Regulação Central da Respiração

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Fisiologia Veterinária II 
Regulação Central da Respiração 
EVENTOS DURANTE A INSPIRAÇÃO 
 
EVENTOS DURANTE A EXPIRAÇÃO 
 
REDES NEURAIS NO CONTROLE DA 
RESPIRAÇÃO PELO TRONCO ENCEFÁLICO 
Toda a mecânica respiratória requer a 
sinalização de núcleos centrais, para que 
esses núcleos acionem os músculos 
respiratórios. Os músculos envolvidos 
principalmente na inspiração (diafragma, 
intercostais e escaleno), são músculos 
estriados esqueléticos (respondem à 
inervação somática de um neurônio motor). 
Assim, observa-se na figura a seguir, a região 
do tronco encefálico (especificamente a 
ponte e o bulbo) responsável por fazer esse 
controle: 
 
Tanto na ponte quanto no bulbo, estão 
contidos os núcleos que vão estar envolvidos 
com respostas ligadas à respiração. 
O arranjo desses núcleos é o seguinte: na 
ponte é encontrado o grupo respiratório 
pneumotáxico, ou núcleo pneumotáxico, e o 
núcleo apnêustico. E ao nível do bulbo, são 
encontrados os núcleos GRD (grupo 
respiratório dorsal) ou centro inspiratório, e 
GRV (grupo respiratório ventral) ou centro 
expiratório. Esses núcleos vão receber 
informações (aferências periféricas) e vão 
mobilizar respostas a esses sinais para os 
músculos respiratórios. Recentemente, foi 
descoberta uma área no GRV chamada de 
complexo pré-Botzinger, que possui uma 
grande importância na sinalização para esses 
núcleos. 
CENTROS RESPIRATÓRIOS PONTINOS E 
BULBARES 
 
BULBO 
Centro Inspiratório (Grupo Respiratório Dorsal 
ou GRD): principal núcleo coordenador, 
determina o ritmo básico da respiração 
enviando eferências para o nervo frênico 
(diafragma) e também para os músculos 
intercostais e escaleno. Trabalha a todo 
momento gerando potenciais de ação que vão 
atingir os neurônios motores e promover a 
contração dos músculos respiratórios 
(processo ativo). 
Centro Expiratório (Grupo Respiratório 
Ventral ou GRV): a expiração é passiva na 
maior parte do tempo, de modo que esse 
centro está envolvido na expiração forçada 
(exercícios intensos ou algumas doenças 
respiratórias). 
PONTE 
Centro Pneumotáxico: é o centro mais 
importante da ponte, pois envia impulsos 
inibitórios continuados para o Centro 
Inspiratório (GRD). 
Centro Apnêustico: eventualmente pode 
enviar impulsos estimulatórios contínuos para 
o Centro Inspiratório (em casos de lesões, 
doenças, tumores, algum trauma encefálico 
que tenha atingido esse centro, AVC). 
Dessa forma, em uma respiração normal, os 
centros envolvidos são o centro inspiratório 
ou GRD (bulbo) e o centro pneumotáxico 
(ponte), que modula a ação do GRD a todo 
momento. 
QUIMIORRECEPTORES PERIFÉRICOS 
A regulação contínua da respiração é mediada 
por sensores, por receptores que vão 
identificar a pressão de O2 e de CO2 no 
sangue a todo momento e sinalizá-las para os 
centros do tronco encefálico. Então qualquer 
alteração como um aumento ou uma 
diminuição no teor desses gases gera uma 
ativação desses centros, que enviam essas 
mensagens para o bulbo ou para a ponte. Na 
imagem a seguir estão representados os 
quimiorreceptores periféricos: 
 
Esses quimiorreceptores periféricos são 
estruturas que se localizam no arco aórtico e 
no seio carotídeo (não confundir com os 
barorreceptores). Eles também são 
chamados de corpos aórticos e corpos 
carotídeos, sendo estruturas que se localizam 
na parede desses grandes vasos e atuam 
como um aparelho de gasometria (não mede 
a pressão do sangue como o barorreceptor, 
e sim a pressão dos gases O2 e CO2 – 
quimiorreceptor). Essas estruturas são muito 
vascularizadas, então podem levar respostas 
muito rápidas ao GRD frente às alterações na 
pressão desses gases e também alterações 
no pH, por intermédio dos nervos vago e 
glossofaríngeo. 
QUIMIORRECEPTORES CENTRAIS 
Estão localizados na face ventral do bulbo, 
próximos ao centro inspiratório dorsal (GRD), 
e são altamente sensíveis a alterações de pH 
do líquido cefalorraquidiano ou líquor (LCR). Eles 
regulam a respiração juntamente com o GRD, 
minuto a minuto, monitorando o teor dos 
gases e da molécula de H+ no sangue. Essa 
resposta pode ser indireta a variações da 
pCO2 arterial: CO2 atravessa a barreira 
hematoencefálica, gera H+ no LCR (reação de 
hidratação do CO2), diminui o pH, ativa 
quimiorreceptores, aumenta a frequência 
respiratória, aumenta a taxa de CO2 expirado 
e regula a pCO2 arterial. 
 
