Fisiologia Respiratoria 2

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Medicina – 2º Período – André Prado
Fisiologia II – Fisiologia Respiratória (Aula 2)
Gráfico de tempo x volume pulmonar → Gráfico de expiração
O gráfico de expiração apresenta duas curvas, A e B. A curva A apresenta um indivíduo normal, onde o esforço respiratório é feito e o ar sai do pulmão, restando menos de 1 litro de ar após o fim da expiração, sendo este o volume residual.
O indivíduo B faz esforço respiratório e mesmo após algum tempo o volume de ar dentro do pulmão não caiu consideravelmente. Este indivíduo apresenta uma doença obstrutiva.
▫ A doença obstrutiva diminui o fluxo expiratório (↓ capacidade vital), aumentando o volume residual (VR), pois há menos ar sendo colocado para fora.
O indivíduo inspira o ar atmosférico, que no nível do mar tem pressão atmosférica de 760 mmHg, contendo (em exemplo) 20,9 de oxigênio e 0,04 de CO₂, 78 de hidrogênio, e 0,46 de água. A pressão parcial desses gases podem ser medidas por aparelhos específicos e são alteradas conforme condições ambientais. Porém a proporção é sempre obedecida, por exemplo, se o indivíduo estivesse em uma altitude maior, a pressão atmosférica e a pressão parcial assumiriam valores diferentes mas o percentual de cada gás se manteria e a concentração iria diminuir. Grande altitude = Mantém percentual = Pressão diminui = Pressão parcial dos íons se altera
Quando a pressão do oxigênio no ar atmosférico for 159mmHg, o indivíduo terá em seu alvéolo uma PO₂ aproximada de 100mmHg. Porém se a PO₂ do ar atmosférico for 92mmHg, a PO₂ intralveolar (que possui ar + CO₂) vai ser muito menor se apresentando entre 60 e 70mmHg. Se houver maior pressão no ar atmosférico o elemento fica concentrado. 
A diferença entre o oxigênio e o CO₂, é que o CO₂ é muito mais solúvel do que o oxigênio. Então a solubilidade do CO₂ é 30 vezes maior que a solubilidade do oxigênio. Se a pressão atmosférico de um gás for aumentado, o oxigênio não irá circular na forma líquida, sendo necessária uma pressão muito maior para isso. Já o CO₂ irá adquirir uma forma líquida. 
O oxigênio e o CO₂ seguem o mesmo caminho, indo do coração direito ao pulmão, do pulmão para o coração esquerdo, circulando para o corpo e voltando. O que muda é a concentração desses elementos em cada sangue e em cada direção. O sangue que vai do tecido para o pulmão segue com uma concentração menor de O₂ e uma concentração maior de CO₂. Então se a concentração é menor, a PO₂ também é menor. 
Assim a pressão de O₂ no sangue que sai do tecido para os alvéolos é em torno de 40, e a saturação é em torno de 70, podendo sofrer variações. O sangue do pulmão em direção ao tecido segue com uma concentração alta de O₂, tendo uma PO₂ em torno de 98 a 100.
O inverso ocorre com a pressão parcial do CO₂. O CO₂ que está saindo do tecido para o alvéolo tem uma pressão em torno de 45mmHg, enquanto a PCO₂ do sangue vindo do alvéolo para o tecido está em torno de 40mmHg. 
O que caracteriza o sangue arterial é a PO₂ em torno de 98mmHg e PCO₂ em torno de 40mmHg. Já o sangue na circulação venosa possui PO₂ em torno de 40mmHg e PCO₂ em torno de 45mmHg. É percebido, então, que nos tecidos há saturação tecidual de O₂, fazendo com que tenha liberação de CO₂ do tecido para o pulmão, enquanto no pulmão é deixado CO₂ e o O₂ é captado. Então respiração é quando o sangue recebe oxigênio, sendo necessária a ventilação que traz o oxigênio para dentro do alvéolo, e esse oxigênio cai na circulação indo em direção ao ventrículo que o bombeia para os tecidos. Nos tecido o O₂ é consumido e o CO₂ entra na circulação sanguínea para ir para os pulmões. 
