Regulación de la respiración
SNC
Tronco del encéfalo
Generador central del patrón respiratorio (CPG)
SISTEMA DE CONTROL DE LA RESPIRACIÓN
Sensores o Receptores
Reciben información y la envían a los centros respiratorios
Sensores del SNC
Receptores pulmonares
Quimiorreceptores centrales
CONTROL QUÍMICO DE LA RESPIRACIÓN
Funciones
Ajustar la ventilación de manera que la PCO2 se mantenga constante.
Receptores hipotalámicos (temperatura)
Centros en el prosencéfalo (funciones voluntarias)
Sensores fuera del SNC
Combatir los efectos del exceso de H+ en sangre.
Elevación de la PO2 cuando la misma disminuya.
Quimiorreceptores arteriales periféricos (fundamentalmente cuerpos carotídeos)
Receptores de las vías aéreas superiores: nasales, faríngeos, laríngeos
Receptores de los músculos respiratorios
Receptores de las articulaciones costovertebrales
Quimiorreceptores
Centrales
Periféricos
CONTROLADORES (CENTROS RESPIRATORIOS)
Generan el ritmo respiratorio basal, procesan la información de los sensores y modifican su nivel de actividad
Los centros encargados del control automático del ritmo respiratorio se localizan en el
tronco encefálico
TIENEN FUNCIONES COMO:
Establecer el ritmo de la respiración y actuar como CPG
Transmitir ese ritmo central a las motoneuronas que inervan los músculos
respiratorios.
Responden a cambios en la composición química de la sangre.
Se ubican en las áreas llamadas Mitchell, Scholofke y Loeschcke
Funciones homeostáticas y funciones no homeostáticas
Su activación es capaz de modular el ciclo respiratorio.
Se estimulan cuando:
Aumenta el H+ en sangre
Disminuye el H+ en sangre
Transmisión a centros respiratorios
Transformaciones compensatorias en la ventilación
Modifican la PCO2
Mitigar la concentración de Hifrogeniones
Utilizar el mismo gasto de energía para llevar a cabo varias funciones.
Carotídeos
Aórticos
Se localizan en el cayado aórtico
Centro neumotáxico
Compuesto por neuronas que se agrupan en 2 núcleos, situados en la parte rostral
de la protuberancia:
1. Núcleo parabraquial medial
2. Núcleo de Köliker-Fuse
Sus funciones son:
Modular los centros respiratorios bulbares
Regular el volumen inspiratorio y la frecuencia respiratoria
Centro apnéustico
Su localización aún no está bien precisada, pero parece estar en la formación reticular de la protuberancia.
Presentan dos tipos de células
Tipo I
Sus funciones son:
Transmisión a los centros respiratorios y provocan:
Ascenso de act. de los Ms de la caja torácica y de las vías aéreas superiores.
Aumento de la ventilación que retira el exceso de CO2 de los pulmones y permite elevar la PO2 alveolar.
Aumento de la PaO2 y a una disminución de la PaCO2 y de la concentración de hidrogeniones
Cuando este mecanismo se inactiva aparece la apneusis.
La estimulación de este centro activa las neuronas IO-S (inspiratory – off switch) y hacen que acabe la fase de inspiración.
Estas neuronas también se estimulan por el aumento de la temperatura corporal y
ocasionan la taquipnea
Integra diferentes tipos de información aferente, que pueden finalizar la inspiración (interruptor inspiratorio).
Tipo II
Centros bulbares
Se encargan de modular
y afinar el centro respiratorio.
Las neuronas que constituyen el CPG, se localizan de forma más o menos difusa
bilateralmente en el bulbo y forman parte de, al menos, 2 grupos de núcleos:
Grupo respiratorio dorsal
Está formado por neuronas localizadas en la región dorso medial del bulbo y forma parte del núcleo del tracto solitario (nTS). Contiene fundamentalmente neuronas inspiratorias de distintos tipos.
Sus funciones son:
Son responsables de la actividad mantenida del diafragma durante la inspiración
Establecen conexiones con el grupo respiratorio ventral.
Constituye la principal proyección de vías aferentes viscerales de los nervios
glosofaríngeo y vago, que llevan informaciones de la PO2, PCO2 y el pH (proveniente de
los quimiorreceptores periféricos) y de la presión arterial sistémica (desde los
barorreceptores aórticos).
La localización del grupo respiratorio dorsal en el núcleo del tracto solitario, indica
que es el lugar de integración de muchos reflejos cardiopulmonares que afectan el ritmo respiratorio.
Núcleo del tracto solitario
Grupo respiratorio ventral
Su distribución anatómica es difusa y está constituido por agregados de células que se extienden longitudinalmente por el bulbo, desde su zona caudal hasta la más rostral.
