Regulação Neuroquímica da Respiração

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Maria Eduarda de Alencar 
Odontologia 2019.2 
Regulação Neuroquímica da Respiração 
→ No bulbo e na ponte existe um centro de 
controle que recebe as informações periféricas as 
processa e envia resposta via neurônios motores 
somáticos para os músculos envolvidos na 
inspiração e na expiração; 
➔ Mecanismos de Regulação: 
1° Centro de controle respiratório; 
2° Quimiorreceptores centrais; 
3° Quimiorreceptores periféricos; 
4° Reflexos pulmonares e torácicos; 
5° Controle neural do músculo liso das vias 
respiratórias; 
6° Controle voluntário da respiração. 
Centro de Controle Respiratório 
➔ Divisão e função: 
- Região bulbar: Nessa região está localizado o 
núcleo do trato solitário (NTS), onde existe um 
grupamento neuronais chamado de grupo 
respiratório dorsal. Na região ventral do bulbo, 
existe outro grupamento neuronal, o grupo 
respiratório ventral; 
- Região pontina: Nessa região está localizado o 
grupo respiratório pontino ou centro 
pneumotáxico; 
→ Esses 3 grupos são os principais grupos 
envolvidos no processo de controle respiratório; 
 
GRUPO RESPIRATÓRIO DORSAL (GRD) 
- Localização: Núcleo do trato solitário; 
- Neurônios inspiratórios: Iα e Iβ 
→ É esse grupo que vai realizar o processamento 
inicial dos estímulos aferentes. Existem 
quimiorreceptores aórticos – localizados no arco 
da aorta e nos seios carotídeos – toda vez que 
ocorre uma variação nos níveis de O2, CO2 ou de 
íons H+, esses receptores irão detectar essa 
mudança e ao gerar PA enviarão essa informação 
para o GRD. Uma vez que os neurônios desse 
grupo recebem o estímulo aferente, eles irão 
enviar uma resposta eferente, induzindo um 
aumento na ventilação, aparentemente, por um 
mecanismo de retroalimentação positiva que vai 
estimular a contração dos músculos da inspiração 
– diafragma e músculos intercostais externos; 
→ Os impulsos começam com um sinal fraco que 
vai aumentando gradativamente, a medida em 
que os neurônios do GRD são ativados. Diferente 
da ativação, a desativação é de forma abrupta, 
essa desativação faz com que o diafragma relaxe e 
o pulmão retraia (devagar), o que faz com que 
ocorra a expiração – não tem a ver com o GRD e 
sim com esse relaxamento do diafragma e 
retração pulmonar; 
 
GRUPO RESPIRATÓRIO VENTRAL (GRV) 
- Localização: Região ventral do bulbo; 
- Formado por 3 grupos de células: Núcleo 
retrofacial rostral (expiração), Núcleo 
retroambíguo caudal (expiração) e núcleo para-
ambíguo (inspiração); 
→ A participação desse grupo ocorre 
principalmente no processo de respiração ativa, 
durante um exercício físico, por exemplo. O GRV 
envia sinais para os músculos expiratórios – 
músculos abdominais e intercostais internos – 
gerando a contração deles, necessária para 
eliminar a grande quantidade de CO2 que está 
sendo produzida fisiologicamente ou não; 
GRUPO RESPIRATÓRIO PONTINO (GRP) OU 
CENTRO PNEUMOTÁXICO 
- Localização: Ponte; 
- Função: Modular o padrão respiratório gerado 
no bulbo, mais precisamente no GRD. Ele controla 
o ponto de interrupção, limitando a inspiração e 
controlando o enchimento do ciclo pulmonar; 
 
→ Se esse GRP for muito ativo, a rampa 
inspiratória será interrompida antes do momento, 
fazendo com que o tempo de inspiração seja 
menor, consequentemente, o tempo de expiração 
também será menor, pois terá menos gás para 
liberar, e a frequência respiratória irá aumentar 
(efeito secundário), ou seja, o indivíduo irá 
ventilar mais vezes por minuto, podendo chegar a 
uma FR de 30-40 RPM, valor que em repouso não 
deveria ser assim – durante a prática de exercício 
físico é normal. 
 
