителей:

1. табачному дыму, многочисленным инертным и раздражающим химическим веществам;
2. повреждению и механическому растяжению дыхательных путей при глубоком дыхании, а также пневмотораксе, ателектазах, действии бронхоконстрикторов;
3. легочной эмболии, легочной капиллярной гипертензии и к легочным анафилактическим феноменам.

Рефлексы с J-рецепторов

В альвеолярных перегородках в контакте с капиллярами находятся особые J-рецепторы. Эти рецепторы особенно чувствительны к интерстициальному отеку, легочной венозной гипертензии, микроэмболии, раздражающим газам и ингаляционным наркотическим веществам, фенилдигуаниду (при внутривенном введении этого вещества).

Стимуляция J-рецепторов вызывает вначале апноэ, затем поверхностное тахипноэ, гипотензию и брадикардию.

Рефлекс Геринга — Брейера

Раздувание легких у наркотизированного животного рефлекторно тормозит вдох и вызывает выдох. Перерезка блуждающих нервов устраняет рефлекс.

Нервные окончания, расположенные в бронхиальных мышцах, играют роль рецепторов растяжения легких.

Их относят к медленно адаптирующимся рецепторам растяжения легких, которые иннервируются миелинизированными волокнами блуждающего нерва

Рефлекс Геринга — Брейера контролирует глубину и частоту дыхания. У человека он имеет физиологическое значение при дыхательных объемах свыше 1 л (например, при физической нагрузке).

У бодрствующего взрослого человека кратковременная двусторонняя блокада блуждающих нервов с помощью местной анестезии не влияет ни на глубину, ни на частоту дыхания.

У новорожденных рефлекс Геринга — Брейера четко проявляется только в первые 3—4 дня после рождения.

Проприоцептивный контроль дыхания

Рецепторы суставов грудной клетки посылают импульсы в кору больших полушарий и являются единственным источником информации о движениях грудной клетки и дыхательных объемах. 

Межреберные мышцы, в меньшей степени диафрагма, содержат большое количество мышечных веретен.

Активность этих рецепторов проявляется при пассивном растяжении мышц, изометрическом сокращении и изолированном сокращении интрафузальных мышечных волокон. Рецепторы посылают сигналы в соответствующие сегменты спинного мозга.

Недостаточное укорочение инспираторных или экспираторных мышц усиливает импульсацию от мышечных веретен, которые через мотонейроны дозируют мышечное усилие.

Источник: https://fundamed.ru/nphys/131-mekhanizm-dykhatelnogo-akta-dykhatelnyj-tsentr-refleks-geringa-brejera-vliyanie-ro2-rso2-rn-na-dykhanie.html

Медицинская энциклопедия – значение слова Ге́ринга — Бре́йера Рефле́ксы

(K. E.K. Hering, 1834—1918, нем. физиолог; J. Breuer, 1842—1925, австрийский врач)
два взаимосопряженных рефлекса, лежащих в основе саморегуляции дыхания, обусловленных раздражением механорецепторов легких в конце вдоха и выдоха и заключающихся, соответственно, в торможении и стимуляции вдоха.

Смотреть значение Ге́ринга — Бре́йера Рефле́ксы в других словарях

Брейера Теория — (J. Breuer, 1842-1925, австрийский врач) теория механизма раздражения отолитового аппарата, согласно которой при движениях головы происходит изменение положения отолитов с……..
Большой медицинский словарь

Геринга Проба — (К. Е. К. Hering, 1834-1918, нем. физиолог) способ определения состояния бинокулярного зрения с помощью специального аппарата, заключающийся в том, что испытуемому предлагается……..
Большой медицинский словарь

Геринга Промежуточный Каналец Печени — (К. Е. К. Hering, 1834-1918, нем. физиолог) см. Холангиола.
Большой медицинский словарь

Геринга Рефлекс — (Н. Е. Hering, 1866-1948, нем. физиолог) замедление пульса при задержке дыхания на стадии глубокого вдоха; если в положении сидя это замедление превышает 6 ударов в 1 мин., то оно……..
Большой медицинский словарь

Геринга Симптом — (Н. Е. Hering, 1866-1948, нем. физиолог) слабый жужжащий или гудящий шум, иногда выслушиваемый над мечевидным отростком грудины при фибрилляции желудочков.
Большой медицинский словарь

Геринга Теория Цветового Зрения — (истор.; К. Е. К. Hering, 1834-1918, нем. физиолог) теория цветоощущения, согласно которой в сетчатке имеются три субстанции, каждая из которых воспринимает по два цвета: красный……..
Большой медицинский словарь

