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1 Fisiologia Respiratória Regulação da Respiração.

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1 1 Fisiologia Respiratória Regulação da Respiração

2 2 Introdução O ritmo básico da respiração é controlado por centros respiratórios localizados no tronco cerebral Este ritmo pode ser modificado por sinais provenientes de receptores sensoriais e de outras regiões do cérebro

3 3 Objetivos Compreender como o centro respiratório controla a respiração e mantem a homeostase Compreender como PCO2, pH, PO2, e outros fatores afetam a respiração Compreender a relação entre respiração e pH Compreender os fatores que estimulam a respiração no exercício

4 4 Homeostase e Controle da Respiração O corpo mantem a homeostase através de mecanismos de controle que têm 3 componentes básicos: 1. Receptores 2. Centros de controle 3. Efetores

5 5 Homeostase e Controle da Respiração Os principais fatores que controlam a respiração são as alterações químicas: Alterações de PCO2, PO2 e pH arteriais são monitorados por receptores chamados quimioreceptores Sinais sensoriais são enviados para o centro respiratório no tronco cerebral Ocorre uma resposta modificando frequência e profundidade da respiração, para a correção das alterações iniciais

6 6 Homeostase e Controle da Respiração pO2, pCO2 e pH ± Quimiorecetpres C.Respiratório Resposta Alt.Ventilação Correção da alteração inicial

7 7 Centro Inspiratório Um par de grupamentos de neurônios chamados grupo respiratório dorsal, localizados no tronco cerebral, dita o ritmo básico e automático da respiração, iniciando a inspiração O centro inspiratório envia impulsos pelos nervos frênicos para o diafragma, e pelos nervos intercostais para os músculos intercostais externos, fazendo a contração durante 2 segundos

8 8 Centro Inspiratório Em seguida os neurônios cessam o estímulo nos próximos 3 segundos Os músculos relaxam A elasticidade toracopulmonar promove a expiração Esta seqüência ocorre entre 12 e 15 vezes por minuto

9 9 Centro Inspiratório Cerebelo Bulbo Centro Inspiratório Ponte

10 10 Centro Inspiratório Centro N.Frênico Diafragma N.Interc. Int.Ext. Descargas Inspiração 2 segundos Expiração – 3 se g Descargas Inspiração 2 segundos Expiração – 3 seg

11 11 Outros Componentes do Centro Respiraório Um segundo grupo de neurônios na medula, o centro expiratório ou grupo respiratório ventral, funciona principalmente na expiração forçada, estimulando os intercostais internos e os músculos abdominais Outros centros respiratórios localizados na ponte modificam a inspiração e permitem uma transição suave entre a inspiração e a expiração Papel ainda pouco conhecido

12 12 Outros Componentes do Centro Respiraório Ponte Bulbo Núcleo ventral N. dorsal Cerebelo

13 13 Localização dos Quimioreceptores Modificam o ritmo respiratório básico estabelecido pelo centro respiratório Centrais e Periféricos Respondem as modificações de PCO2, pH, e PO2 no sangue arterial São os fatores mais importantes

14 14 Quimioreceptores Centrais Localizados na medula, no assoalho do quarto ventrículo, monitoram o pH associado com os níveis de CO 2 no líquor Fazem sinapses diretamente com o centro respiratório

15 15 Quimioreceptores Centrais Cerebelo Quimiorecep. N. dorsal Bulbo Ponte

16 16 Quimioreceptores Periféricos Localizados na crossa da aorta e bifurcação das carótidas, monitoram PCO2, pH e PO2 no sangue arterial A informação vai ao centro respiratório via nervos vagos e glossofaríngeos

17 17 Quimioreceptores Periféricos N.glossof. Quimiorec. N.vagos Carótidas Quimiorec.

18 18 Quimioreceptores Centrais: Efeito da pCO 2 O fator mais importante no controle da frequência e profundidade da respiração é o efeito da pCO2 nos quimioreceptores centrais CO2 difunde facilmente do sangue para o líquor, no quarto ventrículo CO2 combina com água e forma ácido carbônico, que se dissocia em hidrogênio e bicarbonato

19 19 Quimioreceptores Centrais: Efeito da pCO 2 A maior parte do hidrogênio no líquor é derivado da reação: O hidrogênio estimula os quimioreceptores centrais, que enviam impulsos para o centro respiratório na medula

20 20 Quimioreceptores Centrais: Efeito da pCO 2 CO2H2OH2CO3H HCO3 Sangue Líquor Assoalho Quimior.

