Reflexul Hering–Breuer

Plămânii se întind atunci când intră aer. În pereții căilor respiratorii există receptori care pot detecta această distensie. Reflexul Hering–Breuer este un circuit prin care o umflare mai mare a plămânilor trimite semnale către creier și poate limita sau întrerupe inspirația. Astfel, feedbackul contribuie la evitarea umflării excesive.

Semnalul pleacă de la receptorii de întindere și ajunge pe o cale nervoasă numită nerv vag la regiuni din trunchiul cerebral care controlează respirația. Răspunsul modifică activitatea neuronilor ce comandă inspirația. Nu trebuie să îți imaginezi un „buton” care se apasă la fiecare respirație obișnuită: la adult, reflexul de umflare este mai evident la volume pulmonare mari decât în respirația liniștită.

O analogie este un balon al cărui grad de umflare este urmărit de un senzor. Dacă balonul se umflă prea mult, umflarea se oprește. Plămânul nu este un balon simplu, iar circuitul respirator are și alte semnale, inclusiv informații chimice despre dioxidul de carbon. Pentru a reține reflexul, urmărește patru elemente: întinderea plămânului, receptorul, calea nervului vag și reducerea comenzii inspiratorii. Nu îl confunda cu reflexul de tuse, declanșat de iritanți ai căilor respiratorii.

Reflexul a fost descris în 1868 de Josef Breuer și Ewald Hering. Este un reflex cu calea aferentă prin nervul vag, care informează bulbul despre gradul de umflare al plămânilor; comanda eferentă ajunge la mușchii respiratori prin nervii frenic și intercostali.

Receptorii sunt mecanoreceptori de întindere cu adaptare lentă, situați în mușchiul neted din pereții bronhiilor și bronhiolelor, nu în alveole. Ei sunt stimulați de creșterea volumului pulmonar și își mențin descărcarea cât timp plămânul rămâne destins.

Calea aferentă este nervul vag (X), care duce impulsurile la bulb, în grupul respirator dorsal, unde se află neuronii inspiratori. Impulsurile inhibă acești neuroni, iar inspirația se oprește. Efectul constă în scurtarea inspirației și, deci, creșterea frecvenței respiratorii: fiecare respirație este mai scurtă, dar ciclurile sunt mai multe.

Există două variante:

• reflexul de inflație: umflarea plămânilor inhibă inspirația și favorizează expirația;
• reflexul de dezumflare: scăderea marcată a volumului pulmonar oprește inhibiția și favorizează inspirația.

La adult, reflexul de inflație devine activ când volumul curent depășește aproximativ 1,5 L, adică de circa trei ori volumul de repaus (500 mL). De aceea, în respirația liniștită nu este el cel care comandă trecerea de la inspirație la expirație. La nou-născut, în schimb, reflexul este activ chiar la respirația liniștită, iar frecvența respiratorie normală este de aproximativ 30–60 de respirații pe minut.

Rolul de protecție este evitarea supradistensiei plămânilor. În experimentele pe animale, secționarea ambilor nervi vagi face respirația mai rară și mai profundă, pentru că dispare inhibiția inspirației.

Exemplu rezolvat 1. Un sportiv face o inspirație forțată de 2 000 mL, iar volumul lui curent de repaus este 500 mL.

1. Raportul este $2000:500=4$, deci volumul este de patru ori mai mare decât în repaus.
2. Pragul este de aproximativ 1 500 mL, adică $3\times 500$; 2 000 mL depășește pragul.
3. Receptorii bronșici de întindere se activează intens și trimit impulsuri prin vag la bulb.
4. Neuronii inspiratori sunt inhibați, inspirația se oprește și începe expirația.

Exemplu rezolvat 2. Un pacient este ventilat mecanic și aparatul insuflă un volum prea mare.

1. Plămânii sunt destinși peste limita obișnuită.
2. Receptorii de întindere sunt stimulați, iar vagul transmite semnale inhibitoare la bulb.
3. Inspirația spontană a pacientului se scurtează, ceea ce arată efectul de protecție al reflexului.
4. Medicul reduce volumul insuflat, pentru a evita lezarea alveolelor prin supradistensie.

Frecvența impulsurilor din nervul vag crește odată cu volumul pulmonar, deci bulbul primește prin numărul de impulsuri informația despre cât de destinși sunt plămânii.

Se reține lanțul complet: distensie pulmonară → mecanoreceptori din bronhii și bronhiole → nerv vag → grup respirator dorsal din bulb → inhibiția neuronilor inspiratori → oprirea inspirației. Efectul asupra ritmului este unul dublu: inspirație mai scurtă și frecvență mai mare. Reflexul este un exemplu de feedback negativ, care limitează stimulul care l-a declanșat.

Capcane: receptorii nu sunt în alveole și nici în pleură; calea nu este nervul frenic, care conduce comanda spre diafragmă, ci nervul vag; la adult, în respirația liniștită, reflexul este slab; la nou-născut este activ. Reflexul nu are legătură cu tusea (receptori iritanți ai căilor respiratorii) și nici cu controlul chimic (chemoreceptori). Secționarea bilaterală a vagilor nu oprește respirația, pentru că ritmul este generat în bulb, ci o face mai lentă și mai profundă.

Exemplu de item (complement grupat). Despre reflexul Hering–Breuer:

1. Receptorii reflexului se află în pereții alveolelor.
2. Reflexul de inflație scurtează inspirația.
3. Calea aferentă a reflexului este nervul frenic.
4. La adult, reflexul este evident mai ales la volume curente mult crescute.

• a) „Numai afirmațiile 1, 2 și 3 sunt corecte.”
• b) „Numai afirmațiile 1 și 3 sunt corecte.”
• c) „Numai afirmațiile 2 și 4 sunt corecte.”
• d) „Numai afirmația 4 este corectă.”
• e) „Toate afirmațiile sunt corecte sau toate sunt false.”

Răspuns: c. Afirmația 1 este falsă (receptorii sunt în bronhii și bronhiole). Afirmația 2 este adevărată. Afirmația 3 este falsă (calea aferentă este nervul vag; nervul frenic este eferent spre diafragmă). Afirmația 4 este adevărată (pragul este de aproximativ trei ori volumul de repaus).

Greșeli frecvente

• Greșit: Reflexul Hering–Breuer este declanșat de gustul alimentelor.
  Corect: Este legat de distensia pulmonară.
• Greșit: Controlează singur fiecare inspirație liniștită.
  Corect: Este unul dintre mai multe mecanisme de feedback, cu efect mai evident la inflație mare.
• Greșit: Receptorii reflexului Hering–Breuer se află în alveole.
  Corect: Se află în mușchiul neted al bronhiilor și bronhiolelor.
• Greșit: Nervul frenic aduce la bulb informația despre umflarea plămânilor.
  Corect: Informația circulă prin nervul vag; nervii frenici conduc comanda spre diafragmă.

Înainte și după