Semnal transductionEdit
Periferice chemoreceptors au fost identificate ca necesare la respirație regulament mult mai devreme decât mecanismele lor pentru dobândirea de informații de sange au început să fie înțeleasă. Ambele corpuri carotide și aortice sunt compuse din celule de tip I și de tip II și se crede că traduc semnalele de la substanțele chimice din sânge în același mod, deși comunicarea semnalului post-transducție poate diferi., Chemosensory transducție în acești receptori este încă un domeniu activ de cercetare, și nu toate studiile sunt de acord, dar nu este în creștere suport pentru o transducție mecanism dependent de mitocondriale consumul de oxigen afectează AMPK enzime.transferul semnalului către medulla necesită eliberarea neurotransmițătorului din veziculele din celulele de tip I și, ca și în cazul multor alte celule neuronale, aceasta este declanșată de un aflux de calciu în celulă după depolarizarea membranei., Procesul de identificare a transducției semnalului în interoceptori, cum ar fi chemoreceptorii periferici, necesită deplasarea înapoi de la depolarizarea membranei pentru a descoperi pașii anteriori, adesea interni celulei, care traduc substanțele chimice din sânge la un semnal neural. Până în acest moment, majoritatea cercetărilor sunt de acord că depolarizarea membranei este cauzată de inhibarea canalelor de potasiu care altfel mențin potențialul de repaus. În ceea ce privește pasul înainte de inhibarea canalului de potasiu, sunt propuse multe mecanisme, dintre care niciunul nu primește sprijin unanim din partea comunității de cercetare., Mai multe tipuri de canale de potasiu răspund la hipoxie, cu diferențe semnificative între diferite specii și un număr de tipuri diferite pentru fiecare specie. Exprimarea canalelor de potasiu se schimbă și pe tot parcursul vieții. Unele studii propune hem-oxigenază 2 este traductorul; cu toate acestea, de la eliminarea sa la șoareci nu afectează chemoreceptor oxigen sensibilitate, această ipoteză este o întrebare deschisă., O altă enzimă, AMP-activated protein-kinaza (AMPK), oferă un mecanism care s-ar putea aplica nu numai pentru toate tipurile de canale de potasiu, dar, de asemenea, alte oxigen-senzor țesuturi din organism, cum ar fi pulmonar vascular și neonatală chromaffin celule. AMPK este o enzimă activată printr-o creștere a raportului AMP:ATP care rezultă din creșterea respirației celulare. Odată activată, enzima promovează producerea de ATP și suprimă reacțiile care o consumă. Activarea AMPK este, de asemenea, un candidat mai atrăgător, deoarece poate activa ambele dintre cele două tipuri cele mai comune de canale de potasiu., Un alt studiu a identificat că AMPK deschide și închide canalele de potasiu prin fosforilare, subliniind în continuare legătura dintre cele două. Rolul AMPK în detectarea oxigenului în celulele de tip 1 a fost, de asemenea, recent pus sub semnul întrebării.funcția acestei enzime poziționează celulele de tip I pentru a profita în mod unic de mitocondriile lor. Cu toate acestea, AMPK este o enzimă găsită în mai multe tipuri de celule decât chemoreceptorii, deoarece ajută la reglarea metabolismului., Diferența poate consta de fapt în metabolismul celulei, mai degrabă decât enzima AMPK; chemoreceptorii periferici prezintă rate de fond foarte mari ale consumului de oxigen, susținute de rețeaua densă de capilare. Deoarece rata de bază a respirației celulare este atât de mare, AMPK-ul său ar fi mai sensibil la reducerile oxigenului transmis din sânge, permițându-i astfel să răspundă la mici variații ale conținutului de oxigen înainte ca alte celule să înceapă să simtă efectele absenței sale. În acest fel, transducția în celulele chemoreceptoare periferice este relativ unică., Nu necesită proteine specializate care își schimbă forma în prezența luminii sau a unui situs receptor specific pentru un anumit gustant. Componentele sale necesare includ doar mitocondriile și o enzimă utilizată pentru a-și regla activitatea comună tuturor celulelor aerobe, o suită de canale de potasiu și calciu și neurotransmițători comune multor tipuri de celule nervoase și o versiune bine înzestrată a vasculaturii care susține toate celulele aerobe., Cercetările ulterioare ar trebui să identifice de ce celulele de tip I prezintă o rată metabolică atât de ridicată în comparație cu alte tipuri de celule, deoarece aceasta poate fi caracteristica cu adevărat unică a receptorului. Și astfel, un receptor pentru sursa de energie cea mai de bază a unui organism aerobic este compus din colectarea structurilor celulare comune în tot corpul.
