fisiologia respiratória- controlo da respiração

Question 1

Como é feito o ajuste da taxa de ventilação alveolar?

Answer 1

Através do sistema nervoso.
O sistema de controlo possui um controlador central que integra a informação aferente proveniente de sensores localizados em diferentes regiões do organismo, e envia informação eferente para os órgãos efetores. Este controlador encontra-se no centro respiratório do tronco cerebral, que é composto por neurónios do SNA.
A necessidade de uma maior ventilação provoca a estimulação de efetores (músculos respiratórios) pelo controlador central. Na necessidade de uma menor ventilação, há ma diminuição da estimulação dos músculos pelo controlador, diminuindo a frequência e a profundidade dos movimentos respiratórios.

Question 2

Quais os sensores que levam à estimulação do controlador central?

Answer 2

Quimiorrecetores centrais e periféricos, recetores pulmonares, entre outros.

Question 3

Quais são os efetores?

Answer 3

São os músculos respiratórios: diafragma, músculos intercostais, músculos abdominais e músculos acessórios.

Question 4

Indica alguns dos estímulos que influenciam a taxa respiratória.

Answer 4

Recetores mecânicos que medem o grau de estiramento dos pulmões, têm um efeito inibitório no centro respiratório, impedindo que haja movimentos respiratórios mais profundos para evitar o estiramento excessivo.
Estímulos nocivos que causam dor e mau estar têm um efeito estimulatório do centro respiratório.
Recetores a nível dos músculos e articulações, quanto maior for a sua estimulação, maior será a estimulação do centro respiratório.
Estímulos emotivos podem ter um efeito inibitório ou estimulatório.
Centros cerebrais superiores, pois o controlo voluntário sobrepõe-se ao controlo autonómico, permitindo a alteração da taxa respiratória voluntariamente.

Question 5

De que maneira o CO2 vai estimular os quimiorrecetores centrais?

Answer 5

O CO2 no sangue difunde-se para o líquido cefalorraquidiano, onde reage com a água libertando iões de hidrogénio, os quais vão estimular as células quimiossensíveis dos quimiorrectores centrais, desencadeando uma resposta respiratória rápida ao aumento dos níveis de CO2 arterial.

Question 6

Como é feita a estimulação dos quimiorrecetores periféricos?

Answer 6

Estes são sensíveis tanto ao CO2 como ao O2 e localizam-se nos corpos carotídeo e aórtico.
Quanto menor forem os níveis de O2 no sangue arterial, maior será a estimulação aferente por parte destes corpos, recetores sensíveis a estímulos irritantes nas vias aéreas superiores e inferiores e recetores mecânicos nos pulmões e na parede torácica.
Estes recetores facilitam a resposta à hipóxia.

Question 7

Como é o trajeto de sinais conscientes voluntários?

Answer 7

Estes sinais são gerados no córtex e conduzidos aos músculos da respiração através do trato corticoespinhal.

Question 8

Quais os grupos de neurónios presentes no centro respiratório?

Answer 8

Grupo respiratório dorsal, localizado na porção dorsal da medula oblonga, causa inspiração.
Grupo respiratório ventral, localizado na porção ventrolateral da medula oblonga, tanto causa inspiração como expiração, encontrando-se normalmente inativo.
Centro pneumotáxico, localizado dorsalmente na porção superior da ponte, intervém na regulação da frequência e do modo respiratório.

Question 9

O que é o núcleo do trato solitário?

Answer 9

Neste núcleo localizam-se a maioria dos neurónios do grupo respiratório dorsal. O núcleo do trato solitário serve também de terminação sensorial dos nervos vago e glossofaríngeo, que transmitem sinais sensoriais ao centro respiratório provenientes de quimiorrecetores e barorrecetores periféricos.

Question 10

Como é feita a transmissão do sinal nervoso aos músculos respiratórios?

Answer 10

A descarga dos potenciais de ação é feita como uma rampa, começando de modo muito fraco e aumentando continuamente cerca de 2 segundos, período durante o qual se dá a inspiração. Depois cessa abruptamente e permanece inativa durante 3 segundos, permitindo a ocorrência da expiração de uma forma passiva.

Question 11

O que é o sinal inspiratório?

