S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración.

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1 S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración

2 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-1 Células marcapaso en el complejo pre-Bötzinger (pre-BÖTC). Arriba: diagrama anatómico del pre-BÖTC de una rata en etapa neonatal. Abajo: muestra del trazo de descargas rítmicas de las neuronas en el complejo pre-Bötzinger de un corte cerebral de rata neonatal. IO, oliva inferior; LRN, núcleo reticular lateral; NA, núcleo ambiguo; XII, núcleo del XII par craneal; 5SP, núcleo espinal del nervio trigémino. (Modificada de Feldman JC, Gray PA: Sighs and gasps in a dish. Nat Neurosci 2000;3:531.)

3 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-2 Neuronas respiratorias en el tallo encefálico. (Continúa.)

4 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-2 (continuación) Neuronas respiratorias en el tallo encefálico. Vista dorsal del tallo encefálico; se retiró el cerebelo. Se muestran los efectos de varias lesiones y secciones del tallo encefálico; los trazos del espirómetro a la derecha indican la profundidad y la frecuencia respiratorias. Si se introduce una lesión en D, la respiración cesa. Se muestran los efectos de cortes más altos, con y sin sección de nervios vagos (véase el texto para obtener detalles). DRG, grupo dorsal de neuronas respiratorias; VRG, grupo ventral de neuronas respiratorias; NPBL, núcleo parabraquial (centro neumotáxico); 4° vent., cuarto ventrículo; IC, colículo inferior; CP, pedúnculo cerebelar medio. Los números romanos identifican los pares craneales. (Modificada a partir de Mitchell RS, Berger A: State of the art: Review of neural regulation of respiration. Am Rev Respir Dis 1975;111:206.)

5 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-3 Las fibras vagales aferentes inhiben la descarga respiratoria. Registros superpuestos de dos respiraciones: (A) con y (B) sin actividad aferente vagal de retroalimentación de los receptores de estiramiento en los pulmones. Nótese que la velocidad de incremento en la actividad del nervio frénico que llega al diagrama no se modifica, pero la descarga se prolonga en ausencia de señales vagales.

6 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-4 Sitio en que están los cuerpos carotídeos y aórticos. Los cuerpos carotídeos están cerca de un gran barorreceptor arterial que es el seno carotídeo. Los cuerpos aórticos se señalan cerca del cayado aórtico.

7 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-5 Organización del cuerpo carotídeo. Las células tipo I (del glomo) contienen catecolaminas. Cuando se exponen a la hipoxia, liberan sus catecolaminas, que estimulan las terminaciones cóncavas de las fibras nerviosas del seno carotídeo en el nervio glosofaríngeo. Las células tipo II similares a las gliales rodean a las células tipo I; es probable que éstas tengan función de soporte.

8 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-6 Efecto de la PCO 2 en las descargas del nervio aferente. Se gráfica la velocidad de descarga de una sola fibra aferente del cuerpo carotídeo (puntos) con varias PO 2 y se adapta a una línea. Se observa aumento marcado en la velocidad de descarga conforme la PO 2 cae por debajo de los niveles de reposo normales (o sea, cerca de 100 mmHg). (Por cortesía de S. Sampson.)

9 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-7 Áreas quimiosensibles rostral (R) y caudal (C) en la superficie ventral del bulbo raquídeo. Para mejor identificación, se han señalado a los pares craneales, la pirámide y la protuberancia.

10 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-8 Respuestas de sujetos normales a la inhalación de oxígeno (O 2 ) y 2, 4 y 6% de dióxido de carbono (CO 2 ). El aumento relativamente lineal en el volumen respiratorio por minuto como respuesta al dióxido de carbono elevado se debe a un aumento tanto en la profundidad como en la frecuencia respiratoria. (Con autorización de Lambertsen CJ. En: Medical Physiology, 13th ed. Mountcastle VB [ed.]. Mosby, 1974.)

11 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-9 Volumen respiratorio promedio por minuto durante la primera media hora después de exposición a gases que contienen diversas cantidades de oxígeno (O 2 ). Hay cambios marcados en la ventilación con valores de PO 2 menores de 60 mmHg. En cada caso, la línea horizontal indica la media; la barra vertical señala una desviación estándar.

12 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-9 (continuación) Valores de PO 2 y PCO 2 alveolares cuando se respira aire a diversas presiones barométricas. Las dos gráficas están alineadas para que la PO 2 de las mezclas inspiradas de gases en la gráfica superior corresponda con la PO 2 con varias presiones barométricas en la gráfica inferior. (Cortesía de RH Kellogg.)

13 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-10 Ventilación con varios valores de PO 2 alveolar cuando la PCO 2 se mantiene constante en 49, 44 o 37 mmHg. Nótese el efecto drástico de la PAO 2 en la respuesta ventilatoria cuando la PACO 2 se incrementa por arriba de lo normal. BTPS, temperatura y presión corporales, saturado con vapor de agua. (Datos de Loeschke HH y Gertz KH.)

14 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-11 Desplegado de líneas que muestra las curvas de respuesta de dióxido de carbono (CO 2 ) con varios valores fijos de PO 2 alveolar. La PAO 2 baja produce una respuesta más sensible a la PACO 2. BTPS, temperatura y presión corporales, saturado con vapor de agua.

15 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-12 Cambios en la respiración y la composición del aire alveolar después de hiperventilación forzada por 2 min. Las barras en la parte inferior indican la respiración, mientras los espacios en blanco significan apnea.

16 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-13 Relación entre la carga de trabajo, concentración sanguínea de lactato y captación de oxígeno (O 2 ). I-VI, cargas de trabajo crecientes producidas por el aumento de la velocidad y la inclinación de una banda sinfín en la que trabajaron los sujetos. (Con autorización de Mitchell JH, Blomqvist G: Maximal oxygen uptake. N Engl J Med 1971;284:1018.)

17 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-14 Representación diagramática de los cambios en la ventilación durante el ejercicio. Véase el texto para obtener detalles.

18 M C G RAW- H ILL E DUCACIÓN Todos los derechos reservados. S ECCIÓN VI. F ISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN Capítulo 36. Regulación de la respiración FIGURA 36-15 Respuestas fisiológicas al ritmo de trabajo durante el ejercicio. Los cambios en la PCO 2 alveolar, la PO 2 alveolar, la ventilación ( ∙ V E ), la producción de dióxido de carbono ( ∙ VCO 2 ), el consumo de oxígeno ( ∙ VO 2 ), el bicarbonato (HCO 3 − ) arterial y el pH arterial con los aumentos graduados en el trabajo de un varón adulto en una bicicleta con ergómetro. Comp resp, compensación respiratoria. STPD, temperatura (0°C) y presión (760 mmHg) estándares, en clima seco. Las líneas de guiones destacan la desviación en relación con la respuesta lineal. Consúltese el texto en busca de más detalles. (Con autorización de Wasserman K: Breathing during exercise. NEJM 1978 Apr 6;298(14):780-5).