Phản hồi và kiểm soát cảm thụ bản thể

Hô hấp liên tục được điều chỉnh bởi phản hồi cơ học từ phổi, đường thở và thành ngực. Các thụ thể căng phổi thích nghi chậm báo hiệu sự giãn nở của phổi, và các thụ thể cảm thụ bản thể ở cơ hô hấp và khớp báo cáo tải cơ học, cùng nhau cho phép bộ điều khiển hô hấp điều chỉnh đầu ra vận động phù hợp với trạng thái cơ học của hệ thống.

Definition

Phản hồi và kiểm soát cảm thụ bản thể là sự điều hòa hô hấp bởi các sợi thần kinh hướng tâm cảm giác cơ học báo cáo thể tích phổi và cơ học cơ hô hấp/thành ngực, điều chỉnh thời gian và độ sâu của nhịp thở theo tải cơ học.

Scope

Mục này bao gồm các cơ quan thụ cảm cơ học cung cấp phản hồi cảm thụ bản thể và căng giãn cho hệ hô hấp — các thụ thể căng phổi và các thụ thể cảm thụ bản thể cơ hô hấp — các đường dẫn truyền hướng tâm của chúng, và cách các tín hiệu của chúng ổn định và điều chỉnh kiểu thở. Các phản xạ bảo vệ đường thở được đề cập trong phần phản xạ hô hấp tự chủ.

Core questions

• Những thụ thể nào cung cấp phản hồi cơ học trong quá trình hô hấp?
• Sự giãn nở của phổi ảnh hưởng đến thời gian của chu kỳ hô hấp như thế nào?
• Các thụ thể cảm thụ bản thể ở thành ngực và cơ hô hấp đóng góp như thế nào?
• Phản hồi này bù đắp cho những thay đổi về tải cơ học như thế nào?

Key concepts

• Thụ thể căng phổi
• Thụ thể thích nghi chậm
• Phản xạ giãn nở Hering-Breuer
• Thoi cơ liên sườn
• Sợi thần kinh hướng tâm phế vị
• Bù tải
• Ngắt cảm hứng

Key theories

Phản xạ giãn nở Hering-Breuer

Sự giãn nở của phổi kích thích các thụ thể căng phổi thích nghi chậm mà các sợi thần kinh hướng tâm phế vị của chúng ức chế cảm hứng và kéo dài thì thở ra, giúp chấm dứt cảm hứng và hạn chế sự giãn nở quá mức; phản xạ này nổi bật ở thể tích khí lưu thông lớn.

Bù tải cơ hô hấp

Các sợi thần kinh hướng tâm cảm thụ bản thể từ các thoi cơ liên sườn và các thụ thể thành ngực báo hiệu nỗ lực và tải hô hấp, hỗ trợ điều chỉnh phản xạ đầu ra của cơ khi nhu cầu cơ học đối với hô hấp thay đổi.

Mechanisms

Các thụ thể căng phổi thích nghi chậm nằm trong cơ trơn đường thở được kích thích bởi sự giãn nở của phổi và dẫn truyền qua dây thần kinh phế vị đến nhân bó đơn độc. Hoạt động của chúng góp phần vào việc ngắt cảm hứng, chấm dứt cảm hứng và kéo dài thì thở ra khi thể tích phổi tăng lên — cơ sở của phản xạ giãn nở Hering-Breuer, rõ ràng nhất ở thể tích khí lưu thông lớn và ở trẻ sơ sinh. Song song đó, các thoi cơ ở cơ liên sườn và các thụ thể ở thành ngực báo cáo chiều dài và nỗ lực của cơ hô hấp; các sợi thần kinh hướng tâm của chúng cho phép các phản xạ tủy sống và trên tủy sống bù đắp khi tải trọng lên bơm hô hấp tăng lên. Cùng nhau, các tín hiệu cơ học này ổn định kiểu thở và điều chỉnh đầu ra vận động theo tình trạng cơ học của phổi và thành ngực.

Clinical relevance

Phản hồi cơ học ảnh hưởng đến sự thích nghi kiểu thở trong các tình trạng làm thay đổi cơ học phổi hoặc thành ngực và là một phần cách hệ thống phản ứng với tải hô hấp tăng thêm. Mục này mô tả sinh lý học và cách nó được nghiên cứu và không cung cấp hướng dẫn chẩn đoán hoặc điều trị.

Evidence & guidelines

Các cơ chế bắt nguồn từ sinh lý học phản xạ cổ điển, ghi điện sợi đơn của các sợi thần kinh hướng tâm phế vị và thoi cơ, và các đánh giá tổng hợp. Đây là những phát hiện cơ chế hơn là các hướng dẫn lâm sàng, và cường độ của phản xạ giãn nở khác nhau giữa các loài và lứa tuổi.

History

Hering và Breuer đã mô tả vào năm 1868 rằng sự giãn nở của phổi ức chế phản xạ cảm hứng, thiết lập một trong những phản xạ phản hồi sớm nhất được biết đến trong sinh lý học. Các ghi điện sợi đơn vào thế kỷ XX đã mô tả các thụ thể căng giãn thích nghi chậm chịu trách nhiệm, và các nghiên cứu về thoi cơ liên sườn đã mở rộng khái niệm phản hồi cơ học đến bơm hô hấp.

Debates

Vai trò sinh lý của phản xạ Hering-Breuer ở người trưởng thành

Mức độ mạnh mẽ của phản xạ giãn nở định hình hô hấp khi nghỉ ngơi ở người trưởng thành, trái ngược với ở thể tích khí lưu thông lớn hoặc ở trẻ sơ sinh và các loài khác, đã được tranh luận.

Key figures

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

Seminal works

• feldman-2013
• kubin-2006

Frequently asked questions

Phản xạ Hering-Breuer là gì?

Đây là một phản xạ trong đó sự giãn nở của phổi kích thích các thụ thể căng giãn mà, thông qua dây thần kinh phế vị, ức chế cảm hứng tiếp theo và kéo dài thì thở ra, giúp ngăn ngừa sự giãn nở quá mức.

Các cơ hô hấp có thụ thể cảm thụ bản thể không?

Có. Các cơ liên sườn chứa các thoi cơ và thành ngực có các cơ quan thụ cảm cơ học báo hiệu nỗ lực và tải hô hấp, góp phần vào việc điều chỉnh phản xạ hô hấp.