Wie steuert das Mark die Atmung?

Das Mark spielt eine entscheidende Rolle bei der Steuerung der Atmung, insbesondere bei der Aufrechterhaltung eines regelmäßigen Atemrhythmus und der Anpassung der Atemmuster an verschiedene Bedingungen. Hier ist ein Überblick darüber, wie das Mark die Atmung steuert:

1. Erzeugung des Atemrhythmus :Das Mark enthält eine Gruppe von Neuronen, die als Atemzentrum oder Atemrhythmusgenerator bekannt sind. Diese Neuronen erzeugen den Grundrhythmus der Atmung. Das Atmungszentrum besteht aus zwei Neuronenclustern:

- Dorsal Respiratory Group (DRG) :Das DRG befindet sich im dorsalen Teil des Marks und ist für die Inspiration (Einatmen) verantwortlich. Es sendet Signale an das Zwerchfell und die Zwischenrippenmuskeln, wodurch diese sich zusammenziehen und Luft in die Lunge saugen.

- Ventrale Atemwegsgruppe (VRG) :Das VRG befindet sich im ventralen Teil des Marks und steuert die Exspiration (Ausatmung). Wenn es aktiv ist, hemmt das VRG die Inspiration und fördert die Entspannung des Zwerchfells und der Interkostalmuskulatur, wodurch Luft aus der Lunge ausgestoßen werden kann.

2. Inspiration :Bei normaler ruhiger Atmung wird die Inspiration hauptsächlich durch das DRG gesteuert. Es sendet Signale an die Zwerchfellnerven, die das Zwerchfell, den Hauptatmungsmuskel, innervieren. Diese Signale bewirken, dass sich das Zwerchfell zusammenzieht und nach unten bewegt, wodurch sich das Volumen der Brusthöhle vergrößert. Gleichzeitig ziehen sich auch die Interkostalmuskeln zwischen den Rippen zusammen, wodurch sich der Brustkorb weiter ausdehnt. Dadurch wird Luft in die Lunge gesaugt.

3. Ablauf :Im Ruhezustand ist die Ausatmung ein passiver Prozess, der durch den Rückstoß der Lunge und der Brustwand entsteht. Wenn sich das Zwerchfell und die Interkostalmuskeln entspannen, werden sie durch den elastischen Rückstoß der Lunge in ihre ursprüngliche Form zurückgezogen und die Luft herausgedrückt. Das VRG spielt eine Rolle bei der Modulation der Ausatmung bei tieferen Atemzügen oder erhöhtem Atembedarf, indem es die Inspiration aktiv hemmt.

4. Zentrale Chemorezeption :Das Mark enthält Chemorezeptoren, die den Gehalt an Kohlendioxid und Wasserstoffionen (pH) in der Liquor cerebrospinalis (CSF) überwachen. Diese Chemorezeptoren erkennen Veränderungen in der chemischen Umgebung und senden Signale an das Atemzentrum. Ein Anstieg der Kohlendioxid- oder Wasserstoffionen stimuliert das Atemzentrum, was zu einer erhöhten Atemfrequenz und -tiefe führt.

5. Reflexkontrolle :Das Mark integriert auch Signale verschiedener Rezeptoren und Reflexe, die an der Regulierung der Atmung beteiligt sind, wie zum Beispiel:

- Barorezeptoren :Barorezeptoren befinden sich in den Halsschlagadern und im Aortenbogen und erfassen Veränderungen des Blutdrucks. Ein erhöhter Blutdruck kann zu einer reflektorischen Verringerung der Herz- und Atemfrequenz führen.

- Lungendehnungsrezeptoren :Diese Rezeptoren befinden sich in den Atemwegen und spüren das Aufblähen der Lunge und lösen Reflexe aus, die die weitere Inspiration hemmen und die Exspiration fördern.

- Hering-Breuer-Reflex :Dieser Reflex wird durch übermäßiges Aufblähen der Lunge ausgelöst. Wenn die Lunge überdehnt ist, werden vagale Sinnesrezeptoren aktiviert, die Signale an das Mark senden, die die Inspiration hemmen und die Exspiration bewirken.

6. Integration mit höheren Gehirnzentren :Das Mark empfängt Signale von höheren Gehirnzentren wie der Pons und der Großhirnrinde. Diese Signale können den Rhythmus und das Atemmuster als Reaktion auf willkürliche Kontrolle, Emotionen und Verhaltenszustand verändern.

Insgesamt fungiert das Mark als zentrales Kontrollzentrum für die Atmung, das den grundlegenden Atemrhythmus erzeugt, auf chemische Veränderungen im Körper reagiert, Reflexeingaben integriert und mit höheren Gehirnzentren koordiniert, um eine ordnungsgemäße Belüftung sicherzustellen.