sistema respiratorio y su relación del snc

7/17/2019 Sistema Respiratorio y su relación del SNC

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Anestesiología

REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN

El objetivo de la regulación de la respiración es mantener los niveles de

O2 y CO2 en sangre dentro de unos márgenes estrechos que permitan lafuncionalidad celular. Para ello se regula la ventilación pulmonarmediante un sistema automático complejo en el que participa el controlnervioso y el humoral. !demás la respiración debe integrarse con elsistema digestivo la emisión de sonidos la tos etc.

Centros respiratoriosEl sistema de regulación nerviosa está integrado por unos centrosrespiratorios que está distribuidos en varios grupos de neuronasintegrados en la formación reticular del tronco del enc"falo #centropneumotá$ico centro apn"ustico grupos respiratorios dorsal y ventral%.

& Centro pneumotá$ico. 'ocali(ado en la región craneal del puente. Enrelación con los grupos respiratorios dorsal y ventral. )egula lasensibilidad del centro respiratorio al *nal de la inspiración favoreciendola espiración. +e manera que cuando este centro se activa se reduce laduración de la inspiración y aumenta la frecuencia respiratoria.& Centro apne,stico. Este centro se encuentra en la región caudal delpuente con una función no bien aclarada. Está relacionado coninspiración prolongada y profunda #apneusis%.& -rupo respiratorio dorsal. ntervienen fundamentalmente durante lainspiración. /e distinguen dos tipos celulares0

1 C"lulas ipo . /on neuronas estimuladoras. Estimulan lamotoneurona del nervio fr"nico provocando la contracción deldiafragma tambi"n están en relación con el centro pneumotá$icoy al n,cleo ambiguo del grupo respiratorio ventral. ntervienendurante la fase de inspiración.1 C"lulas ipo . /on interneuronas que tienen una accióninhibitoria. )eciben información del llenado del pulmón yproducen la inhibición de las neuronas tipo induciendo el *n de lainspiración.

& -rupo respiratorio ventral. nterviene tanto en el control de lainspiración como de la espiración. /e agrupan en dos n,cleos0

1 3,cleo ambiguo0 Control de m,sculos accesorios respiración#laringe y faringe% a trav"s de los nervios craneales glosofar4ngeoy vago.1 3,cleo retroambiguo0 5odula la actividad de las motoneuronasfr"nicas e intercostales que controlan el diafragma y lamusculatura del tóra$. Presenta c"lulas inspiratorias de dos tipos0de arranque o disparo temprano y c"lulas inspiratorias tard4as.



+urante la inspiración las c"lulas inspiratorias de arranque tempranoestimulan a las inspiratorias tard4as que a su ve( al *nal de lainspiración estimulan las motoneuronas fr"nicas e intercostales. Pero lasc"lulas de arranque temprano tambi"n estimulan a las neuronasespiratorias del n,cleo retroambiguo de manera que una ve( que se ha

producido el llenado del pulmón provocan la contracción de lamusculatura costal respiratoria y abdominal y se inhibe la musculaturainspiratoria de manera que se produce la espiración.

Control nervioso de la ventilaciónEl control nervioso se basa en la presencia de unos receptores querecogen información y la transmiten a nivel central a los centrosrespiratorios. 'os movimientos respiratorios se desarrollan de formainvoluntaria aunque se puede modi*car de manera voluntaria.

Mecanorreceptores pl!onares " de las vías respiratorias

& +e estiramiento de adaptación lenta. !sociados a musculatura lisa detráquea bronquios y bronquiolos. nforman del llenado del pulmón porv4a vagal. Con el llenado del pulmón aumentan la frecuencia de losest4mulos e inhiben la inspiración cuando se alcan(a el llenado delpulmón. ! este re6ejo se le llama de 7ering18reuer o inhibidor de lainspiración. /i los nervios vagos del animal son seccionados se produceun aumento del volumen tidal y una reducción de la frecuenciarespiratoria.& +e estiramiento de adaptación rápida o de irritación. /on terminalesnerviosas mielini(adas distribuidas por el epitelio de la laringe tráquea

bronquios y bronquiolos. /e estimulan por est4mulos mecánicos como labroncoconstricción o la irritación mecánica del epitelio de las v4asrespiratorias. Pero tambi"n responden a est4mulos qu4micos como gasesirritantes e histamina. !nte estos est4mulos se produce unabroncoconstricción un aumento de la secreción mucosa hipernea#respiración con alta frecuencia y bajo volumen tidal% y tos con elobjetivo *nal de eliminar el agente irritante.& )eceptores yu$tacapilares. /on terminaciones nerviosas nomielini(adas que están locali(adas cerca de capilares pulmonares. !ll4 miden el grado de distensión del intersticio y la composición de lasangre.

