Toiminnallisen Neuroanatomian Hengityksen
jotta ymmärtää, että valvonta hengitys, se on tärkeää saada perustiedot siitä, keuhkorakkuloiden tuuletus ja diffuusion kautta keuhkorakkuloiden kapillaari kalvot (eli poistamaan hiilidioksidia ja happea päässä ilmakehän ilma sisältää 21% O2, 78% typpeä ja 1% muita jalokaasuja). Riittävä keuhkoverenkierto on välttämätön alveolaarisen ilmanvaihdon ja diffuusion prosessien loppuun saattamiseksi., Hengityselinten järjestelmä koostuu kolmesta toisiinsa ja integroitu osia: keski-ohjaimet sijaitsee ydinjatke apunaan supramedullary rakenteet, mukaan lukien etuaivojen vaikuttaa, perifeerinen chemoreceptors, ja keuhkojen ja ylempien hengitysteiden reseptoreihin; rinta-palkeet, joka koostuu hengitys-ja muut rintakehän lihakset ja niiden hermotus ja luut; ja keuhkot, mukaan lukien airways.
Legallois34 löysi vuonna 1812, että hengitys riippuu sidotun alueen ydin., Jälkeen intensiivinen tutkimus in the 19th century hengitysteiden keskukset, 20-luvulla Lumsden,35,36 ja myöhemmin Pitts ja työtoverit,37 loi perustan modernin käsitteet keski hengitysteiden hermosolujen verkostojen. Perustuu leikkaus-eri tasoilla aivorungon kissoja, Lumsden35,36 ehdotettu pneumotaxic ja apneustic keskukset pons ja uloshengityksen ja huohottaen keskuksia ydinjatke. Myöhemmin, Pitts’ group37 päätellä kokeiluja kissojen kanssa, että sisäänhengityksen ja uloshengityksen keskukset sijaitsivat medullaarinen reticular muodostumista.,
– Siellä on lähellä keskinäisiä suhteita hengitysteiden,38-40 keski-autonominen,5,41,42 ja alemman aivorungon hypnogenic neurons43–50 pontomedullary alueella. Myös hypotalamuksen ja alemman aivorungon hypnogeeniset neuronit ovat yhteydessä toisiinsa.51 Vastavuoroiset yhteydet välillä on hypotalamuksen, keski ydin amygdala, parabrachial ja Kölliker-Sulake ytimet, ja NTS ydin (ks Viikunoita. 7-1 ja 7-2).8,41,52–54 lisäksi NTS yhdistää nucleus ambiguus ja retroambigualis (ks. 7-2).,8,52–54 Näin ollen niiden anatomiset suhteet viittaavat siihen, lähellä toiminnallinen keskinäinen riippuvuus keskuudessa keski-autonomisen verkko-ja hengitys-ja hypnogenic neuronien. Lisäksi perifeeristen hengitysteiden reseptoreihin (jotka johtuvat keuhkojen ja henkitorven ja keuhkoputkien puu) ja chemoreceptors (perifeerinen ja keskeinen) vuorovaikutuksessa keski-autonomisen verkon alueella NTS.38-40,55,56,
Hengitys on ohjattu aikana wakefulness ja nukkua kaksi erillistä ja itsenäistä systems38–40,57–60: aineenvaihdunnan tai automaattinen,39,40 ja vapaaehtoisia tai käyttäytymiseen.,60 Sekä aineenvaihdunnan ja vapaaehtoiset järjestelmät toimivat aikana wakefulness, mutta hengitys unen aikana on täysin riippuvainen luonnostaan rhythmicity autonomisen (automaattinen) hengityselinten ohjausjärjestelmä sijaitsee ydinjatke.57-59 Vapaaehtoinen valvonta on välittyvät käyttäytymiseen järjestelmä, joka vaikuttaa ilmanvaihdon aikana wakefulness sekä nonrespiratory functions61,62, kuten phonation ja puhe. Lisäksi valveen ärsyke, joka on luultavasti peräisin nouseva reticular aktivoimalla järjestelmä,63,64 edustaa tonic ärsyke ilmanvaihto aikana valveillaolon., McNicholas ja coworkers65 todettu, että reticular kiihottumisen järjestelmä, joka on luultavasti sama kuin valveen ärsyke,63,64,66 kykenee tonic vaikutus aivojen varsi hengitysteiden neuronien.
