Refleks krzykiwka

Znajdowanie się na Ostrze: Odbiorniki Drożdżowe

Reflex cough zaczyna się od specjalizowanych końcówek nerwowych rozmieszczonej pośrednio w tkaninie okrywającej larynx, trącić i większe bronchi. Dwa główne typy odbiorników wykonują większość pracy. Odbiorniki stretch szybko-adaptujące się, często nazywane odbiornikami drożdżowymi, zasięgają pod powierzchnię okrywania i reagują szybko na mechaniczne deformację tkaniny, taką jak cząsteczka obcego ciała przesuwająca się po ścianie, nagle rozszerzona płuca lub plug mukusowy naciskający na okrywanie. Jak sugeruje ich nazwa, wydzielają intensywną początkową serię sygnałów i szybko ucichają, nawet jeśli sytuacja kontynuuje się, co sprawia, że są doskonałymi odbiornikami na detekcję rozpoczęcia przeszkody zamiast śledzenia jej trwania. Drugim głównym grupą jest C-fibry, gęsta sieć gronikowych nerwów, delikatnych i wolno-transmitujących się, które reagują głównie na irritanty chemiczne, a nie mechaniczne. Te grony przekazują odbiorniki czucia do substancji podobnych do capsaicyny, kwasowych warunków, mediatorów zapalenia i środowiskowych irritantów takich jak dym papierosowy, dwutlenek siarki i inne chemiczne substancje zawarte w powietrzu. W przeciwieństwie do szybko-adaptujących się odbiorników, C-fibry tendują do generowania bardziej ciągłych sygnałów i są mocno związane z bólem i zderzeniem, które towarzyszą kowu, dlatego irritant chemiczny często powoduje trwającą pragnienie kowu, a nie jednorazowy silny reflex.Oba typy odbiorników są najbardziej gęsto rozmieszczone w określonych punktach, szczególnie na tyłku gardła, miejscu, gdzie trącić rozdziela się na dwie główne bronchi znane jako carina, i sam larynx. Ta dystrybucja nie jest przypadkowa. To dokładnie te lokalizacje, w których najprawdopodobniej zasiedlają się materiały inwazyjne lub gdzie reflux stercznego może dotrzeć, dlatego mając gęstą sieć odbiorników w tym miejscu, zagrożenia są wykrywane jak najszybciej, zanim mogą spadnąć dalej do delikatnej tkaniny wymiany gazowej płuc, która ma stosunkowo mało własnych reflexów chroniących.

Ścieżka aferentna: Sygnały do stemu mózgu

Gdy receptor wykrywa irritant, przekształca on ten zdarzenie fizyczne lub chemiczne w sygnał elektryczny, który musi znaleźć ścieżkę do mózgu. W większości przypadków receptorów trąciowych oddechowych, ta ścieżka to nerw vagus, dziesiąty nervek kranialny i jeden z najdłuższych i najbardziej rozprzestrzenionych nerwów w ciele człowieka. Włókna senoryczne z gardła, trachei i bronchów zbierają się w grupy i poruszają się w górę w ramionach vagusa, przekazując swoje niewygodną wiadomość do stemu mózgu bez przechodzenia przez szpinalny stok, co pomaga utrzymać odpowiedź szybką. Te włókna aferentne kończą się w regionie miedzyścia nazwanej nukleusem traktus solitarius, często skróconej jako NTS, która działa jako pierwsze duże stacje relacyjne dla informacji senorycznych organów ścisłych przynoszonego z nerwu vagusa. NTS nie przesyła sygnału bez zmian. Integruje ona przychodzące sygnały irritantowe z innymi aktualnymi informacjami dotyczące rytmu oddychania, poziomów gazów krwi i nawet sygnałów z cykli ślinienia, ponieważ kaszle i ślinienie muszą być dokładnie koordynowane, aby uniknąć wdechu jedzenia lub płynu do płuc. Z NTS przetworzone sygnały są relaysowane do sieci neuronów opisanych jako centrum kaszlu, rozprzestrzenionych po miedzyście blisko generatora rytmu oddychania regulującego spokojne oddychanie. Takie bliskie umiejscowienie anatomiczne jest funkcjonalnie ważne, ponieważ kaszel jest w rzeczywistości drastycznie modyfikowanym cyklem oddychania, a nie całkowicie innym programem myiotycznym. Stem mózgu może zatem skorzystać z większości tej samej maszyny, którą używa dla normalnego oddychania i przepisać ją, według potrzeb, na znacznie bardziej silny i dokładnie sekwencjonowany wzór wymagany do wydzielania irritantu.