Em volta de cada alvéolo há um capilar sanguíneo, que está dilatado e cheio de surfactante produzido pelo pneumócito tipo II, e a PO₂ está em torno de 104mmHg e a PCO₂ em torno de 40mmHg, enquanto a pressão de água está por volta de 47mmHg. 
Comparado ao ar externo ao corpo, a PO₂ dentro do pulmão está muito menor pois este não representa o ar atmosférico, mas sim o percentual do ar atmosférico. O ar atmosférico quando é aspirado segue em torno de 300 e 350mL para o pulmão que já tem 2 a 3L de ar, sendo um acréscimo de apenas 10% do volume já existente no pulmão. O pulmão tem CO₂ em alta concentração derivado da expiração anterior. 
O tempo que uma hemácia leva para passar em um capilar alveolar é em torno de 0,75 segundos, e o tempo necessário para o oxigênio sair do alvéolo e entrar no capilar para se ligar à hemoglobina (saturá-la) é de cerca de 0,25 segundos. Assim a hemácia fica 0,5 segundos em volta do alvéolo sem ter mais nenhuma função, sendo um sistema de segurança para que caso a saturação esteja baixa, mesmo assim seja possível saturar. Se a hemácia circular mais rápido, como no caso de realização de exercícios, a taxa de absorção de oxigênio será mantida pois mesmo havendo uma velocidade maior, a hemácia continuará absorvendo oxigênio e sendo saturada em um tempo mais rápido que ela leva para passar pelo capilar.
A pressão de O₂ na hemoglobina chega ao máximo em torno de 0,25 segundos, apresentando um sistema onde a difusão ocorre rapidamente e eficientemente, durando pouco tempo e saturando a hemoglobina antes que ela saia do alvéolo. Se fosse o contrário a hemoglobina não seria saturada, pois para saturar seria necessário um tempo maior que o tempo de permanência da hemoglobina no capilar. 
A relação ventilação e perfusão diz respeito ao alvéolo ideal, que tem ventilação e perfusão padrão, apresentando uma relação de 0,8. Se a perfusão for insuficiente irá ter uma chegada muito pequena de hemoglobina que vai se saturar muito rápido e a maior parte dela vai passar sem receber oxigênio. Se houver deficiência na ventilação, a curva de saturação irá de desviar para a direita pois não haverá oxigênio no ar atmosférico e a PO₂ ficará menor, diminuindo também a difusão de O₂.
O íon de oxigênio tem sua difusão através da membrana e o que determina sua velocidade de difusão é o Gradiente de Difusão (GD), que irá permitir a passagem de uma substância pela membrana de acordo com a diferença de concentração entre os meios. De um lado temos a PO₂ em torno de 100mmHg e do outro lado em torno de 40mmHg, e o GD será a diferença de concentração entre esses meios: 100-40=60. Então o GD do oxigênio é em torno de 60mmHg e o oxigênio precisa de em torno de 0,25 segundos para se difundir pela membrana.
Já o CO₂ possui um GD de -5mmHg, considerando um fluxo igual ao sangue. Ao considerar o fluxo inverso ao do sangue, o GD do CO₂ será de 5mmHg e do O₂ de -60mmHg. Se o gradiente do CO₂ é 5mmHg, ele irá levar 0,3 segundos para saturar (proporcional ao tempo de saturação da hemoglobina com O₂). 
O CO₂ apresenta maior solubilidade, e por isso passa pela membrana mais facilmente. Por ser 30 vezes maior, o CO₂ acaba por se difundir na mesma velocidade que o O₂. A concentração e a pressão de CO₂ no sangue vai cair de 45 para 40 em aproximadamente 0,25 ou 0,30 segundos.Excesso de O₂ causa parada cardíaca 
A hemoglobina que sai do capilar alveolar em direção ao pulmão leva 100mmHg de O₂ e 40mmHg de CO₂, e o que chega ao pulmão terá 40mmHg de O₂ e 45mmHg de CO₂. 
