อ่าน 6 นาที
ตัวรับเคมีส่วนปลาย
ตัวรับเคมีส่วนปลาย (ของ ร่างกาย หลอดเลือดแดงใหญ่ และ หลอดเลือดแดงใหญ่ ) ได้รับชื่อนี้เพราะเป็น ส่วนขยาย ทางประสาทสัมผัส ของ ระบบประสาทส่วนปลาย เข้าไปใน หลอดเลือด...
ตัวรับเคมีส่วนปลาย
ตัวรับเคมีส่วนปลาย (ของร่างกายหลอดเลือดแดงใหญ่และ หลอดเลือดแดงใหญ่ ) ได้รับชื่อนี้เพราะเป็น ส่วนขยาย ทางประสาทสัมผัสของระบบประสาทส่วนปลายเข้าไปในหลอดเลือดซึ่งตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นของสารเคมี[ 1 ]ในฐานะตัวแปลงรูปแบบของความแปรปรวนในสภาพแวดล้อมโดยรอบ ร่างกายหลอดเลือดแดงใหญ่และหลอดเลือดแดงใหญ่นับเป็นตัวรับเคมีในลักษณะเดียวกับต่อมรับรสและตัวรับแสง [ 2 ] อย่างไรก็ตามเนื่องจากร่างกายหลอดเลือดแดงใหญ่และหลอดเลือดแดงใหญ่ตรวจจับความแปรปรวนภายในอวัยวะภายในของร่างกาย จึงถือว่าเป็นตัวรับ ภายใน [ 3 ] ในทางตรงกันข้าม ต่อ มรับรสหลอดรับกลิ่นตัวรับแสง และตัวรับอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับประสาทสัมผัส แบบดั้งเดิมทั้งห้า เป็นตัวรับภายนอก เนื่องจากตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกร่างกาย[ 3 ]ร่างกายยังมีตัวรับตำแหน่งซึ่งตอบสนองต่อปริมาณการยืดตัวภายในอวัยวะโดยปกติ คือ กล้ามเนื้อที่พวกมันครอบครองอยู่[ 3 ]
สำหรับหน้าที่เฉพาะของตัวรับเคมีส่วนปลายนั้น ช่วยรักษาสภาวะสมดุลในระบบหัวใจและหลอดเลือดโดยการตรวจสอบความเข้มข้นของสารเคมีในเลือด[ 4 ] เซนเซอร์ แบบหลายโหมดเหล่านี้ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติของเลือดหลายประการ รวมถึงออกซิเจนต่ำ ( ภาวะขาดออกซิเจน ) คาร์บอนไดออกไซด์สูง ( ภาวะ คาร์บอนไดออกไซด์สูง ) และกลูโคสต่ำ ( ภาวะ น้ำตาลในเลือดต่ำ ) [ 4 ]ภาวะขาดออกซิเจนและภาวะคาร์บอนไดออกไซด์ สูง เป็นสภาวะที่ได้รับการศึกษาและทำความเข้าใจมากที่สุดที่ตรวจจับได้โดยตัวรับเคมีส่วนปลายกลูโคสจะกล่าวถึงในส่วนถัดไปเส้นประสาทนำเข้าจะส่งสัญญาณกลับจากร่างกายหลอดเลือดแดงใหญ่และหลอดเลือดแดงใหญ่ไปยังก้านสมองซึ่งจะตอบสนองตามนั้น (เช่น การเพิ่มการหายใจ ) [ 3 ]
โครงสร้าง