Геринга Феномен — (Н. Е. Hering, 1866-1948, нем. физиолог) см. Аритмия дыхательная.
Большой медицинский словарь

Геринга-брейера Рефлексы — (К. Е. К. Hering, 1834-1918, нем. физиолог; J. Breuer, 1842-1925, австрийский врач) два взаимосопряженных рефлекса, лежащих в основе саморегуляции дыхания, обусловленных раздражением механорецепторов……..
Большой медицинский словарь

Жуковского Рефлексы — (М. Н. Жуковский, отеч. невропатолог) патологические рефлексы, наблюдаемые при поражении пирамидного пути: 1) сгибание пальцев стопы при ударе молоточком по ее подошвенной……..
Большой медицинский словарь

Безусловные Рефлексы — относительно постоянные, наследственно закрепленныереакции организма на определенные воздействия внешнего мира,осуществляемые с помощью нервной системы. Напр., мигание,……..
Большой энциклопедический словарь

Каналец Печени Промежуточный Геринга — см. Холангиола.
Большой медицинский словарь

Магнуса-клейна Рефлексы — (R. Magnus, 1873-1927, голландский физиолог и фармаколог; A. de Kleijn, 1883-1949, голландский врач) рефлексы, обеспечивающие сохранение положения тела в пространстве, равновесие и согласование……..
Большой медицинский словарь

Рефлекс Геринга — см. Геринга рефлекс.
Большой медицинский словарь

Рефлекс Геринга-брейера — см. Геринга-Брейера рефлекс.
Большой медицинский словарь

Рефлексы — (reflexus; лат. “отражение”, от reflecto, reflexum поворачивать, обращать назад) реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии нервной системы.
Большой медицинский словарь

Рефлексы Бульбарные — (r. bulbares) P., рефлекторная дуга которых замыкается в ядрах продолговатого мозга (напр., глоточный, небный, глотательный, сосательный P.).
Большой медицинский словарь

Рефлексы Магнуса-клейна — см. Магнуса-Клейна рефлексы.
Большой медицинский словарь

Рефлексы Мамиллоареолярный — (r. mamilloareolaris; лат. mamilla сосок + areola mammae околососковый кружок) физиологический Р.: сокращение гладкомышечных волокон околососочкового кружка, проявляющееся его заметным……..
Большой медицинский словарь

Рефлексы Мандибулярный — (r. mandibularis; син. masseter-reflex) физиологический P.: сокращение жевательных мышц при ударе молоточком непосредственно по подбородку или по шпателю, положенному на нижние зубы при полуоткрытом рте.
Большой медицинский словарь

Рефлексы Сегментарные — (r. segmentarii) P., рефлекторная дуга которых замыкается на уровне одного или нескольких соседних сегментов спинного мозга, напр. сухожильные Р.
Большой медицинский словарь

Траубе-геринга Волны — (L. Traube, 1818-1876, нем. терапевт; К. Е. К. Hering, 1834-1918, нем. физиолог) медленные колебания артериального давления, синхронные с редкими дыхательными движениями; наблюдаются при гипоксии ц. н. с.
Большой медицинский словарь

Рефлексы — (от лат. reflexus – повернутый назад – отраженный), реакцииорганизма на раздражения рецепторов. Возникшее возбуждение передается вцентральную нервную систему, которая отвечает……..
Большой энциклопедический словарь

Условные Рефлексы — (временные связи) – рефлексы, вырабатываемые приопределенных условиях (отсюда название) в течение жизни животного ичеловека; формируются на основе безусловных рефлексов………
Большой энциклопедический словарь

Безусловные Рефлексы — видовые рефлексы, относительно пост оян-ные, стереотипные, генетически закреплённые реакции организма на внутренние и внешние раздражители (стимулы), осуществляемые……..
Биологический энциклопедический словарь

Оборонительные Рефлексы — защитные рефлексы, автоматич. реакции, направленные на защиту организма от повреждающих факторов. В основе элементарных О. р. лежат безусловно-рефлекторные механизмы………
Биологический энциклопедический словарь

Ориентировочные Рефлексы — врождённые реакции организма животных на любое воздействие, осуществляемые центр, нервной системой. С О. р. начинается любой сложнорефлекторный акт организма. О. р………
Биологический энциклопедический словарь

Пищевые Рефлексы — сложные рефлекторные реакции, направленные на поиск, захват, продвижение по пищеварит. системе и переработку пищи. Безусловные П. р. связаны преим. с непосредств. раздражением……..
Биологический энциклопедический словарь

Половые Рефлексы — рефлекторные реакции, направленные на воспроизведение вида. Разнообразие п сложность П. р. определяются тесным переплетением приобретённых и унаследованных форм поведения:……..
Биологический энциклопедический словарь

