Controle de ventilação - Control of ventilation

O controle da ventilação refere-se aos mecanismos fisiológicos envolvidos no controle da respiração , que é o movimento do ar para dentro e para fora dos pulmões. A ventilação facilita a respiração. A respiração se refere à utilização de oxigênio e equilíbrio do dióxido de carbono pelo corpo como um todo, ou por células individuais na respiração celular .

A função mais importante da respiração é o fornecimento de oxigênio ao corpo e o equilíbrio dos níveis de dióxido de carbono. Na maioria das condições, a pressão parcial de dióxido de carbono (PCO2), ou concentração de dióxido de carbono, controla a frequência respiratória .

Os quimiorreceptores periféricos que detectam alterações nos níveis de oxigênio e dióxido de carbono estão localizados nos corpos aórticos arteriais e nos corpos carotídeos . Os quimiorreceptores centrais são principalmente sensíveis a mudanças no pH do sangue (resultantes de mudanças nos níveis de dióxido de carbono) e estão localizados na medula oblonga próximo aos grupos respiratórios medulares do centro respiratório . As informações dos quimiorreceptores periféricos são transmitidas ao longo dos nervos para os grupos respiratórios do centro respiratório. Existem quatro grupos respiratórios, dois na medula e dois na ponte . Os dois grupos da ponte são conhecidos como grupo respiratório pontino .

  1. Grupo respiratório dorsal - na medula
  2. Grupo respiratório ventral - na medula
  3. Centro pneumotáxico - vários núcleos da ponte
  4. Centro apneústico - núcleo da ponte

Do centro respiratório, os músculos da respiração , em particular o diafragma , são ativados para fazer com que o ar entre e saia dos pulmões.

Controle do ritmo respiratório

Padrão ventilatório

Centro respiratório e seus grupos de neurônios

A respiração é normalmente um processo inconsciente, involuntário e automático. O padrão de estímulos motores durante a respiração pode ser dividido em um estágio de inalação e um estágio de exalação . A inalação mostra um aumento repentino e acelerado na descarga motora para os músculos respiratórios (e para os músculos constritores da faringe ). Antes do final da inalação, ocorre um declínio e o fim da descarga motora. A expiração geralmente é silenciosa, exceto em altas frequências respiratórias .

O centro respiratório na medula e ponte do tronco cerebral controla a frequência e a profundidade da respiração, (o ritmo respiratório ), por meio de várias entradas. Estes incluem sinais dos quimiorreceptores periféricos e centrais quimiorreceptores; do nervo vago e nervo glossofaríngeo transportando entrada dos receptores de estiramento pulmonar e outros mecanorreceptores nos pulmões . bem como sinais do córtex cerebral e hipotálamo .

  • Medula
  • Pons
    • centro pneumotáxico .
      • Coordena a velocidade de inspiração e expiração
      • Envia impulsos inibitórios para a área inspiratória
      • Envolvido no ajuste fino da frequência respiratória.
    • centro apneústico
      • Coordena a velocidade de inspiração e expiração.
      • Envia impulsos estimulatórios para a área inspiratória - ativa e prolonga as inalações
      • Anulado pelo controle pneumotáxico da área apneústica para encerrar a inalação

Controle do padrão ventilatório

A ventilação é normalmente inconsciente e automática, mas pode ser anulada por padrões alternativos conscientes . Assim, as emoções podem causar bocejos, risos, suspiros (etc.), a comunicação social causa fala, música e assobios, enquanto substituições inteiramente voluntárias são usadas para soprar velas e prender a respiração (por exemplo, para nadar debaixo d'água). A hiperventilação pode ser inteiramente voluntária ou em resposta à agitação emocional ou ansiedade, quando pode causar a síndrome de hiperventilação angustiante . O controle voluntário também pode influenciar outras funções, como a frequência cardíaca, como nas práticas de ioga e meditação .

O padrão ventilatório também é modificado temporariamente por reflexos complexos, como espirros, esforço, arrotos, tosse e vômito.

Determinantes da taxa ventilatória

A frequência ventilatória ( volume respiratório por minuto ) é rigidamente controlada e determinada principalmente pelos níveis sanguíneos de dióxido de carbono, conforme determinado pela taxa metabólica . Os níveis de oxigênio no sangue tornam-se importantes na hipóxia . Esses níveis são detectados por quimiorreceptores centrais na superfície da medula oblonga para diminuição do pH (indiretamente do aumento de dióxido de carbono no líquido cefalorraquidiano ) e pelos quimiorreceptores periféricos no sangue arterial para oxigênio e dióxido de carbono. Os neurônios aferentes dos quimiorreceptores periféricos passam pelo nervo glossofaríngeo (NC IX) e pelo nervo vago (NC X).

A concentração de CO 2 no sangue aumenta com o uso metabólico de O 2 , e a produção de CO 2 aumenta durante, por exemplo, o exercício. O CO 2 no sangue é transportado em grande parte como íons bicarbonato (HCO 3 - ), pela conversão primeiro em ácido carbônico (H 2 CO 3 ), pela enzima anidrase carbônica e, em seguida, pela dissociação deste ácido em H + e HCO 3 - . O acúmulo de CO 2, portanto, causa um acúmulo equivalente dos íons de hidrogênio dissociados, que, por definição, diminui o pH do sangue. Os sensores de pH no tronco cerebral respondem imediatamente a essa queda no pH, fazendo com que o centro respiratório aumente a taxa e a profundidade da respiração . A consequência é que a pressão parcial de CO 2 (PCO2) não muda do repouso para o exercício. Durante sessões de muito curto prazo de exercício intenso, a liberação de ácido láctico no sangue pelos músculos em exercício causa uma queda no pH do plasma sanguíneo, independentemente do aumento da PCO2, e isso irá estimular a ventilação pulmonar o suficiente para manter o pH do sangue constante às custas de um PCO2 reduzido.

A estimulação mecânica dos pulmões pode desencadear certos reflexos, conforme descoberto em estudos com animais. Em humanos, parecem ser mais importantes em neonatos e pacientes ventilados, mas de pouca relevância para a saúde. Acredita-se que o tônus ​​do músculo respiratório seja modulado pelos fusos musculares por meio de um arco reflexo envolvendo a medula espinhal.

Os medicamentos podem influenciar muito a taxa de respiração. Os opióides e os anestésicos tendem a deprimir a ventilação, diminuindo a resposta normal aos níveis elevados de dióxido de carbono no sangue arterial. Estimulantes como anfetaminas podem causar hiperventilação .

A gravidez tende a aumentar a ventilação (diminuindo a tensão do dióxido de carbono no plasma abaixo dos valores normais). Isso se deve ao aumento dos níveis de progesterona e resulta em maior troca gasosa na placenta .

Controle de feedback

Os receptores desempenham papéis importantes na regulação da respiração e incluem os quimiorreceptores centrais e periféricos e os receptores de estiramento pulmonar , um tipo de mecanorreceptor .

Referências

links externos