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AULA 6 - A ventilação no Equilíbrio Ácido-Base Regulação Neural e Química da Respiração Efeitos do Exercício

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A A ventilaçãoventilação no no EquilíbrioEquilíbrio ÁcidoÁcido--BaseBaseA A ventilaçãoventilação no no EquilíbrioEquilíbrio ÁcidoÁcido--BaseBase
RegulaçãoRegulação Neural e Neural e QuímicaQuímica dada RespiraçãoRespiração
EfeitosEfeitos do do ExercícioExercício
LiseteLisete CompagnoCompagno MicheliniMichelini
Exercício escalonado até intensidade máxima
Ventilação pulmonar e Limiar de Lactato no exercício
Acidose metabólica é comumente observada em exercícios muito intensos, 
realizados em cargas superiores ao limiar de lactato
Como Como nossonosso organismoorganismo compensacompensa distúrbiosdistúrbios do do equilíbrioequilíbrio ácidoácido--base?base?
A A ventilaçãoventilação e o e o EquilíbrioEquilíbrio ÁcidoÁcido--BaseBaseA A ventilaçãoventilação e o e o EquilíbrioEquilíbrio ÁcidoÁcido--BaseBase
Equilíbrio Ácido-Base e Homeostasia
Ácido = receptor de prótons
íon H+ = íon mais importante nos sistemas biológicos. Sua concentração determina o pH. Afeta:
- a velocidade das reações químcias
- a estrutura e função das enzimas e de proteínas celulares
Obs: Ingerimos ou produzimos aproximadamente 80 mM H+/ dia
Base = substância que em solução aquosa se dissocia liberando o ânion hidroxila (OH-)
Tampão = qualquer substância que pode, ligar-se reversivelmente aos íons H+
1) Tampão bicarbonato: H+ + HCO3- H2CO3
2) Tampão proteico (hemoglobina): H+ + Pr H Pr
3) Tampão fosfato: H+ + HPO4 H2PO4
Exemplos de tampões: 
A ventilação na manutenção do Equilíbrio Ácido-Base
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
Anidrase
Carbônica
AumentoAumento dada ventilaçãoventilação pulmonarpulmonar contribuicontribui ativamenteativamente parapara a a manutençãomanutenção do pH do pH 
sanguíneosanguíneo, , alémalém dada eficienteeficiente captaçãocaptação de Ode O22 e e eliminaçãoeliminação de COde CO22
O íon H+ reage com o bicarbonato (HCO3-) para formar o ácido carbônico (H2CO3), que
se dissocia em CO2 + H2O, sendo o CO2 eliminado pelos pulmões . Portanto, a 
ventilação pulmonar é um importante mecanismo na regulação do equilíbrio ácido-
base, prestando-se à correção da acidose metabólica. 
Frente à alcalose metabólica, a reação ocorre em sentido inverso, e o ácido carbônico se 
dissocia em HCO3- e H+, o qual é utilizado para corrigir o excesso de base, mantendo a 
homeostasia. 
E como seria a produção de H+ durante exercício intenso?
Exercício
intenso
+
+
acidose
↑↑↑↑↑↑↑↑
↑↑↑↑CO2 + H2O H2CO3 ↑↑↑↑H+ + HCO3-
Anidrase
Carbônica
desloca a reação para esquerda
↑↑↑↑↑↑↑↑ COCO22⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ estimulaestimula a a VentilaçãoVentilação pulmonarpulmonar
Como é Como é reguladaregulada a a VentilaçãoVentilação pulmonarpulmonar??
RegulaçãoRegulação Neural e Neural e QuímicaQuímica dada RespiraçãoRespiração
Compreende uma série de mecanismos que, estimulados por alterações de PO2 e PCO2
acima ou abaixo de seus valores basais, desencadeiam a hiper ou hipoventilação para
levar a PO2 e PCO2 de volta a seus valores basais
Regulação da respiração:
Ventilação pulmonar necessita de ajustes constantes
- manter oxigenação tecidual adequada
- retirar o CO2 produzido pelo metabolismo
- ajustar a ventilação a diferentes situações:
- ato de falar (fonação)
- tosse e espirro
- mastigação e deglutição
- mudanças posturais e locomoção
- exercício
- sono
- regulação do pH sanguíneo 
Regulação da Respiração ⇒⇒⇒⇒ mantem ventilação pulmonar constante
Regulação da respiração:
- depende do controle dos músculos respiratórios
- realizada pelo encéfalo 
- integrada em diferentes áreas:
- tronco encefálico (controle automático) 
- córtex cerebral (controle voluntário)
- utiliza diferentes grupamentos neuronais
- neurônios inspiratórios
- neurônios expiratórios
- é controlada por receptores centrais
- quimiorreceptores centrais
- é modulada por receptores periféricos:
- quimiorreceptores periféricos
- receptores de distensão pulmonar
- receptores de irritação
Inspiração Expiração
Respiração
Normal
ativa passiva
Respiração
forçada
ativa Ativa
Insp. Exp. Insp. Exp.
Efetores da Ventilação = Músculos Respiratórios
QueQue áreasáreas cerebraiscerebrais determinamdeterminam atividadeatividade
destesdestes nervosnervos??
1a. observação sobre a localização de Centros Respiratórios
(Legallois, 1812)
ativam músculos
inspiratórios
ativam músculos
expiratórios
Ponte rostral⇒⇒⇒⇒ Neurônios que inibiam a 
Identificação de áreas encefálicas que controlam a respiração
A secção dos nervos que enervam os músculos
inspiratórios (frênico e intercostais externos) abole
a ventilação
Respiração
Apnéustica
Bulbo ⇒⇒⇒⇒ Neurônios envolvidos na
geração movimento respiratório
- grupo respiratório dorsal (GRD)
- grupo respiratório ventral (GRV)
- complexo Bötzinger (Bot e pre-Bot)
- núcleo retrotrapezoide (NRT)
Ponte caudal ⇒⇒⇒⇒ Neurônios
que facilitavam a inspiração
- neurônios dispersos
Ponte rostral⇒⇒⇒⇒ Neurônios que inibiam a 
parte caudal, determinando respiração rítmica
-núcleo de Kolliger-Fuse (KF)
-- núcleo parabraquial medial (NPBM)
Áreas pontinas
Grupos Respiratórios Bulbares geram a atividade
respiratória e os Pontinos modulam a respiração
Grupos Respiratórios Bulbares 
Neurônios responsáveis pela ritmicidade da respiração espontânea
• Grupo Respiratório Dorsal (GRD) = neurônios ativos durante a inspiração
- recebem aferências periféricas (quimiorreceptores, receptores distensão do 
pulmão, faringe e laringe) e bulbares (Bot e pré-Bot)pulmão, faringe e laringe) e bulbares (Bot e pré-Bot)
- projetam-se a motoneurônios espinais (frênico) e outras áreas bulbares (GRV, 
NPBM, KF e DMV)
• Grupo Respiratório Ventral (GRV) = coluna de neurônios bulbo ventrolateral:
GRVr = +rostral, neurônios inspiratórios, projetam-se aos músc. inspiratórios 
(frênico e intercostais externos)
GRVc = +caudal, neurônios expiratórios, projetam-se aos músc. expiratórios 
(intercostais internos e abdominais)
• Complexo pré-Bötzinger (pre-Bot) neurônios com atividade de marcapasso, 
essenciais à geração do rítmo respiratório
• Complexo Bötzinger (Bot C) interneurônios inibitórios que facilitam a 
expiração, envolvidos na geração do rítmo respiratório 
• Núcleo Retrotrapezoide (NRT) neurônios envolvidos com a quimiorrecepção
central (respondem ao ↑ CO2)
pre-Bot
GRVc
Grupos Respiratórios Pontinos
Neurônios com atividade inspiratória e expiratória, envolvidos com a 
modulação do padrão respiratório básico gerado pelo bulbo
• Núcleo Parabraquial Medial (NPBM)
• Núcleo de Kölliker-Fuse (KF)
hipóxia
↓↓↓↓ PO2 arterial
Controle da Ventilação pelos quimiorreceptores arteriais
Estímulos efetivos
Quimior. Periféricos
↓↓↓↓ PO2
↑↑↑↑ PCO2 e ↓↓↓↓ pH
Quimior. Carotídeos
(glossofaríngeo)
Quimior. Aórticos (vago)
↓↓↓↓ PO2 arterial
⇓⇓⇓⇓
+ quimiorreceptores (via IX e X ao NTS)
⇓⇓⇓⇓
+ GRD (NTS)
⇓⇓⇓⇓
+ GRVr
↑↑↑↑atividade músculos inspiratórios
(frênico e intercostais externos)
↑↑↑↑ VC e ↑↑↑↑ FR
↑↑↑↑ VMR
Receptores de distensão pulmonar controlam a amplitude do VC 
(Reflexo de Hering-Breuer) 
Ponte 
rostral
vago
+
-
-
PONTE
Ponte 
caudal
Receptores de
distensão pulmonar 
(parênquima)
Musc. Inspiratórios:
Termina a inspiração, limitando 
a expansão pulmonar
Musc. Expiratórios
BULBO
vago e glossofaríngeo
+
+
+
- -
caudal
Neurônios 
Inspiratórios
Neurônios 
Expiratórios
NTS
(parênquima)
Quimiorreceptores
Periféricos
(corpos carotídeos e aórticos)
-
Receptores de irritação: mecanismo de defesa de vias aéreasReceptores de irritação: mecanismo de defesa de vias aéreas
Estímulo efetivo: presença de substâncias nocivas
e irritantes (pólen, poeira, fumaça, etc)
São receptores de adaptação rápida, localizados
nas vias aéreas superiores e inferiores.
Vias aferentes: Aferentes