Chémorécepteurs périphériques

Les chémorécepteurs périphériques sont des organes sensoriels spécialisés situés dans la circulation artérielle — principalement les corps carotidiens, avec une contribution moindre des corps aortiques — qui détectent les changements d'oxygène artériel, de dioxyde de carbone et de pH. Ils constituent les principaux capteurs de l'hypoxémie artérielle de l'organisme et représentent le bras à réponse rapide du chémoréflexe.

Definition

Les chémorécepteurs périphériques sont des structures sensorielles artérielles, principalement les corps carotidiens, dont les cellules glomiques détectent les baisses d'oxygène artériel et les variations de CO2/pH et déclenchent des augmentations réflexes de la ventilation et de l'activité sympathique.

Scope

Cette entrée aborde la localisation et la structure des corps carotidiens et aortiques, les stimuli qu'ils détectent, le mécanisme cellulaire de la chimiodétection de l'oxygène dans les cellules glomiques, ainsi que les réflexes ventilatoires et autonomes qui en résultent. La détection du CO2/pH au sein du cerveau est traitée dans la section sur la chémoréception centrale.

Core questions

• Où sont situés les chémorécepteurs périphériques et comment sont-ils innervés ?
• À quels stimuli répondent-ils et à quelle vitesse ?
• Comment les cellules glomiques transforment-elles un faible taux d'oxygène en signal neural ?
• Quelles réponses réflexes découlent de leur activation ?

Key concepts

• Corps carotidien
• Corps aortiques
• Cellules glomiques (de type I)
• Nerf du sinus carotidien
• Réponse ventilatoire hypoxique
• Canaux potassiques sensibles à l'oxygène
• Bras rapide du chémoréflexe

Key theories

Chimiodétection de l'oxygène par les cellules glomiques et transduction sécrétoire

Les cellules de type I (glomiques) du corps carotidien détectent un faible taux d'oxygène artériel, se dépolarisent par l'inhibition des canaux potassiques sensibles à l'oxygène, libèrent des neurotransmetteurs et excitent les fibres afférentes du nerf du sinus carotidien, convertissant un signal chimique en une commande respiratoire et autonome réflexe.

Mechanisms

Les corps carotidiens sont situés à la bifurcation des artères carotides communes et sont richement perfusés. Leurs cellules de type I (glomiques) détectent les réductions de la tension artérielle en oxygène et répondent également à une augmentation du CO2 et à une diminution du pH. L'hypoxie inhibe les canaux potassiques sensibles à l'oxygène, dépolarisant les cellules glomiques et déclenchant un afflux de calcium et la libération de neurotransmetteurs tels que l'ATP et l'acétylcholine sur les terminaisons afférentes du nerf du sinus carotidien. Les signaux voyagent via le nerf glossopharyngien jusqu'au noyau du tractus solitaire, produisant une augmentation rapide de la ventilation et de l'activité sympathique. En raison de leur emplacement et de leur débit sanguin élevé, les chémorécepteurs périphériques répondent en quelques secondes, complétant la réponse centrale plus lente au CO2 et fournissant essentiellement l'intégralité de la commande ventilatoire lorsque l'oxygène artériel est dangereusement bas.

Clinical relevance

La fonction des chémorécepteurs périphériques est à la base de la réponse ventilatoire à la haute altitude et aux maladies hypoxémiques, et une activité altérée du corps carotidien a été associée à des conditions impliquant une augmentation de l'activité sympathique. Cette entrée relève de la physiologie descriptive et ne fournit pas de conseils diagnostiques ou thérapeutiques.

Evidence & guidelines

Les mécanismes sont établis à partir de l'électrophysiologie cellulaire, d'études sur des organes isolés et d'expériences d'hypoxie humaine, synthétisés dans des revues exhaustives. Ceux-ci représentent des preuves mécanistiques plutôt que des lignes directrices cliniques.

History

Corneille Heymans a démontré dans les années 1920 et 1930 que les régions carotidiennes et aortiques contrôlent de manière réflexe la respiration en réponse à la chimie sanguine, travaux reconnus par le prix Nobel de 1938. Les recherches ultérieures ont identifié les cellules glomiques comme les éléments sensoriels et ont progressivement clarifié la base moléculaire de la chimiodétection de l'oxygène.

Debates

L'identité du capteur d'oxygène primaire

Le capteur moléculaire d'oxygène précis dans les cellules glomiques — ainsi que les rôles relatifs de la signalisation mitochondriale, des espèces réactives de l'oxygène et des canaux potassiques spécifiques — a fait l'objet de débats entre les laboratoires.

Key figures

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

Seminal works

• kumar-prabhakar-2012
• guyenet-2014

Frequently asked questions

Que détectent principalement les chémorécepteurs périphériques ?

Ils sont les principaux capteurs du corps pour un faible taux d'oxygène artériel et répondent également à une augmentation du CO2 et à une diminution du pH, provoquant une augmentation réflexe rapide de la respiration.

Pourquoi sont-ils importants en haute altitude ?

En altitude, la baisse de l'oxygène artériel stimule les corps carotidiens, ceux-ci entraînent l'augmentation de la ventilation qui contribue à maintenir l'apport d'oxygène.