Řízení ventilace - Control of ventilation

The ovládání ventilace Odkazuje na fyziologický mechanismy podílející se na kontrole dýchání, což je pohyb vzduchu do a z plic. Větrání usnadňuje dýchání. Dýchání se týká využití kyslík a vyvažování oxid uhličitý tělem jako celkem nebo jednotlivými buňkami v buněčné dýchání.[1]

Nejdůležitější funkcí dýchání je dodávka kyslíku do těla a vyrovnávání hladin oxidu uhličitého. Za většiny podmínek parciální tlak oxidu uhličitého (PCO2) nebo koncentrace oxidu uhličitého, řídí dechová frekvence.

The periferní chemoreceptory které detekují změny v hladiny kyslíku a oxidu uhličitého jsou umístěny v arteriální aortální těla a krční těla.[2] Centrální chemoreceptory jsou primárně citlivé na změny v pH v krev, (vyplývající ze změn hladin oxidu uhličitého) a jsou umístěny na medulla oblongata blízko k medulární respirační skupiny z dýchací centrum.[3]Informace z periferních chemoreceptorů jsou přenášeny nervy do dýchacích skupin dýchacího centra. Existují čtyři respirační skupiny, dvě v dřeni a dvě v dřeni pons.[2] Dvě skupiny v mostě jsou známé jako Pontinova dýchací skupina.

  1. Hřbetní dýchací skupina - v dřeň
  2. Ventrální dýchací skupina - v dřeň
  3. Pneumotaxické centrum - různá jádra mostu
  4. Apneustic centrum - jádro mostu

Z dýchacího centra je svaly dýchání, zejména membrána,[4] jsou aktivovány, aby způsobily pohyb vzduchu dovnitř a ven z plic.

Kontrola dýchacího rytmu

Ventilační vzor

Respirační centrum a jeho skupiny neuronů

Dýchání je obvykle nevědomý, nedobrovolný, automatický proces. Vzorec motorických stimulů během dýchání lze rozdělit na inhalace fáze a výdech etapa. Inhalace ukazuje náhlý, postupný nárůst vybíjení motoru do dýchací svaly (a svaly hltanu ).[5] Před koncem inhalace je pokles a konec výboje motoru. Vydechování je obvykle tichý, kromě vysoké respirační frekvence.

The dýchací centrum v dřeni a mostech mozkového kmene řídí rychlost a hloubku dýchání, ( respirační rytmus ), prostřednictvím různých vstupů. Patří sem signály z periferních chemoreceptorů a centrálních chemoreceptorů; z nervu vagus a glossofaryngeálního nervu nesoucího vstup z plicní strečové receptory a další mechanoreceptory v plíce.[3][6] stejně jako signály z mozková kůra a hypotalamus.

  • Dřeň
  • Pons
    • pneumotaxické centrum.
      • Koordinuje rychlost vdechování a výdechu
      • Odešle inhibiční impulsy do inspirační oblasti
      • Podílí se na jemném doladění rychlosti dýchání.
    • apneustic centrum
      • Koordinuje rychlost vdechování a výdechu.
      • Vysílá stimulační impulsy do inspirační oblasti - aktivuje a prodlužuje inhalace
      • Přepsán pneumotaxickým ovládáním z apneustické oblasti do konce inhalace

Kontrola ventilačního vzorce

Větrání je obvykle v bezvědomí a automatické, ale lze ho přepsat vědomé alternativní vzorce.[3] Emoce tak mohou způsobit zívání, smích, povzdech (atd.), Sociální komunikace způsobuje řeč, píseň a pískání, zatímco zcela dobrovolné přepisy se používají k sfouknutí svíček a zadržení dechu (například k plavání pod vodou). Hyperventilace může být zcela dobrovolné nebo v reakci na emoční neklid nebo úzkost, pokud to může způsobit úzkost hyperventilační syndrom. Dobrovolná kontrola může také ovlivnit další funkce, jako je Tepová frekvence jako v jóga postupy a rozjímání.[7]

Ventilační schéma je také dočasně upraveno složitými reflexy, jako je kýchání, napínání, říhání, kašel a zvracení.

Determinanty rychlosti ventilace

Rychlost ventilace (respirační minutový objem ) je přísně kontrolován a určován primárně hladinami oxid uhličitý jak je určeno rychlost metabolismu. Krevní hladiny kyslík stát se důležitým v hypoxie. Tyto úrovně jsou snímány pomocí centrální chemoreceptory na povrchu medulla oblongata pro zvýšené pH (nepřímo ze zvýšení CSF oxidu uhličitého) a periferní chemoreceptory v arteriální krvi pro kyslík a oxid uhličitý. Aferentní neurony z periferních chemoreceptorů jsou prostřednictvím glossofaryngeální nerv (CN IX) a bludný nerv (CN X).

