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Fisiologia RespiratóriaFisiologia Respiratória
Regulação da RespiraçãoRegulação da Respiração
22
IntroduçãoIntrodução
O ritmo básico da respiração é controlado por centros respiratórios localizados no tronco cerebral
Este ritmo pode ser modificado por sinais provenientes de receptores sensoriais e de outras regiões do cérebro
33
ObjetivosObjetivos
Compreender como o centro respiratório controla a respiração e mantem a homeostase
Compreender como PCO2, pH, PO2, e outros fatores afetam a respiração
Compreender a relação entre respiração e pH
Compreender os fatores que estimulam a respiração no exercício
44
Homeostase e Controle da Homeostase e Controle da RespiraçãoRespiração
O corpo mantem a homeostase através de mecanismos de controle que têm 3 componentes básicos:1. Receptores
2. Centros de controle
3. Efetores
55
Homeostase e Controle da Homeostase e Controle da RespiraçãoRespiração
Os principais fatores que controlam a respiração são as alterações químicas:
Alterações de PCO2, PO2 e pH arteriais são monitorados por receptores chamados quimioreceptores
Sinais sensoriais são enviados para o centro respiratório no tronco cerebral
Ocorre uma resposta modificando frequência e profundidade da respiração, para a correção das alterações iniciais
66
Homeostase e Controle da Homeostase e Controle da RespiraçãoRespiração
pO2, pCO2 e pH ±
Quimiorecetpres
C.Respiratório
Resposta
Alt.Ventilação
Correção da alteraçãoinicial
77
Centro InspiratórioCentro Inspiratório
Um par de grupamentos de neurônios chamados grupo respiratório dorsal, localizados no tronco cerebral, dita o ritmo básico e automático da respiração, iniciando a inspiração
O centro inspiratório envia impulsos pelos nervos frênicos para o diafragma, e pelos nervos intercostais para os músculos intercostais externos, fazendo a contração durante 2 segundos
88
Centro InspiratórioCentro Inspiratório
Em seguida os neurônios cessam o estímulo nos próximos 3 segundos
Os músculos relaxamA elasticidade toracopulmonar promove a
expiraçãoEsta seqüência ocorre entre 12 e 15
vezes por minuto
99
Centro InspiratórioCentro Inspiratório
CerebeloBulbo
CentroInspiratório
Ponte
1010
Centro InspiratórioCentro Inspiratório
Centro
N.Frênico
Diafragma
N.Interc.
Int.Ext.
Descargas
Inspiração2 segundos
Expiração – 3 seg
Descargas
Inspiração2 segundos
Expiração – 3 seg
1111
Outros Componentes do Centro Outros Componentes do Centro RespiraórioRespiraório
Um segundo grupo de neurônios na medula, o centro expiratório ou grupo respiratório ventral, funciona principalmente na expiração forçada, estimulando os intercostais internos e os músculos abdominais
Outros centros respiratórios localizados na ponte modificam a inspiração e permitem uma transição suave entre a inspiração e a expiração Papel ainda pouco conhecido
1212
Outros Componentes do Centro Outros Componentes do Centro RespiraórioRespiraório
Ponte
Bulbo
Núcleo ventralN. dorsal
Cerebelo
1313
Localização dos QuimioreceptoresLocalização dos Quimioreceptores
Modificam o ritmo respiratório básico estabelecido pelo centro respiratórioCentrais e Periféricos
Respondem as modificações de PCO2, pH, e PO2 no sangue arterialSão os fatores mais importantes
1414
Quimioreceptores CentraisQuimioreceptores Centrais
Localizados na medula, no assoalho do quarto ventrículo, monitoram o pH associado com os níveis de CO2 no líquor
Fazem sinapses diretamente com o centro respiratório
1515
Quimioreceptores CentraisQuimioreceptores Centrais
Cerebelo
Quimiorecep.
N. dorsal
Bulbo
Ponte
1616
Quimioreceptores PeriféricosQuimioreceptores Periféricos
Localizados na crossa da aorta e bifurcação das carótidas, monitoram PCO2, pH e PO2 no sangue arterial
A informação vai ao centro respiratório via nervos vagos e glossofaríngeos
1717
Quimioreceptores PeriféricosQuimioreceptores Periféricos
N.glossof.
Quimiorec.
N.vagos
Carótidas
Quimiorec.
1818
Quimioreceptores Centrais:Quimioreceptores Centrais:Efeito da pCOEfeito da pCO22
O fator mais importante no controle da frequência e profundidade da respiração é o efeito da pCO2 nos quimioreceptores centrais
CO2 difunde facilmente do sangue para o líquor, no quarto ventrículo
CO2 combina com água e forma ácido carbônico, que se dissocia em hidrogênio e bicarbonato
1919
Quimioreceptores Centrais:Quimioreceptores Centrais:Efeito da pCOEfeito da pCO22
A maior parte do hidrogênio no líquor é derivado da reação:
O hidrogênio estimula os quimioreceptores centrais, que enviam impulsos para o centro respiratório na medula
2020
Quimioreceptores Centrais:Quimioreceptores Centrais:Efeito da pCOEfeito da pCO22
CO2 H2O H2CO3 H HCO3
SangueLíquor Assoalho
Quimior.
