Откуда и какая информация поступает в дыхательный центр?

Дыхание - это физико-химический процесс, состоящий из сложнейших этапов. Немного упростив все эти этапы, дыхание можно разделить на внешнее, внутреннее и клеточное.

Внешнее дыхание - это вдыхание и выдыхание воздуха. Через дыхательные пути (нос, глотку, трахею, бронхи) воздух попадает в легкие. Проходя через дыхательные пути, он очищается, согревается и увлажняется.

Дыхательный процесс регулируется дыхательным центром, который находится в продолговатом мозге: при вдохе в легкие поступает воздух, при этом ребра и диафрагма поднимаются. Затем сразу же следует выдох. При выдохе ребра и диафрагма опускаются.

При выдохе в первую очередь задействуются мышцы живота. После выдоха дыхание на очень короткое время прекращается. В этот момент в альвеолах и кровеносных сосудах легких происходит газообмен. Эритроциты, поступившие в капилляры, отдают углекислый газ, а затем забирают кислород, который они снова разносят по всему телу.

Газообмен (как и все остальные дыхательные процессы в организме человека), происходящий в легких, обуславливается разной концентрацией газов. Сначала в мелких кровеносных сосудах легких содержание углекислого газа высокое, поэтому он попадает в альвеолы легких, где его концентрация незначительна. Содержание кислорода в альвеолах легких намного выше, чем в крови, поэтому оттуда он поступает в кровь.

С внешним дыханием тесно связано внутреннее (тканевое) дыхание. Кровь, насыщенная кислородом, по артериям поступает в ткани, откуда кислород попадает в тканевую жидкость. Одновременно в кровь поступает углекислота (растворенный углекислый газ), которая по венам движется обратно в легкие.

Из тканевой жидкости кислород попадает в клетки организма. Кислород нужен для "сжигания" питательных веществ, поступивших в клетки вместе с кровью. В этом биологическом процессе "сжигания" (оксидации) принимают участие т. н. энзимы (ферменты) - следующие один за другим белки, "передающие" кислород друг другу до полного "сгорания" питательных веществ.

Наконец, кислород соединяется с атомами водорода, образовавшимися в процессе "сжигания", в результате чего образуется вода. Кроме того, во время оксидации выделяется энергия (тепло) и окончательный продукт расщепления - углекислый газ, который в виде углекислоты покидает клетки и с кровью опять поступает в легкие, откуда выдыхается.

Дыхательный центр находится в продолговатом мозге. Он действует в месте с промежуточными структурами мозга, обеспечивая выполнение дыхательных движений и собственно процесса дыхания. При выполнении тяжелой физической работы концентрация углекислого газа возрастает, поэтому для восстановления равновесия увеличивается потребность в кислороде, и учащается дыхание. Несмотря на то, что дыхание является непроизвольным процессом, его можно подчинить своей воле. Однако если дыхание становится слишком частым, то углекислый газ удаляется из крови слишком быстро, что может привести к остановке дыхания.

Вентиляция легких может нарушиться из-за сужения дыхательных путей; уменьшения количества слизи дыхательной поверхности легких; нарушения кровообращения легких. Дыхание может нарушиться и вследствие изменения состава вдыхаемого воздуха или при наличии в воздухе вредных вещест