Тон дыхательных путей

Тонус дыхательных путей , сокращение от тонуса гладких мышц дыхательных путей , представляет собой степень устойчивой сократительной активации дыхательных путей гладких мышц . ^{[ 1 ]} Дыхательные пути имеют базовый тонус и, следовательно, базовый уровень сокращения гладкой мускулатуры. Тонус дыхательных путей является ключевым фактором, определяющим функцию легких и наличие респираторных симптомов при обструктивных заболеваниях легких , таких как астма , при которых исходный тонус дыхательных путей повышен. ^{[ 2 ]} Верхняя граница спектра тонуса дыхательных путей представляет собой бронхоконстрикцию , при которой гладкие мышцы дыхательных путей значительно сокращаются, тогда как нижняя граница представляет собой бронходилатацию , при которой мышцы относительно расслаблены.

Хотя тонус дыхательных путей связан с потоком дыхательного воздуха и калибром дыхательных путей, поскольку повышение тонуса дыхательных путей снижает поток воздуха из-за сокращения гладких мышц дыхательных путей, эти два понятия не являются синонимами, поскольку поток воздуха определяется структурными и функциональными свойствами дыхательных путей, а также паренхимы легких в дополнение к тонусу дыхательных путей. ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]}

Тонус дыхательных путей и сопротивление дыхательных путей в основном коррелируют. ^{[ 4 ]} однако верхних дыхательных путей необходим адекватный тонус для обеспечения потока воздуха и проходимости дыхательных путей ; ^{[ 5 ]} недостаточный тонус верхних дыхательных путей во время сна может, например, привести к обструктивному апноэ во сне . ^{[ 6 ]}

Сигнализация вегетативной нервной системы

Передача сигналов вегетативной нервной системы играет ключевую роль в определении тонуса дыхательных путей. Иннервация гладкой мускулатуры дыхательных путей варьируется в зависимости от верхних и нижних дыхательных путей . ^{[ 7 ]}

Тонус верхних дыхательных путей

Глотка , тогда как иннервируется черепно-мозговыми нервами VII , IX , XII и глотка, и гортань иннервируются блуждающим нервом. ^{[ 7 ]}

Нижний тонус дыхательных путей

Тонус нижних дыхательных путей, бронхов или бронхов опосредован как иннервацией гладкой мускулатуры дыхательных путей, так и, возможно, также иннервацией сосудов слизистой оболочки дыхательных путей . Гладкие мышцы нижних дыхательных путей в основном иннервируются только блуждающим нервом. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

Холинергическая передача сигналов

Гладкая мускулатура дыхательных путей в основном иннервируется холинергическими парасимпатическими нервами, тогда как ее адренергическая симпатическая иннервация редка или отсутствует. В частности, холинергическая парасимпатическая передача сигналов повышает тонус дыхательных путей, то есть тон дыхательных путей пропорционален тону блуждающего нерва . ^{[ 8 ]}^{[ 10 ]}

Несмотря на этот общий эффект повышения тонуса дыхательных путей, отдельные эффекты мускариновых рецепторов ацетилхолина , экспрессируемых мышечными клетками дыхательных путей, из которых существует 5 подтипов, от М ₁ до М ₅ , амбивалентны. М ₃ Рецепторы непосредственно приводят к сокращению гладких мышц дыхательных путей, т. е. повышению тонуса дыхательных путей, в то время как М ₂ рецепторы (также), экспрессируемые нейронами дыхательных путей, подавляют дальнейшее высвобождение ацетилхолина в петле отрицательной обратной связи , при этом холинергическая парасимпатическая передача сигналов снижает дальнейшую холинергическую парасимпатическую сигнализацию. передача сигналов, что может объяснить неожиданно низкую эффективность некоторых неселективных антагонистов мускариновых рецепторов, таких как ипратропия бромид. . ^{[ 10 ]}

Рецепторы М ₂ менее функциональны при астме, нарушая отрицательную обратную связь, которая обычно снижает тонус дыхательных путей, что может играть роль в астматической гиперреактивности дыхательных путей. ^{[ 10 ]}

