4. Regulation of Respiration. In: Barrett KE, Barman SM, Brooks HL, Yuan JJ. eds.Ganong's Review of Medical Physiology, 26e New York, NY: McGraw-Hill; . http://accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?bookid=2525§ionid=204297794. Accessed August 09, 2019.
3. Respiratory Physiology & Anesthesia. In: Butterworth IV JF, Mackey DC, Wasnick JD. eds. Morgan & Mikhail's Clinical Anesthesiology, 6e New York, NY: McGraw-Hill; . http://accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?bookid=2444§ionid=193560150. Accessed August 10, 2019.
2. Introduction to Pulmonary Structure & Mechanics. In: Barrett KE, Barman SM, Brooks HL, Yuan JJ. eds. Ganong's Review of Medical Physiology, 26e New York, NY: McGraw-Hill; . http://accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?bookid=2525§ionid=204297523. Accessed August 10, 2019.
ESTUDIANTES: Yency Milena Avila, Carolina Franco, Ingrid Carolina Martinez, Andrea Sanchez y Maria Paula Vera.
Barre, K & cols. (2010). GANONG FISIOLOGÍA MÉDICA. Mexico D.F: Mc Graw Hill.
Topic flotante
REFERENCIAS: García Cabrera, L., Rodríguez Reyes, O., & Rodríguez Carballosa, O. B. (2011). Regulación de la respiración: organización morfofuncional de su sistema de control / Regulation of breathing: morphological and functional organization of its control system. MEDISAN, (4), 558. Retrieved from http://search.ebscohost.com.ez.urosario.edu.co/login.aspx?direct=true&db=edssci&AN=edssci.S1029.30192011000400020&lang=es&site=eds-live&scope=site
pO2 40 mmHg , pN2 573 mmHg, pH2O 47 mmHg, pCO2 46 mmHg
pO2 95 mmHg , pN2 573 mmHg, pH2O 47 mmHg, pCO2 40 mmHg
sangre venosa
sangre arterial
se mezcla con
pO2 158 mmHg , pN2 596 mmHg, pH2O 5.7 mmHg, pCO2 0.3 mmHg
Aire inspirado
pO2 40 mmHg,pN2 573mmHh, pH2O 47mmHg, pCO2 46 mmHg
hiperventilación que colabora con la reducción de dióxido de carbono (CO2) en la sangre
Respiración típica de las acidosis
metabólicas
respiración con una frecuencia y una profundidad aumenta
(hiperventilación) y mantenida en el tiempo.
Lesiones encefálicas del bulbo
hipertensión intracraneal
Respiración característica
Alternados con periodos donde se efectúan cuatro o cinco respiraciones de idéntica profundidad
periodos irregulares de apnea
Estos ciclos de apnea e hipercapnia continúan, lo que resulta en la respiración
los niveles de PCO2 durante la hiperventilación caerán por debajo de los niveles de umbral de apnea
resultará en apnea nuevamente
Dará como resultado la fase de hiperventilación
Este aumento lento en los niveles de PCO2 estimulará los quimiorreceptores
los niveles fluctuantes de PCO2(45 mmHg) alrededor de este umbral
se inicia y se mantiene debido al cambio en el umbral de apnea
Inicialmente en pacientes con insuficiencia cardíaca o accidente cerebrovascular,
trastorno respiratorio caracterizado por episodios cíclicos de apnea e hiperventilación
Pérdida excesiva del tono muscular
Alteración de reflejos de compensación durante
el sueño
VAS
de menor calibre
cargas mecánicas
El aumento de la colapsabilidad de la
faringe se debe a factores anatómicos
hipoxia seguida de re-oxigenación y despertares transitorios
Se caracteriza por episodios repetidos de obstrucción parcial o completa de la faringe durante el sueño
apnea obstructiva del sueño
Pueden ocurrir más de 30 veces por hora.
Dura desde unos pocos segundos a minutos
Respiración se interrumpe o se hace muy superficial
Narcoticos
tumores
Alcohol
Durante el sueño normal
afectada usualmente
Frecuencia respiratoria disminuida pero regular por debajo de los valores normales.
