การควบคุมโดยระบบประสาทและฮอร์โมน
การควบคุมโดยระบบประสาทและฮอร์โมนคือชุดกลไกประสาทที่รวดเร็วและกลไกต่อมไร้ท่อที่ช้ากว่า ซึ่งช่วยรักษาระดับความดันหลอดเลือดแดง ปริมาณเลือดที่ออกจากหัวใจ และปริมาตรเลือดให้อยู่ในขอบเขตที่แคบ แม้จะมีการเปลี่ยนแปลงท่าทาง กิจกรรม และสถานะของเหลวอย่างต่อเนื่อง ระบบประสาทอัตโนมัติจะปรับอัตราการเต้นของหัวใจ ความสามารถในการหดตัว และการทำงานของหลอดเลือดภายในไม่กี่วินาที ในขณะที่ระบบฮอร์โมน เช่น ระบบเรนิน-แองจิโอเทนซิน จะปรับความต้านทานของหลอดเลือดและการรักษาสมดุลของโซเดียมและน้ำภายในไม่กี่นาทีถึงหลายวัน
Definition
การควบคุมโดยระบบประสาทและฮอร์โมนหมายถึงการควบคุมระบบหัวใจและหลอดเลือดอย่างประสานงานกันโดยการไหลออกของระบบประสาทอัตโนมัติ และโดยฮอร์โมนที่หมุนเวียนและที่สร้างขึ้นในท้องถิ่น ซึ่งทำงานผ่านวงจรป้อนกลับแบบรีเฟล็กซ์เพื่อรักษาระดับความดันโลหิตแดงและการไหลเวียนของเลือดไปยังเนื้อเยื่อให้คงที่
Scope
ส่วนนี้จะช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจว่าระบบไหลเวียนโลหิตถูกควบคุมอย่างไร ไม่ใช่โครงสร้างของระบบไหลเวียนโลหิตอย่างไร โดยจะจัดกลุ่มการไหลออกของระบบประสาทอัตโนมัติ (ซิมพาเทติกและพาราซิมพาเทติก) ส่วนโค้งสะท้อนที่รับรู้ความดันและก๊าซในเลือด (รีเฟล็กซ์บารอรีเซพเตอร์และคีโมรีเซพเตอร์) การหลั่งฮอร์โมนเรนิน-แองจิโอเทนซิน และความสมดุลระหว่างการกระตุ้นของระบบซิมพาเทติกและพาราซิมพาเทติก นี่คือภาพรวมอ้างอิงทางสรีรวิทยาและไม่ได้ให้คำแนะนำในการวินิจฉัยหรือการรักษา
Sub-topics
Core questions
- ร่างกายรักษาระดับความดันหลอดเลือดแดงให้คงที่ได้อย่างไรเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงท่าทางและกิจกรรม?
- บทบาทสัมพัทธ์ของรีเฟล็กซ์ประสาทที่รวดเร็วและกลไกฮอร์โมนที่ช้ากว่าคืออะไร?
- เส้นทางประสาทอัตโนมัติส่วนกลางรวมสัญญาณนำเข้าเข้ากับการตอบสนองของหัวใจและหลอดเลือดที่ประสานกันได้อย่างไร?
- การควบคุมรีเฟล็กซ์ระยะสั้นและการควบคุมปริมาตร-ความดันระยะยาวมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร?
Key concepts
- การไหลออกของระบบประสาทอัตโนมัติ (ซิมพาเทติกและพาราซิมพาเทติก) ไปยังหัวใจและหลอดเลือด
- การควบคุมป้อนกลับแบบรีเฟล็กซ์ (บารอรีเฟล็กซ์, คีโมรีเฟล็กซ์)
- การควบคุมโดยระบบประสาทระยะสั้นเทียบกับการควบคุมโดยฮอร์โมนและไตระยะยาว
- ระบบเรนิน-แองจิโอเทนซินและการทำงานของหลอดเลือด
- ความสมดุลของระบบซิมพาเทติกและพาราซิมพาเทติก (Sympathovagal balance)
- การรวมศูนย์ในเมดัลลาและไฮโปทาลามัส
Mechanisms
สัญญาณนำเข้าจากบารอรีเซพเตอร์ในหลอดเลือดแดง และคีโมรีเซพเตอร์ส่วนปลายและส่วนกลางจะมาบรรจบกันที่ศูนย์กลางในก้านสมอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่นิวเคลียสของโซลิตารีแทร็กต์ (nucleus of the solitary tract) ซึ่งจะส่งต่อไปยังบริเวณหัวใจและหลอดเลือดในเมดัลลา (medullary cardiovascular regions) ที่กำหนดการไหลออกของระบบประสาทซิมพาเทติกและพาราซิมพาเทติก (Dampney, 1994) กิจกรรมของระบบซิมพาเทติกจะเพิ่มอัตราการเต้นของหัวใจ ความสามารถในการหดตัว และการทำงานของหลอดเลือด ในขณะที่กิจกรรมของระบบพาราซิมพาเทติก (วากัส) จะทำให้หัวใจเต้นช้าลง (Wehrwein, 2016) นอกเหนือจากการปรับเปลี่ยนของระบบประสาทที่เกิดขึ้นในแต่ละวินาที ระบบเรนิน-แองจิโอเทนซินจะผลิตแองจิโอเทนซิน II ซึ่งเป็นสารที่ทำให้หลอดเลือดหดตัวอย่างรุนแรง และยังส่งเสริมการกักเก็บโซเดียมและน้ำ ซึ่งมีส่วนช่วยในการควบคุมความดันและปริมาตรในระยะยาว (te Riet, 2015) ความสัมพันธ์ระหว่างความดันและการขับโซเดียมของไต (pressure-natriuresis relationship) เป็นจุดตั้งค่าระยะยาวที่สำคัญซึ่งรีเฟล็กซ์ของระบบประสาททำงานอยู่ (Cowley, 1992)
Clinical relevance
ความเข้าใจเกี่ยวกับการควบคุมทางระบบประสาทและฮอร์โมนเป็นพื้นฐานที่ช่วยให้แพทย์ตีความการตอบสนองของความดันโลหิต ความแปรปรวนของอัตราการเต้นของหัวใจ และเหตุผลเบื้องหลังยาหลายชนิดที่ใช้กับระบบหัวใจและหลอดเลือด ในฐานะภาพรวมอ้างอิง จะอธิบายกลไกทางสรีรวิทยาและแนวคิดของการทำงานที่ผิดปกติ ไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล
Evidence & guidelines
กลไกที่สรุปไว้ในที่นี้อ้างอิงจากการทบทวนทางสรีรวิทยาแบบคลาสสิกและร่วมสมัยมากกว่าหลักฐานจากการทดลองทางคลินิก พื้นที่นี้เป็นสรีรวิทยาเชิงพรรณนา และคำแนะนำเฉพาะโรคเป็นเรื่องของหน่วยงานทางคลินิกที่อยู่นอกขอบเขตการศึกษาในที่นี้
History
ความเข้าใจสมัยใหม่เติบโตมาจากการศึกษาในศตวรรษที่ 19 และ 20 เกี่ยวกับไซนัสคาโรติด (carotid sinus) และบารอรีเซพเตอร์ในหลอดเลือดแดงใหญ่ (aortic baroreceptors) การค้นพบเรนินโดย Tigerstedt และ Bergman ในปี 1898 และการทำแผนที่เส้นทางประสาทอัตโนมัติส่วนกลางในภายหลัง การสังเคราะห์การควบคุมความดันระยะยาวของ Cowley และคำอธิบายเส้นทางหัวใจและหลอดเลือดส่วนกลางของ Dampney ได้รวมมุมมองทางระบบประสาทและฮอร์โมนแบบบูรณาการที่ใช้ในปัจจุบัน
Debates
- การครอบงำของระบบประสาทเทียบกับไตในการควบคุมความดันโลหิตระยะยาว
- ไม่ว่าความดันหลอดเลือดแดงที่คงที่ถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ระหว่างความดันและการขับโซเดียมของไตเป็นหลัก หรือโดยอิทธิพลของระบบประสาทซิมพาเทติกและฮอร์โมนที่ออกฤทธิ์นาน ยังคงเป็นประเด็นถกเถียง โดยมีหลักฐานว่าทั้งสองมีส่วนร่วม
Key figures
- Roger Dampney
- Allen W. Cowley Jr.
Related topics
Seminal works
- dampney-1994
- cowley-1992
Frequently asked questions
- ความแตกต่างระหว่างการควบคุมการไหลเวียนโลหิตโดยระบบประสาทและฮอร์โมนคืออะไร?
- การควบคุมโดยระบบประสาท (อัตโนมัติ) ทำงานภายในไม่กี่วินาทีผ่านเส้นประสาทไปยังหัวใจและหลอดเลือด ในขณะที่การควบคุมโดยฮอร์โมน เช่น ระบบเรนิน-แองจิโอเทนซิน ทำงานช้ากว่าภายในไม่กี่นาทีถึงหลายวันผ่านตัวกลางที่หมุนเวียนและไต
- ทำไมร่างกายจึงต้องการการควบคุมทั้งแบบเร็วและช้า?
- รีเฟล็กซ์ประสาทที่รวดเร็วช่วยปรับการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว เช่น การยืนขึ้น ในขณะที่กลไกฮอร์โมนและไตที่ช้ากว่าจะกำหนดและรักษาระดับการทำงานระยะยาวของความดันโลหิตและปริมาตรเลือด