Quimiorreceptores Centrais 
- Localização: Superfície ventrolateral do bulbo; 
- Sensíveis aos níveis liquóricos de CO2 e pH; 
→ Líquido Cefalorraquidiano (LCR) ou Líquido 
Cerebroespinhal: É ultrafiltrado do plasma, e está 
em contato com o líquido extracelular do sistema 
nervoso central. A barreira hematencefálica, que 
separa o cérebro dos vasos e das outras 
estruturas, é impermeável à H+ e HCO3-, porém é 
permeável ao CO2, então quando o sangue chega 
lá no cérebro, se esse sangue estiver com um 
aumento na PCO2, esse CO2 em excesso consegue 
ultrapassar a barreira hematencefálica, entrando 
no LCR, por isso esse líquido vai refletir a pressão 
do CO2 arterial. Uma vez no LCR, o CO2 vai ativar o 
quimiorreceptor central de forma direta e, 
participando da reação de hidratação do CO2 feita 
pela anidrase carbônica, vai também gerar uma 
alteração no pH local, visto que nessa reação é 
produzido ácido (H+). O quimiorreceptor central, 
ao ser estimulado pelo CO2 e pelo H+, vai enviar 
para o centro de controle a informação de que os 
níveis de CO2 estão elevados, esse centro de 
controle respiratório, por sua vez, vai induzir um 
aumento na ventilação para que ocorra a redução 
nos níveis de CO2 arterial. 
 
Quimiorreceptores Periféricos 
- Localização: Arco aórtico e seios carotídeos; 
- Sensíveis a variações nos níveis de O2, CO2 ou 
de íons H+ (pH); 
- O quimiorreceptor propriamente dito é a célula 
tipo I, entretanto rodeando ele, existem algumas 
estruturas – vasos e a célula do tipo II (rodeia os 
quimiorreceptores e os capilares, dando 
sustentação a estrutura); 
- Células tipo I: Rica em mitocôndrias, retículo 
sarcoplasmático, vesículas com variedade de 
neurotransmissores – dopamina, acetilcolina, 
norepinefrina; 
 
→ A medida em que a pressão de O2 baixa, a célula 
do tipo I detecta a variação, isso vai gerar um 
fechamento dos canais para K+ na célula e ela irá 
despolarizar, essa alteração na voltagem da 
membrana abre os canais para Ca2+ sensíveis a 
voltagem, favorecendo o influxo desse íon, esse 
cálcio será então usado para estimular o 
transporte das vesículas com os 
neurotransmissores até a membrana celular, essas 
vesículas então irão se fundir a membrana e os 
neurotransmissores serão exocitados. Esses 
neurotransmissores se ligarão a terminação 
nervosa do neurônio sensorial, gerando um PA e 
enviando assim a informação para o centro de 
controle, mais precisamente para o GRD, que 
enviará o feedback positivo induzindo a contração 
dos músculos da inspiração e aumentando a 
ventilação; 
 
 
➔ Resposta dos quimiorreceptores: 
 
Reflexos Pulmonares e Torácicos 
➔ Reflexos Pulmonares 
- Receptores pulmonares: Existem vários 
receptores nos pulmões que vão participar da 
regulação respiratória, receptores de adaptação 
lenta, receptores de adaptação rápida, 
terminações das fibras C e proprioceptores da 
parede torácica; 
RECEPTORES DE ADAPTAÇÃO LENTA 
- Localização: Musculatura lisa da traqueia até os 
bronquíolos; 
- São responsáveis pelo reflexo de Hering-Breuer: 
é ativado quando se tem uma inspiração muito 
longa, acima do limite de volume corrente. Ao 
inspirar além do normal, o pulmão irá distender 
mais, ativando os receptores de adaptação lenta, 
gerando a informação que é levada via nervo vago 
para o centro respiratório, mais precisamente 
para o GRP, desligando a rampa inspiratória; 
RECEPTORES DE ADAPTAÇÃO RÁPIDA OU 
RECEPTORES PARA IRRITANTES 
- Adaptam-se mais rapidamente ao estímulo; 
- Localização: Traqueia, brônquios e bronquíolos; 
- Estímulo: Gases, vapores irritantes, fumaça, 
poeira, corpos estranhos, e produtos inflamatórios 
– histamina, serotonina, prostaglandinas; 
- Função: Proteção – quando esses receptores são 
disparados mediante estímulo, enviarão uma 
resposta excitatória ao centro respiratório, para 
induzir um aumento na ventilação; 
TERMINAÇÕES DAS FIBRAS C 
- Localização: Epitélio das vias respiratórias, dos 
vasos e da musculatura brônquica; 
- Classificação: Fibras C pulmonares, também 
chamadas de receptores capilares 
justapulmonares ou receptores J e as Fibras C 
brônquicas; 
- Estímulo: São receptores mistos, ativados 
quimicamente e mecanicamente. Lesão pulmonar, 
inflamação extensa, congestão vascular pulmonar 
aguda e certos agentes químicos; 
- Função: Papel protetor, assim como os 
receptores de adaptação rápida; 
PROPRIOCEPTORESDA PAREDE TORÁCICA 
- Localização: Articulações da caixa torácica; 
- Atuam particularmente na respiração mais 
intensa (exercício físico); 
- Os movimentos articulares da caixa torácica 
durante a expiração e a inspiração estimularão 
mecanicamente esses receptores. Além do bulbo 
e da ponte, o hipotálamo também receberá as 
informações por meio dos neurônios aferentes, 
processando a informação até antes da ponte e do 
bulbo, enviando o feedback e estimulando a 
ventilação; 
OUTROS REFLEXOS 
RECEPTORES NO NARIZ, FARINGE E LARINGE 
- Extensão dos receptores de irritação, respondem 
a estímulos mecânicos e químicos; 
- Reflexo do espirro (quando o nariz entra em 
contato com substâncias químicas ou poeira), 
reflexo do mergulho (induz a interrupção da 
respiração, protegendo o organismo contra 
aspiração da água nos estágios iniciais do 
afogamento, ocorre também durante o banho de 
chuveiro), fechamento da epiglote no momento 
da deglutição, protegendo a traqueia (reflexo 
gerado pela ativação de receptores presentes 
nessa região). 
Controle Neural do Músculo Liso das 
Vias Respiratórias 
→ Sistema nervoso autônomo simpático e 
parassimpático, vão atuar modulando o calibre 
das vias respiratórias; 
➔ Controle Autônomo Parassimpático: 
- Induz a contrição bronquiolar, pois estimula a 
contração da célula muscular lisa, 
consequentemente, diminui a ventilação, pois o 
diâmetro da área de passagem do gás torna-se 
menor; 
 
