स्वायत्त श्वसन प्रतिवर्त (ऑटोनोमिक रेस्पिरेटरी रिफ्लेक्सिस)

स्वायत्त श्वसन प्रतिवर्त तीव्र, बड़े पैमाने पर अनैच्छिक प्रतिक्रियाएं हैं जो वायुमार्ग की रक्षा करती हैं और हृदय संबंधी नियंत्रण के साथ श्वास का समन्वय करती हैं। इनमें खांसी और जलन प्रतिवर्त, ब्रोन्कोकन्सट्रिक्शन (bronchoconstriction), डाइविंग और स्वरयंत्र प्रतिवर्त, और हृदय गति तथा सहानुभूति प्रवाह के साथ श्वसन का युग्मन शामिल है, जिनमें से अधिकांश वेगस अभिवाही (vagal afferents) के माध्यम से मध्यस्थ होते हैं और ब्रेनस्टेम (brainstem) में एकीकृत होते हैं।

Definition

स्वायत्त श्वसन प्रतिवर्त अनैच्छिक, मुख्य रूप से वेगस-मध्यस्थ प्रतिवर्त होते हैं जो वायुमार्ग की रक्षा करते हैं और स्वायत्त हृदय संबंधी कार्य के साथ श्वास को एकीकृत करते हैं, जो न्यूक्लियस ट्रैक्टस सोलिटेरियस (nucleus tractus solitarius) पर केंद्रित ब्रेनस्टेम सर्किट के भीतर समन्वित होते हैं।

Scope

यह प्रविष्टि उन प्रतिवर्तों को शामिल करती है जो श्वसन प्रणाली को स्वायत्त नियंत्रण से जोड़ते हैं: जलन और यांत्रिक उत्तेजना से उत्पन्न वायुमार्ग सुरक्षात्मक प्रतिवर्त, और स्वायत्त हृदय संबंधी विनियमन के साथ श्वास का एकीकरण। फेफड़ों की मात्रा का प्रतिपुष्टि (lung-volume feedback) उचित रूप से प्रोप्रियोसेप्टिव प्रतिपुष्टि (proprioceptive feedback) के तहत और कीमोरिफ्लेक्सिस (chemoreflexes) कीमोरिसेप्टर विषयों के तहत कवर किया गया है।

Core questions

• कौन से प्रतिवर्त वायुमार्ग की रक्षा करते हैं, और उन्हें क्या ट्रिगर करता है?
• ये प्रतिवर्त ब्रेनस्टेम में कैसे एकीकृत होते हैं?
• श्वास हृदय गति और सहानुभूति गतिविधि से कैसे जुड़ा है?
• कीमोरिफ्लेक्स स्वायत्त हृदय संबंधी प्रतिवर्तों के साथ कैसे परस्पर क्रिया करते हैं?

Key concepts

• खांसी प्रतिवर्त
• जलन (तेजी से अनुकूलन करने वाले) रिसेप्टर्स
• स्वरयंत्र सुरक्षात्मक प्रतिवर्त
• प्रतिवर्त ब्रोन्कोकन्सट्रिक्शन
• श्वसन साइनस अतालता
• न्यूक्लियस ट्रैक्टस सोलिटेरियस
• श्वसन-सहानुभूति युग्मन

Key theories

वेगस श्वसन अभिवाही का ब्रेनस्टेम एकीकरण

वायुमार्ग और फेफड़ों से वेगस अभिवाही न्यूक्लियस ट्रैक्टस सोलिटेरियस पर अभिसरित होते हैं, जहां उन्हें एकीकृत किया जाता है और श्वसन और स्वायत्त प्रमोटर सर्किट में रिले किया जाता है, जिससे सुरक्षात्मक प्रतिवर्त और श्वसन-हृदय संबंधी युग्मन का आयोजन होता है।

श्वास और सहानुभूति प्रवाह का कीमोरिफ्लेक्स युग्मन

परिधीय कीमोरिसेप्टर्स का सक्रियण वेंटिलेशन और सहानुभूति गतिविधि दोनों को बढ़ाता है, जो श्वसन और स्वायत्त प्रतिक्रियाओं के साझा ब्रेनस्टेम नियंत्रण को दर्शाता है।

