第四节 呼吸功能的调节 视频1在线视频

现在我们接着介绍第四节呼吸运动的调节

呼吸运动是一种具有节律性的气体运动

它的深度和节律会随着身体的需要

随着内外环境的变化发生调整

比如说我们处在剧烈的运动状态

这时候我们局部组织的呼吸作用增强

对氧的吸收增大

产生的二氧化碳量也增多

此时你的呼吸就会变得更加快速

你呼吸的深度也会逐渐加深

我们的呼吸节律究竟是如何产生的

为什么在我们睡眠的时候

依然能够保持一定节律性呼和吸的交替

另外会有哪些因素会影响

会调节我们呼吸的节律以及深度呢

这是我们这一节所要讨论的内容

首先我们看

第一 呼吸中枢和呼吸节律的形成

所谓呼吸中枢

指的是中枢神经系统当中

产生并且调节呼吸运动的相关神经元群

长久以来人们通过大量的实验

来研究究竟呼吸的节律是哪里产生的

通过各种各样的手段

比较经典的一种方式

就是在神经系统的不同水平做横断

从而通过一些排除的手段

找到最后产生节律

并且对呼吸节律进行调整的中枢究竟在哪里

最早切断的地方是在延髓和脊髓之间

也就是说保留脊髓上面的脑完全脱离

这时候我们发现呼吸的节律完全丧失了

也就意味着我们脊髓这里尽管在3到5个颈段

以及完整的胸段这里

有发出神经来支配我们的膈肌 内肩肌

但是紧靠脊髓是无法来完成呼吸的

意味着脊髓只是起到了一个信号节律

它的一个发放 它的一个执行者的作用

究竟在哪里 有人从上部进行做横断

比如说讲肩脑部分与下方进行断离

发现此时的呼吸节律保持平稳

与完整个体没有什么差别

说明这个水平以上的脑区

并不参与呼吸节律的产生

然后再向下断离

保留我们下方的脑干

把中脑和脑桥发生断离

发现呼吸节律依然保持正常

中脑也被排除外

一次再向下切断

当我们将横断面

设在上位脑桥和中下部脑桥中间的时候

发现此时的呼吸节律略微变缓

吸气的过程会延长

这可能也就预示着

在我们的脑桥上部存在着呼吸节律

它的深度调整相关中枢

而如果保留延髓将上方的脑全部断离的话

发现此时

我们的呼和会呈现出一种喘息式的呼吸

有的时候还会出现平静状态的呼吸

更多的是两种呼吸的交替出现

不管他的呼吸节律和深度情况如何

意味着仅保留延髓的话

我们的呼吸就已经可以产生了

所以延髓被称为我们呼吸的基本中枢

而脑桥尤其是脑桥的上部

被称为呼吸的调整中枢

除了这些脑干结构之外

以上的中枢其实也参与到

呼吸的调整过程当中

比如大脑皮层可以任意控制
呼吸的调整过程当中

比如大脑皮层可以任意控制

你的呼吸快慢和呼吸的深度

来参与到例如唱歌 朗诵

参加游泳运动过程当中

而下丘脑可以在体温调节过程当中

来改变我们呼吸的速度和深度

因而这些相关的中枢都是呼吸的控制中枢

呼吸节律究竟是如何形成的

到现在为止依然还处在理论假说的阶段

有一种学说叫做神经元网络学说

为现在大多数人所认同

在这个学说当中

它认为呼吸节律

是由我们中枢神经网络当中

有不同的神经元群

依靠他们相互之间的作用来产生的

有人指出在延髓当中

存在两个不同的神经元群网络

一个叫中枢吸气发生器

一个叫做吸气切断机制

大致过程如下

当我们进行吸气时

延髓的吸气发生气神经元产生冲动

向下通过脊髓发出神经

作用到我们的吸气肌引起吸气过程

向上通过纤维联系

作用到脑桥的臂旁内测以及KF核

这就是刚才我们讲的脑桥的调整中枢

同时它还会发放冲动

去刺激临近延髓的吸气切断机制神经元

这样一来使得我们的吸气过程可以进行

同时调节中枢以及吸气切断机制也被兴奋

我们再来看吸气切断机制

它一方面受到吸气神经元的吸气作用

同时也受到脑桥这里调整中枢的刺激作用

而且下方吸气过程当中

对肺部牵张感受器的刺激引起的传入冲动

也会对吸气切断机制造成刺激增强