➔ Controle Autônomo Simpático: 
- Tem ação contrária à do PS, induzindo a dilatação 
bronquiolar, pois estimula o relaxamento da célula 
muscular lisa, consequentemente, aumenta a 
ventilação, pois o diâmetro da área de passagem 
do gás torna-se maior. 
 
OBS.: A ação do SNA no pulmão é diferente da 
ação do SNA no coração, pois embora o 
neurotransmissor seja o mesmo, o receptor é 
diferente. 
Controle Voluntário da Respiração 
→ Não inclui o centro de controle respiratório do 
bulbo e da ponte. Por ser algo voluntário, vai 
envolver a área de córtex motor, pois para parar 
de respirar voluntariamente, primeiro é preciso 
querer isso; 
→ Atividade neural origina-se no córtex motor: 
 
→ Essa interrupção automática da respiração tem 
um limite, determinado justamente pelos níveis 
de CO2, aumentando-se 3 mmHg no sangue 
arterial, o controle passa a ser involuntário 
novamente, para que o indivíduo respire e não 
venha a óbito. Esse tempo é variável de pessoa 
para pessoa. 
Controle da Ventilação Durante o 
Exercício Físico 
→ Durante o exercício físico a frequência 
respiratória aumenta imediatamente, pois há um 
maior consumo de O2, devido à necessidade 
energética, e, consequentemente, há um 
aumento na produção de CO2, que precisa ser 
expelido. Esse aumento no consumo e na 
produção é cerca de 20 vezes maior que os valores 
de repouso; 
→ Os quimiorreceptores sensíveis as variações de 
CO2, serão então ativados. Além dos 
quimiorreceptores, os proprioceptores da caixa 
torácica também são ativados pelo movimento 
das articulações – mais ativadas nesse momento 
pois a frequência respiratória está maior; 
→ Nos centros de controle, o GRV será ativado, 
pois o CO2 precisa ser expelido e esse grupo 
respiratório ventral é quem irá induzir a contração 
dos músculos expiratórios – abdominais e 
intercostais internos. 
Anormalidades no Controle da 
Respiração 
→ Apneia do sono (ASO): Breves e repetidas 
interrupções da respiração por alguns segundos. 
Pode ser obstrutiva ou central; 
- ASO Obstrutiva: Fechamento das vias aéreas 
superiores, por excesso de gordura, por exemplo – 
comum em obesos – o que pode levar a redução 
dos níveis de oxigênio no sangue e causar ou 
agravar, a longo prazo, quadros de doenças 
cardiovasculares, como a hipertensão arterial 
sistêmica, pois aumenta o débito cardíaco; 
- ASO Central: Diminuição do impulso ventilatório 
para os motoneurônios respiratórios, problemas 
de comunicação do SNC com a periferia. Nesse 
quadro, o indivíduo não realiza os esforços 
respiratórios, ou seja, a contração dos músculos 
da inspiração; 
→ Ventilação de Cheyne-Stokes: Padrão irregular 
da respiração que causa uma variação de volume 
corrente e frequência respiratória. Ex.: Indivíduos 
com doenças no SNC (traumatismo craniano), que 
apresentam o fluxo sanguíneo lento no encéfalo, 
dentre outros.