Idi na sadržaj

Respiratorni centar

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Respiratorni centar
Respiratorne grupe u respiratornom centru i njihov uticaj
Identifikatori
MeSHD012125
Anatomska terminologija

Respiratorni centar se nalazi u produženoj moždini i ponsu, u moždanom stablu. Respiratorni centar se sastoji od tri glavne respiratorne grupe neurona, dva u produženoj moždini i jednog u ponsu. U produženoj moždini to su dorzalna respiratorna grupa i ventralna respiratorna grupa. U ponsu, pontska respiratorna grupa uključuje dva područja poznata kao pneumotaksični centar i apneustički centar. Respiratorni centar je odgovoran za generiranje i održavanje ritma disanja, kao i za njegovo prilagođavanje u homeostatskom odgovoru na fiziološke promjene. Respiratorni centar prima signale od hemoreceptora, mehanoreceptora, moždane kore i hipotalamusa kako bi regulisao brzinu i dubinu disanja. Ulaz stimuliraju promijenjeni nivoi kisika, ugljik-dioksida i pH krvi, hormonske promjene povezane sa stresom i anksioznost iz hipotalamusa, a također i signali iz moždane kore koji daju svjesnu kontrolu disanja.

Povreda respiratornih grupa može uzrokovati različite poremećaje disanja koji mogu zahtijevati mehaničku ventilaciju i obično je povezana sa lošom prognozom.

Respiratorne grupe

[uredi | uredi izvor]

Respiratorni centar je podijeljen u tri glavne grupe, dvije u produženoj moždini i jednu u ponsu. Dvije grupe u produženoj moždini su dorzalna respiratorna grupa i ventralna respiratorna grupa. U ponsu, pontinska respiratorna grupa se sastoji od dva područja - pneumotaktičkog centra i apneustičkog centra. Dorzalna i ventralna medularna grupa kontrolišu osnovni ritam disanja.[1][2] Grupe su uparene, po jedna sa svake strane moždanog stabla.[3]

Dorzalna respiratorna grupa

[uredi | uredi izvor]
Solitarna jezgra trakta u dorzalnoj respiratornoj grupi i jezgra ambiguus ventralne respiratorne grupe prikazane su na svojim položajima na produženoj moždini.

Dorzalna respiratorna grupa (DRG) ima najosnovniju ulogu u kontroli disanja, inicirajući inspiraciju (udisanje). DRG je skup neurona koji formiraju izduženu masu koja se proteže većim dijelom dužine dorzalne medule. Nalaze se blizu centralnog kanala kičmene moždine, i odmah iza ventralne grupe. Oni postavljaju i održavaju frekvenciju disanja.[4][5]

Većina neurona se nalazi u jezgru solitarnog trakta. Drugi važni neuroni se nalaze u susjednim područjima, uključujući retikularnu supstancu produžene moždine. Solitarno jezgro je krajnja tačka za senzorne informacije koje dolaze iz pontinske respiratorne grupe i iz dva kranijalna živca – vagusnog živca i glosofaringealnog živca. Solitarno jezgro šalje signale u respiratorni centar iz perifernih hemoreceptora, baroreceptora i drugih tipova receptora u plućima, posebno receptora istezanja. Stoga se dorzalna respiratorna grupa smatra integrirajućim centrom koji daje izlaz ventralnoj respiratornoj grupi za modifikaciju ritma disanja.[6]

Ventralna respiratorna grupa

[uredi | uredi izvor]

VRG održava konstantan ritam disanja stimulirajući dijafragmu i vanjske međurebarne mišiće na kontrakciju, što rezultira udisajem.[7] U produženoj moždini, ventralna respiratorna grupa (VRG) sastoji se od četiri grupe neurona koji čine izdisajno (ekspiracijsko) područje respiratorne kontrole. Ovo područje se nalazi u ventrolateralnom dijelu produžene moždine, oko 5 mm ispred i lateralno od dorzalne respiratorne grupe. Uključeni neuroni uključuju one u nucleus ambiguus, nucleus retroambiguus i interneurone u pre-Bötzingerovom kompleksu.

VRG sadrži i inspiratorne i ekspiracijske neurone.[4][6] Ventralna respiratorna grupa neurona je aktivna pri snažnom disanju, a neaktivna tokom mirnog, tihog disanja.[1] VRG šalje inhibitorne impulse u apneustični centar.