ทั้งตัวรับความรู้สึกที่หลอดเลือดแดงคาโรติดและหลอดเลือดแดงเอออร์ตาจะเพิ่มการปล่อยสารสื่อประสาทรับความรู้สึกในระหว่างภาวะขาดออกซิเจน[ 5 ] ตัวรับความรู้สึกที่หลอดเลือดแดงคาโรติดถือเป็นตัวรับเคมีส่วนปลายหลักและได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีส่วนช่วยในการตอบสนองต่อ ภาวะขาดออกซิเจน มากกว่า อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่ไม่มีตัวรับความรู้สึกที่หลอดเลือดแดงคาโรติดเรื้อรัง ตัวรับความรู้สึกที่หลอดเลือดแดงเอออร์ตาสามารถทำหน้าที่ควบคุมการหายใจที่คล้ายคลึงกันได้ ซึ่งบ่งชี้ว่ามันมีกลไกการส่งสัญญาณ ที่มีประสิทธิภาพ เช่นกัน[ 5 ]ตำแหน่งที่แตกต่างกันของตัวรับความรู้สึกทั้งสองทำให้พวกมันอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมที่จะใช้ประโยชน์จากข้อมูลที่แตกต่างกัน ตัวรับความรู้สึกที่หลอดเลือดแดงคาโรติดซึ่งตั้งอยู่บนหลอดเลือดแดง หลักเส้นหนึ่ง ของคอจะตรวจสอบความดันบางส่วนภายในหลอดเลือดแดง ในขณะที่ตัวรับความรู้สึกที่หลอดเลือดแดงเอออร์ตาซึ่งตั้งอยู่บนส่วนโค้งของหลอดเลือดแดงเอออร์ ตา จะตรวจสอบความเข้มข้นของออกซิเจนที่ใกล้กับหัวใจมากกว่า[ 3 ]ตัวรับความรู้สึกแต่ละตัวประกอบด้วยกลุ่มเซลล์ที่คล้ายคลึงกัน และการประมวลผลสัญญาณ หลังการส่งสัญญาณเป็น สิ่งที่ทำให้การตอบสนองของพวกมันแตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อมูลน้อยมากเกี่ยวกับรายละเอียดเฉพาะของกลไกการส่งสัญญาณทั้งสองนี้[ 6 ]
จุลกายวิภาคศาสตร์
กลุ่มเซลล์ที่อยู่บนหลอดเลือดแดงแคโรติดและหลอดเลือดแดงเอออร์ตาตามลำดับ[ 6 ] เซลล์ รับสารเคมีส่วนปลายแต่ละกลุ่มนี้ประกอบด้วยเซลล์กลอมัส ชนิดที่ 1 และเซลล์ชนิดที่ 2 ที่คล้ายเซลล์เกลีย[ 6 ]เซลล์ชนิดที่ 1 ทำหน้าที่แปลงสัญญาณจากกระแสเลือดและถูกควบคุมโดย เส้นใย ประสาทนำเข้าที่นำกลับไปยัง (ในกลุ่มเซลล์แคโรติด) เส้นประสาทไซนัสแคโร ติด จากนั้นไปยัง เส้นประสาทกลอ สโซฟาริงเจียลและไขสันหลังของก้านสมองในทางตรงกันข้าม กลุ่มเซลล์เอออร์ตาเชื่อมต่อกับไขสันหลังผ่านทางเส้นประสาทเวกัส[ 3 ]
นอกจากนี้ เซลล์เหล่านี้ยังได้รับข้อมูลจาก เส้นใย ประสาทนำออกที่นำกลับไปยังกลุ่มเส้นประสาทเดียวกัน กลุ่มเซลล์ทั้งหมดถูกแทรกซึมด้วยเส้นเลือดฝอยเพื่อให้เข้าถึงกระแสเลือดได้ ความหนาแน่นของเส้นเลือดฝอยที่สูงทำให้บริเวณนี้เป็นหนึ่งในบริเวณของร่างกายที่มีการไหลเวียนของเลือดมากที่สุด[ 6 ]เซลล์ประเภท I อัดแน่นไปด้วยถุงบรรจุสารสื่อประสาทต่างๆ รวมถึงโดปามีน , ATP , เซโรโทนิน , แคเทโคลามีนซึ่งถูกปล่อยออกมาในระหว่างการส่งสัญญาณ [ 1 ] เซลล์ประเภท I มักเชื่อมต่อกันผ่านช่องว่างเชื่อมต่อซึ่งอาจช่วยให้การสื่อสารระหว่างเซลล์เป็นไปอย่างรวดเร็วเมื่อส่งสัญญาณ[ 6 ]