răspunsul la Hipoxieedit
chemoreceptorii periferici sunt supuși stresului într-o serie de situații care implică acces scăzut la oxigen, inclusiv exerciții fizice și expunere la altitudine mare., Sub stres hipoxic susținut, indiferent de cauză, chemoreceptorii periferici prezintă o mare plasticitate; ambele vor umfla dimensiunea celulelor chemosensante și vor crește numărul acestora. Deși cercetătorii nu au fost siguri anterior cum corpurile carotide și aortice au ajuns să-și crească numărul atât de rapid, descoperirile recente indică celulele de tip II, despre care se credea anterior că au doar un rol de susținere și se crede că păstrează proprietățile celulelor stem și se pot diferenția în celulele traductoare de tip I.,mai multe studii sugerează că chemoreceptorii periferici joacă un rol în ventilație în timpul exercițiilor fizice. Cu toate acestea, există dezacord cu privire la îndeplinirea unui rol excitator sau inhibitor. Mai multe studii indică o circulație crescută a catecolaminei sau a potasiului în timpul exercițiilor fizice ca efect potențial asupra chemoreceptorilor periferici; cu toate acestea, specificul acestui efect nu este încă înțeles., Toate sugestiile de periferice chemoreceptor implicarea concluziona că acestea nu sunt exclusiv responsabili pentru acest răspuns, subliniind că acești receptori sunt doar unul într-o suită de oxigen-senzor de celule, care pot răspunde în momente de stres. Colectarea informațiilor despre activitatea carotidă și aortică a corpului în viu, exercitarea oamenilor este plină de dificultăți și adesea indică doar dovezi indirecte, deci este greu să tragem concluzii expansive până când nu s-au acumulat mai multe dovezi și, sperăm, cu tehnici mai avansate.,în plus față de efectele ventilatorii, chemoreceptorii periferici pot influența răspunsurile neuroendocrine la exerciții fizice care pot influența alte activități decât ventilația. Circulația de glucoză-promovarea hormon, glucagon și un neurotransmitator, noradrenalina, este crescut în carotidian și aortic-corp-supraaglomerat câini, sugerând că periferice chemoreceptors răspunde redus nivelurile de glucoză și pot răspunde la alte neuroendocrine semnale în plus față de ceea ce este în mod tradițional considerat a fi singurul lor rol de ventilator regulament.,
Rolul central chemoreceptorsEdit
Periferice chemoreceptors lucrează în concert cu centrală chemoreceptors, care, de asemenea, monitorizarea tensiunii CO2 dar fă-o în lichidul cefalorahidian care înconjoară creierul. O concentrație ridicată de chemoreceptori centrali se găsește în medulla ventrală, zona trunchiului cerebral care primește intrare de la chemoreceptorii periferici., Luate împreună, aceste oxigen din sange monitoare contribuie semnale nervoase la centrul vasomotor din maduva spinarii, care poate modula mai multe procese, inclusiv respirație, rezistenta cailor respiratorii, tensiunea arterială, și excitare, cu centrală chemoformation despre medular nivelurile de oxigen și periferice chemoreceptors despre arterial de oxigen. La un nivel evolutiv, această stabilizare a nivelurilor de oxigen, care are ca rezultat și o concentrație mai constantă de dioxid de carbon și pH, a fost importantă pentru gestionarea fluxului de oxigen în aer-vs.,- respirație de apă, somn, și pentru a menține un pH ideal pentru structura de proteine, deoarece fluctuațiile pH-ului poate denatura enzimele unei celule.