Pontska respiratorna grupa

[uredi | uredi izvor]

U pontskom tegmentumu u ponsu, pontska respiratorna grupa (PRG) uključuje pneumotaktični i apneustički centar. Oni imaju veze između sebe i oba formiraju solitarno jezgro.[8]

Pneumotaksični centar

[uredi | uredi izvor]

Pneumotaksični centar nalazi se u gornjem dijelu ponsa. Njegova jezgra su subparabrahijalna jezgra i medijalno parabrahijalno jezgro.[9] Pneumotaksički centar kontroliše i brzinu i obrazac disanja. Pneumotaksički centar se smatra antagonistom apneustičkog centra (koji proizvodi abnormalno disanje tokom udisaja), ciklično inhibirajući udisanje. Pneumotaksički centar je odgovoran za ograničavanje inspiracije, pružajući inspiratorni prekidač za isključivanje (IOS).[10] Ograničava nalet akcijskih potencijala u freničnom nervu, efektivno smanjujući tidalni volumen i regulišući brzinu disanja. Odsustvo centra rezultira povećanjem dubine i smanjenjem brzine disanja. Pneumotaksični centar reguliše količinu zraka koja se može unijeti u tijelo sa svakim udahom. Dorzalna respiratorna grupa ima ritmičke nalete aktivnosti koji su konstantnog trajanja i intervala.[11] Kada je potrebno brže disanje, pneumotaksijski centar signalizira dorzalnoj respiratornoj grupi da ga ubrza. Kada su potrebni duži udisaji, naleti aktivnosti su produženi. Sve informacije koje tijelo koristi za pomoć disanju dešavaju se u pneumotaksičkom centru. Ako bi on bio oštećen ili na bilo koji način narušen, disanje bi bilo gotovo nemoguće.

Jedna studija na ovu temu provedena je na anesteziranim paraliziranim mačkama prije i nakon bilateralne vagotomije. Ventilacija je praćena kod budnih i anesteziranih mačaka koje su udisale zrak ili CO
2. Ventilacija je praćena i prije i nakon lezija u području pneumatskog centra i nakon naknadne bilateralne vagotomije. Mačke s pontinnim lezijama imale su produženo trajanje udisaja.[12] Kod mačaka, nakon anestezije i vagotomije, pontska transakcija je opisana kao izazivanje dugotrajnih inspiratornih pražnjenja prekinutih kratkim ekspiratornim pauzama. S druge strane, kod pacova, nakon anestezije, vagotomije i pontske transakcije, ovaj obrazac disanja nije uočen, ni in vivo ni in vitro. Ovi rezultati ukazuju na međuvrsne razlike između pacova i mačaka u uticaju ponsa na medulski respiratorni centar.[13]

Apnejski centar

[uredi | uredi izvor]

Apneustički centar donjeg ponsa izgleda potiče udisanje konstantnom stimulacijom neurona u produženoj moždini. Apneustički centar šalje signale dorzalnoj grupi u produženoj moždini kako bi odgodio 'isključivanje', signal 'prekidača za isključivanje udisaja' (IOS) inspiratorne rampe koju osigurava pneumotaksički centar. On kontrolira intenzitet disanja, dajući pozitivne impulse neuronima uključenim u udisanje. Apneustički centar je inhibiran plućnim receptorima istezanja, kao i pneumotaksičkim centrom. Također, on šalje inhibitorni impuls pneumotaksičkom centru.

Respiratorni ritam

[uredi | uredi izvor]

Disanje je ponavljajući proces unošenja zraka u pluća i izbacivanja otpadnih proizvoda. Kisik unesen iz zraka je stalna, kontinuirana potreba organizma za održavanje života. Ova potreba je i dalje prisutna tokom spavanja, tako da funkcionisanje ovog procesa mora biti automatsko i biti dio autonomnog nervnog sistema. Udah je praćen izdahom, što daje respiratorni ciklus udisaja i izdisaja. Postoje tri faze respiratornog ciklusa: udisaj, postinspiracija ili pasivni izdisaj i kasni ili aktivni izdisaj.[14][15] Broj ciklusa u minuti je respiratorna frekvencija. Frekvenciju disanja određuje u respiratornom centru dorzalna respiratorna grupa, u produženoj moždini, a ovi neuroni su uglavnom koncentrirani u solitarnom jezgru koje se proteže dužinom produžene moždine.[4] Osnovni ritam disanja je tiho, opušteno disanje poznato kao eupneja. Tiho disanje zahtijeva samo aktivnost dorzalne grupe koja aktivira toraksnu dijafragmu i vanjske međurebarne mišiće. Izdisaj je pasivan i oslanja se na elastični trzaj pluća. Kada se metabolička potreba za kisikom poveća, udisaj postaje snažniji i neuroni u ventralnoj grupi se aktiviraju. kako bi izazvali snažan izdisaj.[1] Kratkoća daha se naziva dispneja – suprotno od eupneje.

Klinički značaj

[uredi | uredi izvor]

Depresiju respiratornog centra mogu uzrokovati: trauma mozga, oštećenje mozga, tumor mozga ili ishemija. Depresiju također mogu uzrokovati lijekovi, uključujući opioide i sedative. Respiratorni centar može biti stimuliran amfetaminom, što dovodi do bržeg i dubljeg disanja.[16] Normalno, pri terapijskim dozama, ovaj efekat nije primjetan, ali može biti evidentan kada je disanje već ugroženo.[16]

Također pogledajte

[uredi | uredi izvor]

