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• Sheila Margarita Carranza Alvarado

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Control Químico de la Respiración.

Establecer las diferencias entre el Control automático y Control voluntario de la ventilación. Caracterizar los quimiorreceptores en cuanto localización, estímulo-respuesta que producen.

a

Describir los efectos del CO2, O2 (H) en el control químico de la ventilación. Describir el funcionamiento del circuito de control de la regulación química.

En realizar ajustes necesarios para dar respuesta a los requerimientos metabólicos de O2, de CO2 y del equilibrio ácido base de los líquidos corporales para mantener el pH normal. •La ventilación contribuye por tanto a la homeostasis del O2, CO2 e H y es regulado por 2 tipos de sistemas de control: Voluntario:

Automático (Autonómico):

A cargo de la corteza cerebral:

•A través de Haz cortico espinal:

•Llegan la información a la Médula.

•A través de motoneurona alfa se controlan los músculos respiratorios, permitiendo:

Detener voluntariamente ventilación (Apnea voluntaria).

la

Aumento voluntario de la ventilación dependiendo de las situaciones hasta valores máximos. Ajustes ventilatorios con ciertas actividades (hablar, cantar).

A cargo del tallo cerebral:

•A través de Haz bulbo espinal:

•Llegan la información a la Médula. Generar el ritmo básico de la respiración. •Controlan los músculos respiratorios, permitiendo:

Realiza los ajuste necesarios para la Homeostasis del H, O2 y CO2.

Se necesita la información sensorial de los diversos receptores para que ambos sistemas de control actúen conjuntamente:

•Quimiorreceptores: A nivel central y periférico. Responde a cambios sanguíneos de H, CO2 y O2. •Receptores pulmonares: Parénquima pulmonar y vías respiratorias superiores. Responde a cambios mecánicos de la respiración pulmonar.

•Propioreceptores: Musculo respiratorios. Realizan ajustes necesarios e inmediatos en condiciones de trabajo del músculo respiratorio.

Aquí participan neuronas organizadas en redes bilateralmente a nivel del bulbo raquídeo y protuberancia del tronco encefálico, las cuales interactúan entre sí. Algunas neuronas actúan en el proceso de inspiración (Neuronas inspiratorias), otras en la espiración (neuronas espiratorias). •Algunas neuronas envían sus axones a la médula a la moto neurona del músculo respiratorio (Neuronas bulbo espinales), estas son neuronas premotoras que se clasifican: Bulboespinales inspiratorias. Bulboespinales espiratorias.

La mayoría de las neuronas del tallo cerebral hacen conexión solamente en el tallo (Neuronas propiobulbares), estas se activan en distintos momentos del ciclo respiratorio y ejercen entre si fuerzas excitatoria e inhibitorias. •Entre los grupos neuronales del tronco encefálico tenemos:

Grupo respiratorio dorsal. Centro neumotáxico. Grupo respiratorio ventral.

Controlan la respiración y ritmo respiratorio. La mayoría de sus neuronas se localizan en el núcleo del tracto solitario, donde llegan las terminaciones sensitivas de los nervios vago y glosofaríngeo (Señales de Quimiorreceptores y Barorreceptores periféricos).

Limita la duración de la inspiración e incrementa la frecuencia respiratoria. Si aumenta o reduce su actividad, produce el mismo efecto en los parámetros anteriores. Al limitar la inspiración, se acorta la espiración y todo el ciclo respiratorio se incrementa.

•Organización de centros respiratorios:

Localizado en ambos lados del bulbo raquídeo. Participa en la inspiración y espiración de manera distinta al grupo dorsal, ya que sus neuronas permanecen tranquilas durante la respiración tranquila. Contribuye con un impulso respiratorio adicional para aumentar la ventilación pulmonar.

Sistema activador reticular: Aferencia sensorial (Quimiorreceptores):

+

+

•Patrón generador central (Inicio de la actividad neuronal):

+ •Red de interacción neuronal (Transición entre la fase inspiratorio-post-inspiratoria y espiratoria):

+ •Neuronas bulbo espinales inspiratorias: +

+ •Neuronas bulbo espinales espiratorias:

+

•Médula espinal:

•Músculos respiratorios:

Representa el principal estímulo fisiológico para la regulación de la ventilación. Está dado por:

Al incremental la incrementa la pulmonar.

PCO2 se ventilación

Si la PCO2 pasa de 40 a 60mmHg, la ventilación cambia de 6L/min a 7.5L/min. Cuando el cambio de PCO2 excede los 70mmHg se deprimen los centros nerviosos respiratorios.

•Aumento del PCO2 (Estímulo fisiológico principal): •Aumento del H. •Reducción del PO2.

El cambio de ventilación que se da por cada mmHg en la PCO2, determina la sensibilidad variable de persona a persona, con valor de 2-5L/min/mmHg. Este valor se incrementa en la Hipoxia, acidosis metabólica y por efecto de algunas hormonas (Progesterona). Se reduce bajo efecto anestésicos, narcóticos, sedantes, sueños, EPOC y con la edad.

Está dado por: •Aumento del PCO2 (Estímulo fisiológico principal):

•Aumento del H.

