CONTROL CENTRAL input output

SENSORES EFECTORES

Quimioreceptores M. Respiratorios:Recep. Pulmonares - diafragma

-intercostales - abdominales

PO2 y PCO2 constantes.

TRONCO ENCEFALICO

VOLUNTARIO

Protuberancia

Bulbo

Los centros de control respiratorio

se encuentran en el tronco

encefálico

Los centros de control respiratorio generan un patrón cíclico de respiración

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

(ejercicio) Centro Neumotáxico:

- Inhibe la inspiración Centro Apnéustico: - Estimula la inspiraciónAmbos modifican la actividad del área rítmica.

Centro Medular (área rítmica):- Grupo Dorsal

núcleo del fascículo solitario (NFS)

- Grupo Ventral núcleo ambiguo y retroambiguo Centro Neumotáxico: núcleo parabraquial medio

Localizados en la formación reticular cerca de la parte inferior del 4tob. Ventrículo.

Actividad espontánea. Grupo Dorsal:

Se proyectan contralateral hacia la médula vía los frénicos.

Se localización dentro del núcleo del tracto solitario.

Control sobre la rampa inspiratoria.

Grupo Ventral: Asociado a diferentes núcleos en la médula

oblongada. Posee tanto céluas inspiratorias y expiratorias.

Generación del ritmo respiratorio. Mec. desconocido, complejo pre-Botzinger como

marcapasos. Grupo Respiratorio Pontino (Neumotáxico):

localizado en la porción sup. del puente Funciona como un filtro sobre el patrón

respiratorio. Inhibición de la rampa inspiratoria.

Centro Apnéustico: Formación reticular por encima del c. neumotáxico. Promueve la apneusis??, si los vagos son

seccionados. Mecanismo de corte (cutoff)

Vías Espinales: Vias corticales, GND y GNV se proyectan a la

medula a traves de la sustancia blanca inervando motoneuronas

El nervio vago es importante regulador del sistema cardiopulmonar.

Por sus aferecias al SNC (médula): Reflejo Hering-Breuer y el paradógico (bloque

parcial). Invervación sensorias de las vía aéreas. Quimioreceptores y baroreceptores aórtiocos

Eferencias (órganos): Broncomotor, secreción bronquial.

Respiración luego de sección vagal

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 ambiguo y retroambigüo (a las neuronas motoras de los músculos resp. y accesorios de la respiración).

GV

CI

CE- R. de estiramiento pulmonar

- Propioceptores de la pared toráxica

Controlador del Tronco Encefálico

GD

CI

NEUMOT

APNE

P

B

M

(-)

(-)

(-)(+)

- músculos accesorios de

la resp.

- Quimioreceptores

- Diafragma

- Músculos intercostales

Cerebelo

NTS : núcleo del tracto solitario

Núcleo ambiguo

Núcleo retroambiguo

Grupo dorsal (inspiración)(aferentes: vago y glosofarg.)

Grupo ventral

Centro neumotáxico (-)

Centro apnéustico (+)

Área Rítmica Área Rítmica • 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.

Área Neumotáxica Área Neumotáxica

• 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.

El Área ApnéusicaEl Área Apnéusica

• 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.

QUIMIORECEPTORES

-Periféricos-Centrales

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.

Shirahata & Sham 1999

Los cuerpos carotídeos contienen (*):

• ACh

• Dopamina

• Adrenalina

• Noradrenalina

• 5HT (serotonina)

• Sustancia P

?

PO2

Ca2

+

Ca2+K+

Nervio del CCarotídeo/vago

Célula Tipo I

Aumento de la descarga de las fibras aferentes

*

Alto flujo sanguíneo por gramo de tejido.

Alto consumo de oxígeno. Pequeña diferencia arterio - venosa.

