مستقبلات كيميائية مركزية

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

المستقبلات الكيميائية المركزية هي مستقبلات كيميائية تقع أسفل السطح البطني للنخاع المستطيل ، وهي شديدة الحساسية لتغيرات درجة حموضة السائل الدماغي النخاعي المجاور . تكمن الأهمية الوظيفية لهذه المستقبلات في المراقبة غير المباشرة لمستويات ثاني أكسيد الكربون في الدم ، مما يوفر مؤشرًا هامًا لتنظيم التهوية في مركز التنفس المجاور . [ 1 ] تُعد المستقبلات الكيميائية المركزية المصدر الرئيسي لمعلومات التغذية الراجعة التنظيمية للتنفس عندما تكون مستويات غازات الدم ضمن المعدل الطبيعي. [ 2 ]

وفي الوقت نفسه، تقوم المستقبلات الكيميائية الطرفية أيضاً بمراقبة نسبة الأكسجين في الدم بشكل مباشر .

تشريح

تقع المستقبلات الكيميائية المركزية في ما يُسمى بالمنطقة الكيميائية الحساسة، وهي منطقة ثنائية الجانب [ 1 ] من النخاع المستطيل البطني الجانبي [ 2 ] ، وتقع على بُعد 0.2 مم أسفل السطح البطني للنخاع المستطيل، [ 1 ] بالقرب من مناشئ العصبين القحفيين التاسع والعاشر من الدماغ. تنقل هذه المستقبلات الكيميائية المعلومات الحسية إلى مركز التنفس . [ 1 ]

علم وظائف الأعضاء

الآلية البيوكيميائية

يُعتقد أن أيونات الهيدروجين (H +) قد تكون المحفز المباشر الوحيد الذي تستشعره المستقبلات؛ إذ يُعتقد أن هذه المستقبلات تستشعر تركيز ثاني أكسيد الكربون (CO2 ) بشكل غير مباشر عن طريق الكشف عن أيونات الهيدروجين المتكونة عند تفاعلها مع الماء لتكوين حمض الكربونيك، والذي يتفكك بدوره إلى أيونات الهيدروجين (H +) وأيونات البيكربونات (HCO3- ) . ومع ذلك، ولأن غاز ثاني أكسيد الكربون من الدم ينتشر بسهولة أكبر عبر الحاجز الدموي الدماغي ليصل إلى السائل الخلالي النخاعي مقارنةً بأيونات الهيدروجين ، فإن المستقبلات الكيميائية تكون أكثر استجابة لتغيرات تركيز ثاني أكسيد الكربون في الدم من استجابتها لتغيرات تركيز أيونات الهيدروجين . [ 3 ]

دوره في تنظيم التنفس

يُعدّ ثاني أكسيد الكربون في الدم المعيار الأساسي للتنظيم البيولوجي للتنفس، لأن تركيزه يرتبط عكسيًا بالتهوية الرئوية؛ في حين أن تركيز الأكسجين في الدم يكون عادةً كافيًا لتروية الأنسجة عبر نطاق واسع من ظروف التهوية (من أقل من 50% من المعدل الطبيعي إلى أكثر من 2000% من المعدل الطبيعي)، وبالتالي لا يتطلب تحكمًا دقيقًا. [ 1 ]

العوامل المؤثرة على استجابة الجهاز التنفسي لثاني أكسيد الكربون

  • في غضون أيام، يمكن لنقطة ضبط مركز التنفس أن تتكيف تدريجيًا لتحمل انخفاضًا في تركيز ثاني أكسيد الكربون/أيونات الهيدروجين يصل إلى 80%. وبهذه الطريقة، يمكن أن يصبح انخفاض تركيز الأكسجين في الدم محفزًا رئيسيًا لزيادة التهوية دون تأثير مثبط لانخفاض تركيز ثاني أكسيد الكربون . يؤدي التعرض الحاد لنقص الأكسجين إلى زيادة التهوية بنسبة 70%، بينما بعد التكيف مع انخفاض تركيز ثاني أكسيد الكربون ، يمكن للمحفز نفسه أن يؤدي إلى زيادة التهوية بنسبة 400% إلى 500%. هذه إحدى الآليات الكامنة وراء التأقلم مع الارتفاعات العالية، وتفسر جزئيًا سبب ضرورة صعود متسلقي الجبال تدريجيًا.
  • يؤدي انخفاض ضغط ثاني أكسيد الكربون الشرياني إلى إضعاف الدافع التنفسي بشكل ملحوظ. فعلى سبيل المثال، تؤدي نوبة من فرط التنفس الإرادي إلى إضعاف الدافع التنفسي لفترة قصيرة؛ إذ يلجأ بعض السباحين أو العدائين إلى فرط التنفس عمدًا قبل بدء السباق مباشرةً لكبح الرغبة في التنفس أثناء السباق. وقد يؤدي فرط التنفس الطبي العرضي لمريض مخدر إلى توقف تنفسه لمدة دقيقة تقريبًا. [ 4 ]
  • يميل الرياضيون والغواصون المدربون إلى اكتساب حساسية أقل لانخفاض تركيز ثاني أكسيد الكربون الشرياني . [ 4 ]
  • زيادة جهد التنفس (يمكن إثبات ذلك تجريبياً بالتنفس عبر أنبوب ضيق). قد يفسر هذا جزئياً انخفاض استجابة ثاني أكسيد الكربون الملاحظة لدى بعض مرضى الرئة؛ ففي هؤلاء الأفراد، يؤدي إعطاء موسعات الشعب الهوائية (التي تقلل مقاومة مجرى الهواء) إلى زيادة الاستجابة. [ 4 ]
  • النوم [ 4 ]
  • زيادة العمر [ 4 ]
  • علم الوراثة [ 4 ]
  • الشخصية [ 4 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 هول، جون إي.؛ هول، مايكل إي. (2021). "الفصل 55 - الوظائف الحركية للحبل الشوكي؛ ردود فعل الحبل الشوكي". كتاب جايتون وهول في علم وظائف الأعضاء الطبية (  الطبعة الرابعة عشرة). فيلادلفيا، بنسلفانيا: إلسيفير. ISBN 978-0-323-59712-8.
  2. 1 2 بورون، والتر ف.؛ بولبايب، إميل ل.، محرران. (2017). علم وظائف الأعضاء الطبية ( الطبعة الثالثة). فيلادلفيا، بنسلفانيا: إلسيفير. ISBN  978-1-4557-4377-3.
  3. ↑ هول، جون إي؛ هول، مايكل إي (2021). كتاب جايتون وهول في علم وظائف الأعضاء الطبية ( الطبعة الرابعة عشرة). فيلادلفيا، بنسلفانيا: إلسيفير. ص 536. ISBN   978-0-323-59712-8.
  4. 1 2 3 4 5 6 7 ويست، جون ب.؛ لوكس، أندرو (2016). فسيولوجيا الجهاز التنفسي لويست: الأساسيات ( الطبعة العاشرة). فيلادلفيا: وولترز كلوير. ص 153. ISBN   978-1-4963-1011-8.