吸气规律的维持与形成涉及复杂的神经调控机制,主要发生在延髓和脑桥区域。延髓自身能产生基本的呼吸节律,但需脑桥的调节中枢协作,以确保呼吸节奏的稳定和有效控制。这一过程不仅依靠中枢『神经系统』的细胞群,特别是脑桥和延髓中的大量调节细胞,还包括脊髓中神经元的协调作业。呼吸和呼出动作受不同神经细胞的分别控制,它们协同工作,形成了我们有规律的呼吸模式。此外,呼吸节奏的调节还涉及肺部的物理扩张以及膈肌的规律性运动等外部因素。
在呼吸过程中,支气管和细支气管的壁内嵌有一种名为牵张感受器的特殊结构。当呼吸导致这些管道扩张到某一程度时,牵张感受器激活并发送信号,通过交感神经传递到延髓的呼吸中枢,这里会发生一系列反应:呼吸中枢受到抑制而呼气中枢得到激励,使得吸气暂停转而开始呼气。随着呼吸循环推进,支气管收缩,牵张感受器的刺激解除,传递到呼吸中枢的抑制信号减弱,呼吸中枢恢复活跃状态,再次引发吸气,启动下一个呼吸周期。这一机制被称为肺牵张反射,是维持正常呼吸节律的关键反馈过程。
脑桥在呼吸调节中扮演着调控角色,它影响着呼吸和长吸中枢的活动。具体来说,当延髓呼吸中枢因二氧化碳浓度变化或其他刺激激活时,会同时激发两方面反应:一是指令脊髓控制呼吸肌肉进行吸气;二是信号上传至脑桥的调节中枢,导致该中心兴奋。随后,调节中枢会向下发送指令至长吸中枢和呼吸中枢,暂时抑制它们,促使从吸气转向呼气。一旦呼吸中枢的活动被抑制,其向调节中枢的信号减弱,调节中枢随之放松对长吸和呼吸中枢的控制,让呼吸中枢重获激活,一个新的呼吸周期就此展开。