Reference

[uredi | uredi izvor]
  1. 1 2 3 Tortora, G; Derrickson, B (2011). Principles of anatomy & physiology (13th. izd.). Wiley. str. 906–909. ISBN 9780470646083.
  2. ↑ Pocock, Gillian; Richards, Christopher D. (2006). Human physiology : the basis of medicine (3rd izd.). Oxford: Oxford University Press. str. 332. ISBN 978-0-19-856878-0.
  3. ↑ Saladin, Kenneth (2012). Anatomy Physiology The Unity of Form and Function. McGraw-Hill Education. str. 868–871. ISBN 9780073378251.
  4. 1 2 3 Hall, John (2011). Guyton and Hall textbook of medical physiology (12th izd.). Philadelphia, Pa.: Saunders/Elsevier. str. 505–510. ISBN 978-1-4160-4574-8.
  5. ↑ Saladin, K (2011). Human anatomy (3rd izd.). McGraw-Hill. str. 646–647. ISBN 9780071222075.
  6. 1 2 Koeppen, Bruce M.; Stanton, Bruce A. (18. 1. 2017). Berne and Levy Physiology E-Book (jezik: engleski). Elsevier Health Sciences. ISBN 9780323523400.
  7. ↑ Betts, J. Gordon; Young, Kelly A.; Wise, James A.; Johnson, Eddie; Poe, Brandon; Kruse, Dean H.; Korol, Oksana; Johnson, Jody E.; Womble, Mark (20. 4. 2022). "22.3 The Process of Breathing - Anatomy and Physiology 2e | OpenStax". openstax.org (jezik: English). Pristupljeno 20. 3. 2024.CS1 održavanje: nepoznati jezik (link)
  8. ↑ Song, G; Poon, CS (15. 11. 2004). "Functional and structural models of pontine modulation of mechanoreceptor and chemoreceptor reflexes". Respiratory Physiology & Neurobiology. 143 (2–3): 281–92. doi:10.1016/j.resp.2004.05.009. PMID 15519561. S2CID 38265906.
  9. ↑ Song, Gang; Yu, Yunguo; Poon, Chi-Sang (2006). "Cytoarchitecture of Pneumotaxic Integration of Respiratory and Nonrespiratory Information in the Rat". Journal of Neuroscience. 26 (1): 300–10. doi:10.1523/JNEUROSCI.3029-05.2006. PMC 6674322. PMID 16399700.
  10. ↑ Dutschmann, M; Dick, TE (oktobar 2012). "Pontine mechanisms of respiratory control". Comprehensive Physiology. 2 (4): 2443–69. doi:10.1002/cphy.c100015. PMC 4422496. PMID 23720253.
  11. ↑ Dutschmann, Mathias (2011). Comprehensive Physiology. [Bethesda, Md.]: John Wiley and Sons. ISBN 978-0-470-65071-4.
  12. ↑ Gautier, H; Bertrand, F (1975). "Respiratory effects of pneumatic center lesions and subsequent vagotomy in chronic cats". Respiration Physiology. 23 (1): 71–85. doi:10.1016/0034-5687(75)90073-0. PMID 1129551.
  13. ↑ Monteau, R.; Errchidi, S.; Gauthier, P.; Hilaire, G.; Rega, P. (1989). "Pneumotaxic centre and apneustic breathing: Interspecies differences between rat and cat". Neuroscience Letters. 99 (3): 311–6. doi:10.1016/0304-3940(89)90465-5. PMID 2725956. S2CID 42790256.
  14. ↑ Mörschel, M; Dutschmann, M (12. 9. 2009). "Pontine respiratory activity involved in inspiratory/expiratory phase transition". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 364 (1529): 2517–26. doi:10.1098/rstb.2009.0074. PMC 2865127. PMID 19651653.
  15. ↑ Ramirez, JM; Dashevskiy, T; Marlin, IA; Baertsch, N (decembar 2016). "Microcircuits in respiratory rhythm generation: commonalities with other rhythm generating networks and evolutionary perspectives". Current Opinion in Neurobiology. 41: 53–61. doi:10.1016/j.conb.2016.08.003. PMC 5495096. PMID 27589601.
  16. 1 2 Westfall DP, Westfall TC (2010). "Miscellaneous Sympathomimetic Agonists". u Brunton LL, Chabner BA, Knollmann BC (ured.). Goodman & Gilman's Pharmacological Basis of Therapeutics (12th izd.). New York, USA: McGraw-Hill. ISBN 9780071624428.

Dopunska literatura

[uredi | uredi izvor]
  • Levitzky, Michael G. (2002). Pulmonary Physiology (6th izd.). McGraw-Hill Professional. str. 193–4. ISBN 978-0-07-138765-1.
  • Costanzo, Linda S. (2006). Physiology (3rd izd.). Philadelphia, PA: Elsevier. str. 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). "Pontine respiratory group neuron discharge is altered during fictive cough in the decerebrate cat". Respiratory Physiology & Neurobiology. 142 (1): 43–54. doi:10.1016/j.resp.2004.05.002. PMID 15351303. S2CID 8425115.

Šablon:Respiratorna fiziologija Šablon:Produžena moždina Šablon:Pons

Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Respiratorni_centar&oldid=3769641"