Umpan Balik dan Kontrol Proprioseptif

Pernapasan terus-menerus dibentuk oleh umpan balik mekanis dari paru-paru, saluran napas, dan dinding dada. Reseptor regang paru yang beradaptasi lambat memberi sinyal inflasi paru, dan proprioseptor pada otot dan sendi pernapasan melaporkan beban mekanis, bersama-sama memungkinkan pengontrol pernapasan untuk mencocokkan keluaran motorik dengan keadaan mekanis sistem.

Definition

Umpan balik dan kontrol proprioseptif adalah regulasi pernapasan oleh aferen mekanosensori yang melaporkan volume paru dan mekanika otot pernapasan/dinding dada, yang menyesuaikan waktu dan kedalaman pernapasan terhadap beban mekanis.

Scope

Entri ini mencakup mekanoreseptor yang memberikan umpan balik proprioseptif dan regang ke sistem pernapasan — reseptor regang paru dan proprioseptor otot pernapasan — jalur aferennya, dan bagaimana sinyal-sinyalnya menstabilkan dan menyesuaikan pola pernapasan. Refleks saluran napas protektif dibahas di bawah refleks pernapasan otonom.

Core questions

• Reseptor mana yang memberikan umpan balik mekanis selama bernapas?
• Bagaimana inflasi paru memengaruhi waktu siklus pernapasan?
• Bagaimana proprioseptor dinding dada dan otot pernapasan berkontribusi?
• Bagaimana umpan balik ini mengkompensasi perubahan beban mekanis?

Key concepts

• Reseptor regang paru
• Reseptor beradaptasi lambat
• Refleks inflasi Hering-Breuer
• Gelendong otot interkostal
• Aferen vagal
• Kompensasi beban
• Pemutusan inspirasi

Key theories

Refleks inflasi Hering-Breuer

Inflasi paru merangsang reseptor regang paru yang beradaptasi lambat yang aferen vagalnya menghambat inspirasi dan memperpanjang ekspirasi, membantu mengakhiri inspirasi dan membatasi inflasi berlebihan; refleks ini menonjol pada volume tidal besar.

Kompensasi beban otot pernapasan

Aferen proprioseptif dari gelendong otot interkostal dan reseptor dinding dada memberi sinyal usaha dan beban pernapasan, mendukung penyesuaian refleks keluaran otot ketika permintaan mekanis pada pernapasan berubah.

Mechanisms

Reseptor regang paru yang beradaptasi lambat yang terletak di otot polos saluran napas tereksitasi oleh inflasi paru dan menghantarkan melalui saraf vagus ke nukleus traktus solitarius. Aktivitasnya berkontribusi pada pemutusan inspirasi (inspiratory off-switch), mengakhiri inspirasi dan memperpanjang ekspirasi seiring dengan peningkatan volume paru — dasar dari refleks inflasi Hering-Breuer, paling jelas pada volume tidal besar dan pada bayi baru lahir. Secara paralel, gelendong otot di otot interkostal dan reseptor di dinding dada melaporkan panjang dan usaha otot pernapasan; aferennya memungkinkan refleks spinal dan supraspinal untuk mengkompensasi ketika beban pada pompa pernapasan meningkat. Bersama-sama sinyal mekanoreseptif ini menstabilkan pola pernapasan dan menyelaraskan keluaran motorik dengan kondisi mekanis paru-paru dan dinding dada.

Clinical relevance

Umpan balik mekanis memengaruhi adaptasi pola pernapasan dalam kondisi yang mengubah mekanika paru atau dinding dada dan merupakan bagian dari bagaimana sistem merespons beban pernapasan tambahan. Entri ini menjelaskan fisiologi dan bagaimana hal itu dipelajari dan tidak memberikan panduan diagnostik atau pengobatan.

Evidence & guidelines

Mekanisme ini berasal dari fisiologi refleks klasik, rekaman serat tunggal aferen vagal dan gelendong otot, serta tinjauan integratif. Ini adalah temuan mekanistik daripada pedoman klinis, dan kekuatan refleks inflasi berbeda di berbagai spesies dan usia.

History

Hering dan Breuer menjelaskan pada tahun 1868 bahwa inflasi paru secara refleks menghambat inspirasi, menetapkan salah satu refleks umpan balik paling awal yang diketahui dalam fisiologi. Rekaman serat tunggal abad ke-20 mengkarakterisasi reseptor regang yang beradaptasi lambat yang bertanggung jawab, dan studi gelendong otot interkostal memperluas konsep umpan balik mekanis ke pompa pernapasan.

Debates

Peran fisiologis refleks Hering-Breuer pada manusia dewasa

Seberapa kuat refleks inflasi membentuk pernapasan istirahat pada manusia dewasa, dibandingkan dengan pada volume tidal besar atau pada bayi baru lahir dan spesies lain, telah diperdebatkan.

Key figures

• Ewald Hering
• Josef Breuer
• Leszek Kubin
• Donald R. McCrimmon

Seminal works

• feldman-2013
• kubin-2006

Frequently asked questions

Apa itu refleks Hering-Breuer?

Ini adalah refleks di mana inflasi paru merangsang reseptor regang yang, melalui saraf vagus, menghambat inspirasi lebih lanjut dan memperpanjang ekspirasi, membantu mencegah inflasi berlebihan.

Apakah otot pernapasan memiliki proprioseptor?

Ya. Otot interkostal mengandung gelendong otot dan dinding dada memiliki mekanoreseptor yang memberi sinyal usaha dan beban pernapasan, berkontribusi pada penyesuaian refleks pernapasan.