Se puede dividir en tres regiones
Parte caudal, denominada núcleo retroambiguo
Contiene fundamentalmente neuronas
espiratorias
Las zonas de muchas de estas neuronas establecen sinapsis con las
motoneuronas que controlan los músculos espiratorios intercostales y abdominales
(espiración forzada).
Parte intermedia, denominada núcleo paraambiguo
Contiene fundamentalmente neuronas
inspiratorias, pero incluye también las propiobulbares, las cuales coordinan la actividad de los músculos respiratorios con el control de la resistencia de las vías aéreas superiores.
Parte más rostral, se localiza en la vecindad del núcleo retrofacial
Incluye una densa población de neuronas que se agrupan y forman el llamado
complejo de Bötzinger
Está formado por diversos tipos funcionales de neuronas espiratorias, algunas
motoneuronas que inervan la laringe y la faringe, otras son interneuronas.
Complejo de pre – Bötzinger
En esta zona se localiza el CPG, ya que es capaz de generar un ritmo respiratorio y su lesión da lugar a alteraciones del ritmo, tanto in vivo como in vitro.
Contiene hasta 6 tipos de neuronas respiratorias
EFECTORES
Finalmente, los controladores trasmiten a los efectores (músculos respiratorios) las
órdenes adecuadas para que la respiración ejerza su acción homeostática
Principales responsables del ritmo respiratorio
La contracción de los músculos respiratorios se debe a impulsos nerviosos originados en
las motoneuronas correspondientes de la médula espinal.
La contracción de
los músculos inspiratorios determina simultáneamente la disminución del tono de los espiratorios y viceversa.
GASES FISIOLÓGICOS EN LA RESPIRACIÓN
O2 y N2
El aire ambiente
CO2
Alveolo
Presión parcial de los gases
Relación de Va/Q
Composición de sangre, GC y consumo de O2 tisular
Componente del gas, FIO2 y ventilación global
Relación Ventilación/Perfusión
Todas las variaciones fisiológicas posibles de las Presiones parciales de los gases a nivel alveolar.
Conciente Va/Q reducido
PO2 aumenta y PCO2 disminuye
Cociente Va/Q aumenta
PO2 disminuye y PCCO2 aumenta
En bepedestación
VENTILACIÓN
Entrada de O2 del ambiente al alveolo ACTIVO
Salida del CO2 del alveolo al ambiente PASIVO
SNC Oden principal
Musculos respiratorios Diafragma e intercostales externos
Volumen de aire corriente
Via aerea permeable
Alveolo
DIFUSIÓN
Intercambio entre el alveolo y el capilar
O2 de alveolo a capilar y CO2 de capilar a alveolo
Membrana AlveoloCapilar
Grosor y diametro
Concentración de gases a cada lado de la membrana
Peso molecular de los gases
Integridad del capilar
PERFUSIÓN
Intercambio del capilar a los tejidos del cuerpo
O2 de capilar a tejido y CO2 de tejido a capilar
Subtema
Cantidad de Hemoglobina
Viscosidad sanguinea
Solubilidad del gas
El CO2 es 20 veces mas soluble que el O2 en T corporal y presiòn atmosferica
Diferencia de presiones entre el alveolo o el capilar
Se localizan en los cuerpos carotideos
Gránulos centrales con catecolaminas
Se liberan por la exposición a hipoxia y cianuro
Liberación DOPAMINA (Principal neurotransmisor)
Función de sostén
Rodea de 4 a 6
células tipo I.
Contiene:
Conductos de potasio
Se reducen dependiendo del grado de hipoxia
Despolarización de la célula
Induce entrada de iones de calcio
Disminución de la salida de iones de potasio
Fuera de la capsula de cada cuerpo
Fibras nerviosas adquieren una vaina de mielina
Diámetro: 2 a 5 um
Velocidad: 7 a 12 m/s
Las fibras aferentes ascienden por:
Los vagos
Seno carotideo y nervios glosofaríngeos
Bulboraquideo
AMBOS CUERPOS
Incremento de la frecuencia de descarga de potenciales de acción
Taquipnea opolipnea
Bradipnea
Apnea
Cheyne-Stokes
Biot
Kussmaul
Tipos de respiración anormal
Aumento de la frecuencia
respiratoria por encima de los valores normales esperados para
la edad
Produce de forma
secundaria a diversos estados
Fisiológicos
Patológicos
Miedo
Ansiedad
Llanto
Ejercicio
Dolor
Fiebre
Hipoxemia
Hipercapnia
Trauma
Edema pulmonar
Hipertensión pulmonar
Derrame pleural
Capilar
Alvéolo
No respiratorios
LEYES QUE DIRIGEN LA DIFUSIÓN
Ley de Fick
Gradiente de presiones de gases respiratorios
La velocidad neta de difusión
Área transversal del liquido (área de difusión)
Son directamente proporcionales a la velocidad de difisión
Distancia por la cual se difunde
Son inversamente proporcionales a la velocidad de Difusión
Peso de las moleculas de gas