Fisiologia do controle respiratório

Prévia do material em texto

Mariana Rocha Cruz – UNIFESO- TURMA 102 @maridejaleco 
 
 
 
 
Controle respiratório: A respiração é um processo rítmico que normalmente ocorre sem o 
pensamento consciente. Por isso, se assemelha ao batimento rítmico do coração. Entretanto, os 
m. esqueléticos, não são capazes de se contrair espontaneamente, e a contração precisa ser 
iniciada pelos neurônios motores somáticos, que são controlados pelo SNC. 
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. 
Esses neurônios sçao influenciados continuamente por estímulo sensoriais, principalmente a 
partir de quimiorreceptores que detectam CO2, O2 e H+. 
Modelo contemporâneo do controle da respiração: 
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 rítimo 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. 
 
As descrições mais recentes do controle 
respiratório são menos atribuídas em centros 
particulares e olham para as interações 
complexas entre os neurônios em uma rede. 
Esses se concentram bilateralmente em duas 
áres do bulbo. 
Temos o núcleo do trato solitário (NTS) e o 
grupo respiratório dorsal (GRD) de neurônios 
que controlam principalmente os músculos da 
inspiração. 
Os sinais de GRD vão via nervos frênicos para 
o diafragma e via nervos intercostais para os 
músculos intercostais. Além disso, o NTS 
recebe informações sensoriais dos 
quimiorreceptores e dos mecanorreceptores 
periféricos através dos nervos vago e 
glossofaríngeo (NC X e IX). 
Os neurônios respiratórios da ponte vão 
receber informação sensorial do GRD e vai 
influenciar o inicio e termino da inspiração. Os 
grupos respiratórios pontinhos (antigamente 
eram chamados de centro pneumotáxico) e 
Controle Respiratório 
Mariana Rocha Cruz – UNIFESO- TURMA 102 @maridejaleco 
 
 
 
Mariana Rocha Cruz – UNIFESO- TURMA 102 @maridejaleco 
 
outros neurônios pontinhos enviam sinais tolnicos 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. 
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. 
Importante: O CO2 é o estímulo primário para as mudanças na ventilação. 
Possuímos 4 sítios de controle da respiração: 
1- Centro de controle respiratório: Está localizado no bulbo (medula oblongata) do tronco 
cerebral, e é composto de múltiplos núcleos que geram e modificam o ritmo ventilatório básico. 
 Ele se divide em 2 partes: 
a- Gerador de padrão ventilatório, que gera o padrão rítmico; 
b- Integrador, que controla a geração do padrão, processa as informações geradas por centros 
cerebrais superiores e pelos quimiorreceptores e controla e frequência e a amplitude do 
padrão ventilatório. Essas informações, chegadas ao integrador, geradas por centros 
cerebrais superiores, incluem o córtex cerebral, o hipotálamo, a amídala, o sistema límbico e 
o cerebelo. 
2- Quimiorreceptores centrais: Estão situados no SNC, abaixo da superfície ventrolateral do 
bulbo. 
Esses receptores ajustam o ritmo respiratório, fornecendo um sinal de entrada contínuo para a 
rede de controle 
a- Eles detectam a variação do PCO2 e do pH dos fluidos intersticiais, no tronco cerebral, e 
modulam a ventilação. 
b- Respondem a alterações na contração de CO2 no liquido cerebrospinal. 
c- Seus receptores primários centrais estão na superfície ventral do bulbo, perto dos 
neurônios envolvidos no controle respiratório. 
d- Quando a PCO2 atravessa a barreira hematoencefálica e ativa os quimiorreceptores 
centrais, os receptores vão sinalizar para a rede neural de controle da respiração, 
provocando um aumento na frequência e na profundidade da respiração. 
e- Além disso, eles responderam as mudanças de pH no LCS. O CO2 se difunde na barreira 
hematoencefálica e é convertido em acido carbônico, que vai se dissociar em bicabornato 
e em H+. Esse H+ produzido, irá iniciar o reflexo quimiorreceptor. 
Importante: Pacientes com DPOC apresentam hipercapnia e hipóxia crônicas. A sua PCO2 
arterial pode aumentar para 50 a 55 mmHg (a faixa normal é entre 35-45), ao passo que a sua 
PO2 pode cair para 45 a 50 mmHg (a faixa normal é entre 75-100). 
Uma vez que as concentrações sejam modificadas cronicamente, a resposta dos 
quimiorreceptores adapta-se à elevada PCO2. A maior parte do estímulo químico para o 
aumento da ventilação nesta situação se deve à diminuição da PO2 , detectada pelos 
quimiorreceptores do corpo carotídeo. Se é dado muito oxigênio a estes pacientes, eles 
podem parar de respirar, visto que o seu estímulo químico para a ventilação é eliminado. 
 