Receptores propioceptivosEn la musculatura respiratoria e$isten receptores de estiramientofundamentalmente en los tendones y husos musculares de musculaturaintercostal mientras que en diafragma hay muy pocos receptores. Estosreceptores informan del grado de distensión de la musculatura y deforma re6eja controlan la fuer(a de contracción de la musculaturarespiratoria.



7ay receptores propioceptivos en las articulaciones y la musculatura delas e$tremidades que son fundamentales para la adaptación de larespiración al ejercicio.! nivel de piel y mucosas hay receptores que e$citan el centro

respiratorio y pueden dar lugar a una inspiración profunda. 9n ejemploclaro es el que se produce al estimular la piel de un reci"n nacido.En las v4as respiratorias superiores hay otros receptores que inhiben deforma re6eja la respiración con el cierre de la glotis y contracción de losbronquios. Estos re6ejos inhibitorios son fundamentales para que puedaproducirse la deglución o la inmersión en el caso de animales quebucean.En los senos carot4deos y aórticos hay barorreceptores que regulan lacirculación pero que tambi"n intervienen en el control de la respiración.Cuando la presión arterial aumenta env4an se:ales inhibitorias al centrorespiratorio y la frecuencia respiratoria disminuye.

Control #í!ico de la respiración!demás y junto con el control nervioso hay un control humoral de larespiración. 'as sustancias que modulan este control humoral son el O2el CO2 y el p7. 'os cambios de estas son sustancias son detectados por0

;uimiorreceptores medularesEn la cara ventrolateral de la m"dula oblongada pró$ima a las ra4ces delos pares craneales <1= se encuentra un área quimiosensible. En estelugar e$isten unos receptores que son sensibles a los hidrogeniones#7>%. +e manera que no miden PO2 sino PCO2 de forma indirecta. El

CO2 cru(a la barrera hematoencefálica y reacciona con el agua del 'C)para formar protones. Estos ,ltimos son los que estimulan alreceptor.CO2 > 72O ? 72CO@ ? 7CO@1 >7>

;uimiorreceptores perif"ricos!demás de los quimiorreceptores medulares hay receptores a nivel delos cuerpos carot4deos y aórticos que están en cone$ión con los centrosrespiratorios mediante el nervio glosofar4ngeo y vago respectivamente.Estos receptores se estimulan por reducciones de la PO2 a nivel arterialy aumentos de PCO2 y reducción del p7 de manera que aumenta lafrecuencia respiratoria como medida compensadora. Pero su e*cacia no

es demasiado importante ya que al aumentar la respiración se eliminamucho CO2 y en consecuencia disminuye laPCO2 y aumenta el p7arterial este hecho provoca una depresión fuerte del centro respiratorio.

Control de la respiración drante el e$ercicioEn una primera fase donde prácticamente todo el metabolismo es detipo aeróbico los niveles de PCO2 y



PO2 no se ven modi*cados. /in embargo hay un importante aumentode la ventilación resultado de la acción de factores neurog"nicos0

& )e6ejo del movimiento de e$tremidades al estimularse losreceptores propioceptivos.& mpulsos estimulantes procedentes del cerebro que transmite

se:ales tanto a los m,sculos que se contraen como al centrorespiratorio.Conforme el ejercicio es más intenso se van produciendo ligerasmodi*caciones de la PO2 y la PCO2. En este momento entran enacción los factores humorales la subida de la PCO2 produce unaumento notable de la ventilación pulmonar que reajustarápidamente los niveles sangu4neos. El sistema se equilibra enunos A minutos. /i se supera la capacidad aeróbica de producciónde energ4a se inicia esta fase anaeróbica con la formación deácido láctico en el m,sculo y una reducción del p7. Esta acide(produce un aumento de la ventilación para intentar compensar.