เซลล์ประเภท II เกิดขึ้นในอัตราส่วนประมาณ 1 ต่อ 4 เมื่อเทียบกับเซลล์ประเภท I ส่วนลำตัวยาวของเซลล์เหล่านี้มักพบร่วมกับเซลล์ประเภท I อย่างใกล้ชิด แม้ว่าจะไม่ได้ห่อหุ้มเซลล์ประเภท I ไว้ทั้งหมดก็ตาม[ 6 ] เซลล์ เหล่านี้ขาดเวสิเคิลของเซลล์ประเภท I ที่ใช้ในการสื่อสารสารสื่อประสาท[ 1 ]แต่การศึกษาชี้ให้เห็นว่าเซลล์เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเซลล์ต้นกำเนิดตัว รับสารเคมี และสามารถตอบสนองต่อการสัมผัสกับภาวะขาดออกซิเจนเป็นเวลานานโดยการเพิ่มจำนวนเป็นเซลล์ประเภท I เอง[ 7 ] นอกจากนี้ เซลล์เหล่านี้อาจช่วยเสริมการสื่อสารอย่างรวดเร็วระหว่างเซลล์ประเภท I โดยการขยายการปล่อย สารสื่อประสาทหลักตัวหนึ่งในการส่งสัญญาณรับสารเคมี คือ ATP [ 6 ]
การพัฒนา
ความไวและสรีรวิทยาของตัวรับเคมีส่วนปลายจะเปลี่ยนแปลงไปตลอดช่วงชีวิต[ 8 ]
วัยทารก
การหายใจในทารกแรกเกิดไม่สม่ำเสมอ มีแนวโน้มที่จะหายใจเป็นช่วงๆและหยุดหายใจ [ 8 ] ในครรภ์และเมื่อแรกเกิด การตอบสนองของร่างกายต่อภาวะขาดออกซิเจนของหลอดเลือดแดงคาโรติดยังไม่พัฒนาเต็มที่ ต้องใช้เวลาหลายวันถึงหลายสัปดาห์กว่าจะเพิ่มความไวให้เท่ากับร่างกายของหลอดเลือดแดงคาโรติดในผู้ใหญ่ ในช่วงระยะเวลาการพัฒนานี้ มีการเสนอว่าทารกแรกเกิดพึ่งพาตัวรับเคมีที่รับรู้ถึงออกซิเจนอื่นๆ อย่างมาก เช่น ร่างกายของหลอดเลือดแดงเอออร์ตาหรือตัวรับเคมีส่วนกลาง[ 5 ]อย่างไรก็ตาม ตัวรับเคมีที่ไม่ใช่ร่างกายของหลอดเลือดแดงคาโรติดบางครั้งไม่เพียงพอที่จะรับประกันการตอบสนองการหายใจที่เหมาะสม การเสียชีวิต จาก SIDSเกิดขึ้นบ่อยที่สุดในช่วงวันที่หรือสัปดาห์ที่ร่างกายของหลอดเลือดแดงคาโรติดยังคงพัฒนาอยู่ และมีการแนะนำว่าการขาดกิจกรรมของร่างกายของหลอดเลือดแดงคาโรติดที่เหมาะสมมีส่วนเกี่ยวข้องกับภาวะนี้ เหยื่อของ SIDS มักถูกรายงานว่าแสดงปัญหาลักษณะเฉพาะบางอย่างในการพัฒนาของร่างกายของหลอดเลือดแดงคาโรติด รวมถึงการหายใจเป็นช่วงๆภาวะหยุดหายใจขณะ หลับ การตื่นตัวที่บกพร่องระหว่างการนอนหลับ และความไวต่อภาวะขาดออกซิเจนต่ำ นอกจากนี้ ต่อมแคโรติดของผู้เสียชีวิตจาก SIDS มักแสดงความผิดปกติทางสรีรวิทยา เช่น ภาวะเจริญเติบโต น้อยเกินไปและ มากเกินไป การค้นพบหลายอย่างเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของต่อมแคโรติดกับ SIDS