Regulación nerviosa de la frecuencia respiratoria. Profesora: Karina Brevis.

Objetivo: Conocer la Regulación Nerviosa de la Frecuencia Respiratoria y su relación con las vías aferentes y eferentes.

Observa con atención…

¿Cómo se regula el funcionamiento de los músculos que participan en la ventilación pulmonar? ¿Cómo es posible regular el aumento en la frecuencia respiratoria cuando nuestro organismo necesita más oxígeno?

¿Qué es la ventilación pulmonar? La ventilación pulmonar es el proceso por el que se realiza el intercambio gaseoso a nivel pulmonar. Durante la inspiración se contrae el músculo diafragma, con lo cual aumenta el volumen de la cavidad torácica.

El control nervioso de la ventilación pulmonar esta regulado por el centro respiratorio. Éste está formado por grupos de neuronas que, funcionalmente se dividen en 3 áreas: Área rítmica bulbar, que posee las áreas inspiratorias y espiratoria, y está ubicada en el bulbo raquídeo. Y las áreas neumotáxica y apnéusica, ubicadas en la protuberancia.

Al activarse el área inspiratoria (cuando el aire abandona los pulmones) se conducen impulsos nerviosos, a través de determinados nervios, que provocan la contracción de los intercostales externos y del diafragma, con lo cual se produce la inspiración.

En las paredes de los bronquios y bronquiolos existen receptores sensibles a la distensión, los que envían impulsos nerviosos, a través de nervios, hasta el área inspiratoria, provocando su inhibición. Esto determina la relajación de los músculos (intercostales y diafragma) ocurriendo la espiración.

Cuando el aire abandona los pulmones, los receptores de distensión dejan de ser estimulados, por lo tanto, cesa la inhibición del área inspiratoria y se puede iniciar una nueva inspiración.

El área rítmica bulbar regula el ciclo de la ventilación, es decir, la relación entre los tiempos de inspiración y espiración, y también controla la amplitud del ciclo. El centro respiratorio también está bajo la influencia de la corteza cerebral, lo cual permite, dentro de ciertos límites, el control voluntario de los movimientos respiratorios, tanto de la inspiración como de la espiración.

¿De qué depende la frecuencia y profundidad de la ventilación pulmonar? El centro respiratorio del tronco encefálico ajusta la respiración según los niveles de actividad física: reduce la frecuencia durante el sueño y la aumenta durante el ejercicio físico. En esta última situación, además aumenta la profundidad de la ventilación pulmonar.

Las células más activas liberan más dióxido de carbono porque tienen frecuencias más altas de respiración celular. El centro respiratorio está conectado con vías aferentes provenientes de un tipo de quimiorreceptor llamado cuerpo carotídeo y cuerpo aórtico, que están en contacto con la sangre que pasa por estas arterias.

Estos receptores envían información sobre la composición química de la sangre. Cuando aumenta la presión de dióxido de carbono o cuando disminuye la presión de oxígeno, se estimula la actividad del centro respiratorio, Lo que determina el incremento de la frecuencia y la profundidad de la ventilación pulmonar. El centro respiratorio también está modulado por quimiorreceptores localizados en el bulbo raquídeo.

RECERTOR NERVIO SENSITIVO CENTRO ELABORADOR EFECTOR NERVIO MOTOR Receptores pulmonares de estiramiento NERVIO SENSITIVO Nervio Vago CENTRO ELABORADOR Centros respiratorios EFECTOR Diafragma e intercostales NERVIO MOTOR Nervio frénico

Regulación química de la respiración Grupo de neuronas quimiosensibles del centro respiratorio: sensibles a variaciones en PCO2 e hidrogeniones El CO2 atraviesa la barrera hemaotencefálica y allí genera hidrogeniones que van a estimular directamente estas neuronas y esta señal se transmitirá al resto del centro respiratorio.

Efecto de la PCO2 sobre la ventilación alveolar Efecto de la PCO2 sobre la ventilación alveolar. Aumentos en la PCO2 de CO2 sanguíneo producen grandes aumentos de la ventilación alveolar. La estimulación por incremento de hidrogeniones es 10 veces menor. Las variaciones en la PO2 no tienen efecto directo sobre el propio centro respiratorio pero si indirecto a través de quimiorreceptores periféricos. Esto es debido a la gran reserva de O2 que existe unido a la Hb. y que actúa como amortiguador de las variaciones de de PO2 en los tejidos.

Chemoreceptor Control Chemoreceptor input modifies the rate and depth of breathing. Oxygen content of blood decreases more slowly because of the large “reservoir” of oxygen attached to hemoglobin. Chemoreceptors are more sensitive to changes in PC02. H20 + C02 Rate and depth of ventilation adjusted to maintain arterial PC02 of 40 mm Hg. H2C03 H+ + HC03-

Chemoreceptor Control Central chemoreceptors: More sensitive to changes in arterial PC02. C02 H+ cannot cross the blood brain barrier. C02 can cross the blood brain barrier and will form . H2C03 H+ H2C03

Chemoreceptor Control Peripheral chemoreceptors: Are not stimulated directly by changes in arterial PC02. C02 H2C03 H+