呼吸生理-呼吸的調(diào)節(jié)

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1、呼吸生理-呼吸的調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)是一種節(jié)律性的活動(dòng)，其深度和頻率隨體內(nèi)、外環(huán)境條件的改變而改變例如勞動(dòng)或運(yùn)動(dòng)時(shí)，代謝增強(qiáng)，呼吸加深加快，肺通氣量增大，攝取更多的O2，排出更多的CO2，以與代謝水平相適應(yīng)。呼吸為什么能有節(jié)律地進(jìn)行？呼吸的濃度和頻率又如何能隨內(nèi)、外環(huán)境條件而改變？這些總是是本節(jié)的中心。　　一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成　　呼吸中樞是指中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)細(xì)胞群。多年來，對(duì)于這些細(xì)胞群在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的分布和呼吸節(jié)律產(chǎn)生和調(diào)節(jié)中的作用，曾用多種技術(shù)方法進(jìn)行研究。如早期的較為粗糙的切除、橫斷、破壞

2、、電刺激等方法，和后來發(fā)展起來的較為精細(xì)的微小電毀損、微小電刺激、可逆性冷凍或化學(xué)阻滯、選擇性化學(xué)刺激或毀損、細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)微電極記錄、逆行刺激（電刺激軸突，激起沖動(dòng)逆行傳導(dǎo)至胞體，在胞體記錄）、神經(jīng)元間電活動(dòng)的相關(guān)分析以及組織化學(xué)等方法。有管些方法對(duì)動(dòng)物呼吸中樞做了大量的實(shí)驗(yàn)性研究，獲得了許多寶貴的資料，形成了一些假說或看法?！　。ㄒ唬┖粑袠小　『粑袠蟹植荚诖竽X皮層、間腦、腦橋、延髓和脊髓等部位。腦的各級(jí)部位在呼吸節(jié)律產(chǎn)生和調(diào)節(jié)中所起作用不同。正常呼吸運(yùn)動(dòng)是在各級(jí)呼吸中樞的相互配合下進(jìn)行的。1．脊髓脊髓中支配呼吸

3、肌的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元位于第3-5頸段（支配膈?。┖托囟危ㄖ浼￠g肌和腹肌等）前角。很早就知道在延髓和脊髓間橫斷脊髓，呼吸就停止。所以，可以認(rèn)為節(jié)律性呼吸運(yùn)動(dòng)不是在脊髓產(chǎn)生的。脊髓只是聯(lián)系上（高）位腦和呼吸肌的中繼站和整合某些呼吸反射的初級(jí)中樞?！　?．下（低）位腦干下（低）位腦干指腦橋和延髓。橫切腦干的實(shí)驗(yàn)表明，呼吸節(jié)律產(chǎn)生于下位腦干，呼吸運(yùn)動(dòng)的變化因腦干橫斷的平面高低而異（圖5-17）。　　在動(dòng)物中腦和腦橋之間進(jìn)行橫切（圖5-17，A平面），呼吸無明顯變化。在延髓和脊髓之間橫切（D平面），呼吸停止。上述結(jié)果表明呼吸節(jié)律產(chǎn)生

4、于下位腦干，上位腦對(duì)節(jié)律性呼吸不是必需的。如果在腦橋上、中部之間橫切（B平面），呼吸將變慢變深，如再切斷雙側(cè)迷走神經(jīng)，吸氣便大大延長，僅偶爾為短暫的呼氣所中斷，這種形式的呼吸稱為長吸呼吸。這一結(jié)果是提示腦橋上部有抑制吸氣的中樞結(jié)構(gòu)，稱為呼吸整中樞；來自肺部的迷走傳入沖動(dòng)也有抑制吸氣的作用，當(dāng)延髓失去來自這兩方面對(duì)吸氣活動(dòng)的抑制作用后，吸氣活動(dòng)不能及時(shí)中斷，便出現(xiàn)長吸呼吸。再在腦橋和延髓之間橫切（C平面），不論迷走神經(jīng)是否完整，長吸式呼吸都消失，而呈喘息樣呼吸，呼吸不規(guī)則，或平靜呼吸，或兩者交替出現(xiàn)。因而認(rèn)為腦橋中下中有

