Laringeal afferent stimülasyonun solunum düzenlenmesi üzerine etkisi
The effect of laryngeal afferent stimulation on the respiratory regulation
Yazar: İBRAHİM GÜNER
Danışman: PROF.DR. GÜLDEREN ŞAHİN
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1997
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Larinks = Larynx ; Motor nöronlar = Motor neurons ; Sinir lifleri = Nerve fibers ; Solunum = Respiration

Özet:
ÖZET Laringeal afferent ve efferent impulsların laringeal vaskularite ve kas tonusu üzerine etkili oldukları bilinmektedir. Burada lokalize olan reseptörlerin çeşitli kimyasal maddeler ile uyarılmaları, vasküler ve kassal cevapları değiştirebilmekledir. Laringeal afferent impulslar ve bu reseptörler, patofizyolojik koşullarda solunumun regülasyonunda ve solunum tipinin belirlenmesinde önemli olabilir (46,47,107). Bu çalışmada, laringeal afferent impulsların solunum regülasyonu üzerine olan etkileri, ortalama ağırlıkları 21 kg olan 13 anesteziye (pentobarbitone sodium 30 ug.kg ' i.v) köpekte arastirildi.Deneylerimiz.de laringeal afferentler ve laringeal reseptörler uygun uyaranlar ile uyarılarak soluk frekansı ( f.dk" ) ve soluk hacmi (V^.ml )'nde oluşan değişiklikler belirlendi. Solunum dakika hacmi (Vn.ml.dk" ) hesaplandı. Diyafragmanın aksiyon potansiyellerinden inspirasyon (T| mm. sn"1 ) ve ekspirasyon (Tı.mm.sn"1) süreleri ölçüldü, intraluminal trakeal basınç (Pt.mmHg) ve sistemik arterial kan basıncı (KB mmllg) poligrafta kaydedildi. Ayrıca bu parametreler arasındaki ilişkileri belirledik.8? Solunum parametreleri, trakeal kanüle bağlı bir pnömotograf aracılığı ile poligrafta kaydedildi, intraluminal trakeal basınç, 5-10 mmHg'lık başlangıç basıncı oluşturmak amacı ile trakea'ya içi 3-5ml serum fizyolojik doldurulmuş ince duvarlı bir balon yerleştirilerek ölçüldü. Sistemik arterial kan basıncı femoral arterden kaydedildi. Superior laringeal arterden kapsaisin (7.5-30 ug.kg"1 ) injekte edilerek miyelinsiz laringeal sonlanmaların uyarılmasında VT'de bifazik cevaplar gözlendi. Önce anlamlı bir azalma, sonra anlamlı bir artış oluştu. Kapsaisin f 'de anlamlı bir artışa sebep oldu. VVde anlamsız bir artışı anlamlı bir artışın izlediği cevaplar bulundu. Tj anlamlı olarak azalırken, TF'de anlamsız bir azalma görüldü. Kapsaisin injeksiyonu anlamlı bir trakeal düz kas kasılmasına neden olurken KB'de anlamsız bir artış oluşturdu. Bilateral SLN kesilmesinden sonra kapsaisin 'in solunum parametreleri, Pt ve KB üzerine olan etkileri tamamen ortadan kalktı. Miyelinsiz afferent larnigeal sonlanmalar bradikinin (2-3 L-ig.kg"1 ) injeksiyonu ile uyarıldığında VT ve VE'de anlamlı olarak arttı, rdc ise anlamlı bir azalma görüldü. T\ ve Tn'de anlamsız artışlar bulundu. Bradikinin Pt'dc anlamlı bir artışa neden olurken, KB'de anlamlı bir azalmaya sebep oldu. SLN kesilmesinden sonra bradikinin injeksiy onuna solunumsal ve trakeal kassal cevaplar ortadan kalktı. Fakat KB'de anlamsız bir azalma gözlendi. SLN+RLN'lerin kesilmesinden sonra, bu azalma da tamamen ortadan kalktı. Yavaş aktiviteli laringeal mukozal reseptörler veratrin (12.5-50 u.g.kg"') injeksiyonu ile uyarıldığında Vt ve Ve'de anlamlı bir azalmayı anlamlı bir artışın izlediği bifazik cevaplar gözlendi. Tfde gözlenen anlamlı artış ve Te'de gözlenen anlamsız artıştan dolayı f 'de anlamsız bir azalma