所以最终吸气切断机制相关神经元群兴奋

然后发放冲动

它发放的冲动对于边上的吸气发生器神经元

起到的却是抑制效应

这样一抑制的话

最终使得吸气发生器神经元

主导的吸气过程也就中断

我们吸气中断也就被迫转向呼气的过程

由于吸气神经元的减弱

它对于脑桥对于吸气切断机制

对于吸气肌作用全部减弱

最终导致的结果是

吸气切断机制相关神经元兴奋性的下降

而这样一来会引起吸气切断机制

对吸气发生器神经元的抑制效应的解除

对吸气发生器神经元的抑制效应的解除

这样就会使得吸气神经元再一次兴奋

再一次引发吸气过程

这是现在通常大家认可的一种机制

另外海中一种机制称为叫起搏细胞学说

认为在延髓当中

有一个前包钦格复合体的神经核团

它这里存在的具有发放节律性冲动的

相关神经元

就类似于我们介绍心脏的时候提到的

窦房结的作用

这种现象在一些新生动物当中

已经得以证实

但是在成年动物当中却没有得以验证

有很多人认为这两种学说这两种假说

可能同时对于我们的呼吸节律的影响

是同时存在的

我们的呼吸节律和呼吸的程度

还会受到各种各样的环境因素的影响

其中一种影响方式

是通过反射性的条件来影响的

第一个叫做肺牵张反射也称为黑伯反射

这是当我们吸气过程当中

在我们的支气管和细支气管壁平滑肌

是有相应的牵张感受器

对受到牵拉刺激非常敏感

所以吸气时由于气管支气管的扩张

牵张感受器兴奋

将传入冲动通过我们的迷走神经上传至

延髓的呼吸中枢

引起这里的吸气中枢的抑制效应

从而使他吸气中断转向呼气

大致的过程是这样进行的

而这个过程是不是

主导我们吸气呼气过程

在安静时候进行切换的一种机制呢

其实不是

它的作用主要是阻止吸气过长过深

在这个时候促使吸气转向呼气

来加快我们呼吸活动的交替

而在平和呼吸时

其实它的作用效应并不明显

我们在实验当中发现

往往你的肺通气量

要超过800毫升以后这个机制才显现出来

所以这种反射性调节

更多体现出它的一种保护性的机制

另外我们呼吸肌本身

也存在着肌梭这样的一种本体感受器

当你呼吸肌受到牵拉时

肌缩也会受到刺激而产生传入冲动

而传入冲动通过中枢反射性的

会使你的呼吸肌发生收缩效应

来改变你的呼吸的交替过程

其实我们讲对于呼吸的调节

更重要的来自于各种化解因素的影响

我们先来看看

我们肌体对于化学因素敏感的感受器

第一外周化学感受器

这类感受器位于我们的颈动脉

和我们的主动脉

其中发现前者颈动脉体这个感受器

参与呼吸调节更多一些

而后者主动脉体

对于我们循环血压方面的调节

相对来说参与度更高一些

这两种感受器针对的刺激类型

刺激的因素是一致的

对氧分压的下降

二氧化碳分压的上升

以及氢离子浓度的上升高度敏感

而对氧分压的敏感并非是对氧气含量的监测

而且这三者对于化学感受器的刺激

这三种因素还存在一个相互促进增强的效应

另外有一种化学感受器

同样监测刚才所讲的这几种因素

它是位于中枢部位的

我们发现在延髓腹侧表面下方

大概0.2毫米的区域当中

有这样的一些化学敏感区域

由上至下分头 中 尾这样三部

其中头部和尾部对于化学刺激比较敏感

中部并不产生化学性感受作用

但是他对于信号冲动的传导来说是很重要的

他们的适宜刺激主要是氢离子浓度高敏感性

而对低氧的刺激敏感性非常低

因为我们的血液当中的氢离子

一般是不会作用到我们的中枢化学感受器的

原因是这些氢离子

一般是不能够透过我们的血脑屏障

进入脑脊液的

所以它对氢离子高敏感度

体现在二氧化碳浓度增高或者是分压上升

能够通过血脑屏障渗透进入到脑脊液

而二氧化碳又能够在脑脊液当中

与水发生反应

在碳酸酐酶的作用下

形成碳酸并且解离出氢离子

而氢离子这个时候

就可以对中枢化学感受器产生相应的刺激效应