Chemická regulace dýchání

Chemická regulace dýchání závisí především na koncentraci O₂, CO₂ a H⁺.

Na tomto druhu regulace se podílejí dva druhy chemoreceptorů, a to centrální a periferní.

Centrální chemoreceptory

Centrální chemoreceptory reagují především na vzestup CO₂ a H⁺. Jsou uloženy bilaterálně 0,2 mm pod ventrálním povrchem prodloužené míchy. CO₂ snadno prochází hematoencefalickou bariérou, kdežto H⁺ a HCO₃^- procházejí obtížně. CO₂ vstupuje do mozku kde je hydratován na H₂CO₃ a dále disociován na H⁺ a HCO₃^-. Touto cestou se zvýší koncentrace H⁺, a tím pádem stoupne ventilace. Koncentrace H⁺ odpovídá arteriálnímu P_CO2.

Periferní chemoreceptory

Periferní chemoreceptory představují karotická (uložená při bifurkaci karotid) a aortální tělíska (uložená na arcus aortae), která se nazývají též glomy. Oba typy tělísek reagují především na koncentraci O₂.

Vně tělísek jsou myelinizovaná vlákna, jejichž vedení je poměrně pomalé. K nárůstu impulzů dochází při snížení P_O2 nebo zvýšení P_CO2. Průtok krve karotickým tělískem (které váží asi 2 mg) je zhruba 2000 ml/100 g/min, což je poměrně velké množství ve srovnání například s ledvinou, kterou proteče 420 ml/100 g/min. Nároky tělísek na kyslík jsou plněny především rozpuštěným O₂. Receptory tělísek jsou stimulovány při nízkém P_O2 nebo nízkém průtoku krve.

Aortální tělíska nejsou tak prozkoumaná vzhledem jejich poloze (arcus aortae).

Tělíska obsahují dva typy buněk, které jsou obklopeny fenestrovanými sinusoidními kapilárami:

Typ I. (glomické buňky)

• Těsně naléhají na nervová zakončení aferentních neuronů
• Denzní granula obsahují katecholaminy (uvolňování při hypoxii, vystavení kyanidu)
• Hypoxie buňky stimuluje (transmiter dopamin)
• V membráně K⁺ kanály citlivé na O₂ – vodivost klesá při hypoxii

Typ II. (podobný glii)

• Obklopují je buňky I. typu
• Podpůrná funkce

Ventilační odpověď na změny acidobazické rovnováhy

• Metabolická acidóza – může být způsobena např. diabetem melitus. Při metabolické acidóze je dýchání stimulováno, což vede ke snížení P_CO2, a tím pádem k poklesu koncentrace H⁺ v krvi
• Metabolická alkalóza – dochází k ní například při dlouhodobém zvracení kdy z těla odchází HCl. Při metabolické alkalóze dochází k utlumení dýchání, což vede ke zvýšení arteriálního P_CO2, a tím pádem ke zvýšení koncentrace H⁺

Ventilační odpověď na CO₂

Arteriální P_CO2 je přibližně 40 mmHg, pokud dojde k jeho zvýšení dochází k hyperventilaci a hladina se vrací k normálu, při snížení je tomu naopak.

• Hyperkapnie = akumulace CO₂ v těle
  • omezení ventilace plic, bolesti hlavy, zmatenost, koma (narkóza CO₂)
• Hypokapnie = nedostatek CO₂ v těle
  • hyperventilace (neurotičtí pacienti)
  • vazokonstrikce
  • zvýšení srdečního výdeje
  • ztráta orientace, závratě, parestézie

Ventilační odpověď na nedostatek O₂

Při sníženém obsahu O₂ ve vdechovaném vzduchu se ventilace zvyšuje.

Odkazy

Související články

• Mechanika dýchání

Použitá literatura

• GANONG, William F. Přehled lékařské fyziologie. 20. vydání. Praha : Galén, 2005. 890 s. ISBN 80-7262-311-7.

• HALL, John C, et al. Textbook of Medical Physiology. 12. vydání. Philadephia : Saunders Elsevier, 2011. 1091 s. ISBN 978-1-4160-4574-8.