5、活化吸氣的長吸中樞；單獨(dú)的延髓即可產(chǎn)生節(jié)律呼吸。孤立延髓的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明延髓可獨(dú)立地產(chǎn)生節(jié)律呼吸。于是在20-50年代期間形成了三級(jí)呼吸中樞理論；腦橋上部有呼吸調(diào)整中樞，中下部有長吸中樞，延髓有呼吸節(jié)律基本中樞。后來的研究肯定了早期關(guān)于延髓有呼吸節(jié)律基本中樞和腦橋上部有呼吸調(diào)整中樞的結(jié)論，但未能證實(shí)腦橋中下部存在著結(jié)構(gòu)上特定的長吸中樞?！　〗陙恚梦㈦姌O等新技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)有的神經(jīng)元呈節(jié)律性放電，并和呼吸周期相關(guān)，這些神經(jīng)元被稱為呼吸相關(guān)神經(jīng)元或呼吸神經(jīng)元。這些呼吸神經(jīng)元有不同類型。就其自發(fā)放電的時(shí)間而

6、言，在吸氣相放電的為吸氣神經(jīng)元，在呼氣相放電的為呼氣神經(jīng)元，在吸氣相放電并延續(xù)至呼氣相的為吸氣-呼氣神經(jīng)元，在呼氣相放電并延續(xù)到吸氣相者，為呼氣-吸氣神經(jīng)元，后兩類神經(jīng)元均系跨時(shí)相神經(jīng)元?！　≡谘铀?，呼吸神經(jīng)元內(nèi)主要集中在背側(cè)（孤束核的腹外側(cè)部）和腹側(cè)（疑核、后疑核和面神經(jīng)后核附近的包氏復(fù)合體）兩組神經(jīng)核團(tuán)內(nèi)，分別稱為背側(cè)呼吸組（dorsalrespiratorygroup,DRG）和腹側(cè)呼吸組（ventralrespiratorygroup,VRG）（圖5-17）。背側(cè)呼吸組的神經(jīng)元軸突主要交叉到對(duì)側(cè)，下行至脊髓頸段

7、，支配膈運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。疑核呼吸神經(jīng)元的軸突由同側(cè)舌咽神經(jīng)和迷走神經(jīng)傳出，支配咽喉部呼吸輔助肌。后疑核的呼吸神經(jīng)元絕大部分交叉到對(duì)側(cè)下行，支配脊髓肌間內(nèi)、外肌和腹肌的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，商品化纖維也發(fā)出側(cè)支支配膈肌的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。包氏復(fù)合體主要含呼氣神經(jīng)元，它們的軸突主要與背側(cè)呼吸組的吸氣神經(jīng)元形成抑制性聯(lián)系，此外也有軸突支配脊髓的膈運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元?！　∮捎谘铀韬粑窠?jīng)元主要集中在背側(cè)呼吸組和腹側(cè)呼吸組，所以曾推測背側(cè)呼吸組和腹側(cè)呼吸組是產(chǎn)生基本呼吸節(jié)律的部位。可是，后來的某些實(shí)驗(yàn)結(jié)果不支持這一看法。有人用化學(xué)的或電解的毀損這些區(qū)域后，

8、呼吸節(jié)律沒有明顯變化，這些結(jié)果提示背側(cè)呼吸組和腹側(cè)呼吸組可能不是呼吸節(jié)律唯一發(fā)源地，呼吸節(jié)律可能源于多個(gè)部位，產(chǎn)生呼吸節(jié)律的神經(jīng)結(jié)構(gòu)相當(dāng)廣泛，所以不容易因局灶損害而喪失呼吸節(jié)律?！　≡谀X橋上部，呼吸神經(jīng)元相對(duì)集中于臂旁內(nèi)側(cè)核和相鄰的Kolliker-Fuse（KF）核，合稱PBKF核群。PBKF和延髓的呼吸神經(jīng)核團(tuán)之間有雙向聯(lián)系，