Anest. intenziv. Med. 2020;31(4):195-197 | DOI: 10.36290/aim.2020.041

Hypoxie a hyperkapnie - jak fungují chemoreceptory?Klinická fyziologie

Astapenko D.1, 2, Černý V.1–6
1 Klinika anesteziologie, resuscitace a intenzivní medicíny, Fakultní nemocnice Hradec Králové
2 Lékařská fakulta v Hradci Králové, Univerzita Karlova
3 Centrum pro výzkum a vývoj, Fakultní nemocnice Hradec Králové
4 Klinika anesteziologie, perioperační a intenzivní medicíny, Univerzita J. E. Purkyně v Ústí nad Labem, Masarykova nemocnice v Ústí nad Labem
5 Department of Anesthesia, Pain Management and Perioperative Medicine, Dalhousie University, Halifax, Nova Scotia, Canada
6 Technická univerzita Liberec

Správná tenze kyslíku a oxidu uhličitého jsou jedním ze základních předpokladů udržení homeostázy. V kontextu makroorganismu se vyvinuly mechanismy, které umožňují jak akutní, tak dlouhodobou reakci na vzniklou nerovnováhu dýchacích plynů. Akutní reakce jsou zprostředkovány chemoreceptory (glomus caroticum, receptorové zóny velkých cév a chemorecepční centra v mozku) a ovlivňují primárně dechový vzorec. Chemoreceptory fungují na bázi transdukce chemického signálu na elektrický. Jeho geneze probíhá několika cestami, které vedou k uzavření kaliového kanálu, otevření kalciového kanálu a následně k depolarizaci membrány. Dlouhodobá stimulace hypoxií nebo hyperkapnií vede k odpovědi na buněčné úrovni změnou transkripce a genové exprese. Dosud nejvíce probádaná je tzv. HIF dráha (hypoxia induced factor), jejíž modulace v experimentu vedla ke zmírnění dopadů ischemie‑reperfuze.

Klíčová slova: hypoxie, hyperkapnie, chemoreceptory, hypoxia induced factor.

Hypoxia and hypercapnia - how do the chemoreceptors work?

Proper oxygen and carbon dioxide tension is one of the basic prerequisites for maintaining homeostasis. In the context of the macroorganism, mechanisms have been developed that allow both acute and long-term responses to respiratory gas imbalances. Acute reactions are mediated by chemoreceptors (glomus caroticum, large vessel receptor zones, and chemoreceptor centers in the brain) and primarily affect the respiratory pattern. Chemoreceptors work by transducing a chemical signal into an electrical one. Its genesis proceeds in several pathways, which lead to the closure of the potassium channel, the opening of the calcium channel and subsequently to the depolarization of the membrane. Long-term stimulation by hypoxia or hypercapnia leads to a response at the cellular level by altering transcription and gene expression. So far, the most studied is the so-called HIF pathway (hypoxia induced factor), the modulation of which in the experiment led to the mitigation of the effects of ischemia-reperfusion injury.

Keywords: hypoxia, hypercapnia, chemoreceptors, hypoxia induced factor.

