IV - Fisiologia Respiratória - 3

3 – Regulação da Respiração

O centro respiratório é composto por grupos de neurônios localizados bilateralmente no bulbo e na ponte. É dividido em três grandes grupos: (1) grupo dorsal respiratório, localizado na região dorsal do bulbo, responsável principalmente pela inspiração, (2) grupo ventral respiratório, localizado na região ventrolateral do bulbo, responsável tanto pela expiração quanto pela inspiração, dependendo dos neurônios que são estimulados e (3) o centro pneumotáxico, localizado dorsalmente na região superior da ponte, e que ajuda a controlar tanto a freqüência quanto o padrão da respiração.

O grupo dorsal respiratório de neurônios desempenha um papel fundamental no controle da respiração. Ele se estende ao longo da maior parte do comprimento do bulbo. Todos ou quase todos os seus neurônios estão localizados no núcleo do trato solitário, embora neurônios adicionais da substância reticular adjacente ao bulbo provavelmente também desempenhem papéis importantes no controle respiratório.

O núcleo do trato solitário também é a terminação sensorial dos nervos vago e glossofaríngeo, recebendo os sinais sensoriais  que são enviados para o centro respiratório pelos quimioceptores e pelos baroceptores pulmonares. O ritmo básico da respiração é determinado principalmente pelo grupo dorsal de neurônios do centro respiratório. Mesmo que sejam seccionadas as terminações nervosas periféricas que entram no bulbo e o tronco encefálico também seja seccionado acima e abaixo do bulbo, este grupo de neurônios ainda emite, repetitivamente, potenciais de ação inspiratórios.

A causa básica dessas descargas repetitivas, porém, ainda é desconhecida. O sinal inspiratório ocorre “em rampa”, iniciando-se muito fraco e aumentando progressivamente por cerca de dois segundos. Em seguida, cessa abruptamente por cerca de três segundos, liberando a retração elástica da caixa torácica e dos pulmões, o que causa expiração. O centro pneumotáxico limita a duração da inspiração e aumenta a freqüência respiratória.

O grupo ventral de neurônios permanece quase totalmente inativo durante a respiração normal em repouso. Quando há necessidade de altos níveis de ventilação pulmonar, essa área opera mais ou menos como um mecanismo multiplicador. Dessa forma, o grupo ventral é essencialmente importante na respiração forçada. Os receptores de estiramento localizados nas paredes dos brônquios e bronquíolos, que transmitem os sinais através do nervo vago para o grupo respiratório dorsal e, quando os pulmões ficam distendidos, ativam a resposta de feedback que desliga a rampa inspiratória, através do chamado reflexo de insuflação de Hering-Breuer.

O  objetivo da respiração é manter adequadas as concentrações de oxigênio, dióxido de carbono e íons hidrogênio nos tecidos. Portanto, é importante que a atividade respiratória seja altamente responsiva às variações de cada um desses elementos. O excesso de dióxido de carbono ou de íons hidrogênio causa aumento na intensidade dos sinais inspiratórios e expiratórios. A concentração de oxigênio é detectada principalmente nos quimioceptores periféricos localizados nos corpos carotídeos e aórticos, e estes transmitem sinais para o centro respiratório através do nervo de Hering.

A área quimiossensitiva do centro respiratório é muito sensível às mudanças da pressão parcial de dióxido de carbono na circulação e à concentração de íons hidrogênio. Os neurônios da área sensitiva são principalmente sensíveis aos íons hidrogênio. Entretanto, este íon tem dificuldade em atravessar as barreiras hemoencefálica e hemoliquórica, ao contrário do dióxido de carbono. Embora o dióxido de carbono tenha pouco efeito direto na estimulação dos neurônios da área quimiossensitiva, ele exerce um potente efeito indireto. Este efeito é consequencia da formação de ácido carbônico nos tecidos, como resultado da reação do dióxido de carbono com a água. 

O ácido carbônico se dissocia em íons hidrogênio e íons bicarbonato e os íons hidrogênio têm potente efeito estimulador direto. Quando uma pessoa respira ar com muito pouco oxigênio, isto, obviamente, diminui a pressão parcial de oxigênio no sangue  e excita os quimioceptores carotídeos e aórticos, estimulando  a respiração. Entretanto, esse efeito é menor do que se espera, porque o aumento da respiração remove o dióxido de carbono dos pulmões e conseqüentemente diminui a pressão parcial de dióxido de carbono e a concentração de íons hidrogênio do sangue.

Estas duas últimas alterações inibem  um aumento de atividade do centro respiratório, como foi discutido anteriormente, de modo que o efeito final do sinal indicativo da diminuição da pressão parcial do oxigênio, enviado pelos quimioceptores, é contrabalançado.
 Uma possível causa  de depressão e parada respiratórias é a dosagem excessiva de anestésicos e narcóticos.

O pentabarbital sódico e a morfina deprimem intensamente o centro respiratório. Outros anestésicos como o halotano são mais comumente utilizados por não apresentarem estas características de forma tão acentuada.
 Uma anormalidade da respiração chamada de respiração periódica ocorre em diferentes enfermidades.

A pessoa respira profundamente por um pequeno intervalo de tempo e depois respira fracamente ou não respira durante um intervalo, e este ciclo se repete continuadamente. O tipo mais comum de respiração periódica é a respiração de Cheyne-Stokes, caracterizada por aumento e diminuição lenta da respiração que se repetem em ciclos de aproximadamente  40 a 60 segundos.