Úrovně CO2 vzestup v krvi při metabolickém použití O2a výroba CO2 se zvyšuje například při cvičení. CO2 v krvi je transportován převážně jako hydrogenuhličitan (HCO3−) ionty, nejprve převodem na kyselina uhličitá (H2CO3), enzymem uhličitá anhydráza, a poté disociací této kyseliny na H+ a HCO3−. Nahromadění CO2 proto způsobuje ekvivalentní nahromadění disociovaných vodíkových iontů, které podle definice snižuje pH krve. Senzory pH na mozkovém kmeni okamžitě reagují na tento pokles pH, což způsobí, že dýchací centrum zvýší rychlost a hloubku dýchání. Důsledkem je, že částečný tlak CO2 (PCO2) se od odpočinku do cvičení nemění. Během velmi krátkodobých záchvatů intenzivního cvičení uvolnění kyseliny mléčné do krve cvičícími svaly způsobí pokles pH krevní plazmy, nezávisle na vzestupu PCO2, což bude dostatečně stimulovat plicní ventilaci k udržení konstanta pH krve na úkor sníženého PCO2.

Mechanická stimulace plic může spustit určité reflexy, jak byly objeveny ve studiích na zvířatech. U lidí se jeví jako důležitější u novorozenců a ventilovaných pacientů, ale pro zdraví mají malý význam. Předpokládá se, že tón dýchacího svalu je modulován pomocí svalová vřetena přes reflexní oblouk zahrnující míchu.

Drogy mohou výrazně ovlivnit rychlost dýchání. Opioidy a anestetika mají tendenci stlačovat ventilaci snížením normální odezvy na zvýšenou hladinu oxid uhličitý hladiny v arteriální krvi. Stimulanty jako např amfetaminy může způsobit hyperventilace.

Těhotenství má tendenci zvyšovat ventilaci (snižuje napětí oxidu uhličitého v plazmě pod normální hodnoty). To je způsobeno zvýšením progesteron úrovně a má za následek lepší výměnu plynů v EU placenta.

Řízení zpětné vazby

Receptory hrají důležitou roli v regulaci dýchání a zahrnují centrální a periferní chemoreceptory, a plicní strečové receptory, typ mechanoreceptor.

Reference

  1. ^ Barrett, Kim E .; Barman, Susan M .; Boitano, Scott; Brooks, Heddwen L. (2012). Ganongova recenze lékařské fyziologie (24. vydání). New York: McGraw-Hill Medical. ISBN  978-0071780032.
  2. ^ A b Tortora, Gerard (2008). Principy anatomie a fyziologie (12. vyd.). Hoboken, N.J .: Wiley. str. 905–909. ISBN  978-0470-23347-4.
  3. ^ A b C Pocock, Gillian; Richards, Christopher D. (2006). Fyziologie člověka: základ medicíny (3. vyd.). Oxford: Oxford University Press. 332–336. ISBN  978-0-19-856878-0.
  4. ^ Tortora, G. J. a Derrickson, B. H., (2009). Principy anatomie a fyziologie - Údržba a kontinuita lidského těla. 12. vydání. Danvers: Wiley
  5. ^ Kuna, Samuel T (2000). „Respirační aktivace a mechanické účinky svalu hltanu zúženého“. Fyziologie dýchání. 119 (2–3): 155–161. doi:10.1016 / S0034-5687 (99) 00110-3. ISSN  0034-5687. PMID  10722858.
  6. ^ Hall, John (2011). Guyton a Hall učebnice lékařské fyziologie (12. vydání). Philadelphia, Pa .: Saunders / Elsevier. 505–510. ISBN  978-1-4160-4574-8.
  7. ^ Prasad, K.N. Udupa; editoval R.C. (1985). Stres a jeho zvládání pomocí jógy (2. rev. A enl. Ed.). Dillí: Motilal Banarsidass. str. 26 a násl. ISBN  978-8120800007. Citováno 17. července 2014.
  8. ^ Coates EL, Li A, Nattie EE. Rozšířená místa ventilačních chemoreceptorů mozkových kmenů. J Appl Physiol. 75 (1): 5–14, 1984.
  9. ^ Cordovez JM, Clausen C, Moore LC, Solomon, IC. Matematický model regulace pH (i) v centrálním CO2 chemorecepce. Adv Exp Med Biol. 605: 306–311, 2008.

externí odkazy