2121
FeedbackFeedback
+
+
+ -
+
+
+
+
+
ReduçãoDa pCO2
CorreçãoDa alteração
2222
Receptores Periféricos: Efeitos das Receptores Periféricos: Efeitos das Mudanças no pHMudanças no pH
Os quimioreceptores periféricos também respondem às modificações no pH causadas pelas modificações na PCO2
Monitoram diretamento o sangue e não o líquor
CO2 aumentado, diminui o pH, que estimula os quimioreceptores periféricos
2323
Receptores Periféricos: Efeitos das Receptores Periféricos: Efeitos das Mudanças no pHMudanças no pH
Maior número de impulsos para o centro respiratório
Maior estímulo dos músculos respiratóriosAumento da ventilaçãoEliminação de CO2, com regularização
dos níveis sanguíneosRegularização do pH
2424
Receptores Periféricos: Efeitos das Receptores Periféricos: Efeitos das Mudanças no pHMudanças no pH
Os quimioreceptores periféricos também responde a outros ácidos, como o ácido lático durante o exercício
Músculos em atividade produzem ácido lático para o sangue, que libera íons hidrogênio, que diminui o pH, que estimula os receptores periféricos
Mais impulsos nervosos para o centro respiratório
2525
Receptores Periféricos: Efeitos das Receptores Periféricos: Efeitos das Mudanças no pHMudanças no pH
Que estimula os músculos respiratóriosQue aumentam a ventilaçãoEliminação de CO2 diminuindo o seu nível
no sangueDesvio da reação para a esquerda,
diminuindo os níveis de hidrogênio
2626
FeedbackFeedback
++ -
+
+
+
+
+
DiminuiçãoDa pCO2Desvio daReação paraA esquerda
2727
Quimioreceptores Periféricos: Quimioreceptores Periféricos: Efeito da pOEfeito da pO22
Os quimioreceptores periféricos também monitoram a pO2 arterial, porém esta deve cair abaixo de 60 mmHg para que haja resposta
A pO2 alveolar normal é de 100 mmHg, o que resulta em saturação de 98% da hemoglobina
Com 60 mmHg a saturação da hemoglobina ainda é de 90%
2828
Quimioreceptores Periféricos: Quimioreceptores Periféricos: Efeito da pO2Efeito da pO2
O aumento de ventilação nesta faixa de variação aumenta muito pouco a quantidade de O2 no sangue
Nas altitudes muito elevadas a pO2 cai abaixo de 40 mmHg, a hemoglobina ficará apenas 75% saturada
Há aumento da ventilação e,Considerável aumento na quantidade de
O2 no sangue
2929
Quimioreceptores Periféricos: Quimioreceptores Periféricos: Efeito da pO2Efeito da pO2
3030
FeedbackFeedback
- O2
+
+
+
+
+
Aumento doO2 no sangueCom correçãoDe seus níveis
3131
HiperventilaçãoHiperventilação
- +
- -
-
-
-
-
Aumento da pCO2 e correção
3232
HiperventilaçãoHiperventilação
Normalmente não causa aumento dos níveis de O2 no sangue uma vez que este é pouco solúvel, e normalmente a hemoglobina está quase totalmente saturada de oxigênio
3333
HipoventilaçãoHipoventilação
Ocorre quando a frequência e a profundidade da respiração não é suficiente para manter os níveis normais de gases no sangue
Pouco oxigênio é inalado e a pO2 cai, mas não o suficiente para estimular os quimioreceptores periféricos
Há acúmulo de CO2 e a reação química se faz da esquerda para a direita, aumentando o hidrogênio e diminuindo o pH
3434
HipoventilaçãoHipoventilação
A pCO2 elevada diminui o pH no líquor e estimula os quimiorecetpres centrais, que estimulam o centro respiratório
A pCO2 elevada diminui o pH no sangue e estimula os quimioreceptores periféricos, que estimulam o centro respiratório
Estímulo dos músculos respiratóriosAumento da ventilação
3535
HipoventilaçãoHipoventilação
Mais oxigênio é inalado e gás carbônico exalado
Desvio da reação química para a esquerda
Retorno dos gases arteriais e do pH aos níveis normais
3636
Hipoventilação: Preencher com Hipoventilação: Preencher com sinais de + ou -sinais de + ou -
3737
Exercício: Preencher com sinais de Exercício: Preencher com sinais de + ou -+ ou -
3838
Outros Fatores que Alteram a Outros Fatores que Alteram a RespiraçãoRespiração
1. Controle voluntário: enviando sinais a partir da córtex cerebral para os músculos respiratórios, pode-se mudar a frequência e a profundidade da respiração, prender, falar etc. O estímulo dos quimioreceptores pode se sobrepor à vontade
2. Dor e emoções: dor, medo, e ansiedade, agem pelo hipotálamo, estimulando ou inibindo o centro respiratório. Rir e chorar também modificam a respiração
3939
Outros Fatores que Alteram a Outros Fatores que Alteram a RespiraçãoRespiração
3. Irritantes pumonares: Poeira, fumaça, gases, excesso de muco e outros irritantes estimulam receptores nas vias aéreas, que iniciam reflexos protetorres de tosse e espirro, para remoção do fator irritante
4. Hiperinsuflação pulmonar: Receptores de estiramente na pleura visceral e vias aéreas mais calibrosas mandam sinais inibitórios ao centro respiratório durante inspirações muito profundas, evitando distensão excessiva (Reflexo de Hering Breuer)
4040
Respiração no ExercícioRespiração no Exercício
No exercício acentuado a profundidade da respiração aumenta mais do que a frequência
As modificações da PCO2 e PO2 não desempenham um papel importante no estímulo da ventilação
Os fatores envolvidos provavelmente são:1. Resposta por aprendizado prévio: provavelmente
em anatecipação ao exercício, por conhecimento prévio
4141
Respiração no ExercícioRespiração no Exercício
2. Estímulo neural a partir da córtex motora: estímulo dos músculos e do centro respiratório
3. Proprioceptores em músculos e articulações: estimulam o centro respiratório
4. Aumento da temperatura corporal: estimula o centro respiratório
5. Epinefrina e norepinefrina cirdulantes: produzidas pelas adrenais, estimulam o centro respiratório
6. Modificações no pH devido ao ácido lático: é outro estímulo
4242
FimFim