Faza pierwsza: inspiracja i zamknięcie glotki

Gdy centrum krzykiwka w mózgu stwierdzi, że krzyk jest konieczny, zaczyna się stereotypowy trójfazowy szereg ruchów, a pierwszą fazą jest głęboka i szybka inspiracja. Sygnały motoryczne docierają do diaphragmy i mięśni piersiowych zewnętrznego przestrzeni, spowodowując ostre wdechowanie, które jest zwykle znacznie większe niż normalny wdech, często wypełniając płuca do znaczącej części ich pełnej pojemności. Ta duża objętość wdechu ma niezwykłą wagę dla tego, co nastąpi, ponieważ rozciąga tkaninę płuc i ściany dróg oddechowych, ustawiając je tak, aby kolejne silne kontrakcje mogły wygenerować jak najniższe możliwe presjowe wydychające i prądy. Praktycznie natychmiast po tym głębokim wdechu zaczyna się druga faza: glotka, otwór między gardłowymi łańcuszkami, nagle zamknie się. Ta zamknięcie jest osiągnięte dzięki kontrakcji mięśni doduktora gardłowego, blokując tracheę całkowicie od ust i gardła. Gdy glotka jest zamknięta, duża objętość powietrza wdechowanej jest teraz zatrzymana wewnątrz płuć i skorupy piersiowej, nie mogąc wydychać, nawet gdy maszyna wydychająca ciała zaczyna działać. Stany zatrzymanego powietrza i zamkniętej glotki stanowią celowo zaprojektowaną konstrukcję mechaniczną. Przekształca skorupę piersiową w coś podobnego do zabezpieczonego naczyńka ciśnienia, tak że wysiłek masykowy stosowany w kolejnej fazie nie jest spuszczany na powietrze, które prosto przepływa, ale zamiast tego jest prawie całkowicie przekształcony w budowanie wewnętrznego ciśnienia. Precyzyjna sytuacja między końcem inspiracji a chwilą zamknięcia glotki jest tightly controlled przez centrum krzykiwka, ponieważ za wcześnie lub za późno zamknięcie mogłoby zmniejszyć skuteczność końcowego wydychającego puklania.

Faza druga: kompresja i powstanie nacisku

Z glotką zamkniętą i płuca pełnymi powietrza, centrum kaszlu aktywuje mięśnie wydektoryczne ciała z ogromną siłą. Mięśnie brzucha, w tym rectus abdominis oraz obliki wewnętrzny i zewnetrzny, kontraktują silnie, przesuwając zawartość brzucha i diaphragmę w górę do pokoju piersiowego. jednoczesnie mięśnie międzypleśniowe wewnętrzne kontrakują, aby sprowadzać pancerz piersiowy w dół i wewnątrz. Ponieważ podczas tej fazy kompresji glotka pozostaje mocno zamknięta, żaden z tych mięśniowych wysiłków nie może uciec jako przepływ powietrza, a zamiast tego napędza szybkie i dramatyczne wzrost nacisku wewnątrzbrzuszego i wewnątrzpleśniego. Ten wzrost nacisku może osiągnąć poziomy wielokrotnie wyższe niż naciski generowane podczas normalnego oddychania, a rozwija się w ułamku sekundy. Ściany drogi oddechowej i tkanina płuc otaczająca ją są zatłoczona i ich średnica interna zmniejsza się nieznacznie pod wpływem tego nacisku, zwłaszcza w elastycznych membranowych sekcjach trachei i większych bronków. To zredukowanie średnicy nie jest przypadkowe, ale faktycznie jest funkcjonalnie korzystne, ponieważ gdy zaczną się trzecia fazę, szerszy kanał pomaga przyspieszyć uciekające powietrze do znacznie wyższej prędkości, podobnie jak zredukowanie nozela grzebienia ogrodowego zwiększa prędkość strumienia wody. Podczas całej fazy kompresji centrum kaszlu ciągle monitoruje rozwijający się nacisk i harmonię sekwencji, ponieważ skuteczność całego reflexu zależy od momentalnego otwarcia glotki, gdy nacisk osiągnie prawie maksymalny poziom, ale zanim wysiłek stanie się przeciwny lub zmęczający do utrzymania.

Trzecia fazę: Eksplozywna Expulsja

Ostateczna faza to nagradza całą sekwencję. Centrum kaszelu wysyła sygnał, który spowoduje szybką relaksację mięśni gardła i nagle otwarcie glotki. Wysokie ciśnienie, które zbudowało się w piersiach, wcześniej zablokowane przez zamkniętą glotkę, nagle jest rzucone do znacznie niższego ciśnienia górnej ścieżki oddechowej i atmosfery. Powietrze przenika szybko przez ucięte kanały oddechowe w bardzo wysokim tempie, w niektórych pomiarach osiągając prędkości bliskie kilkuset mil godzin na godzinę w momencie eksplozji, szczególnie w uciętych sekcjach centralnych ścieżki oddechowej, choć prędkość przepływającego przez usta powietrza widocznej strumienia wydechu jest zazwyczaj znacznie niższa. Szybkie i wysokie prędkości przepływu powietrza realizują wiele funkcji naraz. Tworzą one silne siły obrotowe na ścianach ścieżki oddechowej, które pomagają odbić moczylidze, ciepłeczkę i zgrzyty ze powierzchni epiteliowej. Przewożą one również to odbite materiał dalej i poza układ oddechowy, ewentualnie wydzielając je przez usta lub przesuwając na głośnik gardła, gdzie mogą być zływane lub spuszczane. Turbulentny, wysoki prędkości charakter przepływu powietrza jest kluczowy tutaj, ponieważ łagodne i liniowe przepływy powietrza, jak w normalnym oddychaniu, byłyby znacznie mniej skuteczne w odbieraniu irritantów z powierzchni ścieżki oddechowej. Jedna kaszel rzadko jest jednorazowym zdarzeniem, gdy podstawowa irritacja pozostaje. Odczyty receptorów, które spowodowały pierwotny reflex, nadal wysyłają sygnały, jeśli irritant pozostaje, a centrum kaszelu powtarza cały trójfazowy cykl tyle razy, ile będzie potrzebne, tworząc zapętlone ataki kaszlu znane z lekceważonego odczuwania gardła, połamanego kawałka jedzenia lub infekcji oddechowej, aż wreszcie ścieżka oddechowa jest uznała za czystą.

Często zadawane pytania

Wypróbuj na żywo

Wszystko powyżej działa bezpośrednio w Twojej przeglądarce — otwórz The Cough Reflex Arc i zmieniaj parametry podczas działania. Nic nie jest instalowane ani przesyłane na serwer, cały model działa w jednej karcie.