Answer 11

É um sinal em rampa que permite o aumento progressivo do volume inspiratório.

Question 12

Porque razões é a rampa inspiratória importante?

Answer 12

É importante para a regulação da frequência e profundidade dos movimentos respiratórios e para o grau de ventilação pulmonar.

Question 13

Como é que a rampa inspiratória exerce as suas funções?

Answer 13

Através do controlo da taxa de aumento do sinal em rampa, de forma que durante a respiração mais ativa a rampa suba rapidamente permitindo o rápido enchimento pulmonar.
Através do controlo do ponto limite em que o sinal em rampa cessa, permite o controlo da frequência respiratória.

Question 14

Qual dos elementos do centro respiratório está no controlo da rampa inspiratória? E quais as suas funções?

Answer 14

Centro pneumotáxico.
Tem como função principal limitar a inspiração e, como consequência, há um aumento da frequência respiratória. Esta limitação da inspiração faz com que haja também um encurtamento da expiração.
Transmite impulsos contínuos para a área respiratória que vão controlar o ponto em que a rampa respiratória cessa, controlando a fase do enchimento pulmonar.

Question 15

Quais são as funções do grupo de neurónios respiratórios ventral?

Answer 15

Permanecem quase totalmente inativos durante a respiração normal; Só contribui para o controlo da respiração quando se verifica necessidade de uma maior ventilação pulmonar; Contribui tanto para a inspiração como para a expiração, sendo mais importante no fornecimento de sinais expiratórios para os músculos abdominais.

Question 16

Explica o processo onde intervém o elastic recoil.

Answer 16

A respiração normal é causada apenas pelos sinais inspiratórios provenientes do grupo de neurónios dorsal. A expiração resulta da diminuição do volume torácico pelas forças elásticas do pulmão e da cavidade torácica.

Question 17

Como se processa o controlo da respiração?

Answer 17

O excesso de CO2 ou iões hidrogénio estimula o centro respiratório, provocando um aumento da intensidade dos sinais nervosos que comandam tanto a inspiração como a expiração.
O O2 não tem um efeito direto sobre o centro respiratório, atua ao nível de quimiorrecetores periféricos localizados nos corpos carotídeos e aórticos e estes, por sua vez, são responsáveis pela emissão de sinais nervosos até ao centro respiratório.

Question 18

Qual é o estímulo respiratório principal?

Answer 18

Aumento da concentração de CO2 no sangue, sendo que este funciona de forma indireta através da concentração de iões hidrogénio.
Quando a ventilação diminui, o CO2 tende a acumular-se no sangue, o que leva a um abaixamento do pH sanguíneo.

Question 19

Porque razão é que o aumento da concentração de iões hidrogénio no sangue não tem um efeito imediato no pH do tecido nervoso?

Answer 19

A região quimiossensível do centro respiratório está localizada para lá da barreira hematoencefálica. Como os vasos sanguíneo do SNC são muito seletivos, o hidrogénio e o bicarbonato, provenientes da dissociação do ácido carbónico resultante da reação do CO2 com a água, têm dificuldade em atravessar essa barreira.

Question 20

O CO2 consegue passar a barreira hematocefálica com facilidade? Explica.

Answer 20

O CO2 devido à sua elevada permeabilidade nas membranas citoplasmáticas, atravessa com enorme facilidade a barreira hematoencefálica e difunde-se desde o sangue para o interstício medular e para o líquido cefalorraquidiano que banha a região quimiossensível, através dos vasos da membrana aracnóideia.

Question 21

Quais as consequências da menor capacidade de tampão do líquido cefalorraquidiano?

Answer 21

O pH deste líquido tende a variar com maior rapidez do que o do interstício medular. Quando o CO2 se difunde para o líquido cefalorraquidiano, vai reagir com a água formando iões bicarbonato e hidrogénio, o aumento dos iões hidrogénio vai atuar diretamente na região quimiossensível, estimulando os neurónios aí presentes que, por sua vez, vão estimular o grupo respiratório dorsal.

Question 22

Relaciona a PCO2 com a resposta de ventilação alveolar/ frequência respiratória.