21 21 Feedback Redução Da pCO 2 Correção Da alteração

22 22 Receptores Periféricos: Efeitos das Mudanças no pH Os quimioreceptores periféricos também respondem às modificações no pH causadas pelas modificações na PCO2 Monitoram diretamento o sangue e não o líquor CO2 aumentado, diminui o pH, que estimula os quimioreceptores periféricos

23 23 Receptores Periféricos: Efeitos das Mudanças no pH Maior número de impulsos para o centro respiratório Maior estímulo dos músculos respiratórios Aumento da ventilação Eliminação de CO2, com regularização dos níveis sanguíneos Regularização do pH

24 24 Receptores Periféricos: Efeitos das Mudanças no pH Os quimioreceptores periféricos também responde a outros ácidos, como o ácido lático durante o exercício Músculos em atividade produzem ácido lático para o sangue, que libera íons hidrogênio, que diminui o pH, que estimula os receptores periféricos Mais impulsos nervosos para o centro respiratório

25 25 Receptores Periféricos: Efeitos das Mudanças no pH Que estimula os músculos respiratórios Que aumentam a ventilação Eliminação de CO2 diminuindo o seu nível no sangue Desvio da reação para a esquerda, diminuindo os níveis de hidrogênio

26 26 Feedback Diminuição Da pCO2 Desvio da Reação para A esquerda

27 27 Quimioreceptores Periféricos: Efeito da pO 2 Os quimioreceptores periféricos também monitoram a pO2 arterial, porém esta deve cair abaixo de 60 mmHg para que haja resposta A pO2 alveolar normal é de 100 mmHg, o que resulta em saturação de 98% da hemoglobina Com 60 mmHg a saturação da hemoglobina ainda é de 90%

28 28 Quimioreceptores Periféricos: Efeito da pO2 O aumento de ventilação nesta faixa de variação aumenta muito pouco a quantidade de O2 no sangue Nas altitudes muito elevadas a pO2 cai abaixo de 40 mmHg, a hemoglobina ficará apenas 75% saturada Há aumento da ventilação e, Considerável aumento na quantidade de O2 no sangue

29 29 Quimioreceptores Periféricos: Efeito da pO2

30 30 Feedback - O Aumento do O2 no sangue Com correção De seus níveis

31 31 Hiperventilação Aumento da pCO2 e correção

32 32 Hiperventilação Normalmente não causa aumento dos níveis de O2 no sangue uma vez que este é pouco solúvel, e normalmente a hemoglobina está quase totalmente saturada de oxigênio

33 33 Hipoventilação Ocorre quando a frequência e a profundidade da respiração não é suficiente para manter os níveis normais de gases no sangue Pouco oxigênio é inalado e a pO2 cai, mas não o suficiente para estimular os quimioreceptores periféricos Há acúmulo de CO2 e a reação química se faz da esquerda para a direita, aumentando o hidrogênio e diminuindo o pH

34 34 Hipoventilação A pCO2 elevada diminui o pH no líquor e estimula os quimiorecetpres centrais, que estimulam o centro respiratório A pCO2 elevada diminui o pH no sangue e estimula os quimioreceptores periféricos, que estimulam o centro respiratório Estímulo dos músculos respiratórios Aumento da ventilação

35 35 Hipoventilação Mais oxigênio é inalado e gás carbônico exalado Desvio da reação química para a esquerda Retorno dos gases arteriais e do pH aos níveis normais

36 36 Hipoventilação: Preencher com sinais de + ou -

37 37 Exercício: Preencher com sinais de + ou -

38 38 Outros Fatores que Alteram a Respiração Controle voluntário: enviando sinais a partir da córtex cerebral para os músculos respiratórios, pode-se mudar a frequência e a profundidade da respiração, prender, falar etc. O estímulo dos quimioreceptores pode se sobrepor à vontade Dor e emoções: dor, medo, e ansiedade, agem pelo hipotálamo, estimulando ou inibindo o centro respiratório. Rir e chorar também modificam a respiração

39 39 Outros Fatores que Alteram a Respiração 3. Irritantes pumonares: Poeira, fumaça, gases, excesso de muco e outros irritantes estimulam receptores nas vias aéreas, que iniciam reflexos protetorres de tosse e espirro, para remoção do fator irritante 4. Hiperinsuflação pulmonar: Receptores de estiramente na pleura visceral e vias aéreas mais calibrosas mandam sinais inibitórios ao centro respiratório durante inspirações muito profundas, evitando distensão excessiva (Reflexo de Hering Breuer)

40 40 Respiração no Exercício No exercício acentuado a profundidade da respiração aumenta mais do que a frequência As modificações da PCO2 e PO2 não desempenham um papel importante no estímulo da ventilação Os fatores envolvidos provavelmente são: Resposta por aprendizado prévio: provavelmente em anatecipação ao exercício, por conhecimento prévio

41 41 Respiração no Exercício 2. Estímulo neural a partir da córtex motora: estímulo dos músculos e do centro respiratório 3. Proprioceptores em músculos e articulações: estimulam o centro respiratório 4. Aumento da temperatura corporal: estimula o centro respiratório 5. Epinefrina e norepinefrina cirdulantes: produzidas pelas adrenais, estimulam o centro respiratório 6. Modificações no pH devido ao ácido lático: é outro estímulo

42 42 Fim


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