শ্বাসের স্নায়বিক ও রাসায়নিক নিয়ন্ত্রণ

শ্বাসপ্রশ্বাস একটি স্বয়ংক্রিয়, ছন্দময় মোটর ক্রিয়া যা বিপাকীয় চাহিদার সাথে বায়ুচলাচলকে মেলাতে অবিচ্ছিন্নভাবে সামঞ্জস্য করা হয়। এই ক্ষেত্রটি বর্ণনা করে যে কীভাবে ব্রেনস্টেম নিউরনের একটি নেটওয়ার্ক শ্বাসযন্ত্রের ছন্দ তৈরি করে এবং কীভাবে সেই ছন্দটি ধমনীর কার্বন ডাই অক্সাইড, অক্সিজেন এবং pH নিরীক্ষণকারী রাসায়নিক সেন্সর দ্বারা এবং ফুসফুস ও শ্বাসনালী থেকে যান্ত্রিক ও প্রতিচ্ছবি প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে নিয়ন্ত্রিত হয়।

Definition

শ্বাসের স্নায়বিক এবং রাসায়নিক নিয়ন্ত্রণ হলো ব্রেনস্টেমের ছন্দ-উৎপাদনকারী সার্কিটগুলির সাথে কেমোসেন্সরি এবং মেকানোসেন্সরি প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে শ্বাসযন্ত্রের ছন্দ এবং গভীরতার সমন্বিত নিয়ন্ত্রণ, যা ধমনীর রক্তে গ্যাস এবং pH-কে সংকীর্ণ সীমার মধ্যে রাখতে কাজ করে।

Scope

এই ক্ষেত্রটি পাঠককে শ্বাসযন্ত্র নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার প্রধান উপাদানগুলির সাথে পরিচিত করে তোলে: ব্রেনস্টেমের কেন্দ্রীয় প্যাটার্ন জেনারেটর, কেন্দ্রীয় কেমোরিসেপ্টর যা মস্তিষ্কের এক্সট্রা সেলুলার এবং সেরিব্রোস্পাইনাল-ফ্লুইড pH/CO2 অনুভব করে, পেরিফেরাল কেমোরিসেপ্টর যা ধমনীর অক্সিজেন এবং CO2 অনুভব করে, বুকের প্রাচীর এবং ফুসফুস থেকে মেকানোরিসেপ্টর এবং প্রোপ্রিওসেপটিভ প্রতিক্রিয়া, এবং স্বয়ংক্রিয় প্রতিচ্ছবি যা শ্বাসনালীকে রক্ষা করে এবং শ্বাসপ্রশ্বাসকে কার্ডিওভাসকুলার নিয়ন্ত্রণের সাথে সংযুক্ত করে। এটি একটি ধারণাগত ওভারভিউ; অবদানকারী প্রক্রিয়াগুলি বিষয় এন্ট্রিগুলিতে বিস্তারিতভাবে বর্ণনা করা হয়েছে।

Sub-topics

• স্বায়ত্তশাসিত শ্বাসযন্ত্রের প্রতিবর্ত ক্রিয়া
• কেন্দ্রীয় কেমোরিসেপশন
• পেরিফেরাল কেমোরিসেপ্টর
• প্রোপ্রিওসেপ্টিভ ফিডব্যাক এবং নিয়ন্ত্রণ
• শ্বাস-প্রশ্বাসের প্যাটার্ন তৈরি হওয়া

Core questions

• শ্বাসযন্ত্রের ছন্দ কোথায় এবং কীভাবে উৎপন্ন হয়?
• কেন্দ্রীয় এবং পেরিফেরাল কেমোরিসেপ্টরগুলি CO2, O2 এবং pH-এর পরিবর্তনগুলি কীভাবে অনুভব করে এবং প্রতিক্রিয়া জানায়?
• ফুসফুস এবং বুকের প্রাচীর থেকে যান্ত্রিক প্রতিক্রিয়া কীভাবে শ্বাসপ্রশ্বাসের ধরণকে প্রভাবিত করে?
• সুরক্ষামূলক এবং স্বয়ংক্রিয় প্রতিচ্ছবিগুলি স্বয়ংক্রিয় শ্বাসপ্রশ্বাসের সাথে কীভাবে সমন্বিত হয়?

Key concepts

• শ্বাসযন্ত্রের কেন্দ্রীয় প্যাটার্ন জেনারেটর
• প্রি-বটজিংগার কমপ্লেক্স
• কেন্দ্রীয় কেমোরিসেপশন
• পেরিফেরাল কেমোরিসেপশন
• হেরিং-ব্রুয়ার রিফ্লেক্স
• কেমোরিফ্লেক্স ফিডব্যাক লুপ
• CO2 এবং O2-এর প্রতি ভেন্টিলেটরি প্রতিক্রিয়া
• ধমনীর রক্তে গ্যাসের নেতিবাচক-প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ

