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REGULACIÓN DE LA
RESPIRACIÓN
Dr. José Severo Jáuregui SagásteguiFacultad de Medicina - UNT
2011
Regulación y Control Respiratorio
El hombre necesita incorporar oxígeno de la atmósfera en forma continua.
Regulación de la ventilación
Conjunto de acciones encaminadas a
satisfacer la demanda metabólica
cambiante, en reposo o en ejercicio.
Y en determinadas necesidades voluntarias
o reflejas concurrentes, como la fonación, la
tos o contracción de los músculos del
tronco.
REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN
PRODUCCIÓN
CONSUMO
VENTILACIÓN
pCO2pO2
REGULACION DE LA RESPIRACION
Consumo de oxigeno en reposo: 200 ml/minCantidad de oxígeno en un litro de sangre oxigenada: 200 mlConsumo de oxigeno en ejercicio: x 30 (6000 ml/min)Control nervioso:
Tamaño del tóraxMúsculos respiratoriosCentros respiratorios:Bulbar: Inspiratorio: Grupo dorsal y rostral del Grupo Ventral
Espiratorio : Grupo ventral.Protuberancial: Apneustico : profundidad inspiratoria.
Pneumotáxico: regulación espiratoria.Ritmo respiratorio básico:
Inspiración: 2 seg. Activo: Diafragma – M.I. ExternoReposo Espiración: 3 seg Pasivo: Retracción elástica
Tórax y pulmonesInspiración: Activa: Diafragma – M.I Externos – E.C.Mastoideo –
Esfuerzo Pectoral menor – EscalenosEspiración: Activa:M.I.Internos – M abdominales
REGULACION DE LA RESPIRACION
1. Tronco Cerebral y Centros Respiratorios - Vias NerviosasProtuberancia: Centro neumotáxico
Centro Apneustico
Bulbo: Dorsal: Área rítmica inspiratoria
Ventral: Área espiratoria
Vías nerviosas: Nervio frénico (DIAFRAGMA)
Nervios espinales.
2. Control RespiratorioNeurógeno: Cortical: Voluntario
Hipotalámico
Sistema Límbico
Tronco Encefálico: Centros Respiratorios
Químico (Humoral):
Área quimiosensible Central: H+
Quimiorreceptores periféricos: H+ CO2 O2
Cuerpos carotídeos: N. Glosofaríngeo
Cuerpos aorticos: N. Vago
REGULACION DE LA RESPIRACION
3. Arco Reflejo
Componentes: Receptor – Neurona aferente – Neurona eferente –
Efector
Reflejo de Inspiración o de Hering Breuer: receptores de distensión del
pulmón – Impulsos inhibitorios (N. Vago) – C. Neumotáxico, Apneustico –
Limita la distención por inspiracion – Espiración
Reflejo de desinflación: Los receptores dejan de ser estimulados y se
produce la inspiración.
4. Cambios de la Ventilación pulmonar
Estimulación: Cabo Central del Vago
Cabo periférico
Nervio Crural
Administración de: Oxígeno puro
Ácido láctico
Cianuro
REGULACION POR EL FACTOR Hipoxémico:
A través de PaO2 relacionados con los quimiorreceptores periféricos ¿no sobre los
centrales?. La respuesta ventilatoria aparece cuando PaO2 es menor de 60 mmHg. Se
potencializa la respuesta si simultáneamente hay hipercápnea.
Elementos del control de la Ventilación
Centros Respiratorios:
Bulbar: Inspiratorio (grupo respiratorio dorsal)
Espiratorio (Grupo respiratorio ventral)
Protuberancia:
Apneustico (inferior), estimula la profundidad de inspiración.
Pneumotáxico (superior), que inhibe el apneustico y estimula la espiración
conexiones nerviosas y efectores: vago, motoneuronas espinales, músculos respiratorios
(inspiratorios, espiratorios y accesorios)
Quimiorreceptores: centrales y periféricos
Efectores: CO2, O2, pH
Términos operacionales:
Apneusis: Actividad inspiratoria continuada no seguida de espiración (suspirante)
Neumotaxia: que regula el ritmo respiratorio limitando inspiracion.