O oxigênio se movimenta pela diferença de pressão. Se houver uma contração reduz a complacência e aumenta a resistência, mas mesmo assim o oxigênio consegue passar. 
O indivíduo com uma doença obstrutiva aumenta a quantidade de muco e de secreção, reduzindo passagem do O₂, e ao expirar a velocidade da saída do ar é reduzida, produzindo um som desagradável.
No tecido
A hemoglobina carregando O₂ e CO₂ vai em direção ao tecido, e lá concentração de O₂ se encontra maior no sangue e menor no tecido, havendo uma difusão de O₂ do sangue para o tecido por meio de um gradiente de difusão, e o CO₂ irá passar do tecido para o sangue pelo mesmo sistema de gradiente de difusão. 
O sangue venoso chega ao alvéolo com PO₂ de 40mmHg e PCO₂ de 45mmHg. Esses valores podem variar conforme o autor (referência bibliográfica).
Com o aumento da PO₂ o oxigênio sai do alvéolo para o sangue, se difundindo pelo gradiente de difusão. No sangue oCO₂ está em 45mmHg.
Um indivíduo com uma doença onde produz quantidade excessiva de CO₂ no sangue terá que aumentar a perda de CO₂. Caso não tenha perda e o CO₂ se acumule, ele terá falta de ar. 
No sangue o O₂ está 100mmHg e na célula está 40mmHg, havendo uma passagem do sangue para o tecido. 
O oxigênio e o CO₂ não estão livres. O que faz eles se soltarem, atravessarem a membrana e irem para o lugar de menor concentração são fatores relacionados a saturação e afinidade desses elementos. 
No pulmão a PO₂ é alta e a PCO₂ é baixa, e o sangue chega com uma PCO₂ alta e uma PO₂ baixa. O CO₂ atravessa a membrana em direção ao alvéolo e o O₂ atravessa a membrana em direção ao sangue. O O₂ que entrou no sangue terá um percentual dissolvido já que ele tem uma solubilidade menor que o CO₂, e sua maior parte irá atravessar a membrana da hemácia e se fixar ao ferro da hemoglobina. 
Cada hemoglobina tem quatro ferros, e a medida que o oxigênio se liga ao ferro, a força dessa ligação irá determinar a intensidade em que estão ligados, a afinidade. A afinidade sofre influência direta da pressão pois mesmo se a afinidade for baixa, se a pressão for alta ocorrerá ligação, e se a pressão for muito baixa mesmo com uma afinidade alta não haverá ligação, sendo a pressão o fator mais importante para que ocorra essa ligação. 
Em momentos de pressão intermediária ou baixa, a pressão assumirá função muito importante, diferente de situações em que a pressão está alta e impede a ligação. 
A hemácia carrega as hemoglobinas e cada hemoglobina carrega 4 ferros, cada um com um oxigênio. Assim o oxigênio é carregado pela corrente sanguínea até chegar ao tecido. Quando chega no tecido esse oxigênio se solta do ferro da hemoglobina por meio de um fenômeno físico, e nesse instante o CO₂ do tecido atravessará a membrana e chegará no sangue onde uma pequena quantidade se dissolve devido à pressão sanguínea. 
Transporte dos Gases
Cada hemoglobina carrega 4 ferros e cada ferro carrega um oxigênio. A afinidade é interessante porque se ligar um oxigênio em um dos ferros, aumentará a afinidade do segundo ferro pelo oxigênio que quando ligado aumentará a afinidade do terceiro ferro pelo oxigênio. Então a afinidade ocorrerá pela maior quantidade de oxigênio. E ao mesmo tempo a força exercida para tirar um oxigênio fará com que todos os oxigênios sejam tirados, pois ao tirar um oxigênio a afinidade dos outros pelo ferro diminuirá.
Ao colocar um a afinidade permite colocar todos, e ao tirar um todos saem. 
Há fatores que fazem o oxigênio se ligar à hemoglobina com muito mais força e afinidade, como a alteração térmica.
Curva de Saturação
A PO₂ estando em 40mmHg a saturação estará em torno de 75mmHg, mostrando que nesse ponto a afinidade está mantida. A PO₂ estando em 100mmHg a saturação estará em torno de 98mmHg. 
