小編整理: 呼吸中樞是中樞神經系統(tǒng)內負責產生和調節(jié)呼吸運動的神經細胞群。這些細胞群分布在大腦皮層、間腦、腦橋、延髓和脊髓等各級部位。
1. 大腦皮層:大腦皮層包括感覺區(qū)、運動區(qū)、語言區(qū)等多個區(qū)域。其中,感覺區(qū)可以接收來自外部環(huán)境的刺激,并將其傳遞到其他區(qū)域。運動區(qū)則控制身體各部分的運動,包括呼吸肌。語言區(qū)則負責處理語言信息,并將其轉換為有意義的語言。
2. 間腦:間腦是位于大腦半球和腦干之間的腦組織。它包括背側丘腦、上丘腦、下丘腦等多個部分。背側丘腦是感覺傳導通路的第二級神經元,它接受來自脊髓和腦干的感覺信息,并將其傳遞到丘腦其他部分和大腦皮質。上丘腦參與視覺、聽覺和嗅覺等多種感覺的傳導。下丘腦則調節(jié)內臟活動、內分泌和呼吸等功能。
3. 腦橋:腦橋是連接中腦和延髓之間的橋梁,包括大量的神經元和神經纖維,其中一些神經纖維與呼吸中樞有關。
4. 延髓:延髓是呼吸中樞的主要部位之一,它包括多個神經核團和神經纖維束,其中一些與呼吸運動有關。
5. 脊髓:脊髓是神經系統(tǒng)最低級部分,由左、右兩個脊髓半切構成,兩半脊髓間有橫行的神經纖維相聯(lián)系。每個半球包括:后角:每側有1-4個楔形的后角神經元,其軸突構成脊神經的后索傳入纖維。側角:每側一個側角,有交感神經元發(fā)出的節(jié)前纖維隨脊神經前根入脊髓,在脊髓內上行達交感神經節(jié)換元,再隨脊神經后根出脊髓,并終于椎旁節(jié)。這些椎旁節(jié)發(fā)出交感神經纖維支配胸腹部內臟器官的活動。
總之,呼吸中樞是中樞神經系統(tǒng)內負責產生和調節(jié)呼吸運動的神經細胞群,這些細胞群分布在大腦皮層、間腦、腦橋、延髓和脊髓等各級部位。這些部位通過相互協(xié)調作用,維持著機體的正常呼吸功能。
呼吸中樞 呼吸中樞(respiratory center)是指中樞神經系統(tǒng)內產生呼吸節(jié)律和調節(jié)呼吸運動的神經細胞群。在對呼吸中樞定位研究的諸多實驗中,具有重要價值的是1923年由英國 的生理學家拉姆斯登(Lumsden)對貓的腦干進行的分段橫切實驗。呼吸中樞分布在大腦皮層、間腦、腦橋、延髓和脊髓等各級部位,參與呼吸節(jié)律的產生和調節(jié),共同實現機體的正常呼吸運動。延髓呼吸中樞具有內在節(jié)律活動,在整體內,吸氣神經元能發(fā)放陣發(fā)性的成簇電位,每分鐘12~15次,與呼吸頻率相似,而呼氣神經元無自發(fā)性放電。
脊髓 如果在貓的延髓與脊髓之間橫斷脊髓,其自主節(jié)律性呼吸立即停止且不能恢復,提示脊髓不能產生自動的節(jié)律性呼吸。但支配呼吸肌的下運動神經元位于脊髓,說明脊髓是聯(lián)系腦和呼吸肌的中繼站以及整合某些呼吸反射的初級中樞。
脊髓頸、胸節(jié)段灰質前角有呼吸運動神經元。頸3~5節(jié)有支 配膈肌的神經元。脊髓胸段2~6節(jié)有支配肋間肌的運動神經元。如把脊髓在胸段第6節(jié)以下橫斷,對呼吸運動將不發(fā)生任何妨礙。如把脊髓在頸段第6節(jié)以下橫斷,肋間肌雖已失去作用,但膈肌還能照常進行有節(jié)律收縮活動;只有把脊髓在頸段第2節(jié)水平切斷,呼吸肌由于與延髓中樞分離而不再起作用。