Resumen de los reflejos regulatorios de la ventilación

PCO2 plasma

PCO2 LCR PCO2 arterial

CO2 H+ + HCO3- CO2 H+ + HCO3-

Estímulo QR Estímulo QR centrales periféricos

Ventilación

PO2 plasma PCO2 plasma

PO2 plasma < 60 mmHg

GVentral

Glut GABA

Glyc

(+) (-)

GDorsal Glut (+)

GABA (-)

QR

periféricos

ACh Dopamina (+) (-)

QR centrales (Ach)

Vías aferentes pulmonares

Raphe

Centro pneumotaxic (puente) Glutamato

5-HT

Glutamato

Sustancia P

Glutamato

Sustancia PGlutamato

GABA

TRH

SPGABA

ACh

NA

Opioides

En la médula ventral anterior:› neuronas serotoninérgicas› glutamato› Receptores muscarínicos› GABA

respuesta al CO2

Uniones celulares de baja resistencia Canales TASK (poros selectivos abiertos al K+)

Canales de inK+ (inward rectifier)

Proteinas de membrana transportadoras de iones (i.e., intercambiador Na+/H+)

Respuestas integradas de los

QUIMIORECETORES

Controla la presión normalPACO2 = + 3 mm Hg

Vent Para un valor dado de PAO2 mm Hg

PACO2 , la ventilación 37

aumenta cuando la 40 47

PACO2 disminuye. 110 ó más

20

20 30 40 50 PACO2

Para un valor dado de PAO2 < 100 mm Hg, Ventla ventilación aumenta sólo cuando el PACO2 50 PACO2 mm Hg

es mayor que lo normal

El efecto combinado de 30 de ambos estímulos es 48

mayor que cada uno por 43 separado. 10 36

40 60 80 100 120

PAO2

› O2 y pH Quimioreceptores periféricos (carotídeos, aórticos)

Neuronas sensoriales aferentes

› CO2

Quimioreceptores centrales

› Emociones y control voluntario Centros respiratorios superiores Sistema límbico

Grupo Dorsal (inspiración)Grupo Ventral (espiración)

Grupo Dorsal (inspiración)› Neuronas somatico motoras

Escaleno y esternomastoideo Intercostales externos diafragma

Grupo Ventral (espiración)› Neuronas somatico motoras

Intercostales internos Músculos abdominales

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).

RECEPTORES DE ESTIRAMIENTO PULMONAR Responden a la distención pulmonar, aumenta el

tiempo espiratorio y disminuye la frecuencia. Lentos (SAR) = En músculo liso. tiempo

espiratorio (se detiene la resp). FR. Reflejo Hering-Breuer (INSP. OFF) Mecanoreceptores, quimioreceptores.

Rápidos (RAR) = En células epiteliales. FR. Reflejo de deflación (INSP. ON). Mecanoreceptores, quimioreceptores.

YUXTACAPILARES ó YUXTALVEOLARES (J)- Responden a la congestión pulmonar.- En paredes capilares y alveolares.- Taquipnea, Disnea.

IRRITANTES- Responden a poluantes y a temperatura.- En células epiteliales de vías superiores.- Hiperpnea, Broncoconstricción.

SUPERIORES- Responden a estímulos mecánicos y químicos.- En células epiteliales de vías superiores.- Tos, Broncoespasmo, estornudo

Sistema GammaSistema 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.

Barorreceptores Arteriales.Barorreceptores Arteriales.

• La estimulación de los barorreceptores de la aorta y de los senos carotídeos por el aumento de la presión arterial puede causar hipoventilación o apnea refleja.

• Una disminución de la presión arterial puede causar una hiperventilación.

• Duración muy breve.

Dolor y TemperaturaDolor 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.

Control voluntario Centros

superiores

Estímulos emocionales

Sistema límbico

CO2, O2, pH

Receptores periféricos

CO2, pH

Receptores centrales

Receptores pulmonares de estiramiento (en

bronquios y bronquiolos)

Receptores de propriocepción

en músculos y tendones Receptores de temperatura

Dolor/calor

VAGO