المستقبلات الكيميائية المحيطية

المستقبلات الكيميائية المحيطية هي أعضاء حسية متخصصة في الدورة الدموية الشريانية – بشكل رئيسي الأجسام السباتية، مع مساهمة أصغر من الأجسام الأبهرية – تكتشف التغيرات في الأكسجين الشرياني وثاني أكسيد الكربون ودرجة الحموضة (pH). وهي المستشعرات الرئيسية في الجسم لنقص تأكسج الدم الشرياني وتوفر الجزء سريع الاستجابة من الانعكاس الكيميائي.

Definition

المستقبلات الكيميائية المحيطية هي تراكيب حسية شريانية، بشكل رئيسي الأجسام السباتية، حيث تكتشف خلاياها الكبية الانخفاضات في الأكسجين الشرياني والتغيرات في ثاني أكسيد الكربون/درجة الحموضة وتطلق زيادات انعكاسية في التهوية والتدفق الودي.

Scope

يتناول هذا المدخل موقع وبنية الأجسام السباتية والأبهرية، والمحفزات التي تستشعرها، والآلية الخلوية لاستشعار الأكسجين في الخلايا الكبية، والانعكاسات التنفسية والذاتية الناتجة. يتم تغطية استشعار ثاني أكسيد الكربون/درجة الحموضة داخل الدماغ تحت عنوان الاستقبال الكيميائي المركزي.

Core questions

• أين تقع المستقبلات الكيميائية المحيطية وكيف يتم تعصيبها؟
• ما هي المحفزات التي تستجيب لها، وبأي سرعة؟
• كيف تحول الخلايا الكبية نقص الأكسجين إلى إشارة عصبية؟
• ما هي الاستجابات الانعكاسية التي تتبع تنشيطها؟

Key concepts

• الجسم السباتي
• الأجسام الأبهرية
• الخلايا الكبية (النوع الأول)
• العصب الجيبي السباتي
• الاستجابة التنفسية لنقص الأكسجة
• قنوات البوتاسيوم الحساسة للأكسجين
• الطرف السريع للانعكاس الكيميائي

Key theories

استشعار الأكسجين في الخلايا الكبية والتحويل الإفرازي

تكتشف الخلايا من النوع الأول (الخلايا الكبية) في الجسم السباتي انخفاض الأكسجين الشرياني، وتزيل استقطابها من خلال تثبيط قنوات البوتاسيوم الحساسة للأكسجين، وتطلق النواقل العصبية، وتحفز الألياف الواردة للعصب الجيبي السباتي، محولةً إشارة كيميائية إلى دافع تنفسي وذاتي انعكاسي.

Mechanisms

تقع الأجسام السباتية عند تشعب الشرايين السباتية المشتركة وتُروى بغزارة. تستشعر خلاياها من النوع الأول (الخلايا الكبية) الانخفاضات في ضغط الأكسجين الشرياني، وتستجيب أيضًا لارتفاع ثاني أكسيد الكربون وانخفاض درجة الحموضة. يثبط نقص الأكسجة قنوات البوتاسيوم الحساسة للأكسجين، مما يؤدي إلى إزالة استقطاب الخلايا الكبية ويحفز تدفق الكالسيوم وإطلاق النواقل العصبية مثل ATP والأسيتيل كولين على النهايات الواردة للعصب الجيبي السباتي. تنتقل الإشارات عبر العصب البلعومي اللساني إلى النواة الانفرادية، مما ينتج عنه زيادة سريعة في التهوية وفي النشاط الودي. نظرًا لموقعها وتدفق الدم العالي فيها، تستجيب المستقبلات الكيميائية المحيطية في غضون ثوانٍ، مكملةً الاستجابة المركزية الأبطأ لثاني أكسيد الكربون وتوفر بشكل أساسي الدافع التنفسي بأكمله عندما يكون الأكسجين الشرياني منخفضًا بشكل خطير.

Clinical relevance

تكمن وظيفة المستقبلات الكيميائية المحيطية وراء الاستجابة التنفسية للارتفاعات العالية ولأمراض نقص تأكسج الدم، وقد ارتبط تغير نشاط الجسم السباتي بحالات تتضمن زيادة في النشاط الودي. هذا المدخل هو فيزيولوجيا وصفية ولا يقدم إرشادات تشخيصية أو علاجية.

Evidence & guidelines

تم إثبات الآليات من خلال الفيزيولوجيا الكهربية الخلوية، ودراسات الأعضاء المعزولة، وتجارب نقص الأكسجة البشرية، وتم تجميعها في مراجعات شاملة. تمثل هذه أدلة ميكانيكية وليست إرشادات سريرية.

History

أظهر كورنيل هيمانز في عشرينيات وثلاثينيات القرن الماضي أن مناطق السباتي والأبهر تتحكم انعكاسيًا في التنفس استجابةً لكيمياء الدم، وهو عمل حاز على جائزة نوبل عام 1938. حددت الأبحاث اللاحقة الخلايا الكبية كعناصر حسية وأوضحت تدريجيًا الأساس الجزيئي لاستشعار الأكسجين.

Debates

تحديد هوية المستشعر الأولي للأكسجين

لقد نوقش في المختبرات المختلفة المستشعر الجزيئي الدقيق للأكسجين في الخلايا الكبية – والأدوار النسبية لإشارات الميتوكوندريا، وأنواع الأكسجين التفاعلية، وقنوات البوتاسيوم المحددة.

Key figures

• José López-Barneo
• Nanduri R. Prabhakar
• Prem Kumar
• Corneille Heymans

Seminal works

• kumar-prabhakar-2012
• guyenet-2014

Frequently asked questions

ماذا تستشعر المستقبلات الكيميائية المحيطية بشكل رئيسي؟

إنها المستشعرات الرئيسية في الجسم لانخفاض الأكسجين الشرياني، وتستجيب أيضًا لارتفاع ثاني أكسيد الكربون وانخفاض درجة الحموضة، مما يوفر زيادة انعكاسية سريعة في التنفس.

لماذا هي مهمة في الارتفاعات العالية؟

في الارتفاعات العالية، يحفز انخفاض الأكسجين الشرياني الأجسام السباتية، والتي تدفع الزيادة في التهوية التي تساعد في الحفاظ على توصيل الأكسجين.