ما هو مجمع preBötzinger؟ التشريح والوظائف

كقاعدة عامة ، يتنفس الإنسان البالغ في حالة الراحة بمعدل يتراوح بين اثني عشر وثمانية عشر نفسًا في الدقيقة. التنفس أساسي لبقائنا ، وهي عملية ننفذها بطريقة شبه واعية بشكل مستمر طوال حياتنا.

ولكن من المسؤول عن قيامنا بذلك؟ أي جزء من جسمنا يجعلنا نؤدي هذه الوظيفة الأساسية? تم العثور على الجواب في النخاع المستطيل ، وتحديدا في مجمع preBötzinger.

مجمع preBötzinger: الوصف والموقع الأساسي

مجمع preBötzinger هو مجموعة أو شبكة من الخلايا العصبية الموجودة في النخاع أو النخاع المستطيل, على وجه التحديد في الجزء البطني ، وتشكل جزءا من جذع الدماغ. تظهر هذه الشبكة العصبية في كل من نصفي الكرة الأرضية ، كونها بنية ثنائية ومتماثلة. التواصل مع الحبل الشوكي ، وكما قلنا أساسي لتوليد وصيانة إيقاع الجهاز التنفسي.

إنها بنية مترجمة مؤخرًا ، وتحديداً في عام 1991 ، وقد وجدت أنواعًا مختلفة من الخلايا العصبية التي تسمح من خلال تفاعلها بتكوين وإيقاع الدورة التنفسية. يبدو أن مجمعات ما قبل البوتسنجر في كلا نصفي الكرة تعمل بشكل مستقل جزئيًا ، على الرغم من أنها تتواصل من أجل المزامنة.

وظائف رئيسية

على الرغم من أن هذا الهيكل لا يزال غير معروف, تنسب العديد من الوظائف المهمة إليه.

1. إيقاع الجهاز التنفسي الأساسي

يُعد مجمع preBötzinger عنصرًا أساسيًا لإبقائنا على قيد الحياة ، ويمكن أن تتسبب إصابته في الوفاة بسبب الاكتئاب التنفسي. وظيفتها الرئيسية هي توليد وإدارة إيقاع الجهاز التنفسي.

2. كفاية التنفس للاحتياجات البيئية

التفاعل مع مناطق أخرى من الدماغ يسبب مجمع preBötzinger تنظيم إيقاع الجهاز التنفسي وفقا للاحتياجات البيئية. على سبيل المثال ، إذا لعبنا الرياضة ، فسيتم تسريع التنفس.

3. امتصاص مستوى الأوكسجين

لقد تم اكتشاف أن هذا المركب ووصلاته قادران على الكشف والتصرف وفقًا لمستوى الأكسجين في الكائن الحي. على سبيل المثال, إذا كنا نخنق فإنه من المتكرر أن يتم تسريع معدل التنفس لدينا, لأن الجسم يسعى للحصول على الأكسجين الضروري للبقاء.

آلية مجهولة للعمل

لا تزال الطريقة التي يعمل بها هذا الهيكل غير واضحة تمامًا ، ولكن من خلال التجارب على القوارض ، ثبت أن هرمون neurokinin-1 وعمل الناقلات العصبية يرتبطان بالمستقبلات..

وقد لوحظ وجود خلايا عصبية "جهاز تنظيم ضربات القلب" (على غرار ما يحدث مع معدل ضربات القلب) ، وبعض الجهد تعتمد وغيرها مستقلة عنها. لا يزال يتم مناقشته على وجه الدقة ، على الرغم من أنه من المتوقع أن يكون المعتمدين على الجهد الأكثر ارتباطًا بتوليد إيقاع الجهاز التنفسي عن طريق السماح بانبعاثات إمكانات العمل من خلال امتصاص الصوديوم..

في اي حال الفرضية مع دعم أكثر تجريبية هي تلك التي تشير إلى أن عمل مجموعة من الخلايا العصبية وتفاعلها هو الذي يسمح بتوليد الإيقاع, كونها نتيجة للتفاعل وليس نشاط نوع واحد من الخلايا العصبية.

هناك حاجة إلى مزيد من البحوث من أجل معرفة الأداء الدقيق لهذه المنطقة ، كونها مجال الدراسة لتعميق.

