Functional Neuroanatomy de Respirație
În scopul de a înțelege control al respirației, este esențial să existe cunoștințe de bază despre ventilație alveolară și difuzie peste capilar alveolar membrane (de exemplu, eliminarea de dioxid de carbon si aportul de oxigen din aerul atmosferic conține 21% O2, 78% azot și 1% alte gaze inerte). O circulație pulmonară adecvată este esențială pentru a finaliza procesele de ventilație și difuzie alveolară., Sistemul respirator este format din trei interdependente și integrate componente: centrale, controlere situat in medulla ajutat de supramedullary structuri, inclusiv creierul influență, chemoreceptors periferice și pulmonare și a căilor aeriene superioare receptori; toracică burduf, constând dintr-respirator și alte toracice mușchii și inervație și oase; și plămâni, inclusiv în căile respiratorii.Legallois34 a descoperit în 1812 că respirația depinde de o regiune circumscrisă a medulei., După o perioadă intensă de cercetare în secolul al 19-lea pe centrii respiratori, în secolul 20 Lumsden,35,36 și, mai târziu, Pitts și colegii,de 37 de ani a pus bazele moderne concepte centrale respiratorii rețele neuronale. Pe baza de secționare la diferite niveluri ale creierului stem de pisici, Lumsden35,36 propus pneumotaxic și apneustic centre în pons și expirator și tragindu centrii în măduva spinării. Ulterior, grupul lui Pitts37 a concluzionat din experimentele cu pisici că centrele inspiratorii și expiratorii au fost localizate în formarea reticulară medulară.,
Există o strânsă interdependență între respirator,38-40 centrale autonome,5,41,42 și creierul inferior hypnogenic neurons43–50 în pontomedullary regiune. Neuronii hipnogenici hipotalamici și inferiori ai creierului sunt, de asemenea, conectați.51 conexiuni Reciproce există între hipotalamus, nucleul central al amigdalei, parabrachial și Kölliker-Siguranțe nuclee, si SNT de medulla (vezi fig. 7-1 și 7-2).8,41,52–54 În plus, SNT se conectează cu nucleus ambiguus și retroambigualis (vezi Fig. 7-2).,8,52-54 astfel, relațiile lor anatomice sugerează o interdependență funcțională strânsă între rețeaua autonomă Centrală și neuronii respiratori și hipnogeni. În plus, receptorii respiratori periferici (care apar din arborele pulmonar și traheobronchial) și chemoreceptorii (periferici și centrali) interacționează cu rețeaua autonomă centrală din regiunea NTS.38-40,55,56
este controlat de Respirație în timpul stării de veghe și somn de două separate și independente systems38–40,57–60: metabolice sau automat,39,40 și voluntară sau comportamentale.,60 atât sistemele metabolice, cât și cele voluntare funcționează în timpul vegherii, dar respirația în timpul somnului depinde în întregime de ritmicitatea inerentă a sistemului autonom (automat) de control respirator situat în medulla.57-59 controlul Voluntar este mediat prin sistemul comportamental care influențează ventilația în timpul stării de veghe, precum nonrespiratory functions61,62, cum ar fi fonație și vorbire. În plus, stimulul de veghe,care este probabil derivat din sistemul de activare reticulară ascendentă,63, 64 reprezintă un stimul tonic pentru ventilație în timpul vegherii., McNicholas și coworkers65 raportat că reticular sistem de excitare, care este, probabil, la fel ca în starea de veghe stimul,63,64,66 exercită o influență tonic asupra creierului stem respiratorii neuroni.