RESUMEN DE LOS ESTIMULOS QUE AFECTAN LA
FRECUENCIA Y PROFUNDIDAD DE LA VENTILACION
Estímulos que aumentan la frecuencia y
profundidad de la ventilación
Hipoxemia e hipercapnea -Acidosis
Estímulos que disminuyen (o inhiben) la
frecuencia y profundidad de la ventilación
Depresión respiratoria.
Aumento del nivel de H+ o de la pCO2 en
sangre arterial por encima de 40 mmHg
Aumento de los impulsos nerviosos
procedentes de los propioceptores
Disminución de la pO2 en sangre arterial de
105 a 50 mmHg
Disminución de la presión arterial
Aumento de la temperatura corporal
Dolor prolongado
Distensión del esfinter anal
Disminución del nivel de H+ o de la pCO2
en sangre arterial por debajo de 40 mmHg
Disminución de los impulsos nerviosos
procedentes de los propioceptores
Disminución de la pO2 en sangre arterial
por debajo de 50 mmHg
Aumento de la presión arterial
Disminución de la temperatura corporal
que reduce la frecuencia respiratoria y
estímulos fríos bruscos que producen apnea
Un dolor intenso produce apnea
La irritación de la faringe o de la laringe
por contacto con sustancias químicas
produce apnea
REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN Estruturas
Implicadas
GCRR
VENTILACIÓN
RECEPTORES PERIFÉRICOS
DISTENSIÓN MUSCULAR
DISTENSIÓN PULMONAR
QUIMIORRECEPTORES (CUERPO carotídeo)
MECANOCEPTORES YQUIMIORRECEPTORES DE LAS VÍAS
IX
X
CENTROS SUPERIORES
CÓRTEX MOTOR
HABLA
EMOCIONES
VIGILIA - SUEÑO
RECEPTORES CENTRALES
OTROS: DEGLUCIÓN, VÓMITO
GENERADOR CENTRAL DEL RITMO RESPIRATORIO
VÍAS MOTORAS:CARA, CUELLO, TÓRAX, ABDOMEN
CONJUNTO DE NEURONAS QUE SON NECESARIAS PARA GENERAR Y MANTENER EL RITMO RESPIRATORIO.
HISTÓRICA.
REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN. Localización del
Generador Central
N. Frénico
N. Frénico
N. Hipogloso
SECCIÓN ESPINO - BULBAR
N. Hipogloso
SECCIÓN PONTO - BULBAR
CESE DE LA VENTILACIÓN
VENTILACIÓN NORMAL
GCRR
CENTRO APNÉUSICO?
CENTRO NEUMOTÁXICO?
SECCIÓN CERVICAL 5SE MANTIENE LA
VENTILACIÓN. PARÁLISIS DE LAS CUATRO EXTREMIDADES
REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN. Generador Central
GRUPO RESPIRATORIO DORSAL
(INCLUYE EL N. DEL TRACTO SOLITARIO)
COMPLEXO DE BÖTZINGER
GRUPO RESPIRATORIO
VENTRAL
NÚCLEO RETROAMBIGUO
NÚCLEOS AMBIGUO Y PARAMBIGUO
REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN. Generador Central
INSPIRATORIOS
ESPIRATORIOS
RESPIRACIÓN ESFUERZO
0
mL
1000
RESPIRACIÓN EN REPOSO
0
mL
1000
Regulación de la respiración. Control nervioso
Protuberancia
BulboM
édul
a
Los centros de control respiratorio se encuentran en el tronco encefálico
La respiración depende totalmente de la estimulación cíclica de los músculos respiratorios por nervios motores que proceden de centros de control
Control de la respiración
PROCESOINVOLUNTARIO
MECANISMOS DE CONTROLNerviososQuímicosVoluntario
Temperatura corporalEmociones
Presión arterialMovimiento corporal
Contracción diafragma
INSPIRACION
Regulación de la respiraciónEl centro inspiratorio controla espontáneamente el diafragma y está activo a no ser que sea inhibido
DistensiónPulmones
ESPIRACIÓN (pasiva)
Otros centros se activandurante inspiraciones y
espiraciones forzadas
Los centros de control respiratorio generan un patrón cíclico de respiración
Regulación de la respiración. Control nervioso