รายงานว่าการพัฒนาของต่อมแคโรติดถูกขัดขวางโดยปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ทราบกันอยู่แล้วว่าเพิ่มความเสี่ยงของ SIDS เช่นการคลอดก่อนกำหนดและการสัมผัสกับควันบุหรี่ สารเสพติด ภาวะออกซิเจนเกินและภาวะออกซิเจนต่ำ ดังนั้นในตอนแรกอาจดูเหมือนว่าการศึกษาเกี่ยวกับต่อมแคโรติดเป็นเพียงการขยายความรู้เกี่ยวกับ SIDS ไปสู่อีกขอบเขตหนึ่ง อย่างไรก็ตาม การทำความเข้าใจกลไกที่ทำให้การพัฒนาของต่อมแคโรติดบกพร่องอาจช่วยอธิบายได้ว่าบางแง่มุมของการดูแลทารกแรกเกิดโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ทารกคลอด ก่อนกำหนด อาจได้รับการปรับปรุงอย่างไร ตัวอย่างเช่น การบำบัดด้วยออกซิเจนอาจเป็นตัวอย่างของเทคนิคที่ทำให้ทารกคลอดก่อนกำหนดได้รับออกซิเจนในระดับสูงมากจนทำให้พวกเขาไม่สามารถรับรู้ถึงระดับออกซิเจนปกติได้อย่างเหมาะสม[ 9 ]
การตั้งครรภ์
อัตราการระบายอากาศ พื้นฐานที่เพิ่มขึ้น และความไวต่อทั้งภาวะขาดออกซิเจนและภาวะคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดสูงเกิดขึ้นในหญิงตั้งครรภ์หลัง สัปดาห์ที่ 20 ของ การตั้งครรภ์และการศึกษาชี้ให้เห็นว่าสิ่งนี้เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงความไวของตัวรับเคมีที่ส่วนปลายอย่างน้อยบางส่วน การเปลี่ยนแปลงความไวที่คล้ายกันนี้พบในผู้หญิงที่ได้รับฮอร์โมนในระดับที่เลียนแบบระยะของการตั้งครรภ์ที่ผลกระทบเหล่านี้เริ่มปรากฏขึ้น ซึ่งบ่งชี้ว่าความไวของตัวรับเคมีที่หลอดเลือดแดงคาโรติดและหลอดเลือดแดงเอออร์ตาถูกปรับเปลี่ยนโดยกระบวนการทางระบบประสาทและต่อมไร้ท่อ[ 5 ]อย่างไรก็ตาม การค้นพบที่เชื่อมโยงตัวรับเคมีที่ส่วนปลายกับการเปลี่ยนแปลงการหายใจที่เกิดจากการตั้งครรภ์อาจเป็นเพียงความสัมพันธ์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อระบุสาเหตุที่อยู่เบื้องหลังความสัมพันธ์นี้
สรีรวิทยา
การส่งสัญญาณ
ตัวรับเคมีส่วนปลายได้รับการระบุว่ามีความจำเป็นต่อ การควบคุม การหายใจเร็วกว่าที่กลไกการรับข้อมูลจากกระแสเลือดจะเริ่มเป็นที่เข้าใจ[ 4 ]ทั้งตัวรับที่หลอดเลือดแดงใหญ่และหลอดเลือดแดงเล็กประกอบด้วยเซลล์ประเภท I และประเภท II และเชื่อกันว่าส่งสัญญาณจากสารเคมีในเลือดในลักษณะเดียวกัน แม้ว่าการสื่อสารสัญญาณหลังการส่งสัญญาณอาจแตกต่างกัน[ 6 ]การส่งสัญญาณเคมีรับรู้ในตัวรับ เหล่านี้ ยังคงเป็นหัวข้อการวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่ และการศึกษาบางส่วนไม่เห็นด้วย แต่มีหลักฐานสนับสนุนเพิ่มมากขึ้นสำหรับกลไกการส่งสัญญาณที่ขึ้นอยู่กับการบริโภคออกซิเจนของไมโทคอน เดรียซึ่งส่งผลต่อ เอนไซม์AMPK [ 4 ]