A afinidade é a força que atrai o oxigênio na hemoglobina, e essa força mexe com a curva, de modo que o aumento da afinidade desloca a curva para a esquerda, indicando que com uma menor PO₂ será possível saturar mais hemoglobina. Diminuindo a afinidade a curva se deslocará para a direita pois será necessária uma pressão maior para manter uma saturação menor. 
A hemácia da grávida tem uma saturação e uma afinidade pelo oxigênio. A hemoglobina fetal terá menor saturação e maior afinidade que a hemoglobina materna pois tendo uma menor saturação e uma menor PO₂ que da mãe, se não apresentar maior afinidade ele não irá ganhar oxigênio da mãe. 
Existem vários fatores que deslocam essa curva. Esses fatores interferem na saturação, pois vão interferir na curva de pressão e na afinidade. 
 ↓ afinidade
Exercícios: ↑consumo O₂, ↑oferta H+, ↓pH, ↑temperatura, ↑oferta CO₂
Efeito de Bohr
A região que está se exercitando, usando como exemplo a mão direita, irá ter uma maior temperatura, PCO₂ maior e pH menor, que são fatores que diminuem a afinidade. Quando a hemoglobina passar pela mão esquerda nada acontecerá, mas passando pela mão direita esses fatores irão diminuir a afinidade do oxigênio pela hemoglobina, e dessa forma o oxigênio irá se soltar se direcionando mais para a região da mão direita do que para a circulação como um todo. Então temos o efeito de Bohr quando a hemácia chega no tecido onde existem fatores que levaram à queda da afinidade da hemoglobina pelo oxigênio e ele se solta no tecido. 
Efeito Haldane
Quando a hemoglobina voltar para o pulmão ela irá estar carregando CO₂, e terá uma maior PCO₂. Porém na região alveolar a quantidade de O₂ está alta e de CO₂ está baixa, enquanto o pH está um pouco mais alta e a temperatura mais equilibrada com o meio externo. Essas condições levam ao aumento da afinidade do oxigênio pela hemoglobina e queda da afinidade do CO₂, fazendo com que os oxigênios se liguem à hemoglobina, havendo um efeito oposto ao efeito de Bohr. Bohr ocorre no tecido e Haldane ocorre no pulmão. 
A afinidade do oxigênio pela hemoglobina é variável. Se houver alta temperatura, queda do pH e aumento da PCO₂, o oxigênio terá baixa afinidade, se soltando da hemoglobina e permitindo maior ligação de CO₂. Quando houver queda da temperatura, aumento do pH e queda do PCO₂, a afinidade do oxigênio pela hemoglobina fica maior e ele se liga a ela. 
A curva da hemoglobina é feita com O₂ e não com CO₂ pois o CO₂ não sofre diferença de afinidade. Quando a hemoglobina chega o pulmão ela tem mais chance de ganha oxigênio do que de perder, pois a pressão abaixa mas há condições que aumentem a afinidade. Quando a hemoglobina chega em um tecido que está utilizando o oxigênio ela tem muito mais chance de perder o oxigênio.
O monóxido de carbono é substância de altíssima afinidade pela hemoglobina e por isso compete com o oxigênio pela ligação na hemoglobina, sendo carregado por ela. O monóxido de carbono irá desviar a curva de afinidade do oxigênio pela hemoglobina para a esquerda, de maneira a aumentar a afinidade do oxigênio enormemente, porém não será possível saturar a hemoglobina mesmo aumentando a pressão de O₂ pois o monóxido de carbono está ocupando os ferros nos quais os oxigênios iriam se ligar. Com isso o indivíduo que inspirou monóxido de carbono terá menos oxigênio circulando no sangue, o que poderia matar por asfixia, e ainda o oxigênio que está circulando tem uma afinidade tão grande pela hemoglobina que não se solta para ir para o tecido, fazendo com que o tecido não receba oxigênio.
Nesse paciente é preciso aumentar a PO₂, colocando-a em torno de 250 e 300mmHg, pois assim aumenta o O₂ que começará a competir com o CO, acontecendo o fenômeno inverso.