El aumento del H (Independiente de los cambios de PCO2), incrementa la ventilación pulmonar, esto a expensa de ácidos orgánicos no volátiles (Acidosis metabólica).

•Reducción del PO2. Se incrementa la ventilación por cada unidad de cambio de pH, lo que reduce la PCO2 que representa un estímulo negativo para la ventilación que contrarresta el positivo producido por el cambio de H.

Está dado por: •Aumento del PCO2 (Estímulo fisiológico principal): •Aumento del H. •Reducción del PO2.

Si aumenta ventilación.

la

PO2

reduce

la

En condiciones isocápnicas es muy marcado el incremento de la ventilación, ya que reduce la PCO2. El incremento de la ventilación se torna importante cuando la disminución de la PO2 llega a valores menores de 50-60mmHg (EPOC, Hipoxia o Hipoxemia).

Todos los cambios de PCO2, PO2 e H, necesitan ser captados por quimiorreceptores para poder corregirse.

•Aumento del PCO2 (Estímulo fisiológico principal):

•Aumento del H.

•Reducción del O2.

Condición isocápnica:

Se clasifican en:

•Periféricos: Localizados en cuerpo carotideo (Bifurcación de la arteria carotidea) y cuerpo aórtico.

CUERPO CAROTIDEO: Conexión nerviosa a través del Nervio glosofaríngeo (IX) con el tallo. Su actividad tónica incrementa por: Reducción de PO2 y flujo sanguíneo. Incremento de PCO2 e H. Aumento de la osmolaridad plasmática y temperatura.

Se clasifican en:

•Periféricos:

CUERPO CAROTIDEO: Inducen incremento de: Ventilación (Principalmente).

alveolar

Bradicardia (Secundaria). Hipotensión (Secundaria).

Se clasifican en:

•Periféricos:

CUERPO AÓRTICO: Localizado en el arco aórtico. Conectados con el tallo por el Nervio Vago (X). Tiene actividad tónica que incrementa al reducirse la PO2 e incrementar la PCO2. Inducen: Taquicardia. Aumento de la presión arterial.

Se clasifican en: •Centrales: En el tallo cerebral se identifican en 3 áreas Quimiosensibles:

Área rostral: Lateral a la pirámide bulbar y medial a la raíz del nervio Vago y Facial (X y VII). Caudal: Lateral a la pirámide y medial a la raíz del nervio Hipogloso (XII).

Intermedia: Entre las 2 áreas.

Sus funciones son:

•Detectar los cambios en los niveles sanguíneos de PO2, PCO2 e H.

•Barrera Hematoencefálica: •Plasma:

•CO2 / H.

•Área Quimiosensibles (AQS): •LCR:

•CO2+H2O = H2CO3 = HCO3+H

Estas áreas responden a cambios en los niveles de H en LEC, los cuales se encuentran en equilibrio con los niveles de H en el líquido cefalorraquídeo.

La barrera hematoencefálica es muy permeable al H y CO2, que al atravesarla originan HCO3 e H (Este último estimula las diferentes áreas).

También se modifica la ventilación en respuesta a receptores: •Pulmonares: Clasificados en: Receptores de estiramiento pulmonar.

Receptores de irritación pulmonar. Terminaciones nerviosas amielínicas: Fibras C y J. •Propio receptores: Ubicados en el músculo respiratorio, incluyen: Receptores del huso muscular. Órgano tendinoso de Golgi.

Localizados en el pulmonar y vías superiores.

parénquima respiratorias

Estos responden a cambios mecánicos que acompañan la ventilación pulmonar. •De adaptación lenta. •Respuesta sostenida estímulo prolongado.

ante

un

•Localizado en músculo liso de vías aéreas intra y extra torácicas.

•Estímulo: Distensión pulmonar. •Respuesta: Interrumpir de modo brusco y abrupto la inspiración y prolongar la espiración (Reflejo de Hering Breuer).

Receptores pulmonar:

de

estiramiento

Receptores de irritación pulmonar: •De adaptación rápida (Dejan de responder a estímulos sostenidos). •Localizados en células epiteliales de vías aéreas.

•Estímulo: Sustancias químicas endógenas (Histaminas) y/o exógenas (Humo y otros irritantes). •Inducen: Producción de tos, moco y Broncoconstricción.

Terminaciones nerviosas amielínicas: •Receptores Fibras tipo C. Responden a estímulos químicos.

Respuesta: Broncoconstricción, realizan un rol fisiopatológico (Participan en el Asma bronquial).

•Receptores Fibras tipo J. Localizado a nivel profundo del parénquima pulmonar. Responden a congestión vascular pulmonar. Respuesta: Rol fisiopatológico por medio de la Disnea.

En músculos respiratorios. Permiten realizar los ajustes necesarios e inmediatos en condiciones de trabajo de los músculos respiratorios. Incluyen: •Husos musculares: Son mayores en los músculos intercostales. Estímulo: Estiramiento muscular. Respuesta: Cambio súbito en la carga mecánica respiratoria.

•Órgano tendinosos de golgi:

Principalmente en el Diafragma. Protegen ante situaciones de tensión muscular excesiva.