 
Mariana Rocha Cruz – UNIFESO- TURMA 102 @maridejaleco 
 
Os quimiorreceptores centrais respondem a diminuições ou a aumentos da PCO2 arterial. Se a 
PCO2 alveolar cair, como ocorre durante a hiperventilação, tanto a PCO2 plasmática quanto a do 
LCS também cairão. Como consequência, a atividade dos quimiorreceptores centrais diminui, e a 
rede de controle diminui a frequência da ventilação. Quando a ventilação diminui, o dióxido de 
carbono começa a acumular-se nos alvéolos e no plasma. 
Eventualmente, a PCO2 arterial ultrapassa o limiar para disparo dos quimiorreceptores. Neste 
ponto, os receptores disparam, e a rede de controle aumenta novamente a ventilação. 
 
3- Quimiorreceptores periféricos: Se localizam em células especializadas do arco aórtico 
(corpos aórticos) e da bifurcação das artérias carótidas internas e externas (corpos carotídeos), 
no pescoço. 
a- Eles detectam a PO2, a PCO2 e o pH do sangue arterial, e enviam essa informação para o 
núcleo integrador do bulbo pelos nervos vago e pelos nervos do seio carotídeo, ramo do 
nervo glossofaríngeo. 
b- Eles enviam para o SNC informações sensoriais sobre a mudança na PO2, no pH e na 
PCO2 plasmática. 
c- Os corpos carotídeos são quimiorreceptores periféricos primários, e eles estão localizados 
perto dos barorreceptores, estruturas envolvidas no controle reflexo da pressão arterial. 
d- Qunado as células especializadas tipo 1 ou células glomais nos corpos carotídeos são 
ativadas por uma diminuição na PO2 ou no pH ou por um aumento da PCO2, elas 
desencadeiam um aumento reflexo da ventilação. 
e- Mesmo que não saibamos os detalhes da função das células glomais ainda não são 
compreendidos, mas o mecanismo básico pelo qual estes quimiorreceptores respondem à 
 
 
Mariana Rocha Cruz – UNIFESO- TURMA 102 @maridejaleco 
 
baixa quantidade de oxigênio é similar ao 
mecanismo de liberação da insulina pelas células 
beta-pancreáticas ou da transdução do gosto nos 
botões gustatórios. Nesses 3 exemplos, um 
estimulo vai inativar os canais de K+, causando a 
despolarização da célula receptora. Essa 
despolarização abre os canais de Ca2+ 
depednetes de voltagem e a entrada de Ca2+ 
provoca exocitose de neurotransmissores iniciam 
potenciais de ação nos neurônios sensoriais, os 
quais conduzem a aticidade elétrica às redes 
neurais respiratórias no tronco encefálico,sinalizando para que haja um aumento na 
ventilação. 
Importante: Uma alteração na concentração 
arterial de oxigênio não desempenha um papel 
na regulação diária da ventilação, só respondem 
quando os quimiorreceptores periféricos 
identificam uma alteração crítica da P)2 arterial. 
Em condições fisiológicas de grande altitude ou 
em patológicas como a doença pulmonar 
obstrutiva crônica (DPOC), a redução da PO2 
arterial pode ser suficientemente baixa para 
ativar os quimiorreceptores periféricos. 
 
 
4- Mecanorreceptores pulmonares e os nervos sensoriais, em resposta ao insuflar dos 
pulmões ou às substâncias irritantes ou à liberação de mediadores locais, nas vias aéreas, 
modificam o padrão ventilatório. 
a- Os feixes nervosos que vão do centro de controle respiratório até neurônios motores, 
localizados no corno anterior da medula espinal, controlam os músculos da respiração e 
determinam o padrão rítmico automático da respiração. 
b- Os neurônios motores, localizados na região cervical da medula, controlam a atividade do 
diafragma pelos nervos frênicos, enquanto outros neurônios motores, localizados na região 
torácica da medula, controlam os músculos intercostais e acessórios da respiração. 
 
Respiração voluntária: Essa, não passa pelo centro de controle respiratório no tronco cerebral. 
Sua atividade neural, responsável pelo controle da respiração voluntária, se origina no córtex 
motor e vai diretamente para os neurônios motores na coluna espinal pelos tratos córtico-
espinais. 
- Os neurônios motores para os músculos respiratórios constituem o último nível de integração 
para o controle da respiração voluntária (trato córtico espinal) e automático (tratos ventro-laterais). 
- O controle voluntário desses músculos compete com as influências automáticas no nível dos 
neurônios motores espinhais, e essa competição pode ser demonstrada quando se prende a 
respiração. No início, teremos o controle voluntário governando os neurônios motores espinais. 
 
 
Mariana Rocha Cruz – UNIFESO- TURMA 102 @maridejaleco 
 
Porém, ao se continuar prendendo a respiração o controle ventilatório automático se sobrepõe ao 
esforço voluntário e limita sua duração. Os neurônios motores também inervam músculos da via 
aérea superior por meio dos nervos cranianos. Esses neurônios estão localizados no bulbo 
(medula oblongata), próximos ao centro do controle respiratório. Quando ativados, vão dilatar a 
faringe e as grandes vias aéreas no início da respiração.