partea Superioară a trunchiului cerebral respiratorii neuroni sunt situate în porțiunea superioară pons, în regiunea parabrachial și Kölliker-Siguranțe nuclee (centrul pneumotaxic), iar în regiunea dorso de jos pons (centrul apneustic).56 acești doi centri influențează neuronii respiratori medulari automați, care cuprind două grupe principale.,38-40,55-59,67,68 dorsal respiratorii group (DRG), situat în SNT este responsabil în principal, dar nu exclusiv, pentru inspirație, și ventral respiratorii grup (VRG), situat în regiunea nucleus ambiguus și retroambigualis este responsabil atât pentru inspirație și expirație (Fig. 7-8). La VRG conține Botzinger complexe în porțiunea superioară a regiunii și pre-Botzinger regiunea imediat sub Botzinger complex, responsabil în principal pentru automate respiratorii ritmicitate ca acesti neuroni au intrinsecă stimulator cardiac activitate., Aceste respiratorii premotor neuroni în DRG și VRG trimite axoni care decussate sub obex și coborî în tractul reticulospinal în măduvei cervicale a măduvei spinării pentru a forma sinapse cu spinării respiratorii neuronii motorii inerveaza diverse musculaturii respiratorii (vezi fig. 7-3 și 7-4). Ritmogeneza respiratorie depinde de aportul tonic din structurile Periferice și centrale care converg asupra neuronilor medulari.,35,55,69,70 parasimpatic vagal afferents de periferice tractului respirator, carotidian și aortic corpul chemoreceptors periferice, centrale chemoreceptors situat pe ventrolateral suprafață de maduva spinarii lateral de piramidele, supramedullary (cerebel, creierul mijlociu, și pontine regiuni) structuri, și de activare reticular toate sistemele influența medular respiratorii neuroni pentru a reglementa rata, ritmul și amplitudinea respirației și a homeostaziei interne.5,55,56,70 figura 7-9 prezintă efectele diferitelor tulpini cerebrale și transecții vagale asupra modelelor ventilatorii.,sistemul de control voluntar al respirației originare din cortexul cerebral (sistemul forebrain și limbic) controlează respirația în timpul vegherii și are unele funcții nonrespiratorii.55,60,70 Acest sistem coboară cu corticobulbar și tractul corticospinal parțial automat medular sistem de control și la un anumit grad ambele se termină și se integrează acolo., Cu toate acestea, în primul rând coboară cu corticospinal la spinării respiratorii neuroni motori, în mare cervicale a măduvei spinării, de unde fibrele în cele din urmă se integreze cu reticulospinal fibre provenite de la automate medular respiratorii neuroni pentru netede, coordonat de funcționare a respirației în timpul stării de veghe.39,40,53,59,71
componenta burdufului toracic constă din oase toracice, țesut conjunctiv, membrane pleurale, mușchii intercostali și alți respiratori și nervii și vasele de sânge., Slăbiciunea musculară respiratorie joacă un rol critic în provocarea disfuncției somnului și a respirației dezordonate în somn în tulburările neuromusculare. Tabelul 7-2 enumeră mușchii respiratori. Principalul mușchi inspirator este diafragma (inervat de nervul frenic, format din motor rădăcinile C3, C4 și C5 celulele cornului anterior), asistată de externe mușchii intercostali (inervat de toracică motor rădăcini și nervi), care se extinde de bază din cavitatea toracică și plămâni în timpul liniștită, respirația normală. Expirarea este pasivă, care rezultă din reculul elastic al plămânilor., În timpul respirației forțate și efortului (de exemplu, dispnee și ortopnee), mușchii auxiliari ai respirației asistă respirația. Accesoriu muschii inspiratorii includ sternocleidomastoideus, trapez, și scalenus (anterior, mijlociu și posterior) precum și pectoral, serratus anterior, și latitissimus dorsi. Accesoriu expirator muschii constau interne intercostali și mușchii abdominali (de exemplu, rectus abdominis, oblice externe și interne, și transversus) inervate de toracică motor rădăcini și nervi., În mod normal, aceste trei componente respiratorii (controlere centrale, burdufuri toracice și plămâni) funcționează fără probleme într-o manieră automată pentru a permite schimbul de gaze (transferul de O2 în sânge și eliminarea CO2 în atmosferă) pentru ventilație, difuzie și perfuzie. Minute de ventilație este definită ca fiind cantitatea de aer suflat pe minut, care este egal cu aproximativ 6 L; aproximativ 2 L de ședere în spațiu mort anatomic, format din căile respiratorii superioare și gura, și 4 L a participa la schimbul de gaze în milioane de alveole constituie ventilație alveolară., Insuficiența respiratorie poate apărea ca urmare a disfuncției oriunde în cadrul acestor trei componente majore ale sistemelor de control respirator.