Вегетативные дыхательные рефлексы

Вегетативные дыхательные рефлексы — это быстрые, в значительной степени непроизвольные реакции, которые защищают дыхательные пути и координируют дыхание с сердечно-сосудистым контролем. Они включают кашель и ирритантный рефлекс, бронхоконстрикцию, нырятельный и гортанный рефлексы, а также сопряжение дыхания с частотой сердечных сокращений и симпатическим оттоком, большинство из которых опосредованы блуждающими афферентами и интегрированы в стволе мозга.

Definition

Вегетативные дыхательные рефлексы — это непроизвольные, преимущественно опосредованные блуждающим нервом рефлексы, которые защищают дыхательные пути и интегрируют дыхание с вегетативной сердечно-сосудистой функцией, координируемые в цепях ствола мозга, сосредоточенных вокруг ядра одиночного тракта.

Scope

Эта статья охватывает рефлексы, связывающие дыхательную систему с вегетативным контролем: защитные рефлексы дыхательных путей, вызываемые раздражителями и механической стимуляцией, а также интеграцию дыхания с вегетативной сердечно-сосудистой регуляцией. Обратная связь по объему легких рассматривается в разделе проприоцептивной обратной связи, а хеморефлексы — в темах, посвященных хеморецепторам.

Core questions

• Какие рефлексы защищают дыхательные пути и что их вызывает?
• Как эти рефлексы интегрируются в стволе мозга?
• Как дыхание связано с частотой сердечных сокращений и симпатической активностью?
• Как хеморефлексы взаимодействуют с вегетативными сердечно-сосудистыми рефлексами?

Key concepts

• Кашлевой рефлекс
• Ирритантные (быстро адаптирующиеся) рецепторы
• Гортанный защитный рефлекс
• Рефлекторная бронхоконстрикция
• Дыхательная синусовая аритмия
• Ядро одиночного тракта
• Дыхательно-симпатическая связь

Key theories

Интеграция блуждающих дыхательных афферентов в стволе мозга

Блуждающие афференты из дыхательных путей и легких сходятся в ядре одиночного тракта, где они интегрируются и передаются дыхательным и вегетативным премоторным цепям, организуя защитные рефлексы и дыхательно-сердечно-сосудистую связь.

Хеморефлекторная связь дыхания и симпатического оттока

Активация периферических хеморецепторов повышает как вентиляцию, так и симпатическую активность, что иллюстрирует общий контроль дыхательных и вегетативных реакций в стволе мозга.

Mechanisms

Сенсорные окончания в дыхательных путях реагируют на раздражители, механическую стимуляцию и медиаторы воспаления. Быстро адаптирующиеся (ирритантные) рецепторы и бронхолегочные С-волокна проводят импульсы через блуждающий нерв к ядру одиночного тракта, вызывая защитные реакции, включая кашель, рефлекс выдоха, рефлекторную бронхоконстрикцию, увеличение секреции в дыхательных путях и закрытие гортани. Тот же центр ствола мозга интегрирует дыхательный и сердечно-сосудистый контроль, вызывая дыхательную синусовую аритмию, при которой частота сердечных сокращений изменяется в зависимости от дыхательного цикла, и координируя дыхательный драйв с симпатическим и парасимпатическим оттоком. Активация хеморецепторов задействует эту общую схему, одновременно увеличивая вентиляцию и регулируя сердечно-сосудистый тонус. Эти рефлексы в основном непроизвольны и действуют в быстром масштабе времени для защиты дыхательных путей и поддержания гомеостаза.

Clinical relevance

Защитные и вегетативные рефлексы дыхательных путей имеют отношение к пониманию кашля, реакций дыхательных путей на раздражители и взаимодействий между дыханием и сердцем. Эта статья представляет собой описательную физиологию, объясняющую, как работают и изучаются эти рефлексы; она не является основой для диагностики или лечения какого-либо конкретного человека.

Evidence & guidelines

Рефлексы характеризуются посредством афферентных записей, физиологии рефлексов у животных и человека, а также интегративных обзоров блуждающих путей и хеморефлекторно-вегетативной связи. Это скорее механистические данные, чем клинические рекомендации.

History

Рефлекторная защита дыхательных путей, включая кашель и реакции на раздражение дыхательных путей, была охарактеризована в исследованиях двадцатого века, посвященных блуждающим афферентам, среди центральных участников которых был Джон Уиддикомб. Параллельные работы по дыхательной синусовой аритмии и влиянию хеморефлексов на кровообращение установили тесную интеграцию дыхательного и вегетативного контроля в стволе мозга.

Key figures

• Patrice G. Guyenet
• Leszek Kubin
• John Widdicombe

Seminal works

• guyenet-2014
• kubin-2006

Frequently asked questions

Что вызывает кашлевой рефлекс?

Стимуляция чувствительных к раздражителям рецепторов и сенсорных нервных окончаний в дыхательных путях механическими или химическими раздражителями активирует блуждающий рефлекс, интегрированный в стволе мозга, который вызывает кашель для очистки дыхательных путей.

Что такое дыхательная синусовая аритмия?

Это нормальное циклическое изменение частоты сердечных сокращений в зависимости от дыхания — частота сердечных сокращений имеет тенденцию увеличиваться во время вдоха и уменьшаться во время выдоха — что отражает интегрированный контроль дыхания и вегетативной нервной системы в стволе мозга.