第四节呼吸运动的调节

第四节 呼吸运动的调节,1,一、呼吸中枢与呼吸节律的形成,目录,二、呼吸的反射性调节,三、特殊条件下的呼吸生理,2,一呼吸中枢与呼吸节律的形成,3,一、呼吸中枢与呼吸节律的形成,（一）呼吸中枢 1、概念 在中枢神经系统中，产生和调节呼吸运动的神经细胞群。 2、类别（1）延髓呼吸中枢：延髓的呼吸神经元主要集中分布在背内侧和腹外侧两个区域。 分别称为背侧呼吸组和腹侧呼吸组。背侧呼吸组的呼吸神经元主要集中在孤束核的腹外侧部，其轴突下行支配对侧脊髓的膈运动神经元。腹侧呼吸组的呼吸神经元主要集中在疑核、后疑核和面神经核。（2）脑桥呼吸调节中枢 脑桥的呼吸神经元相对集中于臂旁内侧核及其外侧。正常呼吸节律的产生，有赖于延髓和脑桥这两个呼吸中枢的共同作用。（3）高位中枢 在脑桥和间脑，包括丘脑底部、海马、隔区等处，都有与呼吸活动相关的神经元。,4,（二）呼吸节律的形成,正常呼吸节律的形成有两种假说：一是起步细胞学说，二是神经元网络学说。20世纪70年代提出了吸气活动发生器和吸气切断机制模型。该模型的核心是当中枢吸气活动发生器自发的兴奋时，其冲动沿轴突传出至脊髓吸气运动神经元，引起吸气动作。与此同时，发生器的兴奋可以通过三条途径兴奋吸气切断机制：（1）兴奋脑桥呼吸调节中枢的活动；（2）吸气时的肺扩张，兴奋肺牵张感受器，进而兴奋吸气切断机制；（3）中枢吸气活动发生器在引起吸气肌运动神经元兴奋的同时，直接兴奋吸气切断机制。,5,二呼吸的反射性调节,6,二、呼吸的反射调节,（一）概念 中枢神经系统接受各种感受器传入冲动，实现对呼吸运动调节的过程， 称为呼吸的反射性调节。（二）类别 1、机械感受性调节 （1）肺牵张反射 肺扩张或缩小而引起的呼吸的反射性变化。反射过程是：吸气时，肺扩张，当肺内气量达到一定容积时，肺牵张感受器兴奋，发放冲动增加。 肺牵张反射是一种负反馈调节，其生理意义在于阻止吸气过长、过深，促使吸气转向呼气。与脑桥呼吸调节中枢共同调节呼吸的频率和深度。,7,（2）呼吸肌本体感受器反应,肌梭和腱器官是骨骼肌的本体感受器。当呼吸道阻力增大时，当呼吸肌收缩阻力增加时，使肌梭感受器兴奋，传入冲动，提高了脊髓中吸气肌运动神经元的兴奋性，因而使吸气肌的收缩增强，出现呼吸运动加强现象。这种由呼吸肌本体感受器传入冲动所引起的反射性呼吸变化称为呼吸肌本体感受性反射。其生理意义在于随呼吸肌负荷增加而相应的加强呼吸运动。,8,2、化学感受性反射（1）概念：当动脉血或脑脊液中的po2、pco2和H+浓度变化时，通过化学感受器，反射性的改变呼吸运动。（2）化学感受器 外周化学感受器：颈动脉体与主动脉体，它们可直接感受血中pco2、po2和H+浓度的变化，反射性的调节呼吸。中枢化学感受器：位于延髓腹外侧的浅表部位，左右对称，分头、中、尾三区，头尾两区是刺激的感受区，中间区是将头尾两区传入冲动投射到脑干呼吸中枢的中继站。（3）co2、低o2、H+对呼吸的影响co2对呼吸的影响：co2对呼吸有很强的刺激作用，它是维持呼吸中枢兴奋性所必需的生理性刺激。co2刺激呼吸是通过两条途径实现的：一是通过刺激中枢化学感受器，当血液中的pco2升高时，co2能迅速通过血脑屏障在碳酸酐酶作用下与H2O结合生成H2CO3,然后在解离出H+，刺激中枢化学感受器，兴奋呼吸中枢；二是刺激外周化学感受器，冲动经窦神经和迷走神经传入延髓呼吸有关核团，反射性的使呼吸加深、加快，增加肺通气。,9,H+对呼吸的影响H+是化学感受器的有效刺激物质，其作用机制与co2相似，它对呼吸的影响，主要通过刺激外周化学感受器引起的。低o2对呼吸的影响实验表明低氧对呼吸的兴奋作用完全是通过外周化学感受器实现的，其中颈动脉体起主要作用。低氧对呼吸中枢的直接作用是抑制。,10,（4）防御性呼吸反射：呼吸道粘膜受刺激时，可引起一些对机体有保护作用的呼吸反射。 咳嗽反射：常见的一种清除激惹物，避免其进入肺泡的重要防御反射。喷嚏反射：是由鼻粘膜受到刺激引起的，但传入冲动沿三叉神经到脑干中枢，其动作与咳嗽反射类似。生理意义是清除鼻腔中的异物。,11,三、特殊条件下的呼吸生理,12,三、特殊条件下呼吸生理,（一）运动对呼吸的影响1、神经调节：在运动开始时通气量迅速增加，可能是由于大脑皮质发出冲动使肌肉收缩，同时也发出指令，兴奋脑干呼吸中枢，引起呼吸增强。另一方面，运动时，肌肉关节内的本体感受器受到刺激，其传入冲动也可以反射性刺激呼吸，使呼吸运动增强。2、体液调节：体液中的ph值、pco2、po2的波动可能在通气调解过程中起重要作用。,13,14,（二）潜水对呼吸的影响高气压是潜水时遇到的特殊环境，潜水深度每增加十米，压力就增加760mmHg。在高气压或高氧压下，血氧饱和度并无明显增加，但是血液中物理溶解的氧量可随着氧压的增加而增加。若氧压过高，可引起急性氧中毒，表现为脑组织受损，惊厥，继而昏迷。又称惊厥性氧中毒，此为深海潜水常见的致死原因之一，因此，要高度注意吸入气的配比。在潜水时返回水面的减压过程中，若减压过快，同样存在很大风险，可致减压病（DCS），轻者只表现为短期的关节疼痛，重者会导致肺损伤及神经系统损害，并留有后遗症。因此减压过程必须严格遵守规章，防止减压病的发生,15,16,（三）高海拔环境对呼吸的影响,1、高海拔对呼吸的影响：高海拔对呼吸系统的影响主要是由于空气稀薄，大气压降低，氧分压降低，而导致的机体缺氧。研究表明，一般人能够耐受的最低po2是3540mmHg，低于此值必须吸入纯氧，但海拔超过15000米，即使吸入纯氧也会丧失知觉。,17,2、高海拔的习服,习服是指居住在海平面的个体，进入高海拔区域，经过几小时到几周的时间，机体逐渐耐受高海拔高度，对低氧环境产生适应的状态。习服主要表现为呼吸加快加深，肺通气量显著增大，血液中的红细胞数量和Hb含量都有所增加，肺部毛细血管开放增多，由