Ylempi aivorungon hengitysteiden neuronien sijaitsevat kielihaarakkeen pons, alueella parabrachial ja Kölliker-ytimet Sulake (pneumotaxic center), ja dorsolateral alueen alemman pons (apneustic center).56 nämä kaksi keskusta vaikuttavat automaattisiin medullaarisiin hengitysteiden neuroneihin, jotka muodostavat kaksi pääryhmää.,38-40,55-59,67,68, selkä hengitystie-ryhmä (DRG) sijaitsee NTS on vastuussa pääasiassa, mutta ei yksinomaan, inspiraatiota, ja vatsa hengitys-ryhmä (VRG) sijaitsee alueella nucleus ambiguus ja retroambigualis on vastuussa sekä sisään-ja uloshengityksen (Fig. 7-8). Myös VRG sisältää Botzinger monimutkainen kielihaarakkeen alueella ja pre-Botzinger alue välittömästi alapuolella Botzinger monimutkainen, vastaa lähinnä automaattinen hengitysteiden rhythmicity kuin nämä neuronit on luontainen tahdistimen toimintaa., Nämä hengitysteiden premotor neuronien DRG ja VRG lähettää aksoneja, jotka decussate alla obex ja laskeudutaan reticulospinal kirjoitusten vuonna ventrolateraalinen kohdunkaulan selkäydin muodostavat synapsien selkärangan hengitysteiden moottori neuronit hermottavat eri hengitysteiden lihaksia (ks Viikunoita. 7-3 ja 7-4). Hengitysrytmogeneesi riippuu toonisen tulo perifeeristen ja keskusrakenteiden lähentyvät medullary neuronien.,35,55,69,70 parasympaattisen vagaalinen afferents reuna-hengityksensuojaimet, kaulavaltimon ja aortan kehon ääreisosien chemoreceptors, keski chemoreceptors sijaitsee ventrolateraalinen pinta ydin sivusuunnassa, jotta pyramidit, supramedullary (etuaivot, keskiaivojen, ja pontine alueilla) rakenteita, ja reticular aktivoimalla järjestelmien kaikki vaikuttaa medullaarinen hengitysteiden neuronien säännellä syke, rytmi ja amplitudi hengitys ja sisäisen homeostaasin.5,55,56,70 Kuva 7-9 osoittaa erilaisten aivorungon ja vagaalisten transaktioiden vaikutukset hengityselimiin.,
vapaaehtoinen valvonta järjestelmään hengitys peräisin aivokuori (etuaivot ja limbisen järjestelmän) valvontaa hengityksen aikana wakefulness ja on joitakin nonrespiratory toimintoja.55,60,70 Tämä järjestelmä laskeutuu kanssa corticobulbar ja corticospinal kirjoitusten osittain automaattinen medullaarinen valvonta järjestelmä ja jonkin verran sekä lakkauttaa ja yhdistää siellä., Kuitenkin, se ensisijaisesti laskeutuu kanssa corticospinal tract selkärangan hengitysteiden moottori neuronien, korkea kohdunkaulan selkäydin, jossa kuidut lopulta integroida reticulospinal kuidut ovat peräisin automaattinen medullaarinen hengitysteiden neuronien sileä, koordinoitua toimintaa hengityksen aikana valveillaolon.39,40,53,59,71
rinta-palkeet komponentti koostuu rintakehän luut, sidekudoksen, keuhkopussin kalvoja, kylkiluiden ja muut hengityselinten lihaksia ja hermoja ja verisuonia., Hengitysteiden lihasten heikkous on tärkeä rooli aiheuttaa unen häiriöt ja unenaikaisten hengitys, hermo häiriöt. Taulukossa 7-2 luetellaan hengityslihakset. Tärkein sisäänhengityksen lihas on pallea (hermottamiin palleahermon, joka muodostuu moottorin juuret C3, C4 ja C5 anterior sarvi solujen), jota avustaa ulkoinen väliset lihakset (hermottamiin rintakehä moottori juuret ja hermoja), joka laajentaa ydin rintaontelossa ja keuhkoissa aikana hiljainen normaali hengitys. Vanheneminen on passiivista, mikä johtuu keuhkojen elastisesta rekyylistä., Aikana pakko-ja effortful hengitys (esim. hengenahdistus ja orthopnea), lisävarusteen lihaksia hengitystä apuna hengitys. Lisävaruste sisäänhengityksen lihakset ovat sternocleidomastoideus, trapezius, ja scalenus (anterior -, keski -, ja taka) sekä pectoralis, serratus anterior, ja latitissimus dorsi. Lisävaruste uloshengityksen lihaksia koostuvat sisäisistä kylkiluiden ja vatsan lihaksia (esim., rectus vatsan, ulkoinen ja sisäinen vino, ja transversus vatsan) hermotettu rintakehä moottori juuret ja hermoja., Normaalisti, nämä kolme hengitysteiden osat (keski-ohjaimet, rinnan palkeet, ja keuhkot) toiminto sujuvasti automaattinen tavalla mahdollistaa kaasujen vaihtoa (siirto O2 vereen ja poistaminen CO2 ilmakehään) ilmanvaihto -, diffuusio -, ja perfuusio. Minuuttiventilaatio on määritelty määrä ilmaa hengittää minuutissa, mikä vastaa noin 6 L, noin 2 L jäädä anatominen kuollut tila, mukaan lukien ylempien hengitysteiden ja suun, ja 4 L osallistua kaasun vaihtoa miljoonia keuhkorakkuloihin muodostaa alveolaarisen ventilaation., Hengitysvajaus voi johtua toimintahäiriöstä missä tahansa näiden kolmen pääkomponentin hengityselimissä.