Рефлексы — (от лат. reflexus — повёрнутый назад, отражённый), реакции организма, осуществляемые нервной системой в ответ на воздействие внеш. или внутр. раздражителей. Представление……..
Биологический энциклопедический словарь

Условные Рефлексы — индивидуально приобретённые системные приспособительные реакции животных и человека, возникающие на основе образования временной связи между условным (сигнальным)……..
Биологический энциклопедический словарь

Источник: http://slovariki.org/medicinskaa-enciklopedia/6437

Физиология дыхания 2

Ритмическая последовательность вдоха и выдоха, а также изменение характера дыхательных движений в зависимости от состояния организма регулируются дыхательным центром, расположенным в продолговатом мозге.

В дыхательном центре имеются две группы нейронов: инспираторные и экспираторные. При возбуждении инспираторных нейронов, обеспечивающих вдох, деятельность экспираторных нервных клеток заторможена, и наоборот.

В верхней части моста головного мозга (варолиев мост) находится пневмотаксический центр, который контролирует деятельность расположенных ниже центров вдоха и выдоха и обеспечивает правильное чередование циклов дыхательных движений.

Дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге, посылает импульсы к мотонейронам спинного мозга, иннервирующим дыхательные мышцы.

Диафрагма иннервируется аксонами мотонейронов, расположенных на уровне III—IV шейныхсегментов спинного мозга.

Мотонейроны, отростки которых образуют межреберные нервы, иннервирующие межреберные мышцы, расположены в передних рогах (III—XII) грудных сегментов спинного мозга.

Регуляция деятельности дыхательного центра.

Регуляция деятельности дыхательного центра осуществляется с помощью гуморальных, рефлекторных механизмов и нервных импульсов, поступающих из вышележащих отделов головного мозга.

Гуморальные механизмы. Специфическим регулятором активности нейронов дыхательного центра является углекислый газ, который действует на дыхательные нейроны непосредственно и опосредованно.

В ретикулярной формации продолговатого мозга, вблизи дыхательного центра, а также в области сонных синусов и дуги аорты обнаружены хеморецепторы, чувствительные к углекислому газу.

При увеличении напряжения углекислого газа в крови хеморецепторы возбуждаются, и нервные импульсы поступают к инспираторным нейронам, что приводит к повышению их активности.

Углекислый газ повышает возбудимость нейронов коры головного мозга. В свою очередь клетки КГМ стимулируют активность нейронов дыхательного центра.

При оптимальном содержании в крови углекислого газа и кислорода наблюдаются дыхательные движения, отражающие умеренную степень возбуждения нейронов дыхательного центра. Эти дыхательные движения грудной клетки получили название эйпноэ.

Избыточное содержание углекислого газа и недостаток кислорода в крови усиливают активность дыхательного центра, что обусловливает возникновение частых и глубоких дыхательных движений – гиперпноэ.

Еще большее нарастание количества углекислого газа в крови приводит к нарушению ритма дыхания и появлению одышки – диспноэ. Понижение концентрации углекислого газа и избыток кислорода в крови угнетают активность дыхательного центра.

В этом случае дыхание становится поверхностным, редким и может наступить его остановка – апноэ.

Механизм первого вдоха новорожденного.

В организме матери газообмен плода происходит через пупочные сосуды. После рождения ребенка и отделения плаценты указанная связь нарушается.

Метаболические процессы в организме новорожденного приводят к образованию и накоплению углекислого газа, который, так же как и недостаток кислорода, гуморально возбуждает дыхательный центр.

Кроме того, изменение условий существования ребенка приводит к возбуждению экстеро- и проприорецепторов, что также является одним из механизмов, принимающих участие в осуществлении первого вдоха новорожденного.

Рефлекторные механизмы.

Различают постоянные и непостоянные (эпизодические) рефлекторные влияния на функциональное состояние дыхательного центра.

Постоянные рефлекторные влияния возникают в результате раздражения рецепторов альвеол (рефлекс Геринга — Брейера), корня легкого и плевры (пульмоторакальный рефлекс), хеморецепторов дуги аорты и сонных синусов (рефлекс Гейманса), проприорецепторов дыхательных мышц.

Наиболее важным рефлексом является рефлекс Геринга — Брейера. В альвеолах легких заложены механорецепторы растяжения и спадения, являющиеся чувствительными нервными окончаниями блуждающего нерва. Любое увеличение объема легочных альвеол возбуждает эти рецепторы.