Адренергическая сигнализация

Как уже упоминалось, адренергическая симпатическая иннервация гладких мышц дыхательных путей, вероятно, незначительна; однако симпатическая иннервация сосудов слизистой оболочки дыхательных путей значительна. Мышечная сосудистая система дыхательных путей контролирует подачу питательных веществ в дыхательные пути, температуру дыхательных путей, а также выведение нерастворимых частиц из дыхательных путей, что может играть важную роль в активности ингаляционных бронходилататоров , влияя тем самым на реактивность дыхательных путей и тонус дыхательных путей. изменения при обструктивных заболеваниях легких. ^{[ 9 ]}

Дофаминергическая передача сигналов

Существуют противоречивые данные о влиянии дофамина на тонус дыхательных путей in vivo : в некоторых исследованиях сообщается о бронхоконстрикции, а в других – о бронходилатации после ингаляции дофамина. В одном исследовании дофамин ослаблял повышение тонуса дыхательных путей, вызванное передачей холинергических сигналов, но усугублял гистаминергическую бронхоконстрикцию, тогда как в настоящем исследовании оба сигнала были ослаблены после внутривенного введения дофамина. ^{[ 11 ]} Таким образом, на данный момент нельзя сделать никаких выводов.

Острая активация D2 _, рецепторов экспрессируемых гладкомышечными клетками дыхательных путей, ингибирует аденилатциклазу , снижая уровень цАМФ , что приводит к повышению тонуса дыхательных путей. Однако их пролонгированная активация хинпиролом , _D2 и _D3 рецепторов агонистом , парадоксальным образом усиливает активность аденилатциклазы, повышая уровни цАМФ, что приводит к бронходилатации за счет фосфолипазы C и протеинкиназы C. ^{[ 12 ]}

Гистаминергическая передача сигналов

Гистамин является прямым бронхоконстриктором, который повышает тонус дыхательных путей путем активации H1 _- рецепторов, экспрессируемых гладкомышечными клетками дыхательных путей. ^{[ 3 ]}

Сигнализация рецептора горького вкуса

Шесть рецепторов вкуса 2-го типа (TAS2R) экспрессируются гладкомышечными клетками дыхательных путей. На языке рецепторы горького вкуса, вероятно, развились для того, чтобы избежать попадания в организм растительных токсинов. В легких рецепторы горького вкуса выполняют парадоксально обратную функцию, вызывая расслабление гладких мышц дыхательных путей, т. е. снижение тонуса дыхательных путей. Таким образом, агонисты рецепторов горького вкуса представляют собой многообещающие потенциальные новые бронходилататоры. ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}

Ингибирование фосфодиэстеразы

теофиллина Неселективное ингибирование фосфодиэстеразы было предложено в качестве механизма его бронхолитического действия. Фосфодиэстеразы разрушают внутриклеточный цАМФ , что приводит к сокращению мышц. Ингибирование фосфодиэстеразы увеличивает концентрацию цАМФ в гладкомышечных клетках дыхательных путей, снижая тонус дыхательных путей. Агонизм аденозиновых рецепторов, вероятно, не играет основной роли в снижении тонуса дыхательных путей, вызванном теофиллином, поскольку вдыхание аденозина фактически повышает тонус дыхательных путей, хотя, вероятно, это является причиной аритмогенности теофиллина . ^{[ 12 ]}^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}

Передача сигналов цистеинил-лейкотриена

Как и гистамин, некоторые цистеиниловые лейкотриены , такие как лейкотриен D ₄ , являются прямыми бронхоконстрикторами и повышают тонус дыхательных путей путем связывания с рецепторами гладкомышечных клеток дыхательных путей. Бронхоконстрикторные лейкотриены действуют через общий cys- _LT1 рецептор . ^{[ 3 ]}