Salida a las aéreas de control respiratorio. (nivel del tallo
encefálico)
zona perisilviana
Receptores
respiratorios centrales
Estimulación aferente desde
la corteza prefrontal y el hipotálamo
Mecanismo subyacente
pO2 104 mmHg, pN2 569 mmHg, pH2O 47 mmHg, pCO2 40 mmHg
SNC: tumores, infección
Cardiovascular: insuficiencia cardiaca hipotensión arterial
Metabólico: acidosis, insuficiencia hepática
Respiratorios
LEYES QUE DIRIGEN LA DIFUSIÓN
Ley de Fick
Gradiente de presiones de gases respiratorios
La velocidad neta de difusión
Peso de las moleculas de gas
Distancia por la cual se difunde
Son inversamente proporcionales a la velocidad de Difusión
Área transversal del liquido (área de difusión)
Son directamente proporcionales a la velocidad de difisión
No respiratorios
Alvéolo
Capilar
Hipoxemia
Hipercapnia
Trauma
Edema pulmonar
Hipertensión pulmonar
Derrame pleural
Miedo
Ansiedad
Llanto
Ejercicio
Dolor
Fiebre
Patológicos
Fisiológicos
Produce de forma
secundaria a diversos estados
Aumento de la frecuencia
respiratoria por encima de los valores normales esperados para
la edad
Tipos de respiración anormal
Kussmaul
Biot
Cheyne-Stokes
Apnea
Bradipnea
Taquipnea opolipnea
Incremento de la frecuencia de descarga de potenciales de acción
AMBOS CUERPOS
Bulboraquideo
Seno carotideo y nervios glosofaríngeos
Los vagos
Las fibras aferentes ascienden por:
Velocidad: 7 a 12 m/s
Diámetro: 2 a 5 um
Fibras nerviosas adquieren una vaina de mielina
Fuera de la capsula de cada cuerpo
Induce entrada de iones de calcio
Disminución de la salida de iones de potasio
Despolarización de la célula
Se reducen dependiendo del grado de hipoxia
Conductos de potasio
Contiene:
Rodea de 4 a 6
células tipo I.
Función de sostén
Liberación DOPAMINA (Principal neurotransmisor)
Se liberan por la exposición a hipoxia y cianuro
Gránulos centrales con catecolaminas
Se localizan en los cuerpos carotideos
Diferencia de presiones entre el alveolo o el capilar
Solubilidad del gas
El CO2 es 20 veces mas soluble que el O2 en T corporal y presiòn atmosferica
PERFUSIÓN
Intercambio del capilar a los tejidos del cuerpo
O2 de capilar a tejido y CO2 de tejido a capilar
Viscosidad sanguinea
Cantidad de Hemoglobina
Subtema
DIFUSIÓN
Intercambio entre el alveolo y el capilar
O2 de alveolo a capilar y CO2 de capilar a alveolo
Membrana AlveoloCapilar
Integridad del capilar
Peso molecular de los gases
Concentración de gases a cada lado de la membrana
Grosor y diametro
VENTILACIÓN
Entrada de O2 del ambiente al alveolo ACTIVO
Salida del CO2 del alveolo al ambiente PASIVO
Via aerea permeable
Volumen de aire corriente
Musculos respiratorios Diafragma e intercostales externos
SNC Oden principal
Presión parcial de los gases
Relación de Va/Q
Relación Ventilación/Perfusión
Todas las variaciones fisiológicas posibles de las Presiones parciales de los gases a nivel alveolar.
En bepedestación
Cociente Va/Q aumenta
PO2 disminuye y PCCO2 aumenta
Conciente Va/Q reducido
PO2 aumenta y PCO2 disminuye
Componente del gas, FIO2 y ventilación global
Composición de sangre, GC y consumo de O2 tisular
GASES FISIOLÓGICOS EN LA RESPIRACIÓN
CO2
Alveolo
O2 y N2
El aire ambiente
La contracción de
los músculos inspiratorios determina simultáneamente la disminución del tono de los espiratorios y viceversa.
La contracción de los músculos respiratorios se debe a impulsos nerviosos originados en
las motoneuronas correspondientes de la médula espinal.
Principales responsables del ritmo respiratorio
Finalmente, los controladores trasmiten a los efectores (músculos respiratorios) las
órdenes adecuadas para que la respiración ejerza su acción homeostática
EFECTORES
Contiene hasta 6 tipos de neuronas respiratorias
En esta zona se localiza el CPG, ya que es capaz de generar un ritmo respiratorio y su lesión da lugar a alteraciones del ritmo, tanto in vivo como in vitro.
Complejo de pre – Bötzinger
Está formado por diversos tipos funcionales de neuronas espiratorias, algunas
motoneuronas que inervan la laringe y la faringe, otras son interneuronas.
Incluye una densa población de neuronas que se agrupan y forman el llamado
complejo de Bötzinger
Parte más rostral, se localiza en la vecindad del núcleo retrofacial
Contiene fundamentalmente neuronas
inspiratorias, pero incluye también las propiobulbares, las cuales coordinan la actividad de los músculos respiratorios con el control de la resistencia de las vías aéreas superiores.
Parte intermedia, denominada núcleo paraambiguo
Las zonas de muchas de estas neuronas establecen sinapsis con las
motoneuronas que controlan los músculos espiratorios intercostales y abdominales
(espiración forzada).