Está havendo deslocamento de CO e com isso a curva sobe, e a medida que sobe ela vai para a direita pois a afinidade está indo para o normal.
Então o CO irá diminuir a taxa de ligação do O₂ na hemoglobina, mas não irá diminuir a afinidade. A hemoglobina tem uma ligação mais forte com o oxigênio na presença de CO.
A câmara hiperbárica aumenta a PO₂, aumentando a taxa de ligação e a saturação. Isso diz respeito ao oxigênio e não interfere com a afinidade. Mas a partir do momento que um indivíduo fica saturado com oxigênio, se a saturação for feita só com oxigênio haverá aumento da afinidade pois os outros elementos estarão sendo retirados. Porém a câmara hiperbárica não é só oxigênio, e irá aumentar a pressão do ar. Então o oxigênio estará melhor naquele tecido, que será mais saturado. 
Ao fazer exercícios o gráfico é deslocado para a direita diminuindo a afinidade. 
Quando a temperatura cai a afinidade do O₂ aumenta, e quando a temperatura aumenta a afinidade pelo O₂ irá diminuir.
O CO₂ entra na hemácia e uma parte se ligará a hemoglobina enquanto a outra parte irá se dissociar.
O CO₂ e o H₂O vão se dissociar com a ajuda da anidrase carbônica. O H+ se ligará à hemoglobina enquanto o bicarbonato vai se trocar com o cloro.
No pulmão, pelo efeito Haldane, o oxigênio vai estar se ligando e o CO₂ vai começar a se soltar. O CO₂ vindo da reação da anidrasecarbônica também começa a se soltar. O H+ se solta da hemoglobina, o cloro sai e o bicarbonato volta, ou seja, a reação vira ao inverso. 
O ácido carbônico a partir da anidrase carbônica será convertido em CO₂ + H₂O, onde o CO₂ será excretado.
Pressão indica a quantidade de O₂ no ambiente, medida em mmHg (milímetro de mercúrio). Saturação é quanto desse O₂ está ligado à hemoglobina. Por exemplo, ao ter 15 gramas de hemoglobina a saturação máxima será 1,40 ou 1,45mL de O₂ por grama de hemoglobina. Como a saturação ocorre em torno de 98%, será saturado 1,35mL de O₂ por grama de hemoglobina. Ao usar 100mL de hemoglobina será saturado 20,5mL de O₂.
Essa saturação é obtida em torno de 100mmHg, que é a pressão local do vaso. Se o vaso for aberto, a PO₂ deixará de existir diminuindo a ligação.
Ao mergulhar a pressão do gás aumenta enormemente no tecido, e o volume do gás ali diminui. Comparado ao meio atmosférico ao nível do mar, alguém que está a 100m de profundidade e tiver 6 litros de ar no pulmão será equivalente a 10 vezes mais, ou seja, 60 litros. Se a pessoa ao subir novamente ao nível do mar sem colocar esse ar para fora, esse volume de 60 litros seria o volume que vai expandir o pulmão causando uma embolia e uma explosão pulmonar.
Controle Respiratório
O centro apnêutico ainda não é conhecido, e sua existência ainda está em discussão.
O centro que realmente controla a respiração é o centro dorsal, localizado na região dorsal e lateral de ambos os lados, sendo bilateral. É responsável por mandar atividade elétrica para os músculos inspiratórios e funciona acionando músculos inspiratórios através de neurônios, liberando acetilcolina no músculo, que leva o músculo esquelético à contração que faz que tenha nesse músculo a contração em rampa. Essa contração em rampa faz com que o indivíduo tenha inspiração crescente a partir do repouso. Não é algo que enche o tórax de ar, mas é em torno de 300 e 400mL que é o volume corrente. A inspiração é interrompida pelo centro pneumotáxico, que é capaz de desligar o centro dorsal.
A inspiração fisiológica, normal do repouso, funciona quando liga o centro dorsal e o pneumotáxico é desligado. Depois novamente o dorsal é ligado em rampa, e na presença da atividade do pneumotáxico ele é desligado. Essa é a inspiração basal e o volume tidal.
