Fisiologia Respiratória Regulação da Respiração

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27/10/2021 
Isabela Leal 
–
Regulação da Ventilação 
A respiração é um processo rítmico que 
normalmente ocorre sem o pensamento 
consciente ou consciência. 
Nesse aspecto, assemelha-se ao batimento 
rítmico do coração. 
Contudo, os músculos esqueléticos, ao 
contrário do músculo cardíaco auto 
excitável, não são capazes de se contrair 
espontaneamente. 
A contração do músculo esquelético 
precisa ser iniciada pelos neurônios 
motores somáticos, os quais, por sua vez, 
são controlados pelo sistema nervoso 
central. 
No sistema respiratório, a contração do 
diafragma e de outros músculos é iniciada 
por uma rede de neurônios no tronco 
encefálico, que dispara potenciais de ação 
espontaneamente. 
A respiração ocorre automaticamente por 
toda a vida de uma pessoa, mas também 
pode ser controlada voluntariamente até 
certo ponto. 
Regulação da Respiração 
A presença de interações sinápticas 
complicadas entre neurônios cria os ciclos 
rítmicos de inspiração e expiração. 
Esses neurônios são influenciados 
continuamente por estímulos sensoriais, 
principalmente a partir de 
quimiorreceptores que detectam CO2, O2 
e H+. 
O padrão ventilatório depende, em grande 
parte, dos níveis dessas três substâncias 
no sangue arterial e no líquido extracelular. 
O controle neural da respiração é uma das 
poucas “caixas pretas” que permanece na 
fisiologia dos sistemas. 
 
Há conhecimento das principais regiões do 
tronco encefálico que estão envolvidas, 
mas os detalhes das redes neurais ainda 
são desconhecidos. 
A rede neural do tronco encefálico que 
controla a respiração se comporta como 
um gerador de padrão central, com 
atividade rítmica intrínseca, que 
provavelmente é decorrente de neurônios 
marca-passo com potenciais de membrana 
instáveis. 
As entradas sensoriais derivadas de 
alterações do CO2 e de outros 
quimiorreceptores aumenta essa 
complexidade. 
27/10/2021 
Isabela Leal 
Parte do nosso conhecimento de como a 
ventilação é controlada veio da 
observação de pacientes com lesão 
encefálica. 
Outras informações vieram de 
experimentos realizados com animais, nos 
quais as conexões neurais entre as partes 
principais do tronco encefálico são 
seccionadas, ou partes do encéfalo são 
estudadas isoladamente. 
As pesquisas sobre o controle respiratório 
exercido pelo SNC são difíceis de serem 
executadas devido à complexidade das 
redes neurais e às suas localizações 
anatômicas. 
Modelo contemporâneo do controle da 
ventilação. 
Embora algumas partes do modelo sejam 
bem fundamentadas com evidências 
experimentais, outros aspectos estão ainda 
sob investigação. Este modelo estabelece 
que: 
1. Os neurônios respiratórios do bulbo 
controlam músculos inspiratórios e 
expiratórios. 
2. Os neurônios da ponte integram 
informações sensoriais e interagem com 
neurônios bulbares para influenciar a 
ventilação. 
3. O padrão rítmico da respiração surge 
de uma rede do tronco encefálico com 
neurônios que despolarizam 
automaticamente. 
4. A ventilação está sujeita à modulação 
contínua por vários reflexos associados a 
quimiorreceptores, mecanorreceptores e 
por centros encefálicos superiores. 
Os Neurônios do Bulbo 
Controlam a Respiração 
As descrições clássicas de como o 
encéfalo controla a ventilação dividiam o 
tronco encefálico em vários centros de 
controle. 
Entretanto, as descrições mais recentes 
são menos específicas ao atribuir funções 
a “centros” particulares e, em vez disso, 
olham para as interações complexas entre 
os neurônios em uma rede. 
Os neurônios respiratórios estão 
concentrados bilateralmente em duas 
áreas do bulbo. 
 
Uma área chamada de núcleo do trato 
solitário (NTS) contém o grupo 
respiratório dorsal (GRD) de neurônios que 
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controlam principalmente os músculos da 
inspiração. 
Os sinais provenientes do GRD vão via 
nervos frênicos para o diafragma e via 
nervos intercostais para os músculos 
intercostais. 
Além disso, o NTS recebe informação 
sensorial dos quimiorreceptores e dos 
mecanorreceptores periféricos através 
dos nervos vago e glossofaríngeo (nervos 
cranianos X e IX). 
Os neurônios respiratórios da ponte 
recebem informação sensorial do GRD e, 
por sua vez, influenciam o início e o 
término da inspiração. 
Os grupos respiratórios pontinos (antes 
chamados de centro pneumotáxico) e 
outros neurônios pontinos enviam sinais 
tônicos para as redes bulbares para ajudar 
a coordenar um ritmo respiratório 
uniforme. 
O grupo respiratório ventral (GRV) do 
bulbo tem múltiplas regiões com diferentes 
funções. 
Uma área conhecida como complexo pré-
Bötzinger contém neurônios que disparam 
espontaneamente e que podem atuar 
como o marca-passo básico do ritmo 
respiratório. 
Outras áreas controlam músculos usados 
na expiração ativa ou na inspiração maior 
do que o normal, como a que ocorre 
durante o exercício vigoroso. 
Além disso, fibras nervosas originadas no 
GRV inervam músculos da laringe, da 
faringe e da língua para manter as vias 
aéreas superiores abertas durante a 
respiração. 
O relaxamento inapropriado desses 
músculos durante o sono contribui para a 
apneia obstrutiva do sono, uma disfunção 
do sono associada a ronco e à sonolência 
diurna excessiva. 
A ação integrada das redes de controle da 
respiração pode ser estudada através do 
monitoramento da atividade elétrica no 
nervo frênico e de outros nervos motores. 
Durante a respiração espontânea em 
repouso, um marca-passo inicia cada ciclo, 
e os neurônios inspiratórios aumentam 
gradualmente a estimulação dos músculos 
inspiratórios. 
Este aumento é, por vezes, chamado de 
rampa devido ao formato do gráfico de da 
atividade 
 
REFERENCIAL 
SILVERTHORN, D.U. Fisiologia Humana: 
Uma Abordagem Integrada, 7.ed. Porto 
Alegre: Artmed, 2017.