การส่งสัญญาณไปยังไขสันหลังต้องอาศัย การปล่อย สารสื่อประสาทจากถุงบรรจุในเซลล์ประเภท I และเช่นเดียวกับเซลล์ประสาทอื่นๆ อีกหลายเซลล์ การปล่อยสารสื่อประสาทนี้จะถูกกระตุ้นโดยการไหลเข้าของแคลเซียมเข้าสู่เซลล์หลังจากเยื่อหุ้มเซลล์เกิดการลดศักย์ไฟฟ้า[ 6 ]กระบวนการระบุการส่งสัญญาณในตัวรับภายในเซลล์เช่น ตัวรับสารเคมีส่วนปลาย จำเป็นต้องย้อนกลับจากการลดศักย์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อค้นหาขั้นตอนก่อนหน้า ซึ่งมักเกิดขึ้นภายในเซลล์ ที่แปลงสารเคมีในเลือดเป็นสัญญาณประสาท จนถึงจุดนี้ งานวิจัยส่วนใหญ่เห็นพ้องกันว่าการลดศักย์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์เกิดจากการยับยั้งช่องโพแทสเซียมที่ปกติจะรักษา ระดับศักย์ ไฟฟ้าขณะพัก[ 4 ] สำหรับขั้นตอนก่อนการยับยั้งช่องโพแทสเซียม มีกลไกหลายอย่างที่ถูกเสนอขึ้นมา แต่ไม่มีกลไกใดได้รับการสนับสนุนอย่างเป็นเอกฉันท์จากชุมชนวิจัย[ 7 ]ช่องโพแทสเซียมหลายประเภทตอบสนองต่อภาวะขาดออกซิเจนโดยมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างสายพันธุ์ต่างๆ และมีหลายประเภทที่แตกต่างกันสำหรับแต่ละสายพันธุ์[ 4 ] การแสดงออกของช่องโพแทสเซียมยังเปลี่ยนแปลงไปตลอดช่วงชีวิตด้วย[ 8 ]การศึกษาบางชิ้นเสนอว่า heme-oxygenase 2 เป็นตัวส่งสัญญาณอย่างไรก็ตาม เนื่องจากการลบยีนนี้ในหนูไม่ได้ส่งผลต่อความไวต่อออกซิเจนของตัวรับเคมี[ 10 ]สมมติฐานนี้จึงยังเป็นที่น่าสงสัย เอนไซม์อีกตัวหนึ่งคือ AMP-activated protein kinase (AMPK) เป็นกลไกที่สามารถนำไปใช้ได้ไม่เพียงแต่กับช่องโพแทสเซียมทุกประเภทเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเนื้อเยื่อ รับรู้ออกซิเจนอื่นๆ ในร่างกาย เช่น หลอดเลือด ปอดและเซลล์โครมาฟฟินในทารกแรกเกิด ด้วย AMPK เป็นเอนไซม์ที่ถูกกระตุ้นโดยการเพิ่มขึ้นของ อัตราส่วน AMP : ATPซึ่งเป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นของการหายใจระดับเซลล์เมื่อถูกกระตุ้นแล้วเอนไซม์จะส่งเสริมการผลิต ATP และยับยั้งปฏิกิริยาที่ใช้ ATP การกระตุ้น AMPK ยังเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจกว่าเพราะสามารถกระตุ้นช่องโพแทสเซียมทั้งสองประเภทที่พบได้บ่อยที่สุดได้ การศึกษาอีกชิ้นหนึ่งระบุว่า AMPK เปิดและปิดช่องโพแทสเซียมผ่านการฟอสโฟรีเลชันซึ่งเป็นการเน้นย้ำถึงความเชื่อมโยงระหว่างทั้งสองอย่าง อย่างไรก็ตาม บทบาทของ AMPK ในการรับรู้ออกซิเจนในเซลล์ประเภท 1 เพิ่งถูกตั้งคำถามเมื่อไม่นานมานี้[ 11 ]
