Andningscenter - Respiratory center
| Andningscenter | |
|---|---|
 Andningsgrupper i andningscentret och deras inflytande
| |
| Identifierare | |
| Maska | D012125 |
| Anatomisk terminologi | |
Den andningscentrum ligger i förlängda märgen och pons i hjärnstammen . Andningscentret består av tre stora andningsgrupper av nervceller , två i medulla och en i pons. I medulla är de andningsgruppen i ryggen och den ventrala andningsgruppen. I ponsen innehåller pontinens andningsgrupp två områden som kallas pneumotaxic center och apneustic center.
Andningscentret ansvarar för att generera och upprätthålla andningsrytmen, och även för att justera detta i homeostatisk respons på fysiologiska förändringar. Andningscentret tar emot input från kemoreceptorer , mekanoreceptorer , hjärnbarken och hypotalamus för att reglera andningshastigheten och djupet. Ingången stimuleras av förändrade nivåer av syre , koldioxid och pH i blodet , genom hormonella förändringar relaterade till stress och ångest från hypotalamus, och även genom signaler från hjärnbarken för att ge en medveten kontroll av andningen.
Skador på andningsgrupper kan orsaka olika andningsstörningar som kan kräva mekanisk ventilation och är vanligtvis förknippade med en dålig prognos.
Andningsgrupper
Andningscentret är uppdelat i tre huvudgrupper, två i medulla och en i pons. De två grupperna i medulla är andningsgruppen i ryggen och andningsgruppen i ventralen . I ponsen består pontinens andningsgrupp av två områden - det pneumotaxiska centrumet och det apneustiska centrumet. De rygg- och ventrala medullära grupperna styr andningens grundläggande rytm. Grupperna är ihopkopplade med en på vardera sidan av hjärnstammen.
Andningsgrupp i ryggen
Dorsal andningsgrupp (DRG) har den mest grundläggande rollen i kontrollen av andning och initierar inspiration (inandning). DRG är en samling neuroner som bildar en långsträckt massa som sträcker sig större delen av ryggmedulla. De är nära till centrala kanalen av ryggmärgen och precis bakom ventrala gruppen. De ställer in och bibehåller andningsfrekvensen .
De flesta nervceller är belägna i kärnan i det ensamma området . Andra viktiga nervceller finns i de intilliggande områdena inklusive retulär substans i medulla. Den ensamma kärnan är slutpunkten för sensorisk information som kommer från pontinens andningsgrupp och från två kranialnervar - vagusnerven och den glansofaryngeale nerven . Den ensamma kärnan skickar signaler till andningscentret från perifera kemoreceptorer , baroreceptorer och andra typer av receptorer i lungorna, särskilt stretchreceptorerna . Således ses andningsgruppen i ryggen som ett integrerande centrum som ger den ventrala andningsgruppens effekt för att modifiera andningsrytmen.
Ventral andningsgrupp
I medulla, den ventrala andnings gruppen (VRG) består av fyra grupper av neuroner som utgör utandnings (expiratorisk) område i andningskontroll. Detta område är i den ventrolaterala delen av medulla, cirka 5 mm främre och lateralt mot den dorsala andningsgruppen. De involverade neuronerna inkluderar de i kärnan ambiguus , kärnan retroambiguus och de internauronerna i pre-Bötzinger-komplexet .
VRG innehåller både inspirerande och andningsceller. Den ventrala andningsgruppen av nervceller är aktiv i kraftfull andning och inaktiv under tysta, vilande andningar. VRG skickar hämmande impulser till det apneustiska centrumet.
Andningsgrupp i Pontine
I pontine tegmentum i pons inkluderar pontine respiratory group (PRG) de pneumotaxiska och apneustiska centren. Dessa har kopplingar mellan dem, och från båda till den ensamma kärnan .
Pneumotaxiskt centrum
Det pneumotaxiska centrumet ligger i den övre delen av ponsarna. Dess kärnor är den subparabrachiala kärnan och den mediala parabrachialkärnan . Det pneumotaxiska centret styr både andningshastigheten och andningsmönstret. Det pneumotaxiska centrumet anses vara en antagonist mot det apneustiska centrumet (som ger onormal andning vid inandning) som inhiberar cykliskt inandning. Det pneumotaxiska centret ansvarar för att begränsa inspiration och tillhandahålla en inspirerande avstängning (IOS). Det begränsar utbrottet av åtgärdspotentialer i phrenic nerv , effektivt minskar tidvattenvolymen och reglerar andningsfrekvensen . Frånvaro av centrum resulterar i en ökning av andningsdjupet och en minskning av andningsfrekvensen.
