Роль центральных и периферических хеморецепторов в регуляции дыхания.

Периферические хеморецепторы локализуются в сосудистых рефлексогенных зонах (дуга аорты и каротидного синуса). В регуляции дыхания более важны каротидные хеморецепторы. Адекватные раздражители для них:

увеличение Рсо2 артериальной крови;

уменьшение рН артериальной крови;

уменьшение Ро2 артериальной крови.

Информация, поступающая в дыхательного центра при повышении активности этих рецепторов вызывает гипервентиляцию (повышение глубины и частоты дыхания) нормализация указанных показателей крови. То есть, с их участием осуществляется регуляция газового состава артериальной крови по отклонению (саморегуляция на основе отрицательной обратной связи).

Центральные хеморецепторы локализуются на вентральной поверхности продолговатого мозга (дно ИV желудочка) и омываются ликвором. Адекватными раздражителями для этих рецепторов являются:

увеличение Рсо2 ликвора;

уменьшение рН ликвора.

Повышение активности этих рецепторов, как в периферических, приводит к развитию гипервентиляции нормализация указанных показателей ликвора.

Таким образом, периферические хеморецепторы, в отличие от центральных реагируют на снижение Ро2 артериальной крови. Поэтому гипоксия стимулирует внешнее дыхание только за счет рефлексов, которые начинаются с раздражения периферических хеморецепторов. Но в целом в регуляции внешнего дыхания большое значение имеют рефлексы, связанные со стимуляцией центральных хеморецепторов (соотношение роли центральных и периферических хеморецепторов составляет примерно 4: 1). Однако изменение Рсо2 и рН ликвора возникают позже, чем артериальной крови. Поэтому рефлексы из центральных хеморецепторов включаются в регуляцию внешнего дыхания позднее рефлексы из периферических хеморецепторов.

Таким образом, несмотря на большую роль в регуляции внешнего дыхания центральных хеморецепторов, периферические хеморецепторы:

обеспечивают более быстрые рефлекторные ответы;

только они реагируют на гипоксию стимуляция внешнего дыхания в условиях гипоксии.

К компонентам крови, которые стимулируют внешнее дыхание, относятся Ро2, рН, Рсо2. Наибольшее значение для регуляции внешнего дыхания имеет содержание в крови СО2 (Рсо2), меньше - содержание ионов Н +, самое меньшее - содержание О2 (Ро2).

Зависимость вентиляции легких от Рсо2 исследуют при дыхании газовой смесью, в которой Ро2 остается неизменным а Рсо2 постепенно повышается. При этом отмечено, что повышение Рсо2 в газовой смеси на 1 мм.рт.ст. сопровождается повышением ХОД на 2 - 3л/хв. При повышении Рсо2 артериальной крови от 40 до 60 мм.рт.ст. ХОД возрастает от 7 до 65 л / мин. Повышение ХОД в ответ на повышение Рсо2 проходит лишь до определенного предела. Если Рсо2 в артериальной крови становится выше 70 мм.рт.ст., ХОД снижается, что является результатом прямого угнетающего влияния СО2 на нейроны дыхательного центра.

При снижении рН артериальной крови ниже 7,4 вентиляция легких (ХОД) также повышается. Уменьшение рН на 0,1 приводит к увеличению ХОД на 2 л / мин. Гипервентиляция при увеличении концентрации ионов Н + сопровождается снижением Рсо2 в крови. Поэтому, если исследования проводить при постоянном Рсо2 в артериальной крови (40 мм.рт.ст.), гипервентиляция выражена больше (заштрихована линия).

Снижение рО2 в артериальной крови также сопровождается гипервентиляцией. Обращает на себя внимание тот факт, что влияние снижения Ро2 влияет на ХОД, если величина показателя становится ниже 50 - 60 мм.рт.ст. (Норма - 100 мм.рт.ст.). есть, гипервентиляция развивается в ответ на значительное снижение Ро2 и степень ее невелика. Как и в случае с рН, реакция становится более выраженной, если при исследовании стабилизировать Рсо2 на уровне 40 мм.рт.ст. (Заштрихованная линия).

Таким образом, повышение Рсо2 приводит к гипервентиляции сразу (т.е. при увеличении показателя на 1 - 2 мм.рт.ст.) и степень гипервентиляции является значительной. Гипоксия стимулирует внешнее дыхание только при значительном снижении Ро2 (до 50 - 60 мм.рт.ст.) и степень гипервентиляции при этом значительная.

Поэтому главным стимулятором внешнего дыхания является повышение РСО-2 в артериальной крови, а снижение Ро2 в физиологических условиях редко выступает как стимулятор внешнего дыхания (например, при подъеме в горы), и часто становится им в условиях патологии.