RECEPTORES PULMONARES DE 
ESTIRAMENTO 
Esses receptores estão presentes em parte 
das vias aéreas, na musculatura lisa (parede 
de brônquios, em parte de bronquíolos e 
parede torácica), e são mecanorreceptores 
sensíveis ao estiramento promovido pelo 
processo de inspiração. Esse processo é 
conhecido como reflexo de Hering-Breuer, 
onde a distensão pulmonar ativa aferências 
vagais, que levam a um reflexo inibitório da 
inspiração, e com isso diminui a frequência 
respiratória. 
RECEPTORES MUSCULARES E ARTICULARES 
São mecanorreceptores localizados nos 
músculos e nas articulações que detectam o 
movimento dos membros, informando ao 
centro inspiratório que deve ser aumentada a 
frequência respiratória (no caso de exercício). 
RECEPTORES DE AGENTES IRRITANTES 
Estes receptores estão presentes nas vias 
respiratórias, principalmente na traqueia, e 
são sensíveis à partículas nocivas em geral, 
como poeira, fumaça e gases nocivos, 
ativando aferências vagais que informam ao 
bulbo para que haja uma constrição reflexa 
dos brônquios, o que aumenta a resistência 
das vias aéreas e gera reflexos como a tosse 
e a apneia (eliminação dessas partículas antes 
que elas alcancem os alvéolos pulmonares). 
RECEPTORES J 
São receptores justacapilares presentes nas 
paredes dos alvéolos, próximos aos capilares. 
Eles fazem o monitoramento do volume do 
espaço intersticial entre a membrana do 
alvéolo e a membrana do capilar. Caso haja um 
edema, mesmo que pequeno, esses 
receptores identificam essa alteração e 
sinalizam para o bulbo que deve ser 
aumentada a frequência respiratória 
(aferências vagais → aumento da frequência 
respiratória e apneia). 
CONTROLE DA RESPIRAÇÃO PELO TRONCO 
ENCEFÁLICO 
 
EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO 
A manutenção do pH sanguíneo é muito 
importante para que a homeostase ocorra 
adequadamente, pois praticamente todas as 
reações metabólicas dependem de enzimas, 
que são extremamente sensíveis a variações 
de pH. 
Um pH normal se encontra em uma faixa que 
vai variar de 7.35 a 7.45, assim, diz-se que 
um pH fisiológico normal é de 7.4. O balanço 
ácido-básico vai manter taxas aceitáveis de 
produtos do metabolismo, como o ácido lático, 
o ácido fosfórico, os ácidos graxos, as 
cetonas e o ácido carbônico nos líquidos 
corporais. 
 
DESEQUILÍBRIOS ÁCIDO-BÁSICOS 
Os quadros de acidose e alcalose são 
classificados como: acidose respiratória, 
acidose metabólica, alcalose respiratória e 
alcalose metabólica. 
Acidose respiratória: hipoventilação alveolar 
(ocorre em casos de doenças respiratórias 
obstrutivas, por exemplo). 
Acidose metabólica: excesso de H + (pode 
ocorrer em quadros de diarreias, doenças 
renais crônicas, e cetoacidoses). 
Alcalose respiratória: hiperventilação alveolar 
(pode ocorrer, por exemplo, em casos de um 
processo artificial no animal, como em uma 
intubação, e também pode ocorrer em casos 
muito graves de ansiedade). 
Alcalose metabólica: pode ocorrer quando há 
uma ingestão excessiva de bases ou quando 
ocorre uma perda excessiva de ácidos, como 
em quadros de vômitos constantes. 
OBS.: Os quadros de acidose são mais comuns 
do que os quadros de alcalose. 
COMPENSAÇÕES PARA IMBALANÇOS DO PH 
As compensações para essas alterações no 
pH sanguíneo contam com três principais 
mecanismos intrínsecos, sendo eles: ajuste 
sanguíneo, ajuste respiratório e compensação 
renal. 
O ajuste sanguíneo consiste na formação de 
tampões sanguíneos que vão tamponar 
moléculas ácidas formadas (tampão 
hemoglobina e outros, como tampão 
bicarbonato e tampão fosfato). Esse é o 
primeiro ajuste mobilizado, e é rápido e 
eficiente. Em casos maispersistentes, entra 
em ação o segundo ajuste, que é o ajuste 
respiratório (rápido, mas a compensação é 
limitada, pois pode causar uma alcalose 
respiratória). Esse segundo ajuste atua na 
regularização do pH através da regulação da 
ventilação (ventilando mais há uma maior 
eliminação de moléculas de CO2). Quando 
esses dois mecanismos ainda não são o 
suficiente para manter o pH em um valor 
normal, vai entrar em ação a compensação 
renal. Os rins podem fazer a manutenção do 
pH à longo prazo, sendo essa uma 
compensação lenta, mas muito eficaz. Essa 
compensação leva à uma excreção de íons H+ 
na urina, que pode durar dias sem causar um 
problema maior ao organismo (em casos de 
acidose), e uma excreção de íons bicarbonato 
(em casos de alcalose). 
PARTICIPAÇÃO DO SISTEMA RESPIRATÓRIO 
NO CONTROLE ÁCIDO-BÁSICO 
O sistema respiratório vai constituir a 2ª linha 
de defesa contra distúrbios do equilíbrio ácido 
básico a partir da ventilação, sendo essa uma 
resposta rápida, reflexa, que controla cerca 
de 75% dos distúrbios do pH. 
Acidose sanguínea → Hiperventilação → 
redução da pCO2 plasmática. 
Alcalose sanguínea → Hipoventilação → 
aumento da pCO2 plasmática.