Este patrón cíclico de respiración se modifica por diversos estímulos:
1. Relacionados con cambios en el pH o en la proporción de CO2/O2
2. Situaciones como el ejercicio, emociones, cambios de presión arterial y temperatura
Control voluntario Centros superiores
Estímulos emocionales
Sistema límbico
CO2, O2, pHReceptores periféricos
CO2, pHReceptores centrales
Receptores pulmonares de
estiramiento (en
bronquios y bronquiolos)
Receptores de propriocepción en músculos y tendones
Receptores de temperaturaDolor/calor
Quimioreceptores implicados en el control de la respiración
Los quimioreceptores son receptores que detectan modificaciones en: PCO2, PO2, pH
Centrales Periféricos
aorta
Carótidas
Detectan cambios en PO2
Detectan cambios en PCO2 de forma directa
No detectan cambios en PO2
Detectan cambios en PCO2
de forma indirecta (por cambios de pH)
En el 4ª ventrículo cerebral
Sólo los receptores periféricos detectan cambios en PO2
Sólo son importantes cuando PO2 es inferior a 60 mmHg en sangre (altitud).
Cuando se activan estimulan la ventilación
Regulación de la respiración por el oxígeno
HIPOXIA= Disminución de O2 en sangre Centro Respiración
HIPERVENTILACIÓN-Aumento de frecuencia
-Aumento de profundidad
Regulación de la respiración por el CO2
Es el mecanismo más importante de la regulación de la respiraciónCambios en PCO2 se detectan por receptores periféricos y centrales, pero son más importantes los centrales.
HIPERCAPNIA= aumento de CO2 en sangreAumento [H+]
Centro Respiración
HIPERVENTILACIÓN-Aumento de frecuencia
-disminucion de profundidad
Regulación de la respiración por detección de quimiorreceptores centrales del CO2
PCO2 arterial aumentada
1
CO3H2
aumentadoEn líquido
cefaloraquideo
3
Acidosis respiratoria(H+ elevado)
CO3H- + H+
5 AUMENTO DE LA RESPIRACIÓN
Difusión del PCO2 a través de barrera hamatoencefálica
2
Estimulación de receptores
centrales por los H+
4
Control de la respiración. Efecto de la temperatura
Disminución de la temperatura
Disminución de la respiración para evitar pérdida de calor
Aumento de la temperatura (ejercicio/fiebre)
Aumento de la respiración para perder calor
Control de la respiración. Efecto de las emociones y el dolor
-Sistema límbico -Hipotalamo
CONTROL DE EMOCIONES
Dolor continuado-----aumento de la frecuencia respiratoria
Emociones (llorar)----aumento de la frecuencia respiratoria
Dolor súbito----apnea temporal
Control de la respiración. Efecto de la presión arterial y el movimiento corporal
Receptores de presión (Barorreceptores)
Aumento de la presión arterial
Disminución de la respiración
Receptores de posición en tendones y músculos(Propioceptores)
Ejercicio (Estiramiento de tendones y músculos)
Aumento de la respiración
DefinicionesEupnea
Respiración confortable en reposo
DisneaSensación de dificultad para respirar. Ej: patología/ejercicio muy
intenso
ApneaInterrupción de la respiración. Ej: voluntaria/depresión SNC
HipoventilaciónReducción en la ventilación alveolar en relación con la tasa
metabólica. Ej: asma
HiperventilaciónIncremento en la respiración (volumen/ritmo) sin aumento
del metabolismo. Ej: emocional/soplar un globo
HiperpneaIncremento en la respiración (volumen/ritmo) en respuesta a un
aumento del metabolismo. Ej: ejercicio
FIN