Mechanisms

শ্বাসপ্রশ্বাসের ছন্দ ব্রেনস্টেম নিউরনের একটি নেটওয়ার্ক থেকে উদ্ভূত হয়, যেখানে ভেন্ট্রোলেটারাল মেডুলার প্রি-বটজিংগার কমপ্লেক্সকে শ্বাসপ্রশ্বাসের ছন্দ তৈরির একটি কেন্দ্র হিসাবে চিহ্নিত করা হয়েছে। এই ছন্দটি পার্শ্ববর্তী পন্টোমেডুলারি সার্কিট দ্বারা গঠিত হয় এবং প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে অবিচ্ছিন্নভাবে নিয়ন্ত্রিত হয়। রেট্রোট্র্যাপেজয়েড নিউক্লিয়াস এবং অন্যান্য ব্রেনস্টেম সাইটে কেন্দ্রীভূত কেন্দ্রীয় কেমোরিসেপ্টরগুলি CO2 বৃদ্ধি এবং pH হ্রাস সনাক্ত করে এবং বিশ্রামের সময় শ্বাসপ্রশ্বাসের প্রধান চালিকা শক্তি গঠন করে। ক্যারোটিড বডিতে পেরিফেরাল কেমোরিসেপ্টরগুলি ধমনীর হাইপোক্সেমিয়া এবং CO2/pH-এর প্রতি দ্রুত প্রতিক্রিয়া জানায়, যা কেমোরিফ্লেক্সের দ্রুত-কার্যকরী অংশ সরবরাহ করে। ফুসফুসের মেকানোরিসেপ্টর এবং বুকের প্রাচীরের প্রোপ্রিওসেপ্টরগুলি ফুসফুসের আয়তন এবং শ্বাসপ্রশ্বাসের প্রচেষ্টা সম্পর্কে তথ্য দেয়, শ্বাসপ্রশ্বাস বন্ধ করে এবং ধরণকে স্থিতিশীল করে। এই সংকেতগুলি ব্রেনস্টেমে একটি নেতিবাচক-প্রতিক্রিয়া ব্যবস্থা হিসাবে একত্রিত হয় যা ধমনীর গ্যাসের চাপ এবং pH রক্ষা করে।

Clinical relevance

শ্বাসযন্ত্রের নিয়ন্ত্রণ বোঝা শ্বাসপ্রশ্বাসের ব্যাধি যেমন কেন্দ্রীয় এবং অবস্ট্রাকটিভ স্লিপ অ্যাপনিয়া, পর্যায়ক্রমিক শ্বাসপ্রশ্বাস এবং দীর্ঘস্থায়ী ফুসফুসের রোগের ভেন্টিলেটরি পরিণতি ব্যাখ্যা করার জন্য মৌলিক। এই এন্ট্রিটি শারীরবিদ্যা এবং নিয়ন্ত্রণ প্রক্রিয়াগুলি কীভাবে অধ্যয়ন করা হয় তা বর্ণনা করে; এটি কোনো ব্যক্তির রোগ নির্ণয় বা চিকিৎসার জন্য একটি নির্দেশিকা নয়।

Evidence & guidelines

এখানে সংক্ষিপ্ত কাঠামোটি প্রাথমিক নিউরোফিজিওলজি (উদাহরণস্বরূপ প্রি-বটজিংগার কমপ্লেক্সের সনাক্তকরণ) এবং ব্যাপক বর্ণনামূলক পর্যালোচনা এবং শারীরবিদ্যার পাঠ্যপুস্তকগুলির উপর ভিত্তি করে তৈরি হয়েছে যা কয়েক দশকের প্রাণী এবং মানুষের কাজকে সংশ্লেষিত করে। এটি ক্লিনিকাল অনুশীলন নির্দেশিকাগুলির পরিবর্তে যান্ত্রিক বোঝাপড়াকে প্রতিফলিত করে।

History

একটি বিচ্ছিন্ন ব্রেনস্টেম শ্বাসযন্ত্র কেন্দ্রের ধারণা উনিশ শতক এবং বিশ শতকের প্রথম দিকের ব্রেনস্টেম ট্রান্সেকশন এবং ক্ষত অধ্যয়নের সময় থেকে এসেছে। ফুসফুসের স্ফীতির মাধ্যমে শ্বাসপ্রশ্বাসের প্রতিচ্ছবি নিয়ন্ত্রণ হেরিং এবং ব্রুয়ার ১৮৬০-এর দশকে বর্ণনা করেছিলেন। আধুনিক কাজ স্থির কেন্দ্রগুলির ধারণা থেকে বিতরণকৃত, মিথস্ক্রিয়াকারী নিউরোনাল নেটওয়ার্কগুলির দিকে সরে এসেছে, যা ১৯৯১ সালে প্রি-বটজিংগার কমপ্লেক্সকে একটি ছন্দ-উৎপাদনকারী কেন্দ্র হিসাবে চিহ্নিত করার মাধ্যমে স্পষ্ট হয়েছে।

Key figures

• Jack L. Feldman
• Jeffrey C. Smith
• Patrice G. Guyenet
• Eugene Nattie

Seminal works

• smith-1991
• feldman-2013
• guyenet-2014

Frequently asked questions

বিশ্রামের সময় সাধারণত শ্বাসপ্রশ্বাসের তাগিদ কী দ্বারা চালিত হয়?

বিশ্রামের সময় প্রধান উদ্দীপক হলো ধমনীর কার্বন ডাই অক্সাইড যা মস্তিষ্কের pH অনুভবকারী কেন্দ্রীয় কেমোরিসেপ্টরগুলির মাধ্যমে কাজ করে; যখন ধমনীর অক্সিজেন কমে যায় তখন অক্সিজেন-সংবেদনশীল পেরিফেরাল কেমোরিসেপ্টরগুলি আরও গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে।

শ্বাসপ্রশ্বাস কি সম্পূর্ণরূপে স্বয়ংক্রিয়?

মৌলিক ছন্দ স্বয়ংক্রিয় এবং ব্রেনস্টেমে উৎপন্ন হয়, তবে এটি রাসায়নিক এবং যান্ত্রিক প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে অবিচ্ছিন্নভাবে সামঞ্জস্য করা হয় এবং স্বেচ্ছায় এবং আচরণগত ও আবেগগত ইনপুট দ্বারা এটিকে অতিক্রম করা যেতে পারে।