आराम की स्थिति में सांस लेने की इच्छा को सामान्य रूप से क्या प्रेरित करता है?

आराम की स्थिति में प्रमुख उत्तेजना धमनी कार्बन डाइऑक्साइड है जो केंद्रीय कीमोरिसेप्टर के माध्यम से कार्य करती है जो मस्तिष्क के पीएच को महसूस करते हैं; जब धमनी ऑक्सीजन गिरती है तो ऑक्सीजन-संवेदन परिधीय कीमोरिसेप्टर अधिक महत्वपूर्ण हो जाते हैं।

क्या श्वसन पूरी तरह से स्वचालित है?

मूल लय स्वचालित है और मस्तिष्क स्टेम में उत्पन्न होती है, लेकिन इसे रासायनिक और यांत्रिक प्रतिक्रिया द्वारा लगातार समायोजित किया जाता है और इसे स्वेच्छा से और व्यवहारिक और भावनात्मक इनपुट द्वारा अधिग्रहित किया जा सकता है।

श्वसन का तंत्रिका और रासायनिक नियंत्रण

श्वसन एक स्वचालित, लयबद्ध मोटर क्रिया है जिसे उपापचयी मांग के अनुरूप वेंटिलेशन को समायोजित करने के लिए लगातार समायोजित किया जाता है। यह क्षेत्र बताता है कि कैसे मस्तिष्क स्टेम न्यूरॉन्स का एक नेटवर्क श्वसन लय उत्पन्न करता है और कैसे उस लय को रासायनिक सेंसर द्वारा ट्यून किया जाता है जो धमनी कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन और पीएच की निगरानी करते हैं, और फेफड़ों और वायुमार्ग से यांत्रिक और प्रतिवर्त प्रतिक्रिया द्वारा।

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Definition

श्वसन का तंत्रिका और रासायनिक नियंत्रण मस्तिष्क स्टेम लय-उत्पादक सर्किटों के साथ-साथ कीमोसेंसरी और मैकेनोसेंसरी प्रतिक्रिया द्वारा श्वसन लय और गहराई का एकीकृत विनियमन है, जो धमनी रक्त गैसों और पीएच को संकीर्ण सीमाओं के भीतर रखने के लिए कार्य करता है।

Scope

यह क्षेत्र पाठक को श्वसन नियंत्रण प्रणाली के मुख्य घटकों से परिचित कराता है: मस्तिष्क स्टेम में केंद्रीय पैटर्न जनरेटर, केंद्रीय कीमोरिसेप्टर जो मस्तिष्क के बाह्यकोशिकीय और सेरेब्रोस्पाइनल-द्रव पीएच/CO2 को महसूस करते हैं, परिधीय कीमोरिसेप्टर जो धमनी ऑक्सीजन और CO2 को महसूस करते हैं, छाती की दीवार और फेफड़ों से मैकेनोरेसेप्टर और प्रोप्रियोसेप्टिव प्रतिक्रिया, और स्वायत्त प्रतिवर्त जो वायुमार्ग की रक्षा करते हैं और श्वसन को हृदय संबंधी विनियमन से जोड़ते हैं। यह एक वैचारिक अवलोकन है; योगदान करने वाले तंत्रों का विवरण विषय प्रविष्टियों में दिया गया है।

Sub-topics

Core questions

श्वसन लय कहाँ और कैसे उत्पन्न होती है?
केंद्रीय और परिधीय कीमोरिसेप्टर CO2, O2 और पीएच में परिवर्तनों को कैसे महसूस करते हैं और प्रतिक्रिया करते हैं?
फेफड़ों और छाती की दीवार से यांत्रिक प्रतिक्रिया श्वसन पैटर्न को कैसे आकार देती है?
सुरक्षात्मक और स्वायत्त प्रतिवर्त स्वचालित श्वसन के साथ कैसे एकीकृत होते हैं?

Key concepts

श्वसन केंद्रीय पैटर्न जनरेटर
प्री-बोट्ज़िंगर कॉम्प्लेक्स
केंद्रीय कीमोरिसेप्शन
परिधीय कीमोरिसेप्शन
हेरिंग-ब्रेउर रिफ्लेक्स
कीमोरिफ्लेक्स फीडबैक लूप
CO2 और O2 के प्रति वेंटिलेटरी प्रतिक्रिया
धमनी रक्त गैसों का नकारात्मक-प्रतिक्रिया विनियमन

