Andningsreglering Flashcards

1
Q

Vad menas med andningscentrum? vilka strukturer ingår i detta centrum?

A

Struktur i hjärnstammen som kontrollerar andningen, består av många grupper neuron som finns bilateralt i medulla oblongata & pons. Andningscentrum delas in i 3 stora ansamlingar neuron:

  1. Dorsal respiratorisk grupp: finns i dorsala medulla, de flesta neuronen här finns i solitärkärnan. orsakar främst inandning.
  2. Ventral respiratorisk grupp: finns i ventrolaterala
    medulla, orsakar främst utandning
  3. Pneumotaxic center: finns i dorsalt i övre delen av pons, kontrollerar framför allt andningsfrekvens & andningsdjup
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Vilken funktion uppfyller den dorsala respiratoriska gruppen?

A

Fungerar som en rytmgenerator då de kontinuerligt skickar repetitiva skurar av inspiratoriska aktionspotentialer till andningsmuskulatur och luftvägarna.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Till vilka strukturer projicerar neuron i den dorsala respiratoriska gruppen?

A
  1. Pumpmotorneuron i ryggmärgen: dessa neuron innerverar inandningsmuskulatur (främst diafragma); aktionspotentialer hit bidrar till kontraktion & således till inandning
  2. Kraniella luftvägsmotståndsneuron: dessa neuron innerverar luftvägarna & reglerar på så sätt luftvägsmotståndet.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Vad är solitärkärnan ( nucleus tractus solitarii, NTS)?

A

Ansamling grå substans i medulla oblongata som innerveras av n. vagus och n. glossopharyngeus. De utgör de flesta neuron i dorsala respiratoriska gruppen som kontrollerar inandning.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

N. vagus och n. glossopharyngeus skickar sensoriska signaler till andningscentrum från olika grupper av receptorer. Vilka?

A
  1. Perifera kemoreceptorer
  2. Baroreceptorer
  3. Olika typer av receptorer i lungorna
  • Rytmiciteten i den dorsala respiratoriska gruppen påverkas av inflöden från dessa receptorer, men även andra faktorer
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Vilka funktioner uppfyller den ventrala respiratoriska gruppen?

A
  • är helt inaktiv under normal andning tsk från dorsala gruppen
  • uppvisar ingen rytmicitet
  • viktiga för att skicka expiratoriska signaler till bukmuskulatur vid väldigt tung utandning
  • dock finns här även neuron som orsakar inspiration då lungventilationen är hög
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Vilken funktion uppfyller den pneumotaxic center?

A
  • finjusterar andningen genom att hämma inspiration vilket möjliggör övergången mellan inspiration & expiration.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Hur kan pneumotaxic center möjliggöra övergången mellan inspiration & expiration?

A
  • Neuronen i pneumotoxic center fungerar som antagonister till s.k. apneustic center, som i sin tur stimulerar inspiratoriska neuron i dorsala & ventrala respiratoriska grupperna. På så sätt kontrollerar pneumotaxic center den inspiratoriska tiden & därmed lungfyllnaden.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Vilka två faktorer styr viloandningen?

A
  1. Modulatoriska transmittorsystem som styr vakenhet driver även på andningen
  2. Kemoreceptorer → registrerar pCO2 respektive pO2, dessa är framför allt viktiga när vi sover.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Vilka två grupper av kemoreceptor finns det?

A
  1. Centrala kemoreceptorer:
    - är bl.a. känsliga för pH-förändringar
    - finns främst i laterala medulla
  2. Perifera kemoreceptorer:
    - Dessa är framför allt känsliga för lågt pO2 i blodet
    - finns främst i glomus caroticum (karotiskroppen) i förgreningen av a. carotis communis, men även i s.k. aortakroppar i aortas kärlvägg.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Orexinneuron projicerar till 2 viktiga grupper av neuron i andningscentrum. Vilka?

A
  1. Neuron som är direkt involverade i rytmreglering → interneuron i s.k. pre-Bötzinger-komplexet i ventrala respiratoriska gruppen exciteras av orexin
  2. Neuron som stimulerar andningen → t.ex. exciteras neuron i nucleus raphe av orexin
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Vilka andra input än SCN exciterar orexinneuronen?

A

Sänkt pH, och tycks således vara involverade i den andningsökning som ges av ökade pCO2-nivåer

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Vilken roll har CO2 på respirationen?

A
  • CO2 är en stark andningsstimulator

- viktigt att alltid ha en viss CO2-halt i blodet; annars finns inget som driver på andningen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Hur stimulerar CO2 andningen?