หน้าที่ของเอนไซม์นี้ทำให้เซลล์ประเภท I สามารถใช้ประโยชน์จากไมโทคอนเดรียได้อย่างมีเอกลักษณ์ อย่างไรก็ตาม AMPK เป็นเอนไซม์ที่พบในเซลล์หลายประเภทมากกว่าเซลล์รับสารเคมี เนื่องจากช่วยควบคุมการเผาผลาญความแตกต่างอาจอยู่ที่การเผาผลาญของเซลล์มากกว่าเอนไซม์ AMPK เซลล์รับสารเคมีส่วนปลายแสดงอัตราการใช้ออกซิเจนพื้นฐานที่สูงมาก ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากเครือข่ายเส้นเลือดฝอย ที่หนาแน่น เนื่องจากอัตราการหายใจระดับเซลล์พื้นฐานสูงมาก AMPK ของเซลล์เหล่านี้จึงมีความไวต่อการลดลงของออกซิเจนในเลือดมากขึ้น ทำให้สามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของปริมาณออกซิเจนก่อนที่เซลล์อื่นจะเริ่มรู้สึกถึงผลกระทบจากการขาดออกซิเจน[ 4 ] ด้วยวิธีนี้ การส่งสัญญาณในเซลล์รับสารเคมีส่วนปลายจึงค่อนข้างมีเอกลักษณ์ ไม่จำเป็นต้องใช้โปรตีนเฉพาะที่เปลี่ยนรูปร่างเมื่อมีแสงหรือตำแหน่งตัวรับเฉพาะสำหรับสารให้รสชาติชนิดใดชนิดหนึ่ง ส่วนประกอบที่จำเป็นประกอบด้วยไมโตคอนเดรียและเอนไซม์ที่ใช้ควบคุมกิจกรรมซึ่งพบได้ทั่วไปในเซลล์แอโรบิกทั้งหมด รวมถึงช่องโพแทสเซียมและ แคลเซียม และสารสื่อประสาทซึ่งพบได้ทั่วไปในเซลล์ประสาทหลายชนิด และระบบหลอดเลือดที่ครบครันซึ่งรองรับเซลล์แอโรบิกทั้งหมด[ 4 ] การวิจัยเพิ่มเติมควรระบุว่าเหตุใดเซลล์ประเภท I จึงมีอัตราการเผาผลาญสูงเมื่อเทียบกับเซลล์ประเภทอื่น เนื่องจากนี่อาจเป็นคุณลักษณะเฉพาะที่แท้จริงของตัวรับ และด้วยเหตุนี้ ตัวรับสำหรับ แหล่งพลังงานพื้นฐานที่สุดของสิ่งมีชีวิต แอโรบิกจึงประกอบด้วยโครงสร้างเซลล์ที่พบได้ทั่วไปทั่วร่างกาย
การตอบสนองต่อภาวะขาดออกซิเจน
ตัวรับเคมีส่วนปลายจะอยู่ภายใต้ความเครียดในหลายสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการเข้าถึงออกซิเจนต่ำ รวมถึงการออกกำลังกายและการสัมผัสกับระดับความสูง[ 5 ] ภายใต้ความเครียดจากภาวะขาดออกซิเจนอย่างต่อเนื่อง ไม่ว่าจะเกิดจากสาเหตุใด ตัวรับเคมีส่วนปลายจะแสดง ความยืดหยุ่นอย่างมากพวกมันจะขยายขนาดของเซลล์รับรู้เคมีและเพิ่มจำนวนขึ้น[ 5 ]แม้ว่าก่อนหน้านี้ นักวิจัยจะไม่แน่ใจว่าร่างกายของหลอดเลือดแดงใหญ่และหลอดเลือดแดงเล็กเพิ่มจำนวนขึ้นอย่างรวดเร็วได้อย่างไร แต่การค้นพบล่าสุดชี้ไปที่เซลล์ประเภท II ซึ่งก่อนหน้านี้คิดว่ามีบทบาทสนับสนุนเท่านั้น และตอนนี้เชื่อว่ายังคงคุณสมบัติของเซลล์ต้นกำเนิดและสามารถแยกตัวเป็นเซลล์ตัวส่งสัญญาณประเภท I ได้[ 7 ]
