REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN

Transcripción

1 Departamento de Fisiología Facultad de Veterinaria Objetivos REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN Conocer las estructuras que intervienen en el control de la respiración. Comprender la regulación nerviosa del centro respiratorio. Comprender la regulación química del centro respiratorio. Lorena Lacuesta Gomez 2013 Comprender las funciones no respiratorias del pulmón. Plan de clase Plan de clase : Centro respiratorio (Grupo Respiratorio Dorsal, Grupo Respiratorio Ventral, ). Corteza cerebral. : Centro respiratorio (Grupo Respiratorio Dorsal, Grupo Respiratorio Ventral, ). Corteza cerebral. Quimiorreceptores centrales y periféricos. Quimiorreceptores centrales y periféricos. Músculos efectores de la respiración. Funciones no respiratorias del pulmón. Músculos efectores de la respiración. Funciones no respiratorias del pulmón. Tronco encefálico: Centro Respiratorio Tres grupos de neuronas: Centro Respiratorio Bulbar: 1

2 Grupo respiratorio dorsal Tres grupos de neuronas: Centro Respiratorio Bulbar: Genera el ritmo básico de respiración. Emiten salvas repetitivas de potenciales de acción Inspiratorios. Principal concentración de neuronas inspiratorias se localiza en la zona del NTS (terminación fibras aferentes: Vago y Glosofaríngeo). Señal de rampa inspiratoria Tres grupos de neuronas: Centro Respiratorio Bulbar: Grupo respiratorio ventral ⱷ Inactivas durante la respiración normal. ⱷ La espiración es pasiva y debida a la retracción elástica de los pulmones. ⱷ Cuando existe mayor necesidad de ventilación se activan las neuronas del GRV. Tres grupos de neuronas: Centro Respiratorio Bulbar: ⱷ La espiración se torna activa como consecuencia de la actividad de las células espiratorias del GRV. 2

3 Su función principal es limitar la inspiración. Controla la duración de la fase de llenado pulmonar y la frecuencia respiratoria. Si la señal neumotáxica es fuerte la inspiración puede durar solo0,5 s. El efecto de limitar la inspiración también limita la espiración. Como efecto secundario: aumenta la frecuencia respiratoria. Tres grupos de neuronas: Centro Respiratorio Bulbar: : Corteza cerebral Ubicado en la protuberancia inferior, recibe información aferente procedente del pulmón por los nervios vagos. Para observar su función es necesario seccionar los nervios vagos. Ejercería una influencia excitatoria sobre el área inspiratoria del bulbo raquídeo, tendiendo a dilatar los potenciales de acción en rampa. Control voluntario. Los impulsos son transmitidos de la corteza cerebral al centro respiratorio aumentando o disminuyendo la frecuencia respiratoria. Pasa por alto la función del tronco dentro de ciertos límites. Plan de clase Control químico : Centro respiratorio (Grupo Respiratorio Dorsal, Grupo Respiratorio Ventral, ). Corteza cerebral. Quimiorreceptores centrales y periféricos. Músculos efectores de la respiración. Funciones no respiratorias del pulmón. Activad respiratoria responde a cambios en: O 2, CO 2 e H +. Exceso de CO 2 e H + : O 2 : Estimula al CR Aumenta fuerza de señales inspiratorias Sin efecto directo sobre el CR del encéfalo Actúa exclusivamente sobre Quimiorreceptores periféricos (QRP) Los QRP transmiten las señales nerviosas al CR 3

4 Quimiorreceptor Quimiorreceptores centrales Órgano receptor que responde a cualquier cambio que experimente la composición química de la sangre o del líquido que lo rodea. Tipos: Centrales Periféricos Ubicados en el bulbo raquídeo. Sensibles a variaciones enpco 2 e H +. No son sensibles a la PO 2. Capacidad de estimular a otras porciones del CR. Quimiorreceptores centrales Quimiorreceptores centrales Responden a cambios químicos en el líquido extracelular y el líquido cefalorraquídeo. Las barreras hematoencefálica y hematocefalorraquídea son casi completamente impermeablealos H +. Sinembargo el CO 2 si puede atravesar dichas barreras. CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 - Quimiorreceptores centrales Quimiorreceptores periféricos Si aumenta la concentración de H + se estimula la ventilación. Si disminuye la concentración de H + se inhibe la ventilación. Los quimiorreceptores periféricos (QRP) son efectivos en detectar las variaciones de: O 2 CO 2 H + LosQRP transmiten señales al CR. Se ubican en los cuerpos carotídeos y en los cuerpos aórticos. 4

5 Cuerpos Carotídeos Cuerpos Carotídeos Ubicados bilateralmente en las bifurcaciones de las arterias carótidas comunes. Fibras Aferentes pasan a través de los Nervios de Hering a los Nervios Glosofaríngeos (luego a la zona respiratoria dorsal). Aumenta la liberación de neurotransmisores: Disminución de O 2 Aumento PCO 2 Aumento de H + (disminución de ph) Cuerpos Aórticos Cuerpos Aórticos Ubicados a lo largo del arco aórtico. Fibras aferentes pasan a través de los nervios de Ludwing-Cyon a los Nervios Vagos (luego a la zona respiratoria dorsal). Aumenta la liberación de neurotransmisores: DisminucióndeO 2 Efecto de la PO 2 arterial sobre la tasa de impulsos de los C. Carotídeos Mayor tasa de impulsos de los QR cuando hay baja concentración de O 2. Receptores pulmonares Mecanorreceptores pulmonares o receptores de estiramiento pulmonar. Mecanorreceptores y quimiorreceptores pulmonares o receptores de irritación. Receptores yuxtacapilares o receptores J pulmonares. 5