A

När CO2 löses i blodets plasma bildas kolsyra → kolsyra disassocierar spontant till bikarbonat (HCO3‾) och H+ → ökad [H+] i blodet innebär minskat pH-värde → vilket har effekter på andningen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Kemosensitiva områden

A

Områden i olika delar av hjärnstammen samt hypothalamus & cerebellum där centrala kemoreceptorer finns.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Nämn ett viktigt kemosensitivt område. Varför är det så viktig?

A

Nucleus retrotrapezoidales (RTN) vars neuron är centrala kemoreceptorer med stor känslighet för pH-förändringar i cerebrospinalvätskan

17
Q

De kemosensitiva områden som framför allt verkar vara involverade i pCO2-kontrollen är

A
  1. RTN (nucleus retrotrapezoidales)

2. Rafekärnan (nucleus raphe)

18
Q

Mekanismen bakom pCO2 kontrollen när det gäller RTN

A

-RTNs centrala kemoreceptorer depolariseras kraftigt av H+ i cerebrospinalvätskan genom stängning av K+-kanaler.

Ett minskat pH-värde (ökad [H+]) i cerebrospinalvätskan är en direkt indikation på ökad pCO2 i blodet.

-När kemoreceptorer i RTN depolariseras exciterar de hjärnstammens andningscentrum (dorsala respiratoriska gruppen & pneumotaxic center) → kraftig andningsstimulering!

19
Q

Mekanismen bakom pCO2 kontrollen när det gäller Rafekärnen

A

Nervcellerna i rafekärnan (nucleus raphe) frisätter de andningsstimulerande substanserna serotonin, substans P och TRH (thyrotropin-releasing hormone)

20
Q

Hur återställs andningen hos en frisk person?

A
  • ökade CO2-halten i blodet ge ökad andningsfrekvens & andningsdjup via ( RTN & Rafekärnan) → ventilationen ökar, dvs utbytet av luft mellan atmosfär & lungor blir större → mer gasutbyte → minskad pCO2 och ökad pO2 i blodet.
  • detta ger en minskad [H+] i blodet & således en mindre stimulering av neuron i RTN → andningen kan då återgå till det normala
21
Q

Hur återställs andningen hos en patient med lungsjukdom?

A
  • pCO2 kommer inte kunna sänkas till normalvärdet enbart genom ökad ventilation
  • Njurarna registrerar då det förhållandevis låga pH-värdet i blodet & sparar bikarbonat (HCO3‾) →Bikarbonat binder till H+ i blodet & cerebrospinalvätskan → ökat pH-värde
  • Excitation av neuron i RTN avtar successivt; efter ca 1-2 dagar har pH-värdet stabiliserats. CO2-medierad stimulering av andningen avtar
22
Q

Varför får man vara försiktig med att ge syrgas till patienter med lungsjukdom?

A

Som en konsekvens av andning återställning för patienter med lungsjukdom är att de utvecklar s.k. hypoxi (lågt pO2) → låg O2-halt kommer vara det som stimulerar andningen. Man måste därför vara försiktig med att ge syrgas till en sådan patient.

23
Q

Syrgashaltens roll när det gäller andningen

A
  • O2 stimulerar inte andningen lika effektivt som CO2

- Sänkt pO2 (alt. lågt pH/ ökat pCO2) → stimulerar perifera kemoreceptorer i glomus caroticum & aortakroppar

24
Q

Perifera kemoreceptorer i glomus caroticum & aortakroppar reagerar

A

endast på löst O2, dvs ej på O2 som är bundet till hemoglobin.

25
Q

Karotiskroppar består av två typer av s.k glomusceller. Vilka?

A
  1. Glomusceller typ I: perifera kemoreceptorer

2. Glomusceller typ II: stödjeceller

26
Q

Hur aktiveras glomusceller typ I?

A
  1. Kraftigt sänkt pO2 → O2-känsliga K+-kanaler i glomuscellen stängs
  2. Depolarisering av glomuscellens membran
  3. Spänningskänsliga Ca2+-kanaler öppnas
  4. Inflöde av Ca2+ → Ca2+ modulerar fusion av transmittor-innehållande vesikel med membran → frisättning av ACh och/eller ATP
  5. Transmittor aktiverar afferenta neuron → signal till dorsala respiratoriska gruppen (eventuellt till RTN), vilket ger en kraftig andningsstimulering.
27
Q

Vilken syrehalt aktiverar pefiera kemoreceptorer? Vad sker efter aktivering av dessa receptorer?

A
  • Om pO2 < 60 mmHg (8 kPa) kommer perifera kemoreceptorer aktiveras
  • Stimulering av dessa receptorer kommer leda till stimuleringen av dorsala respiratoriska gruppen → ökad fyrning av aktionspotentialer → ökad andningsfrekvens & ökat andningsdjup →vilket ger ökad ventilation. På så sätt kan pO2 öka & återgå till det normala.
28
Q

Vad är det som ligger bakom att perfiera kemoreceptorer kan aktiveras i vissa situationer trots att pO2 är större än 60 mmHg?