Рефлекс Геринга — Брейера является одним из механизмов саморегуляции дыхательного процесса, обеспечивая смену актов вдоха и выдоха.

При растяжении альвеол во время вдоха нервные импульсы от рецепторов растяжения по блуждающему нерву идут к экспираторным нейронам, которые, возбуждаясь, тормозят активность инспираторных нейронов, что приводит к пассивному выдоху.

Легочные альвеолы спадаются, и нервные импульсы от рецепторов растяжения уже не поступают к экспираторным нейронам. Активность их падает, что создает условия для повышения возбудимости инспираторной части дыхательного центра и осуществлению активного вдоха.

Кроме того, активность инспираторных нейронов усиливается при нарастании концентрации углекислого газа в крови, что также способствует проявлению вдоха.

Пульмоторакальный рефлекс возникает при возбуждении рецепторов, заложенных в легочной ткани и плевре. Проявляется этот рефлекс при растяжении легких и плевры. Рефлекторная дуга замыкается на уровне шейных и грудных сегментов спинного мозга.

К дыхательному центру постоянно поступают нервные импульсы отпроприорецепторов дыхательных мышц. Во время вдоха происходит возбуждение проприорецепторов дыхательных мышц и нервные импульсы от них поступают в инспираторную часть дыхательного центра. Под влиянием нервных импульсов тормозится активность вдыхательных нейронов, что способствует наступлению выдоха.

Непостоянные рефлекторные влияния на активность дыхательных нейронов связаны с возбуждением разнообразных экстеро- и интерорецепторов.

К ним относятся рефлексы, возникающие при раздражении рецепторов слизистой оболочки верхних дыхательных путей, слизистой носа, носоглотки, температурных и болевых рецепторов кожи, проприорецепторов скелетных мышц.

Так, например, при внезапном вдыхании паров аммиака, хлора, сернистого ангидрида, табачного дыма и некоторых других веществ происходит раздражение рецепторов слизистой оболочки носа, глотки, гортани, что приводит к рефлекторному спазму ой щели, а иногда даже мускулатуры бронхов и рефлекторной задержке дыхания.

При раздражении эпителия дыхательных путей накопившейся пылью, слизью, а также попавшими химическими раздражителями и инородными телами наблюдается чиханье и кашель. Чиханье возникает при раздражении рецепторов слизистой оболочки носа, кашель — при возбуждении рецепторов гортани, трахеи, бронхов.

Влияние клеток коры большого мозга на активность дыхательного центра.

По М. В. Сергиевскому, регуляция активности дыхательного центра представлена тремя уровнями.

Первый уровень регуляции — спинной мозг. Здесь располагаются центры диафрагмальных и межреберных нервов, обусловливающие сокращение дыхательных мышц.

Второй уровень регуляции — продолговатый мозг. Здесь находится дыхательный центр. Этот уровень регуляции обеспечивает ритмичную смену фаз дыхания и активность спинномозговых мотонейронов, аксоны которых иннервируют дыхательную мускулатуру.

Третий уровень регуляции — верхние отделы головного мозга, включающие и корковые нейроны. Только при участии коры большого мозга возможно адекватное приспособление реакций системы дыхания к изменяющимся условиям окружающей среды.

ДЫХАНИЕ ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ.

У тренированных людей при напряженной мышечной работе объем легочной вентиляции возрастает до 50—100 л/мин по сравнению с 5—8 л в состоянии относительного физиологического покоя.

Повышение минутного объема дыхания при физической нагрузке связано с увеличением глубины и частоты дыхательных движений.

При этом у тренированных людей, в основном, изменяется глубина дыхания, у нетренированных — частота дыхательных движений.

При физической нагрузке увеличивается концентрация в крови и тканях углекислого газа и молочной кислоты, которые стимулируют нейроны дыхательного центра как гуморальным путем, так и за счет нервных импульсов, поступающих от сосудистых рефлексогенных зон. Наконец, активность нейронов дыхательного центра обеспечивается потоком нервных импульсов, поступающих от клеток коры головного мозга, обладающих высокой чувствительностью к недостатку кислорода и к избытку углекислого газа.

Одновременно возникают приспособительные реакции в сердечно-сосудистойсистеме. Увеличиваются частота и сила сердечных сокращений, повышается артериальное давление, расширяются сосуды работающих мышц и суживаются сосуды других областей.

Таким образом, система дыхания обеспечивает возрастающие потребности организма в кислороде. Системы же кровообращения и крови, перестраиваясь на новый функциональный уровень, способствуют транспорту кислорода к тканям и углекислого газа к легким.

Источник: http://medlecture.ru/lectures/phisiologia-semestr-2/pages/phisiologia-dyhaniya-2