延髓 延髓中有產生節(jié)律性呼吸的基本中樞,兩部位有部分重 疊,如刺激呼氣中樞,引起持續(xù)呼氣動作;刺激吸氣中樞,引起持續(xù)吸氣動作;交替刺激兩個部位,可引起相應呼氣和吸氣交替出現。吸氣中樞更敏感。其中樞神經細胞群,一為背側群,包括附近的孤束核,為吸氣神經元群,自動發(fā)出沖動,作用于脊髓對側的膈肌運動神經元,從而引起對側膈肌收縮,又作用于腹外側疑核,通過迷走神經和舌咽神經支配同側呼吸輔助肌群,后疑核支配肋間肌運動神經元。
延髓中樞與脊髓之間具交互抑制現象。延髓的吸氣神經元可通過下行路徑引起脊髓吸氣肌運動神經元興奮,同時又有側支通過抑制性中間神經元對脊髓呼氣肌運動神經元起抑制作用,同樣,延髓的呼氣神經元下行沖動除引起脊髓呼氣肌運動神經元興奮外,還抑制吸氣肌運動神經元活動。
呼吸中樞在貓的腦橋與延髓之間橫斷,保留延髓以下的部分,動物仍有節(jié)律性呼吸,表明延髓是產生原始的節(jié)律性呼吸活動的基本部位。但此時的呼吸不同于正常,呈不規(guī)則的喘息樣等呼吸形式,提示正常呼吸節(jié)律的形成還需要腦的其他部分參與。若在中腦與腦橋之間橫斷腦干,保留腦橋以下的部分,則動物呼吸無明顯改變。以上結果表明,最基本的呼吸中樞在延髓,而正常呼吸節(jié)律的形成有賴于延髓與腦橋的共同配合。
進一步研究顯示,延髓的呼吸相關神經元可分為背側呼吸組(dorsal respiratory group,DRG)和腹側呼吸組(ventral respiratory group,VRG)。背側呼吸組位于延髓背內側,以吸氣神經元為主,其軸突終止于脊髓頸、胸段的隔神經運動神經元和肋間神經運動神經元。背側呼吸組的神經元接受肺牽張感受器、外周 化學 感受器等處的傳入沖動,起著整合傳入信息和調節(jié)呼吸運動的作用。腹側呼吸組所含的吸氣神經元和呼氣神經元數目大致相當。其中的前包欽格復合體(pre-Botzinger complex)與呼吸節(jié)律起源有關。
神經元群 呼吸神經元相對集中 于臂旁內側核和相鄰的Kolliker-Fuse(KF)核,合稱PBKF核群。PBKF與延髓的呼吸神經核團之間有雙向聯(lián)系,形成調控呼吸的神經網絡。在麻醉貓,切斷雙側迷走神經,損毀PBKF可出現長吸式呼吸,提示該區(qū)的作用是限制吸氣,促使吸氣向呼氣轉換,具有穩(wěn)定呼吸類型、減慢節(jié)律和影響呼吸時程等呼吸調整作用。
上位腦 在貓的中腦水平切斷,動物的呼吸無明顯改變,表明大腦皮層不是產生節(jié)律性呼吸的必需部位。臨床上植物人的呼吸可以保持平穩(wěn)均勻即是證明。但大腦皮層等上位中樞對呼吸具有調整作用,在一定限度內可隨意屏氣或加深加快呼吸。大腦皮層對呼吸的隨意調節(jié)系統(tǒng)與下位腦干的不隨意呼吸調節(jié)系統(tǒng)的下行通路是分開的。臨床上有時能觀察到自主呼吸和隨意呼吸分離的現象。此時,患者可通過隨意呼吸或人工呼吸來維持肺通氣。若未進行人工呼吸,一旦病人入睡,呼吸運動就會停止。