Regulación de la Ventilación

Fernando Moraga C

La respiración es un proceso rítmico?

CONTROL DE VENTILACIÓN

CONTROL CENTRAL input output

SENSORES EFECTORESQuimioreceptores M.

Respiratorios:Recep. Pulmonares - diafragma

- intercostales - abdominales PO2

y PCO2 constantes.

TRONCO ENCEFALICO

VOLUNTARIO

• Controla el ritmo básico de la respiración.

• Existen neuronas espiratorias e inspiratorias.

• Impulsos inspiratorios (2seg) alcanzan al diafragma por medio de los nervios frénicos y los intercostales externos.

• Los impulsos espiratorios (3seg) provocan la contracción de los músculos intercostales internos y de los abdominales, disminuyendo la cavidad torácica, y dando lugar a una espiración forzada.

• Se ubica en la parte superior de la protuberancia.

• Su función es limitar la inspiración, transmitiendo impulsos inhibidores continuos al área inspiratoria.

• Desconecta el área inspiratoria antes que entre demasiado aire en los pulmones.

• Cuando el área neumotáxica es más activa, la velocidad respiratoria es mayor.

Área Rítmica

área neumotáxica

• Ubicada en la parte inferior de la protuberancia.

• Coordina la transición entre inspiración y espiración.

• Su función es inhibir la espiración y estimular

la inspiración.

Prolonga la inspiración y por lo tanto la FR.

El Área Apnéusica

CENTROS RESPIRATORIOS

CONTROLADORES DEL TRONCO ENCEFALICO

Centro Medular (área rítmica):- Grupo Dorsal inspiración - Grupo Ventral inspiración y espiración

(ejercicio) Centro Neumotáxico:

- Inhibe la inspiración

Centro Apneúsico: - Estimula la inspiraciónAmbos modifican la actividad del área rítmica.

Tiempo de la respiración

• La respiración es un evento cinético. La duración de cada respiración (Ttot) depende de la frecuencia respiratoria. La fuerza de contracción del músculo inspiratorio y la duración de la inspiración (TI) controlan el volumen tidal (VT). La espiración normalmente es pasiva durante el tiempo disponible (TE).

Vías nerviosas

• Vías ascendentesDe los quimioreceptores, ramas para-simpáticas del nervio vago y glosofaringeo se dirigen al área rítmica.

• Vías descendentesAxones de las neuronas del núcleo del fascículo solitario (se dirigen a las motoneuronas del nervio frénico) y las del núcleo retroambiguo (a las neuronas motoras de los músculos accesorios de la respiración).

Reflejo respiratorios

Sistema Gamma

• Son receptores que miden la elongación muscular.

• Forman parte de muchos músculos (intercostales, diafragma)

• Esta información se usa para controlar la potencia de la contracción muscular.

• Participan en la sensación de disnea (sed de aire) en los esfuerzos respiratorios.

Dolor y Temperatura

• La estimulación de los nervios aferentes causan un cambio en la respiración.

• El dolor causa apnea e hiperventilación• El calentamiento de la piel produce hiperventilación.• El descenso de la temperatura corporal produce una

disminución de la FR La hiperventilación en la fiebre se debería a la estimulación de termorreceptores hipotalámicos.

En resumen

QUIMIORECEPTORES

PERIFERICOS En cuerpos carotídeos = bifurcación de

arterias carótidas. Responden a cambios de PO2 y en menor grado a cambios PCO2 y pH.

En cuerpos aórticos = encima y debajo del arco aórtico. Responden a cambios de PO2.

CENTRALES En la superficie ventral del tronco

encefálico. Responden a cambios de PCO2 y de la [H+] arterial.

Características fisiológicas de los cuerpos carotídeos

Alto flujo sanguíneo por gramo de tejido.

• Alto consumo de oxígeno. Pequeña diferencia arterio - venosa.