5EC!3C! )E/P)!O)!0 <E3'!CB3

'a ventilación representa la cantidad de aire inspirado fresco que entraen la (ona respiratoria por minuto. +urante la inspiración el volumen dela cavidad torácica aumenta y el pulmón aspira aire. Este aumento devolumen se produce en parte porque el diafragma se contrae y semueve hacia abajo los m,sculos pectorales menores y los intercostales



presionan las costillas hacia fuera aumentando la super*cie trasversaldel tóra$. el aire entra a gran velocidad hasta los bronqu4olos terminales#como el agua en una manguera de riego% la super*cie transversal detodas las v4as a"reas aumenta esto se debe a la gran cantidad de ramasproduciendo esto una notable disminución de velocidad en el gas. En

este punto la difusión #transmisión% del gas dentro de las v4as a"reasentra a predominar como principal mecanismo de la ventilación dentrode la (ona respiratoria. 'a difusión de las mol"culas de gas dentro de lasv4as a"reas es tan acelerada y las distancias que debe recorrer son tancortas que toda diferencia de concentración dentro del lóbulodesaparece en cuestión de un segundo sin embargo como la velocidaddel gas disminuye rápidamente en la región de los bronqu4olosterminales muchas veces se deposita aqu4 el polvillo inhalado. Cuandoel diafragma se relaja adopta su posición normal curvado hacia arriba

entonces los pulmones se contraen y el aire se e$pulsa hacia fuera. !s4 vemos que la inspiración es un proceso activo mientras que la e$piraciónes un proceso pasivo.'a ventilación se debe a la actividad pulmonar que al modi*car laspresiones de la pleura cambia los vol,menes pulmonares. El tóra$ y elpulmón son estructuras elásticas que en reposo contrarrestan susfuer(as al actuar en sentido contrario de esta forma crean una presiónnegativa en el espacio pleural de apro$imadamente D cm de 72O.

!l contraerse los m,sculos inspiratorios #el diafragma participa en la

inspiración en un F G% se crea una presión negativa en el pulmóninferior a la atmosf"rica y esto hace que entre el aire desde el e$terior alos pulmones.

'a presión necesaria para despla(ar el gas a trav"s de las v4as a"reasdurante la inspiración normal es muy peque:a para que circule H litrode aire en un segundo se requiere una ca4da de presión menor de 2 cmde agua a lo largo de las v4as a"reas. !l entrar en la v4a a"rea el aireinspirado se calienta a @IC y se satura de vapor de agua.

Mecanica %entilatoria

+urante la inspiración la contracción del diafragma y de los m,sculosinspiratorios da lugar a un incremento de la capacidad de la cavidadtorácica con lo que la presión intrapulmonar se hace ligeramenteinferior con respecto a la atmosf"rica lo que hace que el aire entre enlas v4as respiratorias. +urante la espiración los m,sculos respiratorios



se relajan y vuelven a sus posiciones de reposo. ! medida que estosucede la capacidad de la cavidad torácica disminuye con lo que lapresión intrapulmonar aumenta con respecto a la atmosf"rica y el airesale de los pulmones.Como los pulmones son incapaces de e$pandirse y contraerse por s4

mismos tienen que moverse en asociación con el tóra$. 'os pulmonesestán JpegadosK a la caja torácica por el l4quido pleural que seencuentra entre las dos hojas pleurales la visceral y la parietal #es lomismo que suceder4a con dos láminas de cristal unidas entre por una*na capa de l4quido es imposible separar entre s4 esas dos láminas decristal a no ser que se deslicen una sobre otra%. 'a presión intrapleuraldel espacio intrapleural es inferior a la atmosf"rica y surge durante eldesarrollo a medida que la caja torácica con su capa pleural asociadacrece más rápido que el pulmón con su capa pleural asociada. 'as doshojas pleurales se mantienen juntas por el l4quido pleural de modo quelos pulmones elásticos son for(ados a estirarse para adaptarse al mayor

volumen de la caja torácica. !l mismo tiempo sucede que la fuer(aelástica tiende a llevar a los pulmones a su posición de reposo lejos dela caja torácica. 'a combinación de la fuer(a de estiramiento hacia fuerade la caja torácica y la fuer(a elástica de los pulmones hacia adentrocrea una presión intrapleural negativa lo que signi*ca que es inferior ala presión atmosf"rica. 3o hay que olvidar que la cavidad pleural estácerrada herm"ticamente de modo que la presión intrapleural nunca sepuede equilibrar con la presión atmosf"rica.

