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