Sách dịch: CÁC NGUYÊN LÝ Y HỌC HÔ HẤP, ẤN BẢN THỨ 8
Dịch và chú giải: Ts.Bs. Lê Nhật Huy, Ths.Bs. Lê Đình Sáng

CHƯƠNG 17. CÁC KHÍA CẠNH GIẢI PHẪU VÀ SINH LÝ CỦA TƯƠNG TÁC THẦN KINH, CƠ VÀ THÀNH NGỰC VỚI PHỔI

Anatomic and physiologic aspects of neural, muscular, and chest wall interactions with the lungs
Steven E. Weinberger MD, MACP, FRCP, Barbara A. Cockrill MD and Jess Mandel MD, MACP, FRCP
Principles of Pulmonary Medicine, 17, 215-222

MỤC LỤC CHƯƠNG

Sự di chuyển của dòng khí vào và ra khỏi phổi đòi hỏi hoạt động của một hệ thống bơm có khả năng tạo ra áp lực âm trong lồng ngực, làm phổi giãn nở và khởi phát dòng khí trong mỗi lần hít vào, trong khi đó thở ra phần lớn là một quá trình thụ động trong hầu hết các hoàn cảnh. Hoạt động bơm theo chu kỳ này được đảm nhận bởi các cơ hô hấp, bao gồm cơ hoành, hoạt động phối hợp với thành ngực. Tuy nhiên, bản thân các cơ này không có hoạt động nhịp nhàng nội tại như cơ tim; chúng phải được điều khiển bởi các xung động nhịp nhàng từ một “trung tâm điều khiển”. Chương này tập trung vào các đặc điểm giải phẫu và sinh lý của hệ thống điều khiển và các cơ hô hấp để cung cấp nền tảng cho các thảo luận trong Chương 18 và 19. Các chương đó sẽ thảo luận về các rối loạn ảnh hưởng đến việc kiểm soát hô hấp, hệ cơ hô hấp và thành ngực. Mặc dù phần lớn sinh lý học và nhiều vấn đề lâm sàng được thảo luận ở đây và trong hai chương tiếp theo không liên quan trực tiếp đến phổi, chúng lại gắn bó chặt chẽ với chức năng và rối loạn chức năng hô hấp đến mức việc xem xét chúng trong một giáo trình về bệnh phổi là hoàn toàn phù hợp.

KIỂM SOÁT HÔ HẤP

Mặc dù quá trình thở là một hoạt động nhịp nhàng bình thường diễn ra không cần ý thức, nó liên quan đến một cơ chế kiểm soát phức tạp ở cấp độ hệ thần kinh trung ương (CNS). CNS truyền tín hiệu đến các cơ hô hấp, khởi phát động tác hít vào khoảng 12 đến 20 lần mỗi phút trong điều kiện bình thường. Đáng chú ý là hệ thống kiểm soát này thường có khả năng đáp ứng với các nhu cầu đa dạng của cá nhân, tăng thông khí một cách thích hợp trong khi tập thể dục và duy trì các thông số khí máu động mạch trong một phạm vi hẹp. Phần này bắt đầu bằng việc mô tả tổ chức cấu trúc của hệ thống kiểm soát thần kinh đối với thông khí và tiếp tục xem xét cách các kích thích khác nhau có thể tương tác và điều chỉnh đầu ra của trung tâm điều khiển hô hấp. Các cách định lượng đầu ra của trung tâm điều khiển và cách các kỹ thuật này đã được chứng minh là hữu ích trong việc đánh giá bệnh nhân với nhiều rối loạn lâm sàng khác nhau cũng sẽ được thảo luận ngắn gọn.

Tổ chức của hệ thống kiểm soát hô hấp

Tổ chức cơ bản của hệ thống kiểm soát hô hấp được thể hiện trong Hình 17.1. Yếu tố cốt lõi của hệ thống này là “trung tâm phát nhịp” của CNS. Các tín hiệu xuất phát từ trung tâm phát nhịp đi xuống tủy sống đến các cơ hô hấp khác nhau. Các cơ hít vào, trong đó quan trọng nhất là cơ hoành, đáp ứng với các tín hiệu này bằng cách co lại và khởi phát động tác hít vào. Quá trình này sẽ được mô tả chi tiết hơn ở phần “Các cơ hô hấp”.

Hình 17.1. Sơ đồ minh họa tổ chức của hệ thống kiểm soát hô hấp. Các đường đứt nét thể hiện các vòng phản hồi ngược ảnh hưởng đến trung tâm phát nhịp hô hấp. CNS, hệ thần kinh trung ương.

Do sự co của các cơ hít vào, cơ hoành hạ xuống, thành ngực giãn nở và không khí đi theo một gradient áp suất từ miệng qua cây khí phế quản đến các khoang phế nang. Sự trao đổi khí ở nhu mô xa cho phép oxy di chuyển vào máu và giải phóng CO2​ từ máu vào khí trong phế nang.

Mặc dù chuỗi sự kiện này nghe có vẻ tương đối đơn giản, nó được điều chỉnh bởi một hệ thống phản hồi ngược tinh vi và phức tạp nhằm điều chỉnh đầu ra của trung tâm phát nhịp để đạt được hiệu quả mong muốn. Nếu đáp ứng của các cơ hô hấp với tín hiệu của trung tâm phát nhịp là không đủ, được đánh giá bởi một loạt các “phản xạ” hô hấp, trung tâm phát nhịp sẽ tăng cường đầu ra của mình để bù đắp cho sự thiếu hụt hiệu quả dự kiến. Nếu các biến số khí máu động mạch đi chệch khỏi giá trị thích hợp, thông tin đầu vào từ các thụ thể hóa học (chemosensors) đối với pH, O2​ và CO2​ đến trung tâm phát nhịp hô hấp sẽ bị thay đổi, cuối cùng ảnh hưởng đến đầu ra của nó. Ngoài ra, thông tin đầu vào từ các vùng khác của CNS, đặc biệt là vỏ não và cầu não, có thể điều chỉnh đầu ra ròng của trung tâm phát nhịp.