)!8!LO )E/P)!O)O

En la respiración normal tranquila la contracción de los m,sculosrespiratorios solo ocurre durante la inspiración mientras que laespiración es un proceso pasivo ya que se debe a la relajación muscular.En consecuencia los m,sculos respiratorios normalmente solo trabajanpara causar la inspiración y no la espiración. 'os dos factores que tienenla mayor in6uencia en la cantidad de trabajo necesario para respirarson0

M 'a e$pansibilidad o compliance de los pulmonesM 'a resistencia de las v4as a"reas al 6ujo del aire

'a E=P!3/8'+!+ o CO5P'!3CE es la habilidad de los pulmones paraser estirados o e$pandidos. 9n pulmón que tiene una compliance altasigni*ca que es estirado o e$pandido con facilidad mientras uno quetiene una compliance baja requiere más fuer(a de los m,sculosrespiratorios para ser estirado. 'a compliance es diferente de laelastancia o elasticidad pulmonar. 'a elasticidad signi*ca resistencia a ladeformación y es la capacidad que tiene un tejido elástico de serdeformado o estirado por una peque:a fuer(a y de recuperar la forma y



dimensiones originales cuando la fuer(a es retirada. El hecho de que unpulmón sea estirado o e$pandido fácilmente #alta compliance% nosigni*ca necesariamente que volverá a su forma y dimensionesoriginales cuando desaparece la fuer(a de estiramiento #elastancia%.Como los pulmones son muy elásticos la mayor parte del trabajo de la

respiración se utili(a en superar la resistencia de los pulmones a serestirados o e$pandidos.

'as fuer(as que se oponen a la compliance o e$pansión pulmonar sondos0 la elasticidad o elastancia de los pulmones ya que sus *braselásticas resultan estiradas al e$pandirse los pulmones y como tienentendencia a recuperar su forma y dimensiones originales los pulmonestienden continuamente a apartarse de la pared torácica la tensiónsuper*cial producida por una delgada capa de l4quido que revisteinteriormente los alv"olos que incrementa la resistencia del pulmón aser estirado y que por tanto aumenta el trabajo respiratorio para

e$pandir los alv"olos en cada inspiración.Para poder reali(ar la inspiración con facilidad estas dos fuer(as soncontrarrestadas por0 la presión intrapleural negativa que e$iste en elinterior de las cavidades pleurales y que obliga a los pulmones a seguira la pared torácica en su e$pansión el agente tensioactivo o surfactanteque es una me(cla de fosfol4pidos y prote4nas segregada por unasc"lulas especiales que forman parte del epitelio alveolar los neumocitosde tipo y que disminuye la tensión super*cial del l4quido que recubreinteriormente los alv"olos. 'a s4ntesis de surfactante comien(a alrededorde la semana 2D del desarrollo fetal y cuando no se segrega lae$pansión pulmonar es muy dif4cil y se necesitan presiones

intrapleurales e$tremadamente negativas para poder vencer latendencia de los alv"olos al colapso. !lgunos reci"n nacidos prematurosno secretan cantidades adecuadas de esta sustanciatensioactiva y pueden morir por no poder e$pandir sus pulmones0 es loque se llama s4ndrome de distr"s respiratorio.

En cuanto a la )E//E3C! +E '!/ <N!/ !)E!/ !' '9LO +E' !)E losfactores que contribuyen a la resistencia de las v4as respiratorias al 6ujodel aire son0M 'a longitud de las v4asM 'a viscosidad del aire que 6uye a trav"s de las v4as

M El radio de las v4as'a longitud de las v4as respiratorias es constante y la viscosidad del airetambi"n es constante en condiciones normales de modo que el factormás importante en la resistencia al 6ujo del aire es el radio de las v4asrespiratorias. /i no hay una patolog4a de estas v4as que provoque unestrechamiento de las mismas la mayor parte del trabajo reali(ado porlos m,sculos durante la respiración normal tranquila se utili(a para



e$pandir los pulmones y solamente una peque:a cantidad se empleapara superar la resistencia de las v4as respiratorias al 6ujo del aire.

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