O pneumotáxico funciona por alguns centésimos de segundo, que é o tempo de desligar o centro dorsal.
O centro ventral é um centro que tem aferências diretas para a musculatura e também é capaz de ter atividade excitatória pneumotáxica e dorsal. Sua função é fazer o padrão respiratório de exigência, fazendo o indivíduo respirar durante uma exigência, como correr e atividades físicas. São situações que necessitam de mais oxigênio, e com essa necessidade o centro ventral é acionado e passa a ligar o centro dorsal no pneumotáxico, tornando esse processo mais rápido. Então o centro ventral começa a controlar a profundidade e a velocidade da respiração.
Pode haver também interferência do córtex na respiração, que interfere em fibras relacionadas à respiração. A atividade cortical na respiração é uma atividade moduladora, pois o cérebro é capaz de acelerar e reduzir a velocidade da respiração, além de fazer uma apneia curta. Porém o córtex não é capaz de controlar a respiração se ela tiver em exigência.
Um indivíduo que está com asma não tem o córtex controlando essa crise asma. Se o indivíduo ficar sem respirar, a pausa da respiração é comandada pelo córtex, mas ao apresentar risco de morte o centro ventral não vai permitir que o indivíduo pare de respirar. 
Então o centro ventral é que vai determinar a respiração em exigência. Ele ainda está diretamente ligado à alterações em diversas estruturas. 
Pensava-se que o indivíduo que faz exercício ao aumentar a taxa de respiração e a ventilação, isso seria pela queda da PO₂ e pelo aumento da PCO₂. Então colocaram pessoas em atividade física e tamponaram os gases. Com esse tamponamento o indivíduo não era pra ter falta de ar, mas tiveram do mesmo jeito. Testaram ainda indivíduos dormindo, onde fizeram exercício passivo, movimentando a musculatura do indivíduo enquanto dormia e perceberam um aumento do padrão respiratório nesse indivíduo. Com isso concluíram que existem no músculo receptores sensoriais capazes de interferir com a respiração. Então a musculatura esquelética, ou o tendão, tem receptores capazes de acelerarem a respiração. 
Quando alguém está correndo e começa a aumentar a velocidade respiratória, o indivíduo faz isso devido à ativação dos proprioceptores. 
Quimiorreceptores possuem influência no controle respiratório.
O centro ventral possui quimiorreceptores próprios localizados no 4º ventrículo. Também há quimiorreceptores na aorta e no seio carotídeo, além do arco aórtico na mesma região dos barorreceptores.
○ Existem três mecanismos para ativar a respiração a partir do centro ventral:
1) Receptores Periféricos(nos músculos esqueléticos): O mecanismo mais importante para a estimulação é a ↓pH e ↓O₂.
Os periféricos são capazes de detectar o aumento do H+, que ocorre quando o indivíduo tem um pH muito baixo, sendo um dos fatores de manutenção fisiológica menos importante. 
2) Receptores Periféricos(seio carotídeo e arco aórtico): São capazes também de detectar o PO₂, que na prática não é tão importante pois o organismo sempre tem uma boa PO₂, e a variação da PO₂ é muito pequena. 
Quando a PO₂ cai bruscamente pode levar a um quadro de dispneia. Nos quimiorreceptores periféricos há um receptor para oxigênio ligado a um canal de K+. Então quando o oxigênio está ligado ao receptor leva a célula a abrir canais de K+ e hiperpolariza. 
Quando PO₂ < 60 o canal irá fechar pois não há mais oxigênio ligado ao canal. Como o oxigênio não se liga, o canal fecha. Assim a permeabilidade ao potássio deixou de existir e a célula que estava hiperpolarizada agora despolariza. A célula do receptor periférico libera dopamina que terá uma parte que irá para a corrente sanguínea e outra parte irá se ligar a um neurônio. Esse neurônio irá despolarizar e liberar acetilcolina no 4º ventrículo, ativando o centro ventral.
Com isso o centro ventral fará a respiração em exigência. 