Det pneumotaxiska centret reglerar mängden luft som kan tas in i kroppen i varje andetag. Andningsgruppen i ryggen har rytmiska utbrott av aktivitet som är konstanta i varaktighet och intervall. När en snabbare andningsfrekvens behövs signalerar det pneumotaxiska centrumet ryggens andningsgrupp att påskynda. När längre andetag behövs är aktiviteterna långsträckta. All information som kroppen använder för att hjälpa andningen sker i det pneumotaxiska centrumet. Om detta skadades eller på något sätt skadades skulle det andas nästan omöjligt.
En studie om detta ämne var på bedövade förlamade katter före och efter bilateral vagotomi . Ventilationen övervakades i vaken och bedövade katter andas luft eller CO2. Ventilationen övervakades både före och efter lesioner i det pneumatiska centrumområdet och efter efterföljande bilateral vagotomi. Katter med pontinskador hade en längre inhalationstid. Hos katter, efter anestesi och vagotomi, har pontintransaktion beskrivits som att man framkallar en långvarig utandningsutsläpp avbruten av korta utandningspauser. Hos råttor å andra sidan observerades detta andningsmönster varken in vivo eller in vitro efter anestesi, vagotomi och pontintransaktion. Dessa resultat antyder skillnader mellan arter mellan råtta och katt i pontinpåverkan på det medullära andningscentret.
Apneustiskt centrum
Det apneustiska centrumet för de nedre ponerna verkar främja inandning genom konstant stimulering av nervcellerna i medulla oblongata. Det apneustiska centret skickar signaler till rygggruppen i medulla för att fördröja '' avstängning, IOS-signal ( Inspiratory Off Switch ) från den inandningsramp som tillhandahålls av det pneumotaxiska centrumet. Den kontrollerar andningsintensiteten och ger positiva impulser till nervcellerna som är inblandade i inandning. Det apneustiska centrumet hämmas av lungsträckreceptorer och även av det pneumotaxiska centrumet. Det släpper också ut en hämmande impuls till det pneumotaxiska centrumet.
Andningsrytm
Andning är den repetitiva processen att ta luft in i lungorna och ta bort avfallsprodukter. Syret som förs in från luften är ett konstant, kontinuerligt behov av en organism för att upprätthålla livet. Detta behov finns fortfarande kvar under sömnen så att processen för denna process måste vara automatisk och vara en del av det autonoma nervsystemet . Andningen följs av andningen, vilket ger andningscykeln för inandning och utandning. Det finns tre faser av andningscykeln: inspiration, post-inspiration eller passiv utandning och sen eller aktiv utandning.
Antalet cykler per minut är andningsfrekvensen . Andningsfrekvensen ställs in i andningscentret av andningsgruppen i ryggen, i medulla, och dessa nervceller är mestadels koncentrerade i den ensamma kärnan som sträcker sig längden på medulla.
Andningens grundläggande rytm är den tysta, vilsam andning som kallas eupné . Tyst andning kräver bara aktiviteten hos rygggruppen som aktiverar membranet och de yttre interkostala musklerna . Utandning är passiv och är beroende av lungernas elastiska rekyl . När det metaboliska syrebehovet ökar blir inspiration mer kraftfull och nervcellerna i den ventrala gruppen aktiveras för att åstadkomma kraftig utandning . Andfåddhet kallas dyspné - motsatsen till eupné.
Klinisk signifikans
Depression av andningscentret kan orsakas av: hjärnskador , hjärnskador , hjärntumör eller ischemi . En depression kan också orsakas av droger inklusive opioider och lugnande medel .
Andningscentret kan stimuleras av amfetamin för att ge snabbare och djupare andetag. Normalt vid terapeutiska doser är denna effekt inte märkbar men kan vara uppenbar när andningen redan äventyras.
Se även
Referenser
Vidare läsning
- Levitzky, Michael G. (2002). Lungfysiologi (6: e upplagan). McGraw-Hill Professional. s. 193–4. ISBN 978-0-07-138765-1.
- Costanzo, Linda S. (2006). Fysiologi (3: e upplagan). Philadelphia, PA: Elsevier . sid. 224. ISBN 978-1-4160-2320-3.
- Shannon, Roger; Baekey, David M .; Morris, Kendall F .; Nuding, Sarah C .; Segers, Lauren S .; Lindsey, Bruce G. (2004). "Pontins andningsgrupps neuronutsläpp förändras under fiktiv hosta hos den decerebrata katten". Andningsfysiologi och neurobiologi . 142 (1): 43–54. doi : 10.1016 / j.resp.2004.05.002 . PMID 15351303 . S2CID 8425115 .