Барорецепторные и хеморецепторные рефлексы

Барорецепторные и хеморецепторные рефлексы являются основными петлями отрицательной обратной связи, которые обеспечивают моментальную защиту кровообращения. Чувствительные к растяжению барорецепторы в каротидном синусе и дуге аорты воспринимают артериальное давление и вызывают компенсаторные изменения частоты сердечных сокращений и сосудистого тонуса, в то время как хеморецепторы воспринимают кислород, углекислый газ и pH, управляя как дыхательными, так и сердечно-сосудистыми реакциями, особенно во время гипоксии.

Definition

Барорефлекс — это петля отрицательной обратной связи, в которой артериальные барорецепторы сигнализируют об изменениях артериального давления в ствол мозга, который регулирует вегетативный отток для восстановления давления; хеморефлекс — это параллельная петля, в которой периферические хеморецепторы сигнализируют об изменениях газов крови и pH для управления вентиляционными и сердечно-сосудистыми реакциями.

Scope

Эта тема охватывает афферентное восприятие артериального барорефлекса (каротидные синусы и аортальные барорецепторы) и периферического хеморефлекса (каротидные и аортальные тельца), центральную передачу через ядро одиночного тракта и последующие вегетативные изменения артериального давления, частоты сердечных сокращений и вентиляции. Это физиологический справочник, а не клиническое руководство. Обратите внимание, что контролирующий дескриптор MeSH для артериальных барорецепторов — «Pressoreceptors», для которого «Baroreceptors» является входным термином.

Core questions

• Как барорецепторы воспринимают артериальное давление и корректируют отклонения от заданной точки?
• Какие сердечно-сосудистые и дыхательные реакции следуют за активацией хеморецепторов?
• Как барорефлекторные и хеморефлекторные афференты интегрируются центрально?
• Почему барорефлекс эффективен для краткосрочного, но ограничен для долгосрочного контроля давления?

Key concepts

• Артериальные барорецепторы (каротидный синус, дуга аорты)
• Заданная точка барорефлекса и буферизация острых изменений давления
• Периферические хеморецепторы (каротидные и аортальные тельца)
• Гипоксические и гиперкапнические хеморефлекторные реакции
• Ядро одиночного тракта как центральное реле
• Перестройка барорефлекса

Mechanisms

Повышение артериального давления растягивает окончания барорецепторов в каротидном синусе и дуге аорты, увеличивая афферентную импульсацию, которая достигает ядра одиночного тракта; центральный ответ увеличивает вагусный и уменьшает симпатический отток, снижая частоту сердечных сокращений и сосудистый тонус для смягчения повышения давления, и обратное происходит при падении давления (Dampney, 1994). Поскольку барорецепторы перестраиваются в соответствии с преобладающим давлением, рефлекс более эффективно сглаживает кратковременные колебания, чем устанавливает долгосрочное давление, которое в большей степени зависит от почечных и гормональных механизмов (Cowley, 1992). Периферические хеморецепторы каротидного тельца обнаруживают падение артериального кислорода и повышение углекислого газа и кислотности, увеличивая афферентную активность, которая усиливает вентиляцию и симпатический сердечно-сосудистый драйв (Kumar & Prabhakar, 2012). Эти рефлекторные дуги имеют общую центральную вегетативную цепь и формируют вегетативный баланс (Wehrwein, 2016).

Clinical relevance

Чувствительность барорефлекса и функция хеморефлекса используются концептуально для интерпретации вариабельности артериального давления, ортостатических реакций и сердечно-сосудистых эффектов гипоксии. Эта статья описывает физиологию для справки и не является основанием для индивидуальных диагностических или лечебных решений.

Evidence & guidelines

Обобщенные механизмы основаны на физиологических обзорах, а не на клинических испытаниях; клинические пороги, основанные на рефлексах, относятся к руководствам по конкретным заболеваниям, выходящим за рамки этой образовательной области.

History

Каротидные синусы и аортальные барорецепторы были охарактеризованы в начале двадцатого века, в частности, благодаря работе Хейманса над каротидным синусом и хеморецепторными рефлексами, за которую он получил Нобелевскую премию. Позднее картирование центральных афферентных реле и концепция перестройки барорефлекса уточнили современное представление об обратной связи.

Debates

Вклад барорефлекса в долгосрочный контроль артериального давления

Обсуждался вопрос о том, влияют ли артериальные барорецепторы на долгосрочную заданную точку артериального давления, учитывая их поведение по перестройке, или действуют в основном как краткосрочные буферы, при этом данные подчеркивают роль почечных механизмов для долгосрочного контроля.

Key figures

• Allen W. Cowley Jr.
• Roger Dampney
• Prem Kumar
• Nanduri R. Prabhakar

Seminal works

• cowley-1992
• kumar-prabhakar-2012

Frequently asked questions

Что делает барорефлекс при повышении артериального давления?

Повышение давления растягивает барорецепторы, увеличивая их сигнализацию в ствол мозга, что повышает вагусный тонус и снижает симпатический тонус, замедляя сердце и расслабляя сосуды, чтобы снизить давление.

Чем хеморецепторные рефлексы отличаются от барорецепторных рефлексов?

Барорецепторы воспринимают механическое растяжение от артериального давления, тогда как хеморецепторы воспринимают химическое состояние крови (кислород, углекислый газ и pH) и управляют как дыхательными, так и сердечно-сосудистыми реакциями, особенно при низком уровне кислорода.