Mechanisms

वायुमार्ग में संवेदी सिरे जलन, यांत्रिक उत्तेजना और सूजन मध्यस्थों (inflammatory mediators) पर प्रतिक्रिया करते हैं। तेजी से अनुकूलन करने वाले (जलन) रिसेप्टर्स और ब्रोंकोपल्मोनरी सी-फाइबर्स (bronchopulmonary C-fibres) वेगस के माध्यम से न्यूक्लियस ट्रैक्टस सोलिटेरियस तक जाते हैं, जिससे खांसी, श्वसन प्रतिवर्त, प्रतिवर्त ब्रोन्कोकन्सट्रिक्शन, वायुमार्ग स्राव में वृद्धि और स्वरयंत्र बंद होने सहित सुरक्षात्मक प्रतिक्रियाएं उत्पन्न होती हैं। यही ब्रेनस्टेम हब श्वसन और हृदय संबंधी नियंत्रण को एकीकृत करता है, जिससे श्वसन साइनस अतालता (respiratory sinus arrhythmia) उत्पन्न होती है, जिसमें हृदय गति श्वास चक्र के साथ बदलती रहती है, और सहानुभूति और पैरासिम्पेथेटिक प्रवाह के साथ श्वसन ड्राइव का समन्वय होता है। कीमोरिसेप्टर सक्रियण इस साझा सर्किटरी को संलग्न करता है, साथ ही वेंटिलेशन (ventilation) को बढ़ाता है और हृदय संबंधी टोन (cardiovascular tone) को समायोजित करता है। ये प्रतिवर्त ज्यादातर अनैच्छिक होते हैं और वायुमार्ग की रक्षा करने और समस्थिति (homeostasis) बनाए रखने के लिए तीव्र समय-सीमा पर कार्य करते हैं।

Clinical relevance

वायुमार्ग सुरक्षात्मक और स्वायत्त प्रतिवर्त खांसी, जलन के प्रति वायुमार्ग की प्रतिक्रियाओं और श्वास तथा हृदय के बीच की अंतःक्रियाओं को समझने के लिए प्रासंगिक हैं। यह प्रविष्टि वर्णनात्मक शरीर विज्ञान है जो बताता है कि ये प्रतिवर्त कैसे काम करते हैं और उनका अध्ययन कैसे किया जाता है; यह किसी व्यक्ति के निदान या उपचार का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

प्रतिवर्तों को अभिवाही रिकॉर्डिंग (afferent recordings), जानवरों और मनुष्यों में प्रतिवर्त शरीर विज्ञान, और वेगस मार्गों और कीमोरिफ्लेक्स-स्वायत्त युग्मन की एकीकृत समीक्षाओं के माध्यम से चित्रित किया गया है। ये नैदानिक ​​अभ्यास दिशानिर्देशों के बजाय यांत्रिक निष्कर्ष हैं।

History

वायुमार्ग की प्रतिवर्त सुरक्षा, जिसमें खांसी और वायुमार्ग की जलन के प्रति प्रतिक्रियाएं शामिल हैं, को बीसवीं सदी के वेगस अभिवाही के अध्ययनों के माध्यम से चित्रित किया गया था, जिसमें जॉन विडिकॉम्बे (John Widdicombe) केंद्रीय योगदानकर्ताओं में से थे। श्वसन साइनस अतालता और परिसंचरण पर कीमोरिफ्लेक्स प्रभावों पर समानांतर कार्य ने ब्रेनस्टेम में श्वसन और स्वायत्त नियंत्रण के घनिष्ठ एकीकरण को स्थापित किया।

Key figures

• Patrice G. Guyenet
• Leszek Kubin
• John Widdicombe

Seminal works

• guyenet-2014
• kubin-2006

Frequently asked questions

खांसी प्रतिवर्त को क्या ट्रिगर करता है?

यांत्रिक या रासायनिक जलन से वायुमार्ग में जलन-संवेदनशील रिसेप्टर्स और संवेदी तंत्रिका अंत की उत्तेजना एक वेगस प्रतिवर्त को सक्रिय करती है, जो ब्रेनस्टेम में एकीकृत होती है, जो वायुमार्ग को साफ करने के लिए खांसी उत्पन्न करती है।

श्वसन साइनस अतालता क्या है?

यह श्वास के साथ हृदय गति का सामान्य चक्रीय परिवर्तन है - हृदय गति प्रेरणा के दौरान बढ़ने और समाप्ति के दौरान घटने की प्रवृत्ति रखती है - जो ब्रेनस्टेम में श्वसन और स्वायत्त तंत्रिका तंत्र के एकीकृत नियंत्रण को दर्शाता है।