Was ist der preBötzinger-Komplex? Anatomie und Funktionen

In der Regel atmet ein erwachsener Mensch im Ruhezustand zwölf bis achtzehn Atemzüge pro Minute. Das Atmen ist für unser Überleben von grundlegender Bedeutung, ein Prozess, den wir auf halbbewusste Weise ununterbrochen in unserem Leben durchführen.

Aber wer ist dafür verantwortlich, dass wir es tun? Durch welchen Teil unseres Körpers führen wir diese Grundfunktion aus? Die Antwort findet sich in der Medulla oblongata, speziell im preBötzinger-Komplex.

Der preBötzinger-Komplex: Beschreibung und Grundstandort

Der preBötzinger-Komplex ist ein Satz oder Netzwerk von Neuronen, die sich in der Medulla oblongata oder Medulla oblongata befinden, speziell in ihrem ventromedialen Teil, der Teil des Hirnstamms ist. Dieses neuronale Netzwerk erscheint in beiden Hemisphären und ist bilateral und symmetrisch. Verbindung mit dem Rückenmark, und es ist wie gesagt grundlegend für die Erzeugung und Aufrechterhaltung des Atemrhythmus.

Es ist eine kürzlich lokalisierte Struktur, insbesondere im Jahr 1991, und es wurden verschiedene Arten von Neuronen gefunden, die durch ihre Interaktion die Genese und Rhythmizität des Atmungszyklus ermöglichen. Die preBötzinger-Komplexe beider Hemisphären scheinen teilweise unabhängig voneinander zu funktionieren, obwohl sie miteinander kommunizieren, um sich zu synchronisieren.

Hauptfunktionen

Diese Struktur ist zwar noch wenig bekannt, ihm werden mehrere wichtige Funktionen zugeschrieben.

1. Grundrhythmus der Atmung

Der preBötzinger-Komplex ist ein grundlegendes Element, um uns am Leben zu erhalten, und seine Verletzung kann aufgrund einer Atemdepression zum Tod führen. Seine Hauptfunktion ist die Erzeugung und Steuerung des Atemrhythmus.

2. Angemessenheit der Atmung an die Umweltbedürfnisse

Die Wechselwirkung mit anderen Bereichen des Gehirns führt dazu, dass der preBötzinger-Komplex zu stark ansteigt regulieren Sie die Atemfrequenz entsprechend den Erfordernissen der Umwelt. Wenn wir zum Beispiel Sport treiben, wird unsere Atmung beschleunigt.

3. Sauerstoffaufnahme

Es wurde festgestellt, dass dieser Komplex und seine Verbindungen den Sauerstoffgehalt im Organismus erkennen und entsprechend handeln können. Zum Beispiel, Wenn wir ersticken, kommt es häufig vor, dass unsere Atemfrequenz beschleunigt wird, da der Körper versucht, den Sauerstoff zu erhalten, der zum Überleben notwendig ist.

Ein unbekannter Wirkmechanismus

Wie diese Struktur funktioniert, ist noch nicht ganz klar, aber durch Experimente mit Nagern wurde gezeigt, dass das Hormon Neurokinin-1 und die Wirkung von Neurotransmittern mit dem Rezeptor verknüpft sind.

Es wurde das Vorhandensein von Neuronen "Schrittmacher" (ähnlich wie bei der Herzfrequenz) beobachtet, einige spannungsabhängig und andere unabhängig davon. Seine genaue Funktionsweise wird immer noch diskutiert, obwohl spekuliert wird, dass die Spannungsabhängigkeiten am stärksten mit der Erzeugung der Atemfrequenz zusammenhängen, da sie die Freisetzung von Aktionspotentialen durch Natriumaufnahme ermöglichen..

Auf jeden fall Die Hypothese mit stärkerer empirischer Unterstützung ist die Hypothese, die darauf hindeutet, dass es die Wirkung der Menge von Neuronen und deren Interaktion ist, die die Erzeugung des Rhythmus ermöglicht, das Ergebnis der Interaktion und nicht die Aktivität eines einzelnen Neuronentyps.

Um die genaue Funktionsweise dieser Region kennen zu lernen, ist noch viel mehr Forschung erforderlich.

Neurotransmitter beteiligt

Im Hinblick auf die Neurotransmitter mit größerer Wirkung in diesem Bereich wurde erkannt, dass es wesentlich ist, dass der prä-Bötzinger-Komplex durch Erlauben der Atmung glutamatergisch wirkt. Im Besonderen ist die Aktivität der AMPA-Rezeptoren am stärksten ausgeprägt, obwohl auch eine gewisse Beteiligung von NMDA-Rezeptoren an dem Prozess beteiligt ist (obwohl in einigen Studien die Modifikation von NMDAs keine wirklichen Veränderungen hervorgerufen hat und nicht zu resultieren scheint Wesentliches). Ihre Hemmung kann die Einstellung der Atemfrequenz verursachen, während die Verwendung von Agonisten eine Erhöhung dieser verursacht.

Wenn es um die Verringerung der Atemfrequenz geht, sind die Neurotransmitter, die am meisten zu wirken scheinen, GABA und Glycin..

Darüber hinaus gibt es noch andere Neurotransmitter, die durch diese Struktur die Atemfrequenz beeinflussen. Obwohl sie nicht direkt an der Entstehung des Atemrhythmus beteiligt sind, modulieren sie ihn. Beispiele finden sich in Serotonin, Adenosintriphosphat oder ATP, Substanz P, Somatostatin, Noradrenalin, Opioiden und Acetylcholin. Deshalb bewirken viele Substanzen und Medikamente eine Veränderung des Atemrhythmus.

Dabei ist zu beachten, dass Emotionen aufgrund der Wirkung in diesem Bereich der sekretierten Neurotransmitter auch einen wichtigen Einfluss auf die Atemfrequenz haben. Im Fall von Nervosität oder Angstzuständen wird zum Beispiel der Anstieg der Atemfrequenz beobachtet, während sie bei Verzweiflung und Depression dazu neigt, sich zu verlangsamen.

Auswirkungen der Verletzung in diesem Bereich

Obwohl der preBötzinger-Komplex nicht das einzige Element ist, das an der Atmungskontrolle beteiligt ist, wird er derzeit als das Hauptelement angesehen, das für die Regulierung verantwortlich ist.. Änderungen in diesem Bereich können Folgen von unterschiedlichem Ausmaß haben, wie z. B. eine Atemwegsvergrößerung oder eine Depression. Und dies kann von angeborenen Verletzungen, Traumata, Herz-Kreislauf-Unfällen oder der Verabreichung psychoaktiver Substanzen herrühren. In extremen Fällen kann dies zum Tod des Patienten führen.

Bei der Postmortem-Analyse von Menschen mit Demenz mit Lewy-Körpern oder Atrophie wurde in der Regel eine Abnahme der Neuronenpopulation beobachtet, die mit dem oben genannten Neurokinin-1 reagiert, was das Auftreten von Atemwegserkrankungen bei diesen Erkrankungen erklären kann..

Literaturhinweise:

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