görüldü. Veratrin injeksiyonuM Pt'de anlamlı bir artışa, KB'de anlamlı bir azalmaya sebep oldu. SLN'nin kesilmesi solunumsal parametrelerde, Pt ve KB' deki cevapları ortadan kaldırdı. Hızlı aktivite deşarjları gösteren laringeal reseptörlerin histamin (10 ug.kg'1) injeksiyonu ile uyarılması Vj'de bifazik cevaba neden oldu. Önce anlamsız bir artış, sonra anlamsız bir azalma oluştu. Soluk frekansı anlamlı olarak arttı. VE'de anlamlı bir artışı anlamsız bir azalmanın izlediği bifazik cevaplar bulundu. Tj'de anlamlı bir azalma bulunurken, TE'de anlamsız bir azalma oluştu. Pt anlamlı olarak artarken, KB'de anlamlı bir azalma gözlendi. SLN'lerin bilateral olarak kesilmesinden sonra histamin injeksiyonu f de anlamsız bir artışa, VT ve VE anlamsız bir azalmaya sebep oldu. SLN'in kesilmesi Tı'nin cevabını ortadan kaldırırken, Tp'nin cevabı devam etti. SLN kesilmesinden sonra histamin injeksiy onunda Pt'de anlamsız bir artış bulundu. KB'nin cevabı tamamen engellendi. SLN+RLN kesilmesinden sonra Pt'nin cevabı da tamamen engellendi. Laringeal reseptörlerin adenozin ( 2.5-5 ug.kg"1 ) injeksiyonu ile uyarılması VT'de anlamlı bir artışa sebep olurken f de anlamlı bir azalma oluştu. Ve» Tj ve TE anlamsız olarak arttı. Adenozin Pt'da anlamlı bir artış oluştururken, KB'da anlamsız bir artış oluşturdu. SLN'lerin bilateral olarak kesilmesinden sonra solunumsal, Pt ve KB cevapları tamamen engellendi. Laringeal artere serotonin injeksiy onundan sonra VT ve Ve' de anlamlı artışlar gözlendi. Serotonin f 'de anlamsız bir azalmaya sebep oldu. Tj anlamsız olarak azalırken, TE'de anlamsız bir artış görüldü. Ayrıca serotonin injeksiyonu trakeal düz kas tonusunu anlamsız olarak artırırken, KB'de anlamlı bir azalma oluşturdu. SLN'lerin bilateral olarak kesilmesinden sonra solunumsalparametrelerin ve KB'nin cevabı tamamen engellendi. Fakat Pt'nin cevabı devam etti. SLN+RLN'lerin kesilmesinden sonra serotonin injeksiyonuna Pt'nin cevabı da engellendi. Dopamin ( 2.5-5 ng.kg"1 ) injeksiyonu VT'de anlamlı bir artışa, f 'de anlamsız bir azalmaya sebep oldu. Dopamin VE ve TE'de anlamsız artışlara sebep olurken, TV de anlamsız bir azalma oluşturdu. Ayrıca, Pt'de anlamlı bir artış ve KB 'da anlamlı bir azalma gözlendi. SLN'lerin bilateral olarak kesilmesinden sonra VT, VE ve TE'de gözlenen cevaplar tamamen ortadan kalktı, fakat f ve Ti' de gözlenen cevaplar etkilenmedi. Pt ve KB'nin cevapları SLN'ler kesilmeden önceki cevaplar ile benzer yönde oldu, fakat bu cevaplar istatistiksel olarak anlamsızdı. SLN+RLN'lerin kesilmesinden sonra f 'de gözlenen cevapta tamamen ortadan kalktı. Pt ve KB'nin cevapları etkilenmedi. Laringeal afferent ve efferent impulsların solunum regülasyonu üzerine etkisini belirlemek amacıyla SLN ve SLN+RLN'ler kesildi. SLN'in bilateral olarak kesilmesi f 'de anlamsız bir artış ve VT'de anlamlı fakat geçici bir azalma oluşturdu. SLN kesilmesi VE, Ti, TE ve Pt'de anlamsız bir azalma, KB 'de anlamsız bir artışa sebep oldu. SLN+RLN'lerin kesilmesinden sonra f, VE ve Tt'de anlamsız artışlar gözlendi. VT ve TE'de anlamsız azalmalar oluştu. SLN+RLN'lerin kesilmesi Pt ve KB 'de değişiklik oluşturmadı. Sonuç olarak larinks'te nöral ve non-nöral maddelere karşı duyarlı reseptörler lokalize olmaktadır. Bunlardan kaynaklanan afferent impulslar solunum tipini etkilemektedirler.