Сигнализация тромбоксана

Тромбоксан является прямым бронхоконстриктором, который действует через рецептор тромбоксана на гладкомышечные клетки дыхательных путей. ^{[ 3 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Газзола, Морган; Лорти, Кэтрин; Генри, Синди; Майо-Ларуш, Самуэль; Чепмен, Дэвид Г.; Кутюр, Кристиан; Соу, Чун Ю.; Паре, Питер Д.; Кинг, Грегори Г.; Буле, Луи-Филипп; Боссе, Юнук (01 марта 2017 г.). «Тонус гладких мышц дыхательных путей повышает реактивность дыхательных путей у здоровых молодых людей» . Американский журнал физиологии. Клеточная и молекулярная физиология легких . 312 (3): L348–L357. дои : 10.1152/ajplung.00400.2016 . hdl : 10453/111977 . ISSN 1040-0605 . ПМИД 27941076 . S2CID 19237007 .
^ Браун, Роберт Х.; Тогиас, Алкис (01 июля 2016 г.). «Измерение индивидуальной неоднородности тонуса дыхательных путей и ее значение при астме» . Журнал прикладной физиологии . 121 (1): 223–232. doi : 10.1152/japplphysicalol.00545.2015 . ISSN 8750-7587 . ПМЦ 4967252 . ПМИД 27103654 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Барнс, Питер Дж. (1 ноября 1998 г.). «Фармакология гладких мышц дыхательных путей» . Американский журнал респираторной медицины и медицины интенсивной терапии . 158 (дополнение_2): С123–С132. doi : 10.1164/ajrccm.158.supplement_2.13tac800 . ISSN 1073-449X . ПМИД 9817735 .
^ Херли, Джошуа Дж.; Хенсли, Джереми Л. (2023 г.), «Физиология, сопротивление дыхательных путей» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 31194340 , получено 24 декабря 2023 г.
^ Бьюкенен, Гордон Ф. (01 января 2013 г.), Джилетт, Марта У. (редактор), «Глава восьмая - Выбор времени, сон и дыхание в состоянии здоровья и болезней» , Прогресс в молекулярной биологии и трансляционной науке , Хронобиология: биологическая Сроки в здоровье и болезни, 119 , Academic Press: 191–219, doi : 10.1016/B978-0-12-396971-2.00008-7 , PMID 23899599 , получено 22 декабря 2023 г.
^ Строл, Кингман П.; Батлер, Джеймс П.; Малхотра, Атул (июль 2012 г.). «Механические свойства верхних дыхательных путей» . Комплексная физиология . 2 (3): 1853–1872. дои : 10.1002/cphy.c110053 . ISSN 2040-4603 . ПМЦ 3770742 . ПМИД 23723026 .
^ Jump up to: ^а ^б Болл, Мэтью; Хоссейн, Мохаммед; Падалиа, Деванг (2023 г.), «Анатомия, дыхательные пути» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 29083624 , получено 24 декабря 2023 г.
^ Jump up to: ^а ^б Каннинг, Брендан Дж. (сентябрь 2006 г.). «Рефлекторная регуляция тонуса гладких мышц дыхательных путей» . Журнал прикладной физиологии . 101 (3): 971–985. doi : 10.1152/japplphysicalol.00313.2006 . ISSN 8750-7587 . ПМИД 16728519 . S2CID 26044257 .
^ Jump up to: ^а ^б Маццоне, Стюарт Б.; Лим, Лина Х.К.; Вагнер, Элизабет М.; Мори, Нанако; Каннинг, Брендан Дж. (ноябрь 2010 г.). «Симпатическая нервно-зависимая регуляция тонуса сосудов слизистой оболочки изменяет реактивность гладких мышц дыхательных путей» . Журнал прикладной физиологии . 109 (5): 1292–1300. doi : 10.1152/japplphysicalol.00632.2010 . ISSN 8750-7587 . ПМЦ 2980371 . ПМИД 20724568 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Моултон, Барт С; Фрайер, Эллисон Д. (май 2011 г.). «Антагонисты мускариновых рецепторов, от фольклора до фармакологии; поиск лекарств, которые действительно действуют при астме и ХОБЛ» . Британский журнал фармакологии . 163 (1): 44–52. дои : 10.1111/j.1476-5381.2010.01190.x . ISSN 0007-1188 . ПМЦ 3085867 . ПМИД 21198547 .
^ Фодор, Гергели Х.; Балог, Адам Л.; Суди, Роберта; Иванковиц-Киш, Орсоля; Бабик, Барна; Петак, Ференц (01 января 2019 г.). «Дофамин облегчает бронхоконстрикцию, вызванную гистаминергическими и холинергическими путями у кроликов» . Респираторная физиология и нейробиология . 259 : 156–161. дои : 10.1016/j.resp.2018.10.006 . ISSN 1569-9048 . ПМИД 30367990 . S2CID 53103857 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Пракаш, Ю.С. (15 декабря 2013 г.). «Гладкие мышцы дыхательных путей в реактивности и ремоделировании дыхательных путей: что мы узнали?» . Американский журнал физиологии. Клеточная и молекулярная физиология легких . 305 (12): Л912–Л933. дои : 10.1152/ajplung.00259.2013 . ISSN 1040-0605 . ПМЦ 3882535 . ПМИД 24142517 .
^ Дешпанде, Дипак А.; Ван, Уэйн CH; Макилмойл, Элизабет Л.; Робинетт, Кэтрин С.; Шиллингер, Рэйчел М.; Ан, Стивен С.; Шам, Джеймс С.К.; Лиггетт, Стивен Б. (ноябрь 2010 г.). «Рецепторы горького вкуса на гладких мышцах дыхательных путей бронходилатируют за счет локализованной передачи сигналов кальция и обратной обструкции» . Природная медицина . 16 (11): 1299–1304. дои : 10.1038/нм.2237 . ISSN 1546-170Х . ПМК 3066567 . ПМИД 20972434 .
^ Джилани, Талха Н.; Пройсс, Чарльз В.; Шарма, Сандип (2023), «Теофиллин» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 30085566 , получено 22 декабря 2023 г.
^ Барнс, Питер Дж. (15 октября 2013 г.). «Теофиллин» . Американский журнал респираторной медицины и медицины интенсивной терапии . 188 (8): 901–906. doi : 10.1164/rccm.201302-0388PP . ISSN 1073-449X . ПМИД 23672674 .

