Khó thở là một triệu chứng cơ năng là một nhận thức chủ quan rằng cần phải tăng gánh để thở.
Cơ chế hình thành khá phức tạp và liên quan đến nhiều phần của hệ thống điều khiển hô hấp (hình bên dưới), chia thành:
- Tăng tin hiệu hô hấp ở trung ương (đói không khí).
- Tăng dung lượng hô hấp (respiratory load).
Kích thích có hại từ phổi (cảm giác bóp chặt, co thắt).
Dung lượng cơ học, hô hấp gắng sức và hệ quả.
Ở thời điểm tăng dung lượng hô hấp hoặc có gắng sức, cơ thể có nhận thức chủ quan về việc kích hoạt các cơ hô hấp. Cảm giác về sự gắng sức này bắt nguồn từ thân não và tăng lên mỗi khi thân não truyền tín hiệu để tăng vận động cơ hô hấp, khi dung lượng hô hấp tăng hoặc khi cơ hô hấp yếu hoặc liệt.
Nói cách khác, khi thần kinh trung ương tự động gửi tín hiệu đến cơ hô hấp để tăng công thở, nó đồng thời cũng gửi 1 bản copy đến vỏ não cảm giác để thông báo về sự gắng sức. Hiện tượng này gọi là “corrollary discharge”.
Receptor hóa học :
- Người ta thấy rằng, tăng CO2 máu có tác động độc lập trong việc cảm thấy có thở. Người ta cho rằng tăng CO2 máu có thể trực tiếp được cơ thể cảm nhận là “đói không khí”, không kể đến tín hiệu hô hấp.
- Tăng CO2 máu cũng dẫn đến tăng tín hiệu hô hấp thân não (để loại bỏ CO2 thừa) và điều này dẫn đến hiện tượng “corolary discharge” (đã đề cập ở trên).
- Hạ oxy máu cũng góp phần làm tăng thông khí và tăng cảm giác khó thở, dù vai trò không bằng tăng CO2 máu. Vẫn chưa rõ liệu hạ oxy máu trực tiếp gây khó thở hay là thông qua tăng thông khí rồi sau đó mới thấy khó thở.
- Tác dụng và vị trí của receptor hóa học (chemoreceptor)
+ Chemoreceptors ngoại vi: Ở động mạch cảnh và thân động mạch chủ.
+ Đáp ứng với pO2, tăng pCO2 và ion H+.
Chemoreceptors trung ương: Ở thân não. Nhạy với pCO2 ,không nhạy với pO2. Đáp ứng với thay đổi pH của dịch não tủy.
Receptor cơ học
- Receptor đường hô hấp trên. Khuôn mặt và đường hô hấp trên có những receptor (rất nhiều trong số đó được phân phối bởi dây V) có thể điều hòa khó thở. Receptor cơ học ở đường hô hấp trên được cho thấy có thể kích hoạt hoặc ức chế cơ hô hấp và điều chỉnh mức độ khó thở.
- Receptor phổi. Phổi có 3 loại receptor (receptor thích nghi chậm, receptor thích nghi nhanh RARs và C-fibres) truyền tín hiệu trở về thân não và não về áp lực đường dẫn khí, dung tích phổi và trạng thái của phổi. Những receptor này có thể bị kích thích bởi trạng thái cơ học hay hóa học. Thông tin mà chúng thu được sẽ được truyền về thần kinh trung ương qua dây X, ở đó tùy thuộc vào kích thích, thông tin sẽ được nhận thức thành kích thích, thắt ngực, đói không khí hay tăng công thở.
Receptor lồng ngực. Thoi cơ và bộ máy Golgi ở cơ thành ngực có chức năng là receptor căng dãn và theo dõi “force generation” và có thể phát hiện sự giảm nở ra của lồng ngực, bằng cách ấy góp phần vào nhận biết khó thở.
- Sự phân ly thần kinh thể dịch.
Đây là trường hợp khi đột ngột tăng dung lượng hô hấp nhưng không tăng gắng sức hô hấp bù lại. Nếu xảy ra trường hợp này thì sẽ xuất hiện khó thở.
- Điều hòa
Điều hòa làm giảm ngưỡng mà ở ngưỡng đó cơ hô hấp tạo ra acid lactic, làm tăng tín hiệu thần kinh hô hấp để giảm mức CO2.
