Clase 42 Fisiología Respiratoria - Regulación de la Respiración (IG:@doctor.paiva)

Regulación de la Respiración

Resumen de la Sección: En esta clase de fisiología respiratoria, se aborda el tema de la regulación de la respiración. Se discuten las generalidades y los diferentes aspectos que influyen en este proceso.

Generalidades sobre la Regulación de la Respiración

• La respiración es un proceso mixto que puede ser voluntario e involuntario.

• Su principal función es mantener niveles óptimos de oxígeno, dióxido de carbono e hidrógeno en los tejidos.

Centros Nerviosos y Quimiorreceptores

• Los centros nerviosos, como la corteza y el tallo encefálico, son responsables del control voluntario e involuntario de la respiración.

• Los quimiorreceptores son receptores que detectan cambios químicos en la sangre.

• Los quimiorreceptores centrales se encuentran en el bulbo raquídeo y responden al aumento de presión parcial de dióxido de carbono y al aumento de hidrógeno.

• Los quimiorreceptores periféricos, como los cuerpos carotídeos y aórticos, son sensibles a disminuciones de oxígeno principalmente.

Centro Respiratorio

• El centro respiratorio se encuentra en el tronco encefálico, específicamente en la protuberancia y el bulbo raquídeo.

• Está formado por grupos neuronales ubicados bilateralmente.

• El grupo dorsal dentro del núcleo del tracto solitario activa la inspiración y controla el ritmo respiratorio.

• Recibe información sensitiva de los quimiorreceptores periféricos y pulmonares, así como del nervio vago.

• Controla la contracción del diafragma y los músculos intercostales externos.

Funciones del Grupo Dorsal

• El grupo dorsal activa la inspiración y controla el ritmo respiratorio.

• Controla la velocidad de aumento de la señal inspiratoria y la interrupción de la rampa inspiratoria.

• Tiene un complejo neuronal llamado complejo de pre bot singer que funciona como un marcapasos para el diafragma.

• Este complejo manda descargas rítmicas desde el nacimiento hasta la muerte, sin depender de estímulos externos.

El centro tóxico y su efecto en la respiración

Resumen de la sección: En esta sección se explora el papel del centro tóxico en el control de la respiración. Este centro, ubicado en la parte superior de la protuberancia en el núcleo para oracle, transmite señales inhibitorias al grupo dorsal, lo que resulta en una inhibición de la inspiración y un control del punto de desconexión de la rampa inspiratoria.

• La intensidad de la señal transmitida por el centro tóxico determina si hay una desconexión prematura o tardía de la rampa inspiratoria.

• Una señal intensa del centro tóxico provoca una desconexión prematura, disminuyendo así tanto el tiempo de inspiración como el tiempo de expiración y aumentando la frecuencia respiratoria.

• Por otro lado, una señal débil del centro tóxico provoca una desconexión tardía, lo que resulta en un mayor tiempo de inspiración y una disminución en la frecuencia respiratoria.

El centro amniótico y su efecto en la respiración

Resumen de la sección: En esta sección se analiza el papel del centro amniótico en el control de la respiración. A diferencia del centro tóxico, este centro estimula la inspiración retrasando el punto de desconexión de la rampa inspiratoria.

• El centro amniótico envía señales excitatorias al grupo dorsal, prolongando así el tiempo de inspiración y disminuyendo la frecuencia respiratoria.

• Esta prolongación de la rampa inspiratoria resulta en un mayor tiempo de inspiración y una menor frecuencia respiratoria.

El grupo central y su función en la respiración

Resumen de la sección: En esta sección se explora el papel del grupo central en el control de la respiración. Este grupo, ubicado en el bulbo raquídeo, contribuye al impulso respiratorio adicional solo cuando hay una sobreestimulación de la respiración, como durante el ejercicio intenso.

• El grupo central permanece inactivo durante la respiración tranquila y no participa en el control rítmico.

• Solo se activa cuando hay una sobreestimulación de impulsos, lo que potencia la inspiración y envía señales directamente a los músculos abdominales y accesorios para aumentar la ventilación durante situaciones de alta demanda.

