Как медулата контролира дишането?

Медулата играе жизненоважна роля в контролирането на дишането, по-специално поддържането на редовен ритъм на дишане и регулирането на моделите на дишане в отговор на различни условия. Ето общ преглед на това как медулата контролира дишането:

1. Генериране на дихателен ритъм :Медулата съдържа група от неврони, известни като дихателен център или генератор на дихателен ритъм. Тези неврони генерират основния ритъм на дишане. Дихателният център се състои от два клъстера неврони:

- Дорзална респираторна група (DRG) :Разположен в дорзалната част на медулата, DRG е отговорен за вдишването (вдишването). Той изпраща сигнали до диафрагмата и междуребрените мускули, карайки ги да се свиват и да изтеглят въздух в белите дробове.

- Вентрална респираторна група (VRG) :Разположен във вентралната част на медулата, VRG контролира експирацията (издишването). Когато е активен, VRG инхибира вдишването и спомага за отпускане на диафрагмата и междуребрените мускули, което позволява на въздуха да бъде изхвърлен от белите дробове.

2. Вдъхновение :По време на нормално тихо дишане, вдъхновението се задвижва предимно от DRG. Той изпраща сигнали до диафрагмалните нерви, които инервират диафрагмата, основният мускул на дишането. Тези сигнали карат диафрагмата да се свива и да се движи надолу, увеличавайки обема на гръдната кухина. Едновременно с това междуребрените мускули между ребрата също се свиват, разширявайки допълнително гръдния кош. В резултат на това въздухът се изтегля в белите дробове.

3. Изтичане :В покой издишването е пасивен процес, който възниква поради отдръпването на белите дробове и гръдната стена. Докато диафрагмата и междуребрените мускули се отпускат, еластичното отдръпване на белите дробове ги дърпа обратно в първоначалната им форма, изтласквайки въздуха навън. VRG играе роля в модулирането на издишването по време на по-дълбоки вдишвания или повишено дишане чрез активно инхибиране на вдишването.

4. Централна хеморецепция :Медулата съдържа хеморецептори, които наблюдават нивата на въглероден диоксид и водородни йони (pH) в цереброспиналната течност (CSF). Тези хеморецептори откриват промени в химическата среда и изпращат сигнали до дихателния център. Увеличаването на въглеродния диоксид или водородните йони стимулира дихателния център, което води до повишена честота и дълбочина на дишане.

5. Рефлексен контрол :Медулата също интегрира сигнали от различни рецептори и рефлекси, участващи в регулирането на дишането, като например:

- Барорецептори :Разположени в каротидните артерии и аортната дъга, барорецепторите усещат промени в кръвното налягане. Повишеното кръвно налягане може да доведе до рефлексно намаляване на сърдечната честота и дихателната честота.

- Рецептори за разтягане на белия дроб :Разположени в дихателните пътища, тези рецептори усещат надуване на белите дробове и инициират рефлекси, които възпрепятстват по-нататъшното вдишване и насърчават издишването.

- Рефлекс на Херинг-Бройер :Този рефлекс се задейства от прекомерно надуване на белите дробове. Когато белите дробове са пренапрегнати, те активират вагусните сензорни рецептори, изпращайки сигнали до медулата, които възпрепятстват вдишването и причиняват издишване.

6. Интеграция с висши мозъчни центрове :Медулата получава сигнали от висши мозъчни центрове, като моста и мозъчната кора. Тези сигнали могат да променят ритъма и модела на дишане в отговор на доброволен контрол, емоции и поведенческо състояние.

Като цяло, медулата действа като централен контролен център за дишане, генерирайки основния ритъм на дишане, реагирайки на химичните промени в тялото, интегрирайки рефлексни входове и координирайки се с висшите мозъчни центрове, за да осигури правилна вентилация.