Mechanisms

प्रेरणात्मक लय मस्तिष्क स्टेम न्यूरॉन्स के एक नेटवर्क से उत्पन्न होती है, जिसमें वेंट्रोलेटरल मेडुला का प्री-बोट्ज़िंगर कॉम्प्लेक्स प्रेरणात्मक लय उत्पादन के लिए एक केंद्र के रूप में पहचाना जाता है। इस लय को आसपास के पोंटोमेडुलरी सर्किटों द्वारा आकार दिया जाता है और प्रतिक्रिया द्वारा लगातार संशोधित किया जाता है। केंद्रीय कीमोरिसेप्टर, जो रेट्रोट्रेपेज़ॉइड न्यूक्लियस और अन्य मस्तिष्क स्टेम साइटों में केंद्रित होते हैं, CO2 में वृद्धि और पीएच में गिरावट का पता लगाते हैं और आराम की स्थिति में सांस लेने के लिए प्रमुख प्रेरणा बनाते हैं। कैरोटिड निकायों में परिधीय कीमोरिसेप्टर धमनी हाइपोक्सिमिया और CO2/पीएच पर तेजी से प्रतिक्रिया करते हैं, जो कीमोरिफ्लेक्स का तेजी से कार्य करने वाला अंग प्रदान करते हैं। फेफड़ों में मैकेनोरेसेप्टर और छाती की दीवार में प्रोप्रियोसेप्टर फेफड़ों की मात्रा और श्वसन प्रयास की रिपोर्ट करते हैं, प्रेरणा को समाप्त करते हैं और पैटर्न को स्थिर करते हैं। ये सभी संकेत मस्तिष्क स्टेम में एक नकारात्मक-प्रतिक्रिया प्रणाली के रूप में एकीकृत होते हैं जो धमनी गैस तनाव और पीएच की रक्षा करती है।

Clinical relevance

श्वसन नियंत्रण को समझना श्वसन संबंधी विकारों जैसे केंद्रीय और प्रतिरोधी स्लीप एपनिया, आवधिक श्वसन और पुरानी फेफड़ों की बीमारी के वेंटिलेटरी परिणामों की व्याख्या के लिए मूलभूत है। यह प्रविष्टि शरीर विज्ञान और नियंत्रण तंत्रों का अध्ययन कैसे किया जाता है, इसका वर्णन करती है; यह किसी व्यक्ति के निदान या उपचार के लिए एक मार्गदर्शिका नहीं है।

Evidence & guidelines

यहां संक्षेपित ढांचा प्राथमिक न्यूरोफिज़ियोलॉजी (उदाहरण के लिए प्री-बोट्ज़िंगर कॉम्प्लेक्स की पहचान) और व्यापक कथात्मक समीक्षाओं और शरीर विज्ञान ग्रंथों पर आधारित है जो दशकों के पशु और मानव कार्य को संश्लेषित करते हैं। यह नैदानिक अभ्यास दिशानिर्देशों के बजाय यांत्रिक समझ को दर्शाता है।

History

एक अलग मस्तिष्क स्टेम श्वसन केंद्र का विचार उन्नीसवीं और बीसवीं शताब्दी के शुरुआती मस्तिष्क स्टेम विच्छेदन और घाव के अध्ययनों से मिलता है। फेफड़ों के फैलाव द्वारा श्वसन का प्रतिवर्त नियंत्रण 1860 के दशक में हेरिंग और ब्रेउर द्वारा वर्णित किया गया था। आधुनिक कार्य निश्चित केंद्रों की अवधारणा से वितरित, परस्पर क्रिया करने वाले न्यूरोनल नेटवर्क की ओर बढ़ गया है, जिसे 1991 में लय-उत्पादक केंद्र के रूप में प्री-बोट्ज़िंगर कॉम्प्लेक्स की पहचान से स्पष्ट किया गया है।

Key figures

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

Seminal works

smith-1991
feldman-2013
guyenet-2014

Frequently asked questions

आराम की स्थिति में सांस लेने की इच्छा को सामान्य रूप से क्या प्रेरित करता है?: आराम की स्थिति में प्रमुख उत्तेजना धमनी कार्बन डाइऑक्साइड है जो केंद्रीय कीमोरिसेप्टर के माध्यम से कार्य करती है जो मस्तिष्क के पीएच को महसूस करते हैं; जब धमनी ऑक्सीजन गिरती है तो ऑक्सीजन-संवेदन परिधीय कीमोरिसेप्टर अधिक महत्वपूर्ण हो जाते हैं।
क्या श्वसन पूरी तरह से स्वचालित है?: मूल लय स्वचालित है और मस्तिष्क स्टेम में उत्पन्न होती है, लेकिन इसे रासायनिक और यांत्रिक प्रतिक्रिया द्वारा लगातार समायोजित किया जाता है और इसे स्वेच्छा से और व्यवहारिक और भावनात्मक इनपुट द्वारा अधिग्रहित किया जा सकता है।