El reflejo de insuflación pulmonar

Resumen de la sección: En esta sección se aborda el reflejo de insuflación pulmonar, un mecanismo protector que evita una inflamación excesiva de los pulmones.

• Los receptores ubicados en los bronquios y bronquiolos detectan la distensión pulmonar.

• Cuando estos receptores se activan debido a una distensión excesiva, envían señales al grupo dorsal a través del nervio neumogástrico o vago.

• Esto provoca una inhibición similar a las señales transmitidas por el centro tóxico, lo que interrumpe la rampa inspiratoria y evita una inflamación excesiva.

El control químico de la respiración

Resumen de la sección: En esta sección se explora el objetivo del control químico de la respiración y el papel de los quimiorreceptores centrales en este proceso.

• El objetivo de la respiración es mantener niveles adecuados de oxígeno, dióxido de carbono e iones de hidrógeno en los tejidos.

• Los quimiorreceptores centrales, ubicados en el bulbo raquídeo, detectan las alteraciones en estas sustancias.

• La zona quimiosensible, estimulada por los iones de hidrógeno y dióxido de carbono, activa otras zonas del centro respiratorio.

• Estos quimiorreceptores son especialmente sensibles a los iones de hidrógeno y desempeñan un papel importante en el control químico de la respiración.

Transporte de dióxido de carbono y regulación del centro respiratorio

Resumen de la sección: En esta sección se explora cómo el dióxido de carbono (CO2) es transportado en la sangre y su papel en la regulación del centro respiratorio.

Transporte de CO2 y aumento de iones de hidrógeno

• El CO2 pasa fácilmente a través de la barrera hematoencefálica.

• A medida que aumenta el CO2 en la sangre, también aumenta en el líquido intersticial del bulbo raquídeo y en el líquido cefalorraquídeo.

• El aumento del CO2 reacciona con el agua para formar ácido carbónico, que se disocia en iones de hidrógeno y bicarbonato.

• Los iones de hidrógeno estimulan la zona quimiosensible, lo que lleva a un aumento en la ventilación.

Adaptación del centro respiratorio al estímulo continuo del CO2

• La excitación del centro respiratorio por el aumento del CO2 es intensa al principio, pero disminuye gradualmente a lo largo de 1 a 2 días.

• El efecto inicial de excitación disminuye hasta cinco veces su capacidad original.

• Esta adaptación ocurre debido a dos mecanismos: difusión lenta del bicarbonato a través de la barrera hematoencefálica y reabsorción renal de bicarbonato.

Compensación en casos de acidosis respiratoria crónica

• En casos de acidosis respiratoria crónica, donde hay un aumento crónico del CO2 en la sangre, el pH se mantiene normal debido al aumento de bicarbonato.

• Esto se debe a la reabsorción renal de bicarbonato y a una mayor permeabilidad del bicarbonato a través de la barrera hematoencefálica.

Quimiorreceptores periféricos

Resumen de la sección: En esta sección se explora el papel de los quimiorreceptores periféricos en la detección de cambios en los niveles de oxígeno, dióxido de carbono e iones de hidrógeno.

Localización y sensibilidad de los quimiorreceptores periféricos

• Los quimiorreceptores periféricos están ubicados principalmente en los cuerpos carotídeos y en menor medida en los cuerpos aórticos.

• Detectan principalmente la disminución de oxígeno arterial, pero también responden a aumentos en las concentraciones de CO2 e iones de hidrógeno.

Mecanismo fisiológico y respuesta rápida

• Las señales generadas por los quimiorreceptores periféricos son llevadas al centro respiratorio a través del nervio glosofaríngeo (cuerpo carotídeo) y del nervio vago (cuerpo aórtico).

• La estimulación por parte de estos receptores es más rápida que la estimulación por CO2 e iones de hidrógeno.

• Los quimiorreceptores periféricos se activan especialmente durante el inicio del ejercicio o cuando las concentraciones de oxígeno bajan por debajo de cierto umbral.

Conclusiones

Resumen de la sección: En esta sección se presentan las conclusiones finales sobre el transporte de CO2, la regulación del centro respiratorio y el papel de los quimiorreceptores periféricos.

