Controle neural da respiração

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Controle neural da respiração
Como o organismo consegue saber que a pO2 no alvéolo é 100mmHg e que a pCO2 no alvéolo é 40mmHg e mantê -las constantes, 
a despeito de frequentes alterações no consume de o2?
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O SN monitora o sangue arterial•
O SN monitora um compartimento com pouco tamponamento de acidez
Um pouco de potencial de geração de H+ altera muito o pH, o que é mais facilmente detectado○
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Quimioceptores
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Periféricos
Presentes em órgãos associados à circulação arterial○
Respondem à queda queda da pO2 e aumento da quantidade de H+ arterial○
Corpos aórticos e corpos carotídios○
Sensíveis à pCO2 arterial, pO2 arterial e pH arterial○
Respondem ao que ocorre por exemplo em altas altitudes○
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Quando temos acidose metabólica ou alcalose metabólica, os quimioceptores periféricos exercem um papel importante. 
Quando por exemplo fazemos muito exercício e liberamos ácido lático no sangue, causa uma hiperventilação por ação desses 
quimioceptores. Nesse caso, os centrais não atuam praticamente, pois o H+ não vai difundir para o líquor
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Controle neural da respiração
segunda-feira, 16 de novembro de 2020 08:21
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quimioceptores. Nesse caso, os centrais não atuam praticamente, pois o H+ não vai difundir para o líquor
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Centrais
Dispersas ao longo do SNC ○
Monitoram um compartimento com pouco tamponamento de acidez -> controlam o pH do líquido cefalorraquidiano 
O pH desse compartimento é dependente da pCO2 nas artérias▪
Esses receptores são sensíveis a aumento da concentração de H+ no líquido cefalorraquidiano, que está associado à 
mudanças da pCO2 no sangue 
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Como funcionam
Se aumenta a pCO2 na artéria, vai ter ação da anidrase carbônica e há aumento do CO2 dissolvido. Esse aumento não 
aumenta H+ na mesma magnitude, pois no sangue temos outros tampões, tais como a Hb, proteínas plasmáticas
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Com relativamente pouco aumento de H+ tem pouco efeito sobre os quimioceptores periféricos. Ele não tem efeito sobre 
os quimioceptores centrais, pois tem muito pouca passagem entre as células endoteliais do SNC (barreira 
hematoencefálica). Como H+ tem carga, ele não atravessa os capilares cerebrais
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O CO2 é apolar, e ele sim consegue atravessar a barreira hematoencefálica, e vai parar no líquor, que é pobre em 
proteínas. Lá não tem outros tampões como no sangue, e aí há um grande aumento de H+ no líquido cerebral, e isso vai 
ser sentido pelos quimioceptores centrais
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Controle pela Pco2
Se há algum defeito no sistema respiratório, como um enfisema, que faz com que o corpo retenha mais CO2, o aumento da Pco2 
arterial estimula a ventilação. Se a Pco2 cai abaixo do normal por alguma razão, isso remove alguns dos estímulos para ventilação . 
Isso reduz a ventilação e permite que o CO2 produzido metabolicamente acumule, retornando a Pco2 para os níveis normais
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A habilidade das alterações da Pco2 arterial controlarem os reflexos ventilatórios é em grande parte associada às mudanças nas 
concentrações de H+
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Os quimioceptores periféricos são estimulados pelo aumento da concentração de H+ arterial, que é resultado do aumento da Pco2 . 
Ao mesmo tempo, como CO2 difunde rapidamente para o líquido cefalorraquidiano, o aumento da Pco2 arterial causa um rápido 
aumento da Pco2 no líquido cerebral extracelular. Isso aumenta a concentração de H+ no líquor, o que estimula os quimioceptor es 
centrais
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Retenção excessiva de CO2 -> acidose respiratória•
Eliminação excessiva de CO2 -> alcalose respiratória•
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Alterações na ventilação alteram simultaneamente PaO2 e PaCO2
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Aqui vemos que se há aumento da ventilação acima do esperado, pode haver um aumento de pO2 e queda do pCO2, o que 
causaria uma alcalose respiratória
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Se ventilar menos, reduz pO2 e aumenta pCO2, causando acidose respiratória•
Como o organismo escolhe quem privilegiar: PaO2 ou PaCO2?