Contiene fundamentalmente neuronas
espiratorias
Parte caudal, denominada núcleo retroambiguo
Se puede dividir en tres regiones
Su distribución anatómica es difusa y está constituido por agregados de células que se extienden longitudinalmente por el bulbo, desde su zona caudal hasta la más rostral.
Grupo respiratorio ventral
Núcleo del tracto solitario
La localización del grupo respiratorio dorsal en el núcleo del tracto solitario, indica
que es el lugar de integración de muchos reflejos cardiopulmonares que afectan el ritmo respiratorio.
Constituye la principal proyección de vías aferentes viscerales de los nervios
glosofaríngeo y vago, que llevan informaciones de la PO2, PCO2 y el pH (proveniente de
los quimiorreceptores periféricos) y de la presión arterial sistémica (desde los
barorreceptores aórticos).
Establecen conexiones con el grupo respiratorio ventral.
Son responsables de la actividad mantenida del diafragma durante la inspiración
Está formado por neuronas localizadas en la región dorso medial del bulbo y forma parte del núcleo del tracto solitario (nTS). Contiene fundamentalmente neuronas inspiratorias de distintos tipos.
Grupo respiratorio dorsal
Las neuronas que constituyen el CPG, se localizan de forma más o menos difusa
bilateralmente en el bulbo y forman parte de, al menos, 2 grupos de núcleos:
Se encargan de modular
y afinar el centro respiratorio.
Centros bulbares
Tipo II
Integra diferentes tipos de información aferente, que pueden finalizar la inspiración (interruptor inspiratorio).
Estas neuronas también se estimulan por el aumento de la temperatura corporal y
ocasionan la taquipnea
La estimulación de este centro activa las neuronas IO-S (inspiratory – off switch) y hacen que acabe la fase de inspiración.
Cuando este mecanismo se inactiva aparece la apneusis.
Aumento de la PaO2 y a una disminución de la PaCO2 y de la concentración de hidrogeniones
Aumento de la ventilación que retira el exceso de CO2 de los pulmones y permite elevar la PO2 alveolar.
Ascenso de act. de los Ms de la caja torácica y de las vías aéreas superiores.
Transmisión a los centros respiratorios y provocan:
Tipo I
Presentan dos tipos de células
Su localización aún no está bien precisada, pero parece estar en la formación reticular de la protuberancia.
Centro apnéustico
Regular el volumen inspiratorio y la frecuencia respiratoria
Modular los centros respiratorios bulbares
Sus funciones son:
1. Núcleo parabraquial medial
2. Núcleo de Köliker-Fuse
Compuesto por neuronas que se agrupan en 2 núcleos, situados en la parte rostral
de la protuberancia:
Centro neumotáxico
Se localizan en el cayado aórtico
Aórticos
Carotídeos
Utilizar el mismo gasto de energía para llevar a cabo varias funciones.
Mitigar la concentración de Hifrogeniones
Modifican la PCO2
Transformaciones compensatorias en la ventilación
Transmisión a centros respiratorios
Disminuye el H+ en sangre
Aumenta el H+ en sangre
Se estimulan cuando:
Su activación es capaz de modular el ciclo respiratorio.
Funciones homeostáticas y funciones no homeostáticas
Se ubican en las áreas llamadas Mitchell, Scholofke y Loeschcke
Responden a cambios en la composición química de la sangre.
Transmitir ese ritmo central a las motoneuronas que inervan los músculos
respiratorios.
Establecer el ritmo de la respiración y actuar como CPG
TIENEN FUNCIONES COMO:
Generan el ritmo respiratorio basal, procesan la información de los sensores y modifican su nivel de actividad
Los centros encargados del control automático del ritmo respiratorio se localizan en el
tronco encefálico
CONTROLADORES (CENTROS RESPIRATORIOS)
Periféricos
Centrales
Quimiorreceptores
Receptores de las articulaciones costovertebrales
Receptores de los músculos respiratorios
Receptores de las vías aéreas superiores: nasales, faríngeos, laríngeos
Quimiorreceptores arteriales periféricos (fundamentalmente cuerpos carotídeos)
Elevación de la PO2 cuando la misma disminuya.
Combatir los efectos del exceso de H+ en sangre.
Sensores fuera del SNC
Centros en el prosencéfalo (funciones voluntarias)
Receptores hipotalámicos (temperatura)
Ajustar la ventilación de manera que la PCO2 se mantenga constante.
Funciones
CONTROL QUÍMICO DE LA RESPIRACIÓN
Quimiorreceptores centrales
Receptores pulmonares
Sensores del SNC
Reciben información y la envían a los centros respiratorios
Sensores o Receptores
SISTEMA DE CONTROL DE LA RESPIRACIÓN
Generador central del patrón respiratorio (CPG)
Tronco del encéfalo
SNC
Regulación de la respiración
