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Fisiologia do Sistema Respiratório (4ª parte)

última atualização: 23/05/01 

  

 

Regulação neural

Controle medular

A medula, entre C3 e C4, possui excitabilidade muito baixa embora os motoneurônios possam dar ritmicidade à respiração. Eles só o fazem com controle de um centro superior. Se houver uma desconexão entre tal centro e a medula, ocorre apnéia.

Controle do tronco cerebral

a. Centro bulbar: função de iniciação da respiração. Ele consegue manter seqüências tanto inspiratórias quanto expiratórias, apesar de as últimas serem irregulares.

* Núcleo do trato solitário

    - Grupo respiratório dorsal (GRD): eles possuem neurônios que, por sua vez, dividem-se em 2 grupos: Ia (não recebem aferências do nervo vago) e Ib (afetados, inibitoriamente pelo nervo vago, por estímulos provenientes da distensão dos receptores de estiramento do pulmão (reflexo de Hering-Breuer).

Reflexo de Hering-Breuer: reflexo da insuflação pulmonar:

Inspiraçãoinsuflação pulmonarativação de receptores de estiramento dos brônquios e bronquíolos terminais aferências vagais que vão atuar no GRD inibindo-o e vão atuar estimulando o centro pneumotáxico pontino, que interrompe a inspiração.

    - Grupo respiratório ventral (GRV): eles possuem 2 grupos de neurônios com funções diferentes que formam os núcleos ambíguos (coordena a contração da musculatura acessória), retroambíguos (modula a contração, principalmente do diafragma e dos músculos intercostais externos) e caudal (controla a musculatura expiratória). Então, as funções principais do GRD são: exagerar a inspiração e causar a expiração ativa.

b. Centro pontino: possui neurônios que fornecem ritmicidade e automaticidade ao processo respiratório. Há 2 grupo celulares que formam os centros pneumotáxico (superior) e apnêustico (inferiores).

*Centro pneumotáxico: quando estimulado, faz com que a inspiração seja interrompida. Ele acaba determinando o padrão da freqüência respiratória, pois determina o volume da inspiração.

*Centro apnêustico: ainda não se sabe ao certo sua função. Acredita-se que ele excite o GRD do bulbo, promovendo pausa respiratória, mas isso só foi comprovado em animais de laboratórios e não em homens.


Regulação química

Quimiorreceptores são receptores que enviam informações para o centro regulador mediante alterações na concentração de oxigênio e dióxido de carbono e no pH.

a. Regulação pelo oxigênio:

É realizada por quimioceptores periféricos tais como corpúsculos aórticos (encontrados na crossa da aorta e na artéria pulmonar) e carotídeos (encontrados onde a artéria carótida comum se bifurca em artérias carótida interna e externa). As vias aferentes do corpo carotídeo e dos corpúsculos aórticos seguem, respectivamente, através dos nervos glossofaríngeo e vago. As aferências dirigem-se para o centro coordenador central (ponte e bulbo).

Os quimioceptores periféricos (QPR) são bastante sensíveis à variação na pressão parcial de oxigênio, mas pouco sensíveis a variações  na pressão parcial de gás carbônico e de pH.

Na hipoxemia (queda na PaO2) os QPR são ativados e informam os centros superiores a fim de aumentar a ventilação levando ao aumento da PaO2. Em condições de hipoxemia, os QPR também são ativados por aumentos da PaO2 e do pH, o que não ocorre em pressões parciais de oxigênio normais.

b. Regulação pelo gás carbônico:

Existem quimioceptores encontrados no tronco cerebral sensíveis à variação de pH em decorrência à variação da pCO2.

A área quimioceptora central divide-se em áreas L, S e M. A área S é a área central e a área M, por sua vez, corresponde à zona sensorial cefálica que também é sensível à alterações na concentração de H+ .

No vaso sanguíneo cerebral há íons hidrogênio e bicarbonato e também há dióxido de carbono. Este gás atravessa livremente a barreira hematoencefálica (o que não ocorre em relação ao HCO3- e ao H+). Quando há um aumento da concentração de dioxido de carbono no sangue, ele facilmente passa pela barreira e atinge o líquido cefalo-raquidiano (líquor). O dióxido de carbono, no líquor, reage com H2O, com auxílio da anidrase carbônica, formando, entre outros, íons hidroxônio (H+). O aumento da concentração de íons H+ promove uma queda do pH e essa age nos quimioceptores centrais da área quimioceptora central do bulbo levando à hiperventilação. Então o dióxido de carbono retorna ao sangue e é expelido por meio da ventilação.

A hiperventilação promove aumento tanto do volume corrente quanto da freqüência respiratória.

Entretanto, isso ocorre até um limite, ou seja, quando o dióxido de carbono corresponde a taxas maiores ou iguais a 20% não há mais aumento do VCM devido a intoxicação,e a partir de então esse cai abruptamente.


Equilíbrio Ácido básico

Equação Henderson-Hasselbach

pH = pKa + log [base]/[ácido]

quando pH = pKa: capacidade tamponante máxima (precisa-se de muito ácido ou base para se alterar o pH em 1 unidade).

I. pH = pKa: capacidade tamponante máxima.

II. pH > pKa: maior quantidade de base: melhor tamponamento para ácido.

III. pH < pKa: maior quantidade de ácido: melhor tamponamento para bases.

· Princípio Isoídrico: Quando temos uma mistura de sistemas tamponantes com um pH único para cada solução tampão, e acrescentarmos um ácido, teremos a reação desse ácido com a base de cada tampão. Isto leva à diminuição relativa de sua concentração com conseqüente aumento relativo da concentração ácido do tampão levando a uma queda do pH.

O HCO3 é o principal tampão do organismo. Se ele está diminuído, então TODAS as outras base também estão diminuídas.

Água + CO2 ácido carbônico bicarbonato + hidroxônio

Se temos pequena quantidade de HCO3, teremos elevada pCO2 (HCO3/CO2 mantém um equilíbrio).

PH = pKa + log [HCO3]/pCO2

Todos os pKas existentes no organismo são inferiores a 7,4 (pH sanguíneo). Se pH > pKa: no sangue, tampona-se melhor ácidos.

Tampões do Sistema Renal

a. Bicarbonato (pK = 6.l)

b. Fosfato (pK = 6,8)

c. Creatinina (pK = 5,0)

O processo renal é de acidificação (liberação de hidroxônio), ou seja, queda do pH. Por isso, existe esses 3 tampões para "amortecer" tal queda do pH renal.

Quanto menor a diferença entre pH e pK, melhor é o tampão. Então temos:

Inicialmente, pH urina (no glomérulo) = 7,25. Posto isso e considerando os 3 tampões renais, o fosfato é o melhor tampão para essa faixa de pH. O pH diminui até 6,8 onde o tampão é máximo. Então esse tampão pára de agir, pois com pH < pK ocorre tamponamento de bases, o que não ocorre no rim.

PHs menores que 6,5 requerem, no sistema renal, o HCO3 como tampão (pK = 6,3). Ele então age até que pH = pKa = 6,3 (capacidade tamponante máxima). A partir daí, a creatinina passa a atuar como tampão com pK = 5,0.

 

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