É mais fundamental manter o metabolismo aeróbio mitocondrial ou manter o pH do meio interno? Ambas são extremamente 
importantes, mas para manter a mitocôndria preciso manter a pO2 e se eu quero manter o pH, preciso da pCO2
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Se houver esse conflito, o organismo deixa de pensar no CO2 e responde somente às alterações de oxigênio•
Respostas ventilatórias às alterações na PaO2 ou PaCO2:•
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Vemos que com pequenas variações da pCO2 nós conseguimos ter grandes variações da ventilação, e isso ocorre pelo 
quimioceptores centrais. Ao redor da faixa de normalidade, nossa ventilação é sensível principalmente ao CO2
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Quimioceptores periféricos: variações grandes da pCO2 não varia tanto a ventilação. Quando a pO2 cai bastante, ai sim 
vemos respostas ventilatórias exacerbadas
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Sistema nervoso central
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Temos algumas regiões do SNC que controlam a respiração•
Motoneurônios que saem da medula espinhal•
Os grandes centros de geração de atividade de controle estão no bulbo. Lá dentro tem grupos de neurônios associados ao controle 
da respiração (um grupo dorsal e um grupo ventral). Os neurônios dorsais são disparados durante a inspiração, fazem sinapse c om 
o neurônio motor espinhal, que ativa os músculos respiratórios envolvidos na inspiração. O bulbo é a região essencial para co ntrole, 
mas a ponte pode agir sobre ele, mediando a respiração fazendo que a transição entre inspiração e expiração seja suave
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Tem um controle voluntário da respiração -> permite a fala•
Neurônios sensoriais informam sobre como tá a situação na periferia para permitir ajuste. Alguns deles vem dos quimioceptores
Bulbo
Contém estruturas fundamentais para geração de movimentos respiratórios porque contém neurônios geradores de ritmo, que 
têm ativação elétrica espontânea e relativamente rítmica. Esses neurônios estimulam neurônios inspiratórios, os quais 
estimulam motoneurônios para contração muscular. O inspiratório é coativado também pelo expiratório
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O ritmo é afinado pela ponte○
Existe um controle de qualidade pelos quimioceptores, que informa o bulbo se a ventilação gerada tá promovendo valores de 
pO2 e pCO2 adequados na circulação arterial
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Modulação voluntária vinda do córtex -> permite fala○
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Controle da respiração no exercício físico
No exercício a ventilação aumenta•
Qual o sinal para o aumento da ventilação alveolar? (Página 33 do pdf)
Ventilação alveolar é produto do volume corrente e frequência respiratória○
Por causa do espaço morto anatômico, é mais eficiente aumentar o volume corrente do que a frequência, para aumentar a 
ventilação alveolar
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Conforme aumentamos o consumo de O2, a ventilação minuto está aumentando. No sangue arterial a PaO2 não está 
aumentando
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Capilares alveolares tem uma reserva funcional -> dá tempo de equilibrar as pO2○
A PaCO2 tem tendência de cair -> o CO2 é mais facilmente difusível e transportável, e vai sair mais facilmente○
O pH aumenta no exercício, o que é um reflexo de cada vez mais metabolismo anaeróbio. O aumento de H+ arterial só ocorre 
em exercícios de intensidade maior, quando já houve um aumento da ventilação minuto, então o aumento inicial da ventilação 
inicial não é mediado pelo pH
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Existe um aumento da ventilação minuto muito intenso e muito rápido logo que começamos o exercício. E ela cai muito rápido 
quando paramos. Isso não ocorre por feedback negativo. Temos respostas antecipatórias no controle da respiração 
(feedforward)
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Não sabemos ainda o que está por trás desse controle no exercício físico.○
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Plantão de dúvidas
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