Regulação da Respiração P3

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41 Regulação da Respiração
O sistema nervoso normalmente ajusta a intensidade da ventilação alveolar de forma quase precisa às exigências corporais, de modo que as pressões de oxigênio e de dióxido de carbono no sangue arterial pouco se alterem, mesmo durante atividade física intensa e muitos outros tipos de estresse respiratório.
Centro Respiratório
· Se compõe por diversos grupos de neurônios localizados bilateralmente no bulbo e na ponte do tronco cerebral
· Se divide em três agrupamentos principais de neurônios:
1) Grupo respiratório dorsal Situado na porção dorsal do bulbo, responsável principalmente pela inspiração.
2) Grupo respiratório ventral Situado na porção ventrolateral do bulbo, encarregado principalmente da expiração.
3) Centro pneumotáxico Encontrado na porção dorsal superior da ponte, incumbido essencialmente do controle da frequência e da amplitude respiratória.
Grupo Respiratório Dorsal 
· Desempenha o papel mais importante no controle da respiração
· Em grande parte se situa no interior do núcleo do trato solitário (NTS), que corresponde à terminação sensorial dos nervos vago e glossofaríngeo, que transmitem sinais sensoriais para o centro respiratório a partir de quimiorreceptores periféricos, barroreceptores e vários tipos de receptores nos pulmões.
· O ritmo básico respiratório é gerado principalmente no grupo respiratório dorsal de neurônios. 
· Mesmo quando todos os nervos periféricos que entram no bulbo foram seccionados e o tronco cerebral foi transeccionado tanto acima quanto abaixo do bulbo, esse grupo de neurônios ainda gera surtos repetitivos de potenciais de ação neuronais inspiratórios.
· O sinal nervoso, transmitido para os músculos respiratórios, principalmente pelo diafragma, não representa surto instantâneo dos potenciais de ação. Ao contrário disso, na respiração normal esse sinal exibe início débil, com elevação constante, na forma de rampa por cerca de 2 segundos Sinal Inspiratório em Rampa.
· Então, o sinal apresenta interrupção abrupta durante aproximadamente os próximos 3 segundos, o que desativa a excitação do diafragma e permite a retração estática dos pulmões e da parede torácica, produzindo a expiração.
· Em seguida, o sinal inspiratório se reinicia em outro ciclo, que se repete inúmeras vezes.
A vantagem óbvia do sinal inspiratório em rampa está na indução de aumento constante do volume dos pulmões durante a inspiração, e não golfadas inspiratórias.
· Existem duas qualidades da rampa inspiratória passíveis de controle:
1) Controle da velocidade do aumento do sinal em rampa, de modo que durante a respiração mais intensa a rampa aumenta com rapidez e, dessa forma, promova rápida expansão dos pulmões.
2) Controle do ponto limítrofe da interrupção súbita da rampa
· Esse é o método usual de controle da frequência respiratória, ou seja, quanto mais precocemente a rampa for interrompida, menor será a duração da inspiração, o que reduz a duração também da expiração e, consequentemente, aumenta a frequência respiratória.
O Centro Pneumotáxico
· Limita a duração da inspiração e aumenta a frequência respiratória
· O efeito primário do centro pneumotáxico é o de controlar o ponto de desligamento da rampa inspiratória, controlando assim a duração da fase de expansão pulmonar.
· Quando o sinal pneumotáxico é intenso, a inspiração pode durar até 0,5 segundo, promovendo apenas leve expansão dos pulmões.
· Quando o sinal é fraco, a inspiração pode prosseguir por 5 segundos ou mais, enchendo os pulmões com excesso de ar.
· A função do centro pneumotáxico é basicamente de limitar a inspiração. Essa ação apresenta o efeito secundário, de aumento da frequência respiratória, já que a limitação da inspiração também reduz o tempo de expiração.
· Sinal pneumotáxico intenso pode aumentar a FR para 30 a 40 movimentos respiratórios por minuto
· Sinal pneumotáxico leve pode reduzir a FR para apenas 3 a 5 movimentos respiratórios por minuto.
Grupo Respiratório Ventral
· Situado em cada lado do bulbo, sua função ocorre em vários aspectos importantes:
· Seus neurônios permanecem quase que totalmente inativos durante a respiração normal e tranquila. Portanto, esse tipo de respiração é induzido apenas por sinais inspiratórios repetitivos provenientes do grupo respiratório dorsal transmitidos principalmente para o diafragma, e a expiração resulta da retração elástica dos pulmões e da caixa torácica.
· Os neurônios respiratórios ventrais parecem não participar da oscilação rítmica básica responsável pelo controle da respiração.
· Quando o impulso respiratório tende para que o aumento na ventilação pulmonar fique acima do normal, os sinais respiratórios se propagam para os neurônios ventrais. Como consequência, a área respiratória ventral também contribui para o controle respiratório EXTRA.
· A estimulação elétrica de alguns neurônios desse grupo provoca inspiração, enquanto a estimulação de outros provoca expiração. Portanto, eles contribuem com os dois movimentos, e são especialmente importantes na provisão de sinais expiratórios vigorosos para os músculos abdominais, durante a expiração muito intensa.
Assim, essa área atua mais ou menos como mecanismo suprarregulatório quando ocorre necessidade de alto nível de ventilação pulmonar, particularmente durante exercício físico intenso.
O reflexo de insuflação de Hering-Breuer
· Além dos mecanismos de controle respiratório do SNC que atuam inteiramente no tronco cerebral, os sinais sensoriais neurais provenientes dos pulmões também ajudam a controlar a respiração.