ตัวรับเคมีส่วนปลายตอบสนองต่อ CO2 ที่เพิ่มขึ้นได้เร็วกว่าตัวรับเคมีส่วนกลาง (ซึ่งรับรู้ระดับ CO2 เช่นกัน) ถึงห้าเท่า ดังนั้น ตัวรับเคมีส่วนปลายอาจมีความสำคัญในการเพิ่มอัตราการหายใจอย่างรวดเร็วเมื่อเริ่มกิจกรรมทางกายที่หนักหน่วงอย่างกะทันหัน[ 12 ] การศึกษาหลายชิ้นชี้ให้เห็นว่าตัวรับเคมีส่วนปลายมีบทบาทในการหายใจระหว่างการออกกำลังกาย อย่างไรก็ตาม ยังมีความเห็นไม่ตรงกันว่าพวกมันมี บทบาท ในการกระตุ้นหรือยับยั้งการศึกษาหลายชิ้นชี้ให้เห็นถึงการไหลเวียนของแคเทโคลามีนหรือโพแทสเซียมที่เพิ่มขึ้นระหว่างการออกกำลังกายว่าเป็นตัวกระตุ้นที่เป็นไปได้ต่อตัวรับเคมีส่วนปลาย อย่างไรก็ตาม รายละเอียดของผลกระทบนี้ยังไม่เป็นที่เข้าใจ ข้อเสนอแนะทั้งหมดเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของตัวรับเคมีส่วนปลายสรุปได้ว่าพวกมันไม่ได้เป็นผู้รับผิดชอบแต่เพียงผู้เดียวสำหรับการตอบสนองนี้ โดยเน้นว่าตัวรับเหล่านี้เป็นเพียงหนึ่งในชุดของเซลล์รับรู้ออกซิเจนที่สามารถตอบสนองได้ในยามเครียด การรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับกิจกรรมของหลอดเลือดแดงคาโรติดและหลอดเลือดแดงเอออร์ตาในมนุษย์ที่มีชีวิตและกำลังออกกำลังกายนั้นเต็มไปด้วยความยากลำบาก และมักจะแสดงหลักฐานทางอ้อมเท่านั้น ดังนั้นจึงยากที่จะสรุปผลได้อย่างกว้างขวางจนกว่าจะมีการรวบรวมหลักฐานเพิ่มเติม และหวังว่าจะใช้เทคนิคที่ทันสมัยมากขึ้น[ 5 ]
นอกเหนือจากผลกระทบต่อการหายใจแล้ว ตัวรับเคมีส่วนปลายอาจมีอิทธิพลต่อ การตอบสนอง ของระบบประสาทต่อการออกกำลังกาย ซึ่งสามารถส่งผลต่อกิจกรรมอื่นๆ นอกเหนือจากการหายใจ[ 5 ]การไหลเวียนของฮอร์โมนกระตุ้นกลูโคสกลูคากอนและสารสื่อประสาทนอร์เอพิเนฟรินเพิ่มขึ้นในสุนัขที่เส้นประสาทของหลอดเลือดแดงคาโรติดและหลอดเลือดแดงเอออร์ตาถูกกระตุ้น ซึ่งบ่งชี้ว่าตัวรับเคมีส่วนปลายตอบสนองต่อระดับกลูโคสต่ำ และอาจตอบสนองต่อสัญญาณระบบประสาทอื่นๆ นอกเหนือจากบทบาทที่โดยทั่วไปถือว่าเป็นเพียงบทบาทเดียวของการควบคุมการหายใจ[ 5 ]
บทบาทของตัวรับสารเคมีส่วนกลาง