الناقلات العصبية المعنية

فيما يتعلق بالناقلات العصبية ذات التأثير الأكبر في هذا المجال ، فقد تم إدراك أنه من الضروري وجود نشاط غلوتاماتي كي يعمل مجمع ما قبل بوتزينجر على السماح بالتنفس. على وجه التحديد ، فإن نشاط مستقبلات AMPA هو الذي يلعب الدور الرائد ، على الرغم من وجود بعض مشاركة مستقبلات NMDA في العملية (على الرغم من أن تعديل NMDAs في بعض الدراسات لم يخلق تغييرات حقيقية ولا يبدو أنه ينتج عنه ضروري). يمكن أن يسبب تثبيطها توقف إيقاع الجهاز التنفسي ، في حين أن استخدام منبهات يسبب زيادة في هذا.

عندما يتعلق الأمر بتخفيض معدل التنفس ، فإن الناقلات العصبية التي تبدو أكثر فاعلية هي GABA وجليكاين..

بالإضافة إلى ما سبق ، هناك ناقلات عصبية أخرى تؤثر على معدل التنفس من خلال هذا الهيكل. على الرغم من أنهم لا يشاركون مباشرة في نشأة إيقاع الجهاز التنفسي ، إلا أنهم يقومون بتعديله. يمكن العثور على أمثلة على ذلك في السيروتونين ، أدينوسين ثلاثي الفوسفات أو ATP ، المادة P ، السوماتوستاتين ، النورادرينالين ، المواد الأفيونية وأسيتيل كولين. هذا هو السبب في أن العديد من المواد والعقاقير تسبب تغيير معدل التنفس.

أحد الجوانب التي يجب مراعاتها هو أن العواطف لها أيضًا تأثير مهم على معدل التنفس ، نظرًا للتأثير على هذه المنطقة من الناقلات العصبية المفرزة. على سبيل المثال ، في حالة الشعور بالتوتر أو القلق ، لوحظ زيادة في معدل التنفس ، بينما في حالة اليأس والاكتئاب ، فإنها تميل إلى التباطؤ.

آثار الاصابة في هذا المجال

على الرغم من أن مجمع preBötzinger ليس العنصر الوحيد الذي ينطوي عليه التحكم في الجهاز التنفسي ، إلا أنه يعتبر حاليًا العنصر الرئيسي المسؤول عن تنظيمه.. يمكن أن تسبب التعديلات في هذا المجال عواقب مختلفة الحجم ، مثل زيادة التنفس أو الاكتئاب. وهذا يمكن أن يأتي من الإصابات الخلقية ، والصدمات النفسية ، وحوادث القلب والأوعية الدموية أو إدارة المواد ذات التأثير النفساني. في الحالات القصوى يمكن أن يؤدي إلى وفاة المريض.

وقد لوحظ في تحليل ما بعد الوفاة للأشخاص الذين يعانون من الخرف مع أجسام لوي أو ضمور ، وعادة ما يكون انخفاض في عدد السكان من الخلايا العصبية رد الفعل على neurokinin-1 المذكورة أعلاه ، والتي يمكن أن تفسر وجود اضطرابات الجهاز التنفسي في هذه الأمراض..

المراجع الببليوغرافية:

• بيلتران بارازال ، إل. Meza-Andrade ، R. García-García، F. توليدو ، ر. مانزو Morgado-Valle، C. (2012). الآليات المركزية لتوليد إيقاع الجهاز التنفسي. مجلة طبية. آليات الدماغ. جامعة فيراكروزانا ، المكسيك.

• غارسيا ، إل. رودريغيز ، أو. ورودريغيز ، أو. ب. (2011). تنظيم التنفس: تنظيم morphofunctional لنظام التحكم فيها. جامعة العلوم الطبية. سانتياغو دي كوبا.

• مونيوز أورتيز ، ي. مونيوز أورتيز ، هاء ؛ López-Meraz، M.L. Beltran-Parrazai، L. and Morgado-Valle، C. (2016). مجمع ما قبل Bötzinger: توليد وتعديل إيقاع الجهاز التنفسي. إلسفير. الجمعية الإسبانية لطب الأعصاب.

• راميريز ، جي إم ؛ دوي ، أ. García، A.J. Elsen، F.P. Koch، H. & Wei، A.D. (2012). اللبنات الخلوية للتنفس. فسيولوجيا شاملة 2 (4): 2683-2731