الاستجابات التنفسية للإجهاد الفسيولوجي

يغطي هذا المجال كيفية تعديل الجهاز التنفسي للتنفس للدفاع عن تبادل الغازات وتوازن الحمض والقاعدة عندما يتعرض الجسم للتحدي. سواء كان الإجهاد هو الطلب الأيضي المتزايد للتمرين، أو انخفاض الأكسجين المستنشق في الارتفاعات العالية، أو حالة التحكم المتغيرة للنوم، أو اضطراب الحمض والقاعدة الأولي، فإن متحكم التنفس يعيد وزن مدخلاته الكيميائية والعصبية للحفاظ على الأكسجين الشرياني وثاني أكسيد الكربون ودرجة الحموضة (pH) ضمن الحدود المقبولة.

Definition

الاستجابات التنفسية للإجهاد الفسيولوجي هي التعديلات المنظمة في التهوية ونمط التنفس التي يحافظ بها نظام التحكم التنفسي على غازات الدم الشرياني ودرجة الحموضة (pH) عندما تنحرف المتطلبات الأيضية أو البيئية أو الكيميائية عن ظروف الراحة.

Scope

يوجه هذا المدخل القارئ إلى أربع استجابات إجهاد متكاملة يتم تناولها بالتفصيل من خلال عقد مواضيعها: فرط التنفس أثناء التمرين، والتأقلم التهوي للارتفاع ونقص الأكسجة، وتعديل التحكم التنفسي عبر حالات النوم، والتعويض التنفسي عن اضطراب الحمض والقاعدة والاستجابة له. إنها خريطة مفاهيمية لفسيولوجيا الجهاز التنفسي التكاملية، وليست إرشادات سريرية.

Sub-topics

• الارتفاع والتأقلم
• فرط التنفس الرياضي
• الاستجابات التنفسية لاضطرابات الحمض-القاعدة
• النوم والتحكم التنفسي

Core questions

• كيف تتطابق التهوية مع الطلب الأيضي المتزايد للتمرين بدقة بحيث يتم الدفاع عن غازات الدم الشرياني تقريبًا؟
• كيف يتكيف الجسم مع انخفاض الأكسجين المستنشق في الارتفاع على مدار ساعات إلى أسابيع؟
• كيف يتغير التحكم التنفسي بين اليقظة والنوم، ولماذا يهم هذا لاستقرار التنفس؟
• كيف يعوض التنفس اضطراب الحمض والقاعدة الأيضي الأولي، وكيف يتم التعرف على مساهمته الخاصة في الاضطراب؟

Key concepts

• التحكم بالانعكاس الكيميائي (المستقبلات الكيميائية المركزية والطرفية)
• تنظيم التهوية بالتغذية الأمامية والتغذية الراجعة
• كسب الحلقة واستقرار التهوية
• التأقلم التهوي لنقص الأكسجة
• التعويض التنفسي لاضطراب الحمض والقاعدة
• التحكم في التنفس المعتمد على الحالة

Mechanisms

عبر هذه الضغوط، يعمل متحكم مشترك: مستقبلات كيميائية مركزية تستشعر درجة الحموضة (pH) في السائل الخلالي للدماغ والسائل الدماغي الشوكي (مدفوعة بثاني أكسيد الكربون الشرياني)، ومستقبلات كيميائية طرفية في الأجسام السباتية تستشعر الأكسجين الشرياني وثاني أكسيد الكربون ودرجة الحموضة (pH)، ومدخلات عصبية من المراكز العليا والأطراف الممارسة للرياضة. يربط فرط التنفس أثناء التمرين التهوية بمعدل الأيض من خلال إشارات التغذية الأمامية والتغذية الراجعة؛ يؤدي التعرض للارتفاع إلى استجابة تهوية نقص الأكسجة الحادة التي تتضخم بعد ذلك على مدار أيام عن طريق التأقلم؛ يسحب النوم دافع اليقظة ويزيد من اعتماد النظام على التغذية الراجعة الكيميائية، مما يغير الاستقرار؛ وتجند اضطرابات الحمض والقاعدة المستقبلات الكيميائية لتغيير التهوية وبالتالي ثاني أكسيد الكربون الشرياني. تطور كل عقدة موضوعية الإشارات المحددة لإجهادها.

Clinical relevance

يُعد فهم هذه الاستجابات المتكاملة أساسًا لتفسير غازات الدم الشرياني، واختبارات الجهد، والتعرض للارتفاع، واضطرابات التنفس المرتبطة بالنوم. تصف المادة الفسيولوجيا الطبيعية والمجهدة والآليات الكامنة وراء العلامات السريرية؛ وهي محتوى مرجعي وتعليمي وليست أساسًا للتشخيص أو العلاج الفردي.

Evidence & guidelines

تستند الفسيولوجيا التكاملية الملخصة هنا إلى مراجعات شاملة للتحكم في التهوية أثناء التمرين، ونقص الأكسجة المزمن، والفيزيولوجيا المرضية لانقطاع التنفس أثناء النوم، وتقييم الحمض والقاعدة. حيثما يكون لاستجابة الإجهاد ترجمة سريرية مباشرة، مثل مرض الارتفاع الحاد، توجد إرشادات ممارسة سريرية رسمية ويتم الاستشهاد بها ضمن عقدة الموضوع ذات الصلة.

History

نشأت فسيولوجيا الجهاز التنفسي التكاملية من دراسات القرنين التاسع عشر والعشرين للتحكم الكيميائي في التنفس ومن بعثات الارتفاعات العالية التي وثقت التأقلم. أثبت عمل منتصف القرن العشرين أن الأجسام السباتية والمستقبلات الكيميائية المركزية هي مستشعرات الانعكاس الكيميائي، ووسعت الأبحاث اللاحقة الإطار ليشمل التمرين والنوم وتنظيم الحمض والقاعدة، معتبرة إياها اختلافات في نظام تحكم مشترك.

Key figures

• John B. West
• Jerome A. Dempsey
• Hubert V. Forster

Seminal works

• forster-2012
• west-2017
• dempsey-2010
• berend-2014

Frequently asked questions

ما الذي يربط بين استجابات الإجهاد التنفسي المختلفة؟

تتشارك في متحكم مشترك للتنفس يدمج إشارات المستقبلات الكيميائية المركزية والطرفية مع المدخلات العصبية، ويعيد وزن هذه المدخلات للدفاع عن الأكسجين الشرياني وثاني أكسيد الكربون ودرجة الحموضة (pH) تحت كل نوع من أنواع الإجهاد.

هل هذا المجال يتعلق بالمرض؟

لا. إنه يتعلق بالفسيولوجيا الطبيعية والمجهدة والآليات التي تفسر كيفية تكيف التنفس؛ يتم الإشارة إلى الحالات السريرية فقط لتوضيح الفسيولوجيا.