Answer 22

À medida que a PCO2 aumenta e o pH do sangue diminui, verifica-se um aumento da ventilação alveolar resultante do aumento da frequência e da profundidade dos movimentos respiratórios. No entanto, a partir de um certo ponto a estimulação deixa de fazer efeito pois os níveis de CO2 são tóxicos e o animal entra numa situação de depressão nervosa e subatividade do centro respiratório, que se torna menos sensível e tem menor atividade estimulatória da respiração.

Question 23

Porque razões não é o efeito estimulatório do CO2 duradouro?

Answer 23

O efeito excitatório do CO2 sobre o centro respiratório decresce após os primeiros dias.
Parte deste decréscimo resulta de um reajustamento renal à concentração de iões hidrogénio de volta a valores normais através do aumento da concentração sanguínea de bicarbonato, que se liga aos iões hidrogénio no líquido cefalorraquidiano.
Após algumas horas, os iões bicarbonato também se conseguem difundir lentamente através da barreira hematoencefálica, reduzindo os iões de hidrogénio em volta dos neurónios respiratórios.

Question 24

Caracteriza os quimiorrectores periféricos.

Answer 24

Estão localizados fora do cérebro e são importantes na deteção de alterações na concentração de O2 do sangue; Respondem também a alterações de CO2 e iões hidrogénio; Estão localizados nos corpos carotídeos, nos corpos aórticos e associados a outras artérias da região torácica e abdominal; Apenas expostos a sangue arterial; Quando a concentração de O2 diminui, estes quimiorrectores periféricos são fortemente estimulados.

Question 25

Como é que as baixas PO2 excitam as terminações nervosas nos corpos carotídeos e aórticos?

Answer 25

Quando a PO2 baixa, os canais de potássio das células Glomus que estão sempre abertos fecham, provocando uma alteração na voltagem celular que induz a abertura de canais iónicos de cálcio. A abertura dos canais de cálcio provoca a entrada de cálcio que vai desencadear a libertação de neurotransmissores (ATP e acetilcolina) estimuladores das fibras aferentes que vão, por sua vez, estimular os neurónios dos centros respiratórios.

Question 26

Qual o efeito quantitativo que as baixas PO2 arteriais têm na ventilação alveolar?

Answer 26

A diminuição da PO2 sanguínea vai estimular os quimiorrecetores dos corpos carotídeos e aórticos aumentando assim o ritmo respiratório. O efeito desta reação é pouco pronunciado, uma vez que o aumento do ritmo respiratório irá remover CO2 dos pulmões e diminuir a PCO2 sanguínea. Esta diminuição da PCO2 diminui a estimulação direta da região quimiossensível e vai contrariar o efeito dos quimiorrecetores periféricos. Estas alterações vão deprimir o centro respiratório de forma a que a resposta dos quimiorrecetores à baixa PO2 é atenuada.

Question 27

Em que situações é que o efeito da diminuição de PO2 arterial sobre a ventilação alveolar é muito pronunciado?

Answer 27

Baixa PO2 arterial quando as concentrações de CO2 e iões hidrogénio se mantêm normais apesar de um aumento do ritmo respiratório. Acontece quando as trocas gasosas estão comprometidas e não existe uma atenuação pela baixa concentração de CO2 e iões hidrogénio.
Respiração de baixas concentrações de O2 durante muitos dias. Um efeito prolongado tende a aumentar a frequência respiratória.

Question 28

Em que situações é que o aumento da ventilação alveolar provocado por baixas PO2 sanguíneas não é bloqueado pelo decréscimo da PCO2 e da concentração de iões hidrogénio?

Answer 28

Em situações que diminuam as trocas gasosas como a pneumonia e o enfisema, onde se verifica uma baixa absorção de O2 para o sangue arterial enquanto os valores da PCO2 e da concentração de hidrogénio se mantêm normais ou até mesmo aumentados. Nestas circunstâncias, o aumento da ventilação não será bloqueado por alterações da PCO2 sanguínea, sendo a baixa concentração de O2 de maior importância.

Question 29

Em situações de baixa PO2 o que acontece se o animal for suplementado com quantidades excessivas de O2?

Answer 29

Vai ser removido o estímulo para manter níveis elevados de ventilação alveolar, podendo ocorrer acumulação de níveis letais da PCO2 e de iões hidrogénio, em consequência da redução da ventilação alveolar induzida.