Autonome Atemreflexe

Autonome Atemreflexe sind schnelle, weitgehend unwillkürliche Reaktionen, die die Atemwege schützen und die Atmung mit der kardiovaskulären Kontrolle koordinieren. Dazu gehören Husten und der Irritationsreflex, Bronchokonstriktion, der Tauch- und Larynxreflex sowie die Kopplung der Atmung mit Herzfrequenz und sympathischem Ausstrom, die größtenteils über vagale Afferenzen vermittelt und im Hirnstamm integriert werden.

Definition

Autonome Atemreflexe sind unwillkürliche, hauptsächlich vagal vermittelte Reflexe, die die Atemwege schützen und die Atmung mit der autonomen kardiovaskulären Funktion integrieren, koordiniert innerhalb von Hirnstammkreisläufen, die auf dem Nucleus tractus solitarius zentriert sind.

Scope

Dieser Eintrag behandelt Reflexe, die das Atmungssystem mit der autonomen Kontrolle verbinden: Atemwegsschutzreflexe, die durch Reizstoffe und mechanische Stimulation ausgelöst werden, sowie die Integration der Atmung in die autonome kardiovaskuläre Regulation. Die Rückkopplung des Lungenvolumens wird unter propriozeptiver Rückkopplung und Chemoreflexe unter den Chemorezeptor-Themen behandelt.

Core questions

• Welche Reflexe schützen die Atemwege und was löst sie aus?
• Wie werden diese Reflexe im Hirnstamm integriert?
• Wie ist die Atmung mit Herzfrequenz und sympathischer Aktivität gekoppelt?
• Wie interagieren Chemoreflexe mit autonomen kardiovaskulären Reflexen?

Key concepts

• Hustenreflex
• Irritations-(schnell adaptierende) Rezeptoren
• Laryngealer Schutzreflex
• Reflektorische Bronchokonstriktion
• Respiratorische Sinusarrhythmie
• Nucleus tractus solitarius
• Respiratorisch-sympathische Kopplung

Key theories

Hirnstammintegration vagaler respiratorischer Afferenzen

Vagale Afferenzen aus den Atemwegen und der Lunge konvergieren auf den Nucleus tractus solitarius, wo sie integriert und an respiratorische und autonome prämotorische Schaltkreise weitergeleitet werden, um Schutzreflexe und die respiratorisch-kardiovaskuläre Kopplung zu organisieren.

Chemoreflex-Kopplung von Atmung und sympathischem Ausstrom

Die Aktivierung peripherer Chemorezeptoren erhöht sowohl die Ventilation als auch die sympathische Aktivität, was die gemeinsame Hirnstammkontrolle von respiratorischen und autonomen Reaktionen verdeutlicht.

Mechanisms

Sensorische Endigungen in den Atemwegen reagieren auf Reizstoffe, mechanische Stimulation und Entzündungsmediatoren. Schnell adaptierende (Irritations-)Rezeptoren und bronchopulmonale C-Fasern leiten über den Vagus zum Nucleus tractus solitarius und lösen Schutzreaktionen aus, darunter Husten, den Exspirationsreflex, reflektorische Bronchokonstriktion, erhöhte Atemwegssekretion und Kehlkopfverschluss. Derselbe Hirnstammknoten integriert die respiratorische und kardiovaskuläre Kontrolle, wodurch eine respiratorische Sinusarrhythmie entsteht, bei der die Herzfrequenz mit dem Atemzyklus variiert, und koordiniert den Atemantrieb mit dem sympathischen und parasympathischen Ausstrom. Die Chemorezeptoraktivierung aktiviert diese gemeinsame Schaltkreis, wodurch gleichzeitig die Ventilation erhöht und der kardiovaskuläre Tonus angepasst wird. Diese Reflexe sind größtenteils unwillkürlich und wirken schnell, um die Atemwege zu verteidigen und die Homöostase aufrechtzuerhalten.

Clinical relevance

Atemwegsschutz- und autonome Reflexe sind relevant für das Verständnis von Husten, Atemwegsreaktionen auf Reizstoffe und Wechselwirkungen zwischen Atmung und Herz. Dieser Eintrag ist eine deskriptive Physiologie, die erklärt, wie diese Reflexe funktionieren und untersucht werden; er ist keine Grundlage für die Diagnose oder Behandlung einer Einzelperson.

Evidence & guidelines

Die Reflexe werden durch afferente Ableitungen, Reflexphysiologie bei Tieren und Menschen sowie integrative Übersichten über vagale Bahnen und chemoreflex-autonome Kopplung charakterisiert. Dies sind mechanistische Erkenntnisse und keine klinischen Praxisleitlinien.

History

Der Reflexschutz der Atemwege, einschließlich des Hustens und der Reaktionen auf Atemwegsreizungen, wurde durch Studien des 20. Jahrhunderts über vagale Afferenzen charakterisiert, wobei John Widdicombe zu den zentralen Mitwirkenden gehörte. Parallele Arbeiten zur respiratorischen Sinusarrhythmie und zu Chemoreflex-Effekten auf den Kreislauf etablierten die enge Integration der respiratorischen und autonomen Kontrolle im Hirnstamm.

Key figures

• Patrice G. Guyenet
• Leszek Kubin
• John Widdicombe

Seminal works

• guyenet-2014
• kubin-2006

Frequently asked questions

Was löst den Hustenreflex aus?

Die Stimulation von reizempfindlichen Rezeptoren und sensorischen Nervenendigungen in den Atemwegen durch mechanische oder chemische Reizstoffe aktiviert einen vagalen Reflex, der im Hirnstamm integriert ist und Husten zur Reinigung der Atemwege hervorruft.

Was ist respiratorische Sinusarrhythmie?

Es ist die normale zyklische Variation der Herzfrequenz mit der Atmung – die Herzfrequenz steigt tendenziell während der Inspiration und fällt während der Exspiration – was die integrierte Kontrolle von Atmung und autonomem Nervensystem im Hirnstamm widerspiegelt.