Kontroll av ventilation

Kontroll av ventilation är de fysiologiska mekanismer som är involverade i kontroll av andning , vilket är luftens rörelse in i och ut ur lungorna. Ventilation underlättar andningen. Andning hänvisar till användningen av syre och balansering av koldioxid av kroppen som helhet, eller av enskilda celler i cellandning .

Andningens viktigaste funktion är tillförseln av syre till kroppen och balansering av koldioxidnivåerna. Under de flesta förhållanden partialtrycket av koldioxid (PCO2), eller koncentrationen av koldioxid, andningsfrekvensen .

De perifera kemoreceptorerna som upptäcker förändringar i nivåerna av syre och koldioxid finns i de arteriella aortakropparna och halspulsådarna . Centrala kemoreceptorer är i första hand känsliga för förändringar i blodets pH (till följd av förändringar i nivåerna av koldioxid) och de är belägna på medulla oblongata nära de medullära andningsgrupperna i andningscentrumet . Information från de perifera kemoreceptorerna förmedlas längs nerverna till andningscentrumets andningsgrupper. Det finns fyra andningsgrupper, två i medulla och två i pons . De två grupperna i pons är kända som den pontinska andningsgruppen .

  1. Dorsal andningsgrupp – i medulla
  2. Ventral andningsgrupp – i medulla
  3. Pneumotaxiskt centrum – olika kärnor i pons
  4. Apneuscentrum – kärnan i pons

Från andningscentrumet aktiveras andningsmusklerna , särskilt diafragman , för att få luft att röra sig in och ut ur lungorna.

Kontroll av andningsrytmen

Ventilationsmönster

Andningscentrum och dess grupper av nervceller

Andning är normalt en omedveten, ofrivillig, automatisk process. Mönstret av motoriska stimuli under andning kan delas in i ett inandningssteg och ett utandningssteg . Inandning visar en plötslig, stegrad ökning av motorisk flytning till andningsmusklerna (och svalgets sammandragningsmuskler) . Före slutet av inandningen sker en nedgång i och slutet av motorurladdningen. Utandningen är vanligtvis tyst, förutom vid höga andningsfrekvenser .

Andningscentret i hjärnstammens märg och pons styr andningshastigheten och -djupet (andningsrytmen) genom olika ingångar. Dessa inkluderar signaler från de perifera kemoreceptorerna och centrala kemoreceptorerna; från vagusnerven och glossofarynxnerven som bär input från lungsträckreceptorerna och andra mekanoreceptorer i lungorna . samt signaler från hjärnbarken och hypotalamus .

  • Märg
  • Pons
    • pneumotaxiskt centrum .
      • Koordinerar hastigheten för inandning och utandning
      • Skickar hämmande impulser till inandningsområdet
      • Inblandad i finjustering av andningsfrekvens.
    • apneustiskt centrum
      • Koordinerar hastigheten för inandning och utandning.
      • Skickar stimulerande impulser till inandningsområdet – aktiverar och förlänger inandningar
      • Åsidosatt av pneumotaxisk kontroll från det apneustiska området till slutet av inandningen

Kontroll av ventilationsmönster

Ventilation är normalt omedveten och automatisk, men kan åsidosättas av medvetna alternativa mönster . Sålunda kan känslorna orsaka gäspningar, skratt, suckar (etc.), social kommunikation orsakar tal, sång och vissling, medan helt frivilliga åsidosättanden används för att blåsa ut ljus och hålla andan (till exempel för att simma under vattnet). Hyperventilering kan vara helt frivillig eller som svar på emotionell agitation eller ångest, när det kan orsaka det plågsamma hyperventilationssyndromet . Den frivilliga kontrollen kan även påverka andra funktioner som pulsen som vid yoga och meditation .

Andningsmönstret modifieras också tillfälligt av komplexa reflexer som nysningar, ansträngningar, rapningar, hosta och kräkningar.