6 Receptores de estiramiento pulmonar Registro de ciclos respiratorios antes y después del corte de ambos vagos Localizados en la musculatura lisa de las vías aéreas de tráquea, bronquios y bronquiolos principales. Provocan el Reflejo de insuflación de Hering-Breuer. Se estimulan en la medida que el pulmón se está insuflando. Información aferente: Nervios Vagos (envía información al GRD). Responsable del final de la inspiración (mecanismo de protección). Receptores de irritación Receptores J o yuxtacapilares Localizados en células epiteliales de laringe, tráquea, bronquiolos y alvéolos. Estimulados por acción mecánica o química de sustancias irritantes (gases nocivos, humo, polvo, aire frío, histamina, prostaglandinas). LosimpulsossetransmitenatravésdeN. Vagos. Respuestas protectoras al estímulo de estos receptores: Tos Broncoconstricción Secreción de moco Respiración superficial Localizados en las paredes alveolares próximo a los capilares pulmonares. Se estimulan por sustancias químicas inyectadas en la circulación pulmonar. Fibras aferentes: fibras amielínicas de N. Vagos (conducción lenta). Otros receptores Plan de clase Receptores de las fosas nasales y vías respiratorias superiores (V par craneal). Receptores articulares, tendinosos y musculares. Barorreceptores. Receptores de dolor. Receptores de temperatura. : Centro respiratorio (Grupo Respiratorio Dorsal, Grupo Respiratorio Ventral, ). Corteza cerebral. Quimiorreceptores centrales y periféricos. Músculos efectores de la respiración. Funciones no respiratorias del pulmón. 6

7 Músculos efectores de la respiración Síntesis del control nervioso Diafragma Músculos intercostales (internos, externos) Músculos abdominales Músculos accesorios (ej. Esternocleidomastoideo) Corteza cerebral Centro neumotáxico Centro apnéustico Protuberancia Aferencias Bulbo raquídeo Eferencias Receptores Músculos respiratorios Plan de clase Funciones no respiratorias del pulmón : Centro respiratorio (Grupo Respiratorio Dorsal, Grupo Respiratorio Ventral, ). Corteza cerebral. Mecanismo de defensa del aparato respiratorio. Funciones metabólicas del pulmón. Quimiorreceptores centrales y periféricos. Músculos efectores de la respiración. Funciones no respiratorias del pulmón. Mecanismo de defensa del aparato respiratorio Reacciones de defensa: Existen 3 patrones de depósito: Retención Impactación Sedimentación Respuestas inmunológicas Difusión 7

8 Existen 3 patrones de depósito: Existen 3 patrones de depósito: Impactación: Impactación Sedimentación Sedimentación Difusión Difusión Modificado de Physiology of Small and Large Animals, Existen 3 patrones de depósito: Impactación Sedimentación Difusión PATRÓN TAMAÑO DE PARTÍCULAS Impactación Sedimentación Difusión > 5 µm 1-5 µm < 0,1 µm SITIO PRINCIPAL Nasofaringe Vías respiratorias pequeñas Alvéolo Dos sistemas de eliminación de partículas: Sistema mucociliar Macrófagos alveolares Modificado de Physiology of Small and Large Animals,

9 Sistema mucociliar: Vías respiratorias cubiertas por una película mucosa. Moco: mezcla de agua, electrolitos y mucoproteínas. Producción: Trasudación de plasma, secreciones serosa y mucosa de glandulas submucosas (parte profunda de pared bronquial) Células en la superficie del epitelio bronquial (caliciformes, serosas, Clara). Sistema mucociliar Composición de la capa mucosa: ⱷ Capa gel (viscosa, detiene partículas depositadas). ⱷ Capa solución (líquido periciliar, menos viscosa, medio para el movimiento de los cilios). Macrófagos alveolares: Móviles, fagocíticos, ricos en lisosomas y lisozimas. Adhieren a las estructuras respiratorias ( 1 x 10 6 /gr pulmón), vida media 4 días. Su actividad se potencia por: IgA, IgG, linfocitos T. Su actividad se reduce: infecciones virales, deshidratación, hipoxia, uremia. Destino de las partículas: Bronquios (sistema mucociliar) Intersticio (migración de macrófagos, carga de partículas grande o tóxica). Mecanismo de defensa del aparato respiratorio Reacciones de defensa: Respuestas inmunológicas Respuestas inmunológicas Sistema inmunológico local: Tejido linfoide relacionado con los bronquios. Limita la penetración de antígenos inertes y vivos. Inmunidad: Funciones no respiratorias del pulmón Mecanismo de defensa del aparato respiratorio. Funciones metabólicas del pulmón. Humoral (zona traqueobronquial, IgA generada por órganos linfoepiteliales) Celular (zona intersticial-alveolar-mediastínica, linfocitos T) 9

10 Funciones metabólicas del pulmón Metabolizan hormonas y toxinas. Inactivan sustancias (drogas). Síntesis de la respiración: Centro neumotáxico y apnéustico (Protuberancia). Grupo respiratorio dorsal y ventral (Bulbo). Quimiorreceptores centrales (sensibles PCO 2 e H + ). Músculos efectores (diafragma, intercostales, abdominales). Funciones no respiratorias del pulmón: Mecanismo de defensa (depósito, eliminación de partículas y respuestas inmunológicas). Funciones metabólicas del pulmón (eliminación y metabolización de sustancias). Bibliografía Tratado de fisiología Médica, Guyton-Hall, Departamento de Fisiología Facultad de Veterinaria REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN Fisiología de pequeñas y grandes especies, Ruckembusch, L.P., Phaaneuf, R.D., Respiratory Physiology, West, J.B., Lorena Lacuesta Gomez