Carotislegemer er parrede akkumuleringer af arterielle kemoreceptorer placeret i området af carotis sinus nær forgreningen af halspulsåren ind i den indre og ydre bue, på bagvæggen af den fælles arterie. De kommer fra den tredje reducerede bue af halspulsåren og neurale kamceller . Carotislegemernes funktion er hovedsageligt at detektere ændringer i iltens partialtryk og indirekte i kuldioxid, pH og temperatur.
Carotislegemer er opbygget af enheder kaldet lobules. Hver lobule er sammensat af to typer celler kaldet glomus (glomerulære) og er innerveret af en proces af glossopharyngeal nerve .
Type I glomerulære celler er perifere kemoreceptorer, dannet af migrerede neurale kamceller, det vil sige, at de stammer fra ektodermen . De fremkalder et excitatorisk postsynaptisk potentiale direkte på nervefibrene, der fører til det respiratoriske center, og frigiver neurotransmittere , herunder acetylcholin , ATP og dopamin . Desuden er glomerulære celler elektrisk forbundet med hinanden og til carotis nervefibre Type II glomerulære celler er støtteceller. De ligner gliaceller og udtrykker proteiner, gliamarkører fra S100-familien. Carotislegemer er de mest vaskulariserede (det vil sige forsynet med blodkar) organer i menneskekroppen.
Carotislegemer udfører primært en kemoreceptorfunktion, som reagerer på et fald i partialtrykket af O 2 i blodet. Det detekteres af type I-celler, som udløser et aktionspotentiale i nerveenderne af halspulsåren af den glossopharyngeale (glossopharyngeale) nerve, som overfører den til CNS.
Carotislegemets kemoreceptorer er i modsætning til de centrale receptorer i medulla oblongata primært følsomme over for ændringer i partialtrykket (P) O 2 , og sekundært over for et fald i pH og en stigning i CO 2 . Frigivelsen af mediatorer af kemoreceptorer af carotislegemer falder, når P oxygen er over ~100 mm Hg. Kunst. (ved et normalt pH-niveau), men når blodets iltmætning er under 90 % (P O 2 ca. 60 mm Hg), stiger den hurtigt.
Mekanismen for modtagelse er ikke blevet pålideligt bestemt, desuden kan den variere i forskellige arter. Det er imidlertid blevet bevist, at metoden til at påvise et fald i P O 2 er forbundet med en stigning i produktionen af hydrogensulfid af enzymet cystathionin gamma-lyase. Dette er blevet vist i forsøg på mus, hvor dette enzym blev hæmmet farmakologisk. Cystathionin -gamma-lyase interagerer med hæm oxygenase-2 Arkiveret 7. november 2017 på CO Wayback Machine . Denne gastransmitter kan også påvirke frigivelsen af neurotransmittere. Faldet i CO-niveauer på grund af hypoxi fører til lukning af calciumaktiverede højkonduktans-kaliumkanaler (BK-kanaler), hvilket fører til membrandepolarisering og aktivering af kemoreceptorer. Teoretisk set kan rollen som en hypoxisensor tilhøre cytochrom c-oxidase , som også normalt danner CO , når den reagerer med O 2 . Ifølge en anden hypotese kan hypoxidetektion involvere mitokondrielle iltsensorer og hæm-holdige cytochromer . Sidstnævnte, der er store membranproteiner, herunder mitokondrier (cytochrom-c), spiller rollen som et oxidationsmiddel i oxidativ fosforylering . Hæmen af cytochrom indeholder jern med variabel valens og binder således ilt reversibelt. overføre det fra III til IV-komplekser af respirationskæden, samtidig med at de fleste af de farlige reaktive iltarter omdannes til vand. Det er en hypotese, at hypoxi kan føre til en stigning i reaktive oxygenarter såsom peroxider, ioner og frie radikaler , men dette vides stadig ikke med sikkerhed. En anden virkningsmekanisme er mulig for "energisensoren" AMP-aktiveret proteinkinase (AMPK) , da dette enzym bruges i tider med stærkt øget cellulært energiforbrug (under træning) og metabolisk stress. Under hypoxi ser AMPK ud til at lukke calciumaktiverede kaliumkanaler og iltfølsomme TASK-lignende kanaler Arkiveret 13. oktober 2017 på Wayback Machine (lukker ved lave iltniveauer, hvilket forårsager depolarisering). Under hypoxi stiger koncentrationen af CO 2 , hvilket, når det kommer ind i cellen, øger mængden af kulsyre, derfor øger koncentrationen af protoner. CO 2 og lav pH reducerer kaliumstrømmen gennem TASK-lignende kanaler, hvilket kan føre til depolarisering og frigivelse af neurotransmittere.
De ovenfor beskrevne mekanismer fører i de fleste tilfælde til lukning af kaliumkanaler, hvilket forårsager depolarisering . Et fald i potentialforskellen åbner calciumkanaler, hvilket øger koncentrationen af calcium i cellen. Calcium inducerer exocytose af vesikler indeholdende neurotransmittere, herunder acetylcholin, noradrenalin , dopamin, adenosin , ATP, substans P og met-enkephalin . De interagerer med receptorerne i den postsynaptiske terminal af glossopharyngeal nerve, hvilket forårsager et aktionspotentiale. Gennem den glossofaryngeale nerve overføres signaler fra carotislegemerne til de kardiovaskulære og respiratoriske centre i medulla oblongata. Således forårsager hypoxi en stigning i hjertets arbejde og lungeventilation.