[:0-1] Jump up to: ^а ^б Газзола, Морган; Лорти, Кэтрин; Генри, Синди; Майо-Ларуш, Самуэль; Чепмен, Дэвид Г.; Кутюр, Кристиан; Соу, Чун Ю.; Паре, Питер Д.; Кинг, Грегори Г.; Буле, Луи-Филипп; Боссе, Юнук (01 марта 2017 г.). «Тонус гладких мышц дыхательных путей повышает реактивность дыхательных путей у здоровых молодых людей» . Американский журнал физиологии. Клеточная и молекулярная физиология легких . 312 (3): L348–L357. дои : 10.1152/ajplung.00400.2016 . hdl : 10453/111977 . ISSN 1040-0605 . ПМИД 27941076 . S2CID 19237007 .

[2] Браун, Роберт Х.; Тогиас, Алкис (01 июля 2016 г.). «Измерение индивидуальной неоднородности тонуса дыхательных путей и ее значение при астме» . Журнал прикладной физиологии . 121 (1): 223–232. doi : 10.1152/japplphysicalol.00545.2015 . ISSN 8750-7587 . ПМЦ 4967252 . ПМИД 27103654 .

[:4-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Барнс, Питер Дж. (1 ноября 1998 г.). «Фармакология гладких мышц дыхательных путей» . Американский журнал респираторной медицины и медицины интенсивной терапии . 158 (дополнение_2): С123–С132. doi : 10.1164/ajrccm.158.supplement_2.13tac800 . ISSN 1073-449X . ПМИД 9817735 .

[4] Херли, Джошуа Дж.; Хенсли, Джереми Л. (2023 г.), «Физиология, сопротивление дыхательных путей» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 31194340 , получено 24 декабря 2023 г.

[5] Бьюкенен, Гордон Ф. (01 января 2013 г.), Джилетт, Марта У. (редактор), «Глава восьмая - Выбор времени, сон и дыхание в состоянии здоровья и болезней» , Прогресс в молекулярной биологии и трансляционной науке , Хронобиология: биологическая Сроки в здоровье и болезни, 119 , Academic Press: 191–219, doi : 10.1016/B978-0-12-396971-2.00008-7 , PMID 23899599 , получено 22 декабря 2023 г.