ตัวรับเคมีส่วนปลายทำงานร่วมกับตัวรับเคมีส่วนกลางซึ่งทำหน้าที่ตรวจสอบ CO2 ในเลือดเช่นกันแต่จะทำในน้ำไขสันหลังที่ล้อมรอบสมองความเข้มข้นสูงของตัวรับเคมีส่วนกลางพบได้ในเมดุลลาส่วนล่าง ซึ่งเป็นบริเวณ ก้านสมองที่รับข้อมูลจากตัวรับเคมีส่วนปลาย[ 13 ]โดยรวมแล้ว ตัวตรวจสอบออกซิเจนในเลือดเหล่านี้จะส่งสัญญาณประสาทไปยังศูนย์ควบคุมหลอดเลือดของเมดุลลา ซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนกระบวนการต่างๆ ได้หลายอย่าง รวมถึงการหายใจความต้านทานของทาง เดินหายใจ ความดันโลหิตและการตื่นตัว [ 3 ] ในระดับวิวัฒนาการ การรักษาระดับออกซิเจนให้คงที่ ซึ่งส่งผลให้ ความเข้มข้น ของคาร์บอนไดออกไซด์และค่า pH คงที่มากขึ้น มีความสำคัญต่อการจัดการการไหลของออกซิเจนในการหายใจแบบอากาศเทียบกับน้ำการนอนหลับและการรักษาระดับpH ที่เหมาะสม สำหรับโครงสร้างโปรตีนเนื่องจากความผันผวนของค่า pH อาจ ทำให้ เอนไซม์ของเซลล์เสียสภาพได้[ 3 ] [ 14 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- Nosek, Thomas M. "ส่วนที่ 4/4ch6/s4ch6_20" . สาระสำคัญของสรีรวิทยาของมนุษย์ . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2016-03-24
- ดูข้อมูลโดยรวมได้ที่ cvphysiology.com
- พาราแกงเกลีย + นอนโครมาฟฟิน ที่ หัวข้อทางการ แพทย์ (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ตัวรับเคมีส่วนปลาย
ตัวรับเคมีส่วนปลาย (ของ ร่างกาย หลอดเลือดแดงใหญ่ และ หลอดเลือดแดงใหญ่ ) ได้รับชื่อนี้เพราะเป็น ส่วนขยาย ทางประสาทสัมผัส ของ ระบบประสาทส่วนปลาย เข้าไปใน หลอดเลือด...
โครงสร้าง
ทั้งตัวรับความรู้สึก ที่หลอดเลือดแดงคาโรติด และ หลอดเลือดแดงเอออร์ตา จะเพิ่มการปล่อยสารสื่อประสาทรับความรู้สึกในระหว่างภาวะขาดออกซิเจน [ 5 ] ตัวรับความรู้สึกที่หลอดเลือดแดงคาโรติดถือเป็นตัวรับเคมีส่วนปลายหลักและได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีส่วนช่วยในการตอบสนองต่อ...
จุลกายวิภาคศาสตร์
กลุ่มเซลล์ที่อยู่บน หลอดเลือดแดงแคโรติด และ หลอดเลือดแดงเอออร์ตา ตามลำดับ [ 6 ] เซลล์ รับสารเคมีส่วนปลายแต่ละกลุ่มนี้ประกอบด้วย เซลล์กลอมัส ชนิดที่ 1 และเซลล์ชนิดที่ 2 ที่คล้ายเซลล์เกลีย [ 6 ] เซลล์ชนิดที่ 1 ทำหน้าที่แปลง สัญญาณจากกระแสเลือดและถูก ควบคุม โดย...
การพัฒนา
ความไวและ สรีรวิทยา ของตัวรับเคมีส่วนปลายจะเปลี่ยนแปลงไปตลอดช่วงชีวิต [ 8 ]