Abstract:
SUMMARY It has been known that afferent and efferent laryngeal impulses have effects on laryngeal vascularity and muscle tone. Stimulation of the receptors localized in this site by various chemical substances can change vascular and muscular responses. These receptors and afferent laryngeal impulses may have important role in regulation of respiration and breathing pattern specially in pathophisiolocal conditions ( 46,47,107 ). In this study the posible role of laringeal afferent impulses on the regulation of respiration was investigated in 13 anastheti/ed clogs (pentobarbitone sodium 30 mg.kg" i.v) with a mean weight of 2 lkg were used. In our experiments we determined the changes in respiratory frequency ( f.min"1 ) and tidal volume ( V,.ml ) by stimulating laryngeal afferents and laryngeal receptors with adequate stimulants. Respiratory minute volume (Vu.ml.min"1 ) was calculated, the action potantials from the diaphragm were recorded and inspiratory ( T|. mm. sec."1 ) and expiratory ( Ti.mm.sec." ) durations were measured. Intraluminal tracheal pressure ( P^mmHg ) and systemic arterial pressure (BP.mrnHg) were recorded and the relationship between these parameters was studied.87 pressure (BP.mmHg) were recorded and the relationship between these parameters was studied. A tracheal cannula was inserted and connected to a pneumotograf. Respiratory parameters were recorded on polygraphy. In order to measure Pt a thin-walled balloon was inserted into the cranial trachea and filled with 3-5 ml. saline to give initial pressures usually about 5-10 mm.Hg. Systemic arterial blood pressure was recorded from femoral artery. When non-myelinated laryngeal endings were stimulated by injection of capsacin ( 7.5-30 ug.kg"1 ) into superior laryngeal artery biphasic responses were observed in Vj. Firstly a significant decrease, then a significant increase occured. Capsaisin caused a significant increase in f. Ve showed a smaal nonsignificant increase and then a significant increase. While Tj was decreasing significantly, TE showed a nonsignificant decrease. Injection of capsaicin resulted in a significant contraction of tracheal smoot muscle and a nonsignificant increase in BP. After bilateral SLN section the affect of capsaicin on respiratory parameters and on Ptand BP were abolished completely. When non-myelinated afferent laryngeal endings were stimulated by injection of bradykinin ( 2-3 ug.kg"1 ) Vt and VF increased significantly. Respiratory frequency, on the other hand, was found to decrease significantly. The increases in T\ and TE were found to be not significant. Bradykinin caused a significant increase in Pt and a significant decrease in BP. After cutting the SLN, respiratory and tracheal muscular responses to injection of bradykinin were abolished, but a nonsignificant decrease in BP was observed. After SLN+RLN were cut this decline also disappeared.When laringeal mucosal receptors with slow activity were stimulated by injection of veratrine ( 12.5-50 ug.kg"1 ) biphasic responces (a significant decrease than a significant increase) observed in VT and VE. A nonsignificant decrease in f was observed. This was due to significant increase in Tt and nonsignificant increase in Tg. Veratrine injection caused a significant increase in Pt and a significant decrease in BP. Sectioning of SLN's abolished respiratory, Pt and BP responces completely. The stimulation of rapidly discharging laringeal receptors with histamin (10 fig. kg" ) injection caused a biphasic response in Vt (a nonsignificant increase than a nonsignificant decrease). Respiratory frequency increased significantly. Vg response was found to be biphasic (a significant increase than a nonsignificant decrease). The change in f was due to a significant decrease in T\ and a nonsignificant decrease in TE. Pt increased significantly where as BP decrease a significantly. After cutting SLN in response to histamin injection caused a nonsignificant increase in f and nonsignificant decrease in VT and VE. Cutting of SLN abolished the Tj responce where as the TE responce persisted. The increase in Pt in responce to histamine injection after cutting SLN was found to be nonsignificant. The BP responce disappeared completely. Cutting of SLN+RLN abolished the Pt responce. Stimulation of laryngeal receptors by adenosine ( 2.5-5 ug.kg"1 ) injection caused a significant increase in VT while producing a significant decrease in f. VE, Tj, TE increased nonsignificantly. Adenozin produced a significant increase in Pt and a nonsignificant increase in BP. After cutting the SLN's respiratory, Pt and BP responces disappeared completely.After injection of serotonine into laryngeal artery, significant increases in VT and Ve were observed. Serotonine caused a nonsignificant decrease in f. While Tj was decreasing nonsignificantly, TE showed a nonsignificant increase. Also injection of serotonin resulted in a nonsignificant contraction of tracheal smoot muscle and a significant decrease in BP. After cutting the SLN the responses of respiratory parameters and BP totally disapperad. But in Pt response persisted. After cutting SLN+RLN the Pt responce to serotonine injection disapeared. Injection of dopamin (2.5-5 M-g-kg"1 ) caused a significant increase in VT and a nonsignificant decrease in f. The dopamine while causing nonsignificant increases in VE and TE, produced a nonsignificant decrease in T\. Also a significant increase in Pt and a significant decrease in BP was observed. After bilateral section of the SLN' s responses observed in VT,VE and TE disappeared completely, but responses observed in f and Tj were not affected. Responses of Pt and BP were in similar direction, but these responses was statistically nonsignificant. After cutting SLN+RLN response observed in f totally disappeared. Responses of Pt and BP were not affected. We aimed to investigate the rol of laryngeal afferent and efferent impulses on respiratory regulation by a sectioning the SLN and SLN+RLN. Bilateral cutting the SLN produced a nonsignificant increase in f and a significant but transient decrease in Vj. Cutting the SLN caused nonsignificant decreases in Vej Ti, TE, Pt and nonsignificant increase in BP. After sectioning SLN+RLN nonsignificant increase in f, Ve and T\ were observed. The decreases in VT and TE after cutting SLN+RLN were not significant. Cutting of SLN+RLN produced no change in Pt and BP.vu In conclution, neural and non-neural substance sensitivite receptors are localized in larynx. Afferent impulses originated in these receptors affected the pattern of respiration.