[6] Строл, Кингман П.; Батлер, Джеймс П.; Малхотра, Атул (июль 2012 г.). «Механические свойства верхних дыхательных путей» . Комплексная физиология . 2 (3): 1853–1872. дои : 10.1002/cphy.c110053 . ISSN 2040-4603 . ПМЦ 3770742 . ПМИД 23723026 .

[:6-7] Jump up to: ^а ^б Болл, Мэтью; Хоссейн, Мохаммед; Падалиа, Деванг (2023 г.), «Анатомия, дыхательные пути» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 29083624 , получено 24 декабря 2023 г.

[:1-8] Jump up to: ^а ^б Каннинг, Брендан Дж. (сентябрь 2006 г.). «Рефлекторная регуляция тонуса гладких мышц дыхательных путей» . Журнал прикладной физиологии . 101 (3): 971–985. doi : 10.1152/japplphysicalol.00313.2006 . ISSN 8750-7587 . ПМИД 16728519 . S2CID 26044257 .

[:2-9] Jump up to: ^а ^б Маццоне, Стюарт Б.; Лим, Лина Х.К.; Вагнер, Элизабет М.; Мори, Нанако; Каннинг, Брендан Дж. (ноябрь 2010 г.). «Симпатическая нервно-зависимая регуляция тонуса сосудов слизистой оболочки изменяет реактивность гладких мышц дыхательных путей» . Журнал прикладной физиологии . 109 (5): 1292–1300. doi : 10.1152/japplphysicalol.00632.2010 . ISSN 8750-7587 . ПМЦ 2980371 . ПМИД 20724568 .

[:3-10] Jump up to: ^а ^б ^с Моултон, Барт С; Фрайер, Эллисон Д. (май 2011 г.). «Антагонисты мускариновых рецепторов, от фольклора до фармакологии; поиск лекарств, которые действительно действуют при астме и ХОБЛ» . Британский журнал фармакологии . 163 (1): 44–52. дои : 10.1111/j.1476-5381.2010.01190.x . ISSN 0007-1188 . ПМЦ 3085867 . ПМИД 21198547 .

[11] Фодор, Гергели Х.; Балог, Адам Л.; Суди, Роберта; Иванковиц-Киш, Орсоля; Бабик, Барна; Петак, Ференц (01 января 2019 г.). «Дофамин облегчает бронхоконстрикцию, вызванную гистаминергическими и холинергическими путями у кроликов» . Респираторная физиология и нейробиология . 259 : 156–161. дои : 10.1016/j.resp.2018.10.006 . ISSN 1569-9048 . ПМИД 30367990 . S2CID 53103857 .

[:5-12] Jump up to: ^а ^б ^с Пракаш, Ю.С. (15 декабря 2013 г.). «Гладкие мышцы дыхательных путей в реактивности и ремоделировании дыхательных путей: что мы узнали?» . Американский журнал физиологии. Клеточная и молекулярная физиология легких . 305 (12): Л912–Л933. дои : 10.1152/ajplung.00259.2013 . ISSN 1040-0605 . ПМЦ 3882535 . ПМИД 24142517 .

[13] Дешпанде, Дипак А.; Ван, Уэйн CH; Макилмойл, Элизабет Л.; Робинетт, Кэтрин С.; Шиллингер, Рэйчел М.; Ан, Стивен С.; Шам, Джеймс С.К.; Лиггетт, Стивен Б. (ноябрь 2010 г.). «Рецепторы горького вкуса на гладких мышцах дыхательных путей бронходилатируют за счет локализованной передачи сигналов кальция и обратной обструкции» . Природная медицина . 16 (11): 1299–1304. дои : 10.1038/нм.2237 . ISSN 1546-170Х . ПМК 3066567 . ПМИД 20972434 .

[14] Джилани, Талха Н.; Пройсс, Чарльз В.; Шарма, Сандип (2023), «Теофиллин» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 30085566 , получено 22 декабря 2023 г.

[15] Барнс, Питер Дж. (15 октября 2013 г.). «Теофиллин» . Американский журнал респираторной медицины и медицины интенсивной терапии . 188 (8): 901–906. doi : 10.1164/rccm.201302-0388PP . ISSN 1073-449X . ПМИД 23672674 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]