Что такое комплекс preBötzinger? Анатомия и функции

Как правило, в состоянии покоя взрослый человек дышит со скоростью от двенадцати до восемнадцати вдохов в минуту. Дыхание имеет фундаментальное значение для нашего выживания, процесс, который мы осуществляем полусознательным образом непрерывно на протяжении всей нашей жизни.

Но кто отвечает за то, что мы это делаем? Какая часть нашего тела заставляет нас выполнять эту основную функцию? Ответ находится в продолговатом мозге, особенно в комплексе preBötzinger.

Комплекс PreBötzinger: описание и базовое расположение

Комплекс preBötzinger представляет собой набор или сеть нейронов, расположенных в продолговатом мозге или продолговатом мозге, особенно в его вентромедиальной части, образующей часть ствола мозга. Эта нейронная сеть появляется в обоих полушариях, будучи двусторонней и симметричной структурой. Соединение со спинным мозгом, и это, как мы уже говорили, является фундаментальным для генерации и поддержания дыхательного ритма.

Это недавно локализованная структура, особенно в 1991 году, и она обнаружила различные типы нейронов, которые позволяют посредством их взаимодействия генерировать и ритмичность дыхательного цикла. Комплексы preBötzinger обоих полушарий, кажется, работают частично независимо, хотя они связываются для синхронизации.

Основные функции

Хотя эта структура до сих пор малоизвестна, ему приписывают несколько важных функций.

1. Основной ритм дыхания

Комплекс preBötzinger является фундаментальным элементом для поддержания нашей жизни, и его травма может привести к смерти из-за угнетения дыхания. Его основная функция - генерация и управление ритмом дыхания..

2. Адекватность дыхания экологическим потребностям

Взаимодействие с другими областями мозга приводит к тому, что комплекс preBötzinger регулировать дыхательный ритм в соответствии с потребностями окружающей среды. Например, если мы будем заниматься спортом, наше дыхание будет ускорено.

3. Поглощение уровня кислорода

Было обнаружено, что этот комплекс и его соединения способны обнаруживать и действовать в соответствии с уровнем кислорода в организме. Например, если мы задыхаемся, то часто учащается дыхание, так как организм стремится получить кислород, необходимый для выживания.

Неизвестный механизм действия

Как работает эта структура, до сих пор не совсем ясно, но экспериментами с грызунами было показано, что гормон нейрокинин-1 и действие нейротрансмиттеров связаны с рецептором..

Было отмечено существование нейронов «кардиостимулятора» (аналогично тому, что происходит с частотой сердечных сокращений), некоторые из которых зависят от напряжения, а другие не зависят от него. Его точное функционирование все еще обсуждается, хотя предполагается, что зависимости напряжения наиболее связаны с генерацией дыхательного ритма, позволяя излучать потенциалы действия через поглощение натрия..

В любом случае гипотеза с более эмпирической поддержкой - это та, которая указывает на то, что именно действие набора нейронов и их взаимодействие позволяет генерировать ритм, являясь результатом взаимодействия, а не активности одного типа нейронов.

Необходимо гораздо больше исследований, чтобы узнать точное функционирование этого региона, являющегося областью исследования для углубления.

Нейротрансмиттеры участвуют

Что касается нейротрансмиттеров с большим эффектом в этой области, было воспринято, что фундаментально, что есть глутаматергическая активность, так что комплекс pre-Bötzinger действует, чтобы позволить дыхание. В частности, ведущую роль играет активность рецепторов AMPA, хотя в этом процессе также присутствует участие рецепторов NMDA (хотя в некоторых исследованиях модификация NMDA не приводила к реальным изменениям и, по-видимому, не приводила к существенный). Его ингибирование может вызвать прекращение дыхательного ритма, в то время как использование агонистов вызывает увеличение этого.

Когда дело доходит до снижения частоты дыхания, нейротрансмиттеры, которые, кажется, действуют больше всего, - это ГАМК и глицин..

В дополнение к вышесказанному, есть другие нейротрансмиттеры, которые влияют на частоту дыхания через эту структуру. Хотя они непосредственно не участвуют в генезе дыхательного ритма, они модулируют его. Примеры этого можно найти в серотонине, аденозинтрифосфате или АТФ, веществе Р, соматостатине, норадреналине, опиоидах и ацетилхолине. Вот почему многие вещества и лекарства вызывают изменение частоты дыхания..

Один аспект, который следует иметь в виду, заключается в том, что эмоции также оказывают существенное влияние на частоту дыхания из-за воздействия на эту область секретируемых нейротрансмиттеров. Например, в случае переживания нервозности или тревоги наблюдается увеличение частоты дыхания, тогда как перед лицом отчаяния и депрессии оно имеет тенденцию замедляться.

Последствия травмы в этой области

Хотя комплекс preBötzinger не является единственным элементом, вовлеченным в дыхательный контроль, в настоящее время он считается основным элементом, отвечающим за его регулирование.. Изменения в этой области могут вызвать последствия различной величины, такие как увеличение дыхания или депрессия. И это может происходить из-за врожденных травм, травм, сердечно-сосудистых травм или приема психоактивных веществ. В крайних случаях это может привести к смерти пациента.

В посмертном анализе людей с деменцией с тельцами Леви или атрофией наблюдается обычно уменьшение популяции нейронов, реагирующих на вышеупомянутый нейрокинин-1, что может объяснить наличие респираторных расстройств при этих заболеваниях..

Библиографические ссылки:

• Белтран-Парразал, Л .; Меза-Андраде, Р .; Гарсия-Гарсия, Ф.; Толедо, Р .; Manzo-J.; Morgado-Valle, C. (2012). Центральные механизмы генерации дыхательного ритма. Медицинский журнал. Механизмы мозга. Университет Веракрузана, Мексика.

• Гарсия, Л .; Родригес О. и Родригес О.Б. (2011). Регуляция дыхания: морфофункциональная организация его системы управления. Университет медицинских наук. Сантьяго де Куба.

• Muñoz-Ortiz, J.; Муньос-Ортиз, Е.; Лопес-Мерас, М.Л .; Beltran-Parrazai, L. и Morgado-Valle, C. (2016). Комплекс Pre-Bötzinger: генерация и модуляция дыхательного ритма. Elsevier. Испанское общество неврологов.

• Ramirez, J.M .; Doi, A .; Гарсия, А.Я.; Elsen, F.P .; Кох, Х. и Вэй, А.Д. (2012). Клеточные строительные блоки дыхания. Комплексная физиология; 2 (4): 2683-2731