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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