· De maior relevância, existem receptores de estiramento, situados nas porções musculares das paredes dos brônquios e dos bronquíolos, em todo o parênquima pulmonar, responsáveis pela transmissão de sinais pelos nervos vagos para o grupo respiratório dorsal, quando os pulmões estão excessivamente distendidos.
· Esses sinais influenciam intensamente a inspiração, de modo similar aos sinais provenientes do centro pneumotáxico.
· Ou seja, quando os pulmões são excessivamente insuflados, os receptores de estiramento ativam resposta de feedback apropriada que desativa a rampa inspiratória e interrompe a inspiração.
· Esse evento recebe o nome de reflexo de insuflação de Hering-Breuer, e também aumenta a frequência respiratória.
· Em seres humanos, esse reflexo não é ativado até que o volume corrente aumente para valor superior a três vezes o normal (maior que 1,5 L por movimento respiratório).
Portanto, esse reflexo parece ser principalmente mecanismo protetor para evitar a insuflação pulmonar excessiva, e não componente importante no controle normal da ventilação.
Observações Finais Aula
· Durante atividade física intensa, a intensidade de uso do oxigênio e de formação do dióxido de carbono têm aumentos frequentes de até 20 vezes o normal, exigindo elevações proporcionais da ventilação pulmonar.
· Na altura da ponte há um centro pneumotáxico, que pode inibir o centro apnêustico, que induz um efeito inibitório sobre o centro respiratório, que tem o efeito do controle propriamente dito dos músculos inspiratórios e, quando é preciso forçar a expiração, expiratórios também. 
· Num quadro de asma, com contração brônquica e menos oxigênio chegando, retenção de CO2 etc, pra aumentar a frequência respiratória para lavar mais CO2 e adquirir mais O2, tem que haver um estímulo para a inspiração ser mais intensa, para usar o volume de reserva, e logo o apnêusico corta, através do centro pneumotáxico., de modo que a frequência respiratória fica acelerada. 
· Existem sensores que informam os músculos inspiratórios para mobilizar mais ou menos volume de reserva. Esse estímulo vai, por exemplo, por via motora pelos nervos intercostais e nervo frênico (para o diafragma), para contrair o diafragma ou os músculos intercostais.
· Alguns sensores químicos colaboram no disparo deste sinal. Os sensores químicos estão, a todo momento, expostos a sangue arterial, sendo, neles, a PO2 sempre arterial:
· No arco da aorta e no corpúsculo carotídeo, via nervo vago, há sensores de pressão parcial de O2 captaas concentrações de O2 no sangue. Esses sinais são conduzidos para o centro respiratório. Se tiver pouco estímulo para hiperventilação. Se tiver muito estímulo para diminuir a frequência respiratória. 
· Isso é contrabalanceado pela alteração da concentração de CO2 e H+, que desperta estímulos intensos no centro respiratório. 
· O estímulo central bulbar capta sinal de CO2. Contudo, a estimulação periférica dos quimioceptores é cerca de 5x mais rápida que a estimulação central, de modo que os quimioceptores periféricos podem aumentar a rapidez da resposta ao CO2 já no início de um exercício.
· Por exemplo: quando há a formação de muito acido carbônico, os prótons de hidrogênio ultrapassam a barreira hematoencefálica e o líquor (LCR) fica impregnado de prótons de hidrogênio, que fazem uma reação inversa, formando CO2, que desfaz os sinais. Por isso não se consegue fazer uma morte induzida por apneia voluntária, pois há um estímulo involuntário para inspirar. Embaixo d’água, esse estímulo involuntário leva à morte por afogamento. 
· Fumantes crônicos por tempo prolongado durante a inalação a frequência respiratória aumenta para tentar compensar a quantidade de substâncias ruins que estão sendo inaladas. O aumento da frequência vai fazendo com que o tórax fique abaulado (em tonel), por hipertrofia da musculatura respiratória. A fumaça que entra leva a uma destruição do parênquima, gerando espaços aéreos aumentados e cavitações. No momento da inalação, acontece indução de hipoxemia e hipercapnia. Com o tempo, o limiar de excitabilidade dos sensores vão sendo alterados, tanto os centrais, quanto no arco aórtico, quanto no corpúsculo carotídeo: DPOC retentor de CO2 tóxico. Os sensores desses indivíduos acostumam-se a captar quantidades altas de dióxido de carbono e baixa de oxigênio. Um paciente desse com insuficiência respiratória morre se receber oxigênio em quantidade normal para um indivíduo com limiar comum, pois, quando receber oxigênio, os sensores vão informar para o centro respiratório que há abundância de oxigênio, inibindo a ventilação, gerando bradipneia até induzir o óbito com oxigênio. Por isso, não se pode oferecer O2 indiscriminadamente, é necessário checar o nível de saturação de oxiemoglobina de cada indivíduo em virtude de possíveis patologias que o acometem. 
Espirro e Tosse 
· Substâncias que irritam a via aérea e fazem com que exista um reflexo para expulsar a substância irritativa.
· Estímulo dos músculos inspiratórios via medula levam a uma hiperventilação (com uso do volume de reserva inspiratória) fechamento da glote contração dos músculos expiratórios aumento da pressão torácica abertura da glote ar sai sobre forte pressão para expulsar o ar. Indução de estímulo vagal aferente. 
· A diferença da tosse para o espirro é que a tosse é um reflexo para a via aérea inferior e o espirro para a via aérea superior, especialmente para o nariz.