3) Quimiorreceptores Centrais: O mecanismo mais importante para estimulação é o ↑PCO₂, ou hipercapnia. Nos quimiorreceptores há receptores para H+. Se há receptores para H+, o fator mais importante será a hipercapnia por que? No sangue se houver queda do pH terá aumento do H+, e esse H+ no 4º ventrículo não atravessa o vaso. Já o CO₂ se difunde facilmente pelo vaso. Então a PCO₂ acaba sendo mais eficiente para estimular a respiração do que o H+. A PCO₂ permite haver mais CO₂ no sangue, e esse CO₂ sanguíneo se soltando da hemácia ou dissolvido no sangue atravessa a membrana do 4º ventrículo. O CO₂ chega no 4º ventrículo onde existe anidrase carbônica, fazendo com que o CO₂ reaja com a H₂O e forme H₂CO₃ (ácido carbônico). Esse ácido carbônico libera H+ que estimula a respiração (aumentando a ventilação) e HCO₃(bicarbonato) é liberado no tecido. Então o elemento mais importante para estimular a respiração é o aumento da PCO₂. Não por ela ser mais importante no receptor do que o H+, mas sim por ser mais importante atravessando a membrana. 
CO₂+H₂O ↔ H₂CO₃ ↔ H+ + HCO₃
H+ → Centro Ventral
HCO₃ → Corrente Sanguínea
→ A hipercapnia é o fator mais importante para estimular a respiração ou ventilação ←
▪ O CO₂ puro não estimula a respiração. O que estimula a respiração é o CO₂ depois que é convertido em H+. No 4º ventrículo o H+ sanguíneo não atravessa a membrana, e a PCO₂ é o fator mais importante do estímulo da respiração. 
▪ Se o indivíduo fizer hiperpnéia e mergulhar, terá um grande aumento na captação de O₂ e desmaiará. Se o mergulho for feito em hiperventilação, o excesso de O₂ causará desmaio e aumentará a PCO₂. A medida que a PCO₂ aumenta está estimulando a respiração, e com isso o indivíduo ao acordar do desmaio acaba respirando debaixo d’água e morre afogado. 
▪ O indivíduo com asma tem dispneiae vontade de respirar pois não consegue excretar o CO₂, o CO₂ aumenta no sangue, atravessa a membrana, se liga a água através da anidrase carbônica se dissociando em ácido carbônico que irá se dissociar em H+ e em HCO₃. O H+ irá estimular o quimiorreceptor central, que ativa o centro ventral aumentando a ventilação. 
Isso é sentido pelo indivíduo com asma, que tampa o nariz e que usa drogas capazes de bloquear a respiração. Obs: a bombinha usada na asma possui broncodilatador.
Na maioria das vezes que o indivíduo tem falta de ar a alteração é no central e poucas vezes no periférico. 
▪ Então ao aumentar o PCO₂ temos: CO₂ atravessa barreira hemato-cefálica, vai para o 4ª ventrículo, se dissociou em H+ que estimulou o receptor. 
Os mecanismos que levam a ↑ventilação são: exercícios, ↑PCO₂, ↓pH e ↓PO₂.
Quando a PO₂ fica abaixo de 60 ocorre fechamento do canal de K+, despolarização da célula e liberação de dopamina que estimula o neurônio a ativar o centro ventral, aumentando a capacidade respiratória. 
Asma é uma doença onde o CO₂ é mais importante que o O₂.
Enfisema é a única doença onde o oxigênio passa a ser mais importante que o CO₂ no controle da respiração. O indivíduo não consegue eliminar o CO₂ e fica com ↑PCO₂ a vida toda. Nos primeiros instantes da vida o CO₂ em excesso leva ao aumento da ventilação, da falta de ar e do desconforto. Com o passar do tempo isso não funciona mais, pois o receptor deve fazer down-regulation em que o aumento da PCO₂ não tem resposta do receptor. Então a estimulação da respiração desse indivíduo passa a ser feita com a queda excessiva do oxigênio. Então em um paciente com enfisema pode ser dito que o fator mais importante na determinação da frequência respiratória é a baixa concentração de O₂.