Zveřejněno: 18. září 2020  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Astapenko D, Černý V. Hypoxie a hyperkapnie - jak fungují chemoreceptory? Anest. intenziv. Med. 2020;31(4):195-197. doi: 10.36290/aim.2020.041.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Cummins EP, Strowitzki MJ, Taylor CT. Mechanisms and consequences of oxygen and carbon dioxide sensing in mammals. Physiol Rev American Physiological Society 2020; 100(1): 463-488. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    2. Kumar P, Prabhakar NR. Peripheral chemoreceptors: Function and plasticity of the carotid body. Compr Physiol NIH Public Access 2012; 2(1): 141-219. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    3. Ma D, Liu M, Yang H, Ma X, Zhang Ch. Diagnosis and surgical treatment of carotid body tumor: A report of 18 cases. J Cardiovasc Dis Res Medknow Publications 2010; 1(3): 122-124. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    4. Prabhakar NR, Semenza GL. Oxygen Sensing and Homeostasis. Physiology (Bethesda). 2015; 30(5): 340-348. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. Taugher RJ, Lu Y, Wang Y, Creple CJ, Ghobbeh A, Fan R, et al. The bed nucleus of the stria terminalis is critical for anxiety‑related behavior evoked by CO2 and acidosis. J Neurosci Society for Neuroscience 2014; 34(31): 10247-10255. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. Mulkey DK, Stornetta RL, Weston MC, Simmons JR, Parker A, Bayliss DA, et al. Respiratory control by ventral surface chemoreceptor neurons in rats. Nat Neurosci Nature Publishing Group 2004; 7(12): 1360-1369. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. Xu F, Frazier DT. Role of the cerebellar deep nuclei in respiratory modulation. Cerebellum. 2002; 1(1): 35-40. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    8. Gourine AV, Kasymov V, Marina N, Tang F, Figueiredo MF, Lane S, et al. Astrocytes control breathing through pH‑dependent release of ATP. Science 2010; 329(5991): 571-575. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    9. Blain GM, Smith CA, Henderson KS, Dempsey JA. Peripheral chemoreceptors determine the respiratory sensitivity of central chemoreceptors to CO2. J Physiol J Physiol 2010; 588(13): 2455-2471. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    10. Adluri RS, Thirunavukkarasu M, Dunna NR, Zhan J, Oriowo B, Takeda K, et al. Disruption of hypoxia‑inducible transcription factor‑prolyl hydroxylase domain-1 (PHD-1 -/-) Attenuates ex vivo myocardial ischemia/reperfusion injury through hypoxia‑inducible factor-1α transcription factor and its target genes in mice. Antioxidants Redox Signal Antioxid Redox Signal 2011; 15(7): 1789-1797. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Oriowo B, Thirunavukkarasu M, Selvaraju V, Adluri RS, Zhan L, Takeda K, et al. Targeted Gene Deletion of Prolyl Hydroxylase Domain Protein 3 Triggers Angiogenesis and Preserves Cardiac Function by Stabilizing Hypoxia Inducible Factor 1 Alpha Following Myocardial Infarction. Curr Pharm Des Bentham Science Publishers Ltd. 2014; 20(9): 1305-1310. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    12. Quaegebeur A, Segura I, Schmieder R, Verdegem D, Decimo I, Bifari F, et al. Deletion or inhibition of the oxygen sensor PHD1 protects against ischemic stroke via reprogramming of neuronal metabolism. Cell Metab Cell Press 2016; 23(2): 280-291. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. Schneider M, Van Geyte K, Fraisl P, Kiss J, Aragones J, Mazzone M, et al. Loss or Silencing of the PHD1 Prolyl Hydroxylase Protects Livers of Mice Against Ischemia/Reperfusion Injury. Gastroenterology W.B. Saunders 2010; 138(3). Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...

    Zpět na obsah


    Anesteziologie a intenzivní medicína

    Vážená paní, pane,
    upozorňujeme Vás, že webové stránky, na které hodláte vstoupit, nejsou určeny široké veřejnosti, neboť obsahují odborné informace o léčivých přípravcích, včetně reklamních sdělení, vztahující se k léčivým přípravkům. Tyto informace a sdělení jsou určena výhradně odborníkům dle §2a zákona č.40/1995 Sb., tedy osobám oprávněným léčivé přípravky předepisovat nebo vydávat (dále jen odborník).
    Vezměte v potaz, že nejste-li odborník, vystavujete se riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob, pokud byste získané informace nesprávně pochopil(a) či interpretoval(a), a to zejména reklamní sdělení, která mohou být součástí těchto stránek, či je využil(a) pro stanovení vlastní diagnózy nebo léčebného postupu, ať už ve vztahu k sobě osobně nebo ve vztahu k dalším osobám.

    Prohlašuji:

    1. že jsem se s výše uvedeným poučením seznámil(a),
    2. že jsem odborníkem ve smyslu zákona č.40/1995 Sb. o regulaci reklamy v platném znění a jsem si vědom(a) rizik, kterým by se jiná osoba než odborník vstupem na tyto stránky vystavovala.

    Ne
    Ano

    Pokud vaše prohlášení není pravdivé, upozorňujeme Vás,
    že se vystavujete riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob.