Periferik Kemoreseptörler
Periferik kemoreseptörler, arteriyel dolaşımda bulunan özelleşmiş duyu organlarıdır — başlıca karotis cisimcikleri ve daha az katkı sağlayan aortik cisimcikler — ve arteriyel oksijen, karbondioksit ve pH'daki değişiklikleri algılarlar. Bunlar, vücudun arteriyel hipoksemiye karşı başlıca sensörleri olup, kemorefleksin hızlı yanıt veren kolunu oluşturmaktadır.
Tanım
Periferik kemoreseptörler, başlıca karotis cisimcikleri olmak üzere, glomus hücrelerinin arteriyel oksijen düşüşlerini ve CO2/pH değişikliklerini algılayarak ventilasyonda ve sempatik çıkışta refleks artışları tetiklediği arteriyel duyu yapılarıdır.
Kapsam
Bu madde, karotis ve aortik cisimciklerin yerleşimini ve yapısını, algıladıkları uyaranları, glomus hücrelerinde oksijen algılamanın hücresel mekanizmasını ve bunun sonucunda ortaya çıkan ventilatuvar ve otonom refleksleri kapsamaktadır. Beyin içindeki CO2/pH algılaması, santral kemoresepsiyon başlığı altında incelenmektedir.
Temel sorular
- Periferik kemoreseptörler nerede bulunur ve nasıl innerve edilir?
- Hangi uyaranlara yanıt verirler ve ne kadar hızlıdırlar?
- Glomus hücreleri düşük oksijeni nöral bir sinyale nasıl dönüştürür?
- Aktivasyonlarını hangi refleks yanıtlar takip eder?
Anahtar kavramlar
- Karotis cisimciği
- Aortik cisimcikler
- Glomus (tip I) hücreleri
- Karotis sinüs siniri
- Hipoksik ventilatuvar yanıt
- Oksijene duyarlı potasyum kanalları
- Hızlı kemorefleks kolu
Temel kuramlar
- Glomus hücresi oksijen algılama ve salgısal transdüksiyon
- Karotis cisimciğinin tip I (glomus) hücreleri, düşük arteriyel oksijeni algılar, oksijene duyarlı potasyum kanallarının inhibisyonu yoluyla depolarize olur, nörotransmiterleri serbest bırakır ve karotis sinüs sinirinin afferent liflerini uyararak kimyasal bir sinyali refleks solunumsal ve otonomik itici güce dönüştürür.
Mekanizmalar
Karotis cisimcikleri, ana karotis arterlerinin çatallanma noktasında yer alır ve yoğun bir şekilde perfüze edilir. Tip I (glomus) hücreleri, arteriyel oksijen basıncındaki azalmaları algılar ve ayrıca artan CO2'ye ve düşen pH'a yanıt verir. Hipoksi, oksijene duyarlı potasyum kanallarını inhibe ederek glomus hücrelerini depolarize eder ve kalsiyum girişini ile ATP ve asetilkolin gibi nörotransmiterlerin karotis sinüs sinirinin afferent sonlanmalarına salınımını tetikler. Sinyaller, glossofaringeal sinir aracılığıyla nukleus traktus solitarius'a ulaşarak ventilasyonda ve sempatik aktivitede hızlı bir artışa neden olur. Konumları ve yüksek kan akışları nedeniyle, periferik kemoreseptörler saniyeler içinde yanıt verir; bu durum, CO2'ye verilen daha yavaş santral yanıtı tamamlar ve arteriyel oksijenin tehlikeli derecede düşük olduğu durumlarda ventilatuvar itici gücün neredeyse tamamını sağlamaktadır.
Klinik önem
Periferik kemoreseptör fonksiyonu, yüksek irtifaya ve hipoksemik hastalıklara verilen ventilatuvar yanıtın temelini oluşturmaktadır ve değişmiş karotis cisimciği aktivitesi, artmış sempatik aktivite içeren durumlarla ilişkilendirilmektedir. Bu madde tanımlayıcı fizyoloji niteliğinde olup, tanı veya tedavi rehberliği sağlamamaktadır.
Kanıt ve kılavuzlar
Mekanizmalar, hücresel elektrofizyoloji, izole organ çalışmaları ve insan hipoksi deneylerinden elde edilen verilerle belirlenmiş ve kapsamlı derlemelerde sentezlenmiştir. Bunlar, klinik kılavuzlardan ziyade mekanistik kanıtları temsil etmektedir.
Tarihçe
Corneille Heymans, 1920'ler ve 1930'larda karotis ve aortik bölgelerin kan kimyasına yanıt olarak solunumu refleks olarak kontrol ettiğini göstermiştir; bu çalışma 1938 Nobel Ödülü ile tanınmıştır. Sonraki araştırmalar, glomus hücrelerini duyu elemanları olarak tanımlamış ve oksijen algılamanın moleküler temelini giderek açıklığa kavuşturmuştur.
Tartışmalar
- Birincil oksijen sensörünün kimliği
- Glomus hücrelerindeki kesin moleküler oksijen sensörü — ve mitokondriyal sinyalizasyon, reaktif oksijen türleri ve spesifik potasyum kanallarının göreceli rolleri — farklı laboratuvarlar arasında tartışılmaktadır.
Öne çıkan isimler
- José López-Barneo
- Nanduri R. Prabhakar
- Prem Kumar
- Corneille Heymans
İlgili konular
Temel eserler
- kumar-prabhakar-2012
- guyenet-2014
Sıkça sorulan sorular
- Periferik kemoreseptörler başlıca neyi algılar?
- Vücudun düşük arteriyel oksijenin ana sensörleridir ve ayrıca artan CO2'ye ve düşen pH'a yanıt vererek solunumda hızlı bir refleks artış sağlamaktadırlar.
- Yüksek irtifada neden önemlidirler?
- Yüksek irtifada düşen arteriyel oksijen, karotis cisimciklerini uyarır; bu da oksijen iletimini sürdürmeye yardımcı olan ventilasyon artışını tetiklemektedir.