• El dióxido de carbono desempeña un papel importante en la regulación del centro respiratorio.

• La adaptación del centro respiratorio al aumento crónico del CO2 ocurre a través de mecanismos como la reabsorción renal de bicarbonato.

• Los quimiorreceptores periféricos detectan principalmente la disminución de oxígeno arterial, pero también responden a cambios en las concentraciones de CO2 e iones de hidrógeno.

Teorías sobre la inactivación del canal de potasio

Resumen de la sección: En esta sección se presentan diferentes teorías sobre cómo se inactiva el canal de potasio en las células globicas. Una teoría sugiere que la disminución de oxígeno en estas células ocasiona un aumento del mp cíclico, lo cual inactivaría los canales de potasio. Otra teoría plantea que una proteína integral llamada emol, que contiene hierro, podría estar involucrada en la inactivación del canal.

• La disminución de oxígeno puede aumentar el mp cíclico y activar segundos mensajeros que inactiven los canales de potasio.

• Existe una proteína integral llamada emol que contiene hierro y podría estar involucrada en la inactivación del canal.

Función de las teorías sobre la inactivación del canal de potasio

Resumen de la sección: Aunque no se sabe cuál es la teoría correcta, todas las teorías tienen como objetivo activar o inhibir los canales de potasio. La inhibición de estos canales puede causar un aumento en las concentraciones de potasio y provocar una despolarización y un potencial de acción.

• Las diferentes teorías buscan activar o inhibir los canales de potasio.

• La inhibición del canal causa un aumento en las concentraciones de potasio y provoca una despolarización.

Liberación de neurotransmisores

Resumen de la sección: La entrada de calcio a través de los canales dependientes de voltaje, que se abren debido al potencial de acción, ocasiona la liberación de neurotransmisores. Se menciona que el ATP podría ser un neurotransmisor excitador clave.

• El aumento de calcio por la apertura del canal provoca la liberación de neurotransmisores.

• El ATP podría ser un neurotransmisor excitador clave.

Efecto de la hipoxia en la ventilación

Resumen de la sección: La respuesta a la hipoxia en la ventilación es moderada cuando la presión parcial de oxígeno es mayor que 60. Las concentraciones de dióxido de carbono e hidrógeno son responsables de regular la ventilación en personas sanas. Además, existen otros factores como el control voluntario y los receptores jota en los pulmones que influyen en la respiración.

• La respuesta a la hipoxia es moderada cuando hay suficiente presión parcial de oxígeno.

• Las concentraciones de dióxido de carbono e hidrógeno regulan la ventilación.

• Otros factores como el control voluntario y los receptores jota también influyen en la respiración.

Factores que afectan el centro respiratorio

Resumen de la sección: Diferentes factores pueden afectar el centro respiratorio. Por ejemplo, el edema pulmonar, el edema cerebral y los anestésicos pueden influir en su funcionamiento. El grupo dorsal del centro respiratorio está encargado del ritmo respiratorio y del control de la inspiración.

• El edema pulmonar, el edema cerebral y los anestésicos pueden afectar el centro respiratorio.

• El grupo dorsal del centro respiratorio controla el ritmo respiratorio y la inspiración.

Funciones del grupo dorsal y grupo central

Resumen de la sección: El grupo dorsal del centro respiratorio recibe información de los quimiorreceptores y receptores de distensión. Este grupo está encargado del ritmo respiratorio y del control de la inspiración. Por otro lado, el grupo central se activa durante el ejercicio para potenciar la inspiración y también envía señales a los músculos accesorios.

• El grupo dorsal controla el ritmo respiratorio y la inspiración.

• El grupo central se activa durante el ejercicio para potenciar la inspiración.

Inhibición y estimulación del centro respiratorio

Resumen de la sección: El centro neumotóxico puede inhibir al grupo dorsal, disminuyendo la rampa inspiratoria y aumentando la frecuencia respiratoria. Por otro lado, el amniótico estimula la rampa inspiratoria, alargándola e incrementando su duración.

• El centro neumotóxico inhibe al grupo dorsal.

• El amniótico estimula la rampa inspiratoria.