Quimioreflejo Periférico

Quimiorreceptor Periferico

 

Región Masa (Kg)

Flujo (mL/min)

Flujo Normalizado (mL/min/100gr)

Hígado 2.6 1500 57.7

Riñón 0.3 1260 420

Cerebro 1.4 750 54

Piel 3.6 462 12.8

Músculo esquelético

31 840 2.7

Corazón 0.3 250 84

Cuerpos aórticos 0.000002 0.04 2000

Resto del cuerpo 23.8 336 1.4

Cuerpo completo 63 5400 8.6

Quimiorreceptor Periferico

Los quimiorreceptores periféricos estan constituidos por los cuerpos aórticos y carotídeos. Cada tipo de cuerpo contienen dos tipos de celulas, tipo I (glumus) y tipo II rodeadas por capilares sinusoidales fenestrados. Pesan 2 mg y tienen un flujo de 0.04 mL/min.

Quimiorreceptores periféricos

Existe un flujo de sobre 2000 mL/min/100gr en los quimiorreceptores, lo que es superior a cualquier otra parte relevante del cuerpo. Debido a que el flujo por unidad de masa es tan alto se asume que estos quimiorreceptores solo consumen y sensan O2 disuelto.

Es decir sensan solo la pO2 arterial y no contenido de

O2.

Respuesta quimioreceptora a la hipoxia

Efecto del CO2 en Ventilación

Cambios en la pCO2 arterial estimula a los quimiorreceptores periféricos y centrales 

Experimentalmente se pueden alterar las FIO2 y/ó la FICO2 con lo cual se permite inspirar gases con diferentes cantidades de CO2 y O2 y se logra evaluar la función respiratoria. 

FICO2 PB pCO2 ALVpCO2 ART (QR centrales y perifericos) ventilacion minuto

Controla la presión arterial de CO2 ( + 2 mmHg)

Respuesta Ventilatoria al CO2

Quimioreflejo central

Un ejemplo de control integrado

Respiración periódica de altura a 4200 m.

Es por la hipocapnia?

Es por la hipoxia?

¿Cual es mecanismo?

Patrones Respiratorios Anómalos

Respiración de Biot (apnea-uno ó mas volúmenes corriente altos- apnea). Ocurre en: presión craneal alta y meningitis

Respiración de Cheyne-Stokes (volúmenes variables) Ocurre en: depresión cerebral, sobredosis de drogas, congestion cardiaca, hipoxia (mal de altura)

Respiración de Kussmaul (taquipnea con volúmenes corrientes altos)Ocurre en: cetocidosis diabética

Respiración asistida (ventilación mecánica) pneusis forzada con presión positiva. Ocurre en: destrucción de las vías neurales involuntarias.

Desórdenes del control de la respiración

APNEAS DE SUEÑO– Obstructivas: la insp. se encuentra limitada

por obstrucción de vías respiratorias (orofaringe - tejidos de la base de la lengua).

Síndrome de Pickwick (apnea de sueño asociada a la obesidad).

– Central: disfunción de los centros de control resp. o de la sensibilidad de los QR.

Apnea Obstructiva vs Central

Apnea del sueño de tipo central no obstructiva.

DRG no envía señales hacia los músculos Periodos de apnea pueden durar entre 30-60

segundos Aparentemente hay una baja sensibilidad en sus

quimiorreceptores a los gases O2 y CO2

Seria la causa del sindrome de muerte subita en niños.

Apnea del sueño

En caso extremo hay que:

1) intubar con sedantes y anticolinergicos para inhibir el vomito

2) respiración de presión positiva evitar colapso de la hipofaringe

3) cirugía de tejido blando obstructivo

4) traqueostomia

¿Porqué un EPOC desarrolla un core-pulmonare?

Sensor de Oxígeno, regulador de la expresión génica.Sensor de Oxígeno, regulador de la expresión génica.

Hipertrofia vascularHipertrofia vascular