Bestämningsfaktorer för andningshastighet

Ventilationshastigheten ( respiratorisk minutvolym ) är noggrant kontrollerad och bestäms främst av blodnivåerna av koldioxid som bestäms av metabolisk hastighet . Blodnivåer av syre blir viktiga vid hypoxi . Dessa nivåer avkänns av centrala kemoreceptorer på ytan av medulla oblongata för minskat pH (indirekt från ökningen av koldioxid i cerebrospinalvätska ), och de perifera kemoreceptorerna i artärblodet för syre och koldioxid. Afferenta neuroner från de perifera kemoreceptorerna är via den glossofaryngeala nerven (CN IX) och vagusnerven (CN X).

Koncentrationen av koldioxid (CO 2 ) stiger i blodet när den metaboliska användningen av syre (O 2 ), och produktionen av CO 2 ökar vid till exempel träning. CO 2 i blodet transporteras till stor del som bikarbonatjoner (HCO 3 − ) genom omvandling först till kolsyra (H 2 CO 3 ), av enzymet kolsyraanhydras och sedan genom disassociation av denna syra till H + och HCO 3 − . Uppbyggnad av CO 2 orsakar därför en likvärdig uppbyggnad av de disassocierade vätejonerna, vilket per definition sänker blodets pH. pH-sensorerna på hjärnstammen reagerar omedelbart på detta pH-fall, vilket gör att andningscentrum ökar andningshastigheten och andningsdjupet . Konsekvensen är att partialtrycket av CO 2 (P CO 2 ) inte förändras från att vila går in i träning. Under mycket kortvariga anfall av intensiv träning orsakar frisättningen av mjölksyra till blodet av de tränande musklerna ett fall i blodplasmans pH, oberoende av ökningen av P CO 2 , och detta kommer att stimulera lungventilationen tillräckligt för att hålla blodets pH-konstant på bekostnad av en sänkt PCO2 .

Mekanisk stimulering av lungorna kan utlösa vissa reflexer som upptäckts i djurstudier. Hos människor verkar dessa vara viktigare hos nyfödda och ventilerade patienter, men av liten relevans för hälsan. Tonen i andningsmuskeln tros moduleras av muskelspindlar via en reflexbåge som involverar ryggmärgen.

Läkemedel kan i hög grad påverka andningshastigheten. Opioider och anestetika tenderar att sänka ventilationen genom att minska det normala svaret på förhöjda koldioxidnivåer i artärblodet. Stimulerande medel som amfetamin kan orsaka hyperventilering .

Graviditet tenderar att öka ventilationen (sänker plasmakoldioxidspänningen under normala värden). Detta beror på ökade progesteronnivåer och resulterar i ökat gasutbyte i moderkakan .

Feedbackkontroll

Receptorer spelar viktiga roller i regleringen av andning och inkluderar de centrala och perifera kemoreceptorerna och lungsträckreceptorer, en typ av mekanoreceptorer .

  • Centrala kemoreceptorer i det centrala nervsystemet, belägna på den ventrolaterala märgytan, är känsliga för pH i sin miljö.
  • Perifera kemoreceptorer fungerar viktigast för att detektera variation av PO2 i det arteriella blodet , förutom att detektera arteriell P CO 2 och pH.
  • Mekanoreceptorer är lokaliserade i luftvägarna och parenkym , och är ansvariga för en mängd olika reflexsvar. Dessa inkluderar:
    • Hering -Breuer-reflexen som avslutar inandning för att förhindra överuppblåsning av lungorna och reflexreaktionerna av hosta , luftvägsförträngning och hyperventilering .
    • De övre luftvägsreceptorerna är ansvariga för reflexsvar såsom nysningar , hosta, stängning av glottis och hicka .
    • Ryggmärgsreflexsvaren inkluderar aktivering av ytterligare andningsmuskler som kompensation, flämtande respons, hypoventilation och en ökning av andningsfrekvens och volym .
    • Nasopulmonella och nasotorakala reflexer reglerar andningsmekanismen genom att fördjupa andningen. Utlöst av luftflödet, lufttrycket i näsan och luftens kvalitet, överförs impulser från nässlemhinnan av trigeminusnerven till andningscentrumet i hjärnstammen , och den genererade responsen överförs till bronkerna , de interkostala musklerna och diafragman .
    • Huvudets paradoxala reflex där plötslig uppblåsning av lungan orsakar en övergående andningsansträngning eller flämtning.

Vidare läsning

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Control_of_ventilation&oldid=1136239460 "