A

Pga av sensitisering av receptorer och därför får en ökad känslighet för O2 i blodet

29
Q

Vad innebär hypoxiska ventilatorisk acklimatsering (HVA)? Och i vilket fall kan detta fenomen uppstå?

A
  • fenomen som uppstår vid hypoxi (lågt pO2) och bl.a. leder till ökad känslighet i perifera kemoreceptorer → ökad andning (hyperventilation) för ett givet pO2 i blodet
  • HVA inträffar då man befinner sig på hög höjd och antagligen vid lungsjukdomar som leder till kroniskt sänkt pO2 i blodet
30
Q

Hur länge kan HVA vara?

A

Effekten av HVA kan pågå under dagar/veckor eller längre

31
Q

Vad är det som orsakar sensitisering av perifera kemoreceptorer?

A
  • Uppreglering av spänningskänsliga Na+- & Ca2+-kanaler i glomusceller
  • Ökat antal glomusceller
  • Uppreglering av postsynaptiskt receptor-antal
  • Uppreglering av transmittor-innehåll i glomusceller
  • Omställningar i kopplingen mellan afferenter från glomus caroticum till neuron i hjärnstammen → aktivitet i en given afferent ger en större ventilation
32
Q

Vad innebär långtidsfacilitering (LTF)? När kan detta fenomen uppstå?

A
  • Ett fenomen som uppstår som svar på upprepande episoder av hypoxi & leder till ökad andning (hyperventilation)
  • LTF kan jämföras med LTP: synapser mellan andningsstimulerande neuron i andningscentrum och motorneuron till andningsmuskulatur förstärks → frisättning av serotonin vid hypoxi aktiverar en intracellulär kaskad i motorneuron som leder till uppreglering av antalet receptorer
  • LTF sker bl.a. vid fysisk aktivitet
33
Q

Vilka två faser kan man observera vid fysiskt aktivitet när det gäller andningsökningen?

A
  1. Snabb fas

2. Långsam fas

34
Q

Snabba fas

A
  • andningen ökar inom sekunder.
  • är i huvudsak en kortikal effekt som medieras av neuron i hjärnans primära motorcortex.
  • Dessa kortikala neuron projicerar till ryggmärgens framhorn där de synapsar med motorneuron som i sin tur innerverar skelettmuskulatur.
  • När skelettmusklerna ska kontrahera vid fysisk aktivitet kommer således även neuron i ventrala & dorsala respiratoriska grupperna stimuleras. Även afferenter från arbetande leder & muskler bidrar till andningsökningen i den snabba fasen
  • Kollateraler från de kortikala neuronen tros även projicera till hjärnstammens andningscentrum.
35
Q

Långsam fas

A
  • andningen ökar ytterligare under några minuter.
  • långsamma fasen orsakas främst av ökad afferent aktivitet från den arbetande muskeln.
  • Den ökade aktiviteten kan vara relaterad till lokala metaboliska förändringar → laktat & H+ stimulerar omyeliniserade fibrer som projicerar till andningscentrum, s.k. metaboreflex.
  • Ökat blodflöde kan eventuellt stimulera mekaniskt känsliga afferenter som projicerar till andningscentrum.
36
Q

Kroniskt hypoventilationssyndrom

A
  • syndrom som uppstår pga mutation i genen för transkriptionsfaktorn Phox2b.
  • Phox2b uttrycks normalt i neuron i hjärnstammen som integrerar perifer & central kemoreception (bl.a. i RTN) → patienten hypoventilerar kraftigt under icke-REM-sömn och måste därför ha mekanisk assistans.
  • I vaket tillstånd kan blodgaserna hållas på någorlunda normala nivåer tack vare inflytande från andningscentrum & andra delar av hjärnan
37
Q

Vilka typer av receptorer i luftvägarna finns det?

A

• Mekaniskt känsliga receptorer :

  • finns främst i trachea & bronker
  • är kopplade till Aδ-axon.
  • Aktiveras bl.a. av aspiration av mat

• Kemiskt känsliga receptorer :

  • finns epitelialt eller subepitelialt i bronker, bronkioler & alveoler
  • är kopplade till omyeliniserade C-fibrer.
  • Stimuleras av kemisk irritation, t.ex. av capsaicin
38
Q

Hostreflexen

A
  • reflex som kan utlösas automatiskt & viljemässigt.
  • reflexbanan finns i hjärnstammen → aktiveras av mekanisk och/eller kemisk irritation i larynx, trachea & bronker.
  • hostreflexen utgör en skyddsmekanism dels vid aspiration (om man andats in främmande material) och även vid borttransport av slem vid inflammation (t.ex. lunginflammation)