Regulación de la respiración

La regulación de la respiración hace parte del proceso fisiológico natural que sucede en el cuerpo humano producido por diferentes sistemas.

facultad de enfermería · neumología
viernes, 29 de julio de 2022
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La respiración es un proceso espontáneo, automático y rítmico que tiene lugar tanto en condiciones de vigilia como durante las fases de sueño. La regulación de la respiración es responsabilidad de los centros nerviosos que se describirá a continuación.

Centros de control respiratorio

Anteriormente, se ha explicado que la inspiración y la espiración se llevan a cabo gracias a la contracción y relajación de los músculos respiratorios. La actividad de esta musculatura se produce en respuesta a la acción de un estímulo nervioso, procedente de las neuronas motoras somáticas de la médula espinal. Estas motoneuronas inervan los músculos respiratorios, permitiendo así los movimientos de la respiración. Su actividad está regulada, a su vez, por dos vías nerviosas descendentes separadas, pero interdependientes: una vía que regula la respiración involuntaria y otra que controla la respiración voluntaria.

Tronco encefálico

El control rítmico e involuntario de la respiración está regulado por impulsos provenientes de neuronas localizadas en el tronco del encéfalo, concretamente en la protuberancia y el bulbo raquídeo, que tratan de adaptar constantemente la respiración a las necesidades del organismo. Para aportar el oxígeno necesario al metabolismo celular y eliminar el anhídrido carbónico producido durante el mismo. A estas neuronas se les conoce con el nombre de centros respiratorios. Los centros respiratorios reciben señales recogidas por una serie de sensores localizados en el organismo (quimiorreceptores, receptores pulmones, propioceptores y corteza cerebral), las analiza y con base en lo recibido envía impulsos nerviosos a los músculos respiratorios.

Dentro de los centros respiratorios diferenciamos el centro respiratorio bulbar (donde se encuentran el centro respiratorio dorsal y el centro respiratorio ventral) y el grupo respiratorio pontino (constituido por el centro apnéustico y el centro neumotáxico). Centro respiratorio bulbar, el centro respiratorio bulbar consta de dos áreas: el grupo respiratorio dorsal y el grupo respiratorio ventral.

Ambos son pares y de localización bilateral, con comunicaciones cruzadas, lo que les permite actuar en sincronía. El grupo respiratorio dorsal (GRD) se encarga principalmente del control de la inspiración y del ritmo respiratorio. Está localizado en la zona dorsal del bulbo raquídeo e interviene en el mecanismo de la inspiración. Así, sus neuronas estimulan al diafragma y a los músculos intercostales externos a través del nervio frénico y de los nervios intercostales, respectivamente, para que lleven a cabo el proceso inspiratorio.

Cuando su actividad cesa, los músculos inspiratorios se relajan y se produce la espiración. Se piensa que las células de esta área son capaces de producir descargas automáticas y rítmicas en ausencia de estimulación, y que son las encargadas de generar el ritmo básico de la respiración.

El grupo respiratorio ventral

Participa en la inspiración y en la espiración. Está situado en la zona ventral del bulbo raquídeo y contiene neuronas tanto inspiratorias como espiratorias. Este grupo de neuronas permanece casi inactivo durante la respiración normal. Se activan solamente cuando se precisa aumentar la ventilación pulmonar, es decir, en los casos de respiración forzada, ya que controlan la actividad de los músculos inspiratorios accesorios y los músculos espiratorios. Tienen especial relevancia en la trasmisión de estímulos potentes a la musculatura abdominal para la realización de espiración forzada.

Grupo respiratorio pontino

Los centros apnéustico y neumotáxico se localizan en el puente del encéfalo. Centro apnéustico: el centro apnéustico está situado en la zona inferior de la protuberancia. Estimula al grupo respiratorio dorsal e induce a la generación de inspiraciones prolongadas (apneusis). Centro neumotáxico: limita la duración de la inspiración y aumenta la frecuencia respiratoria. Se encuentra en la región superior de la protuberancia. Su función destacable es limitar la duración de la inspiración para controlar el volumen inspiratorio, evitando que los pulmones se insuflen de manera excesiva o insuficiente. Además, actúa indirectamente sobre la frecuencia respiratoria y se encarga de abolir la función del centro apnéustico en condiciones de respiración normales.

Corteza cerebral

El control voluntario del proceso respiratorio se localiza en la corteza cerebral y permite al individuo modificar de manera consciente la frecuencia y la profundidad de las respiraciones. Este centro permite realizar una hiperventilación o hipoventilación voluntaria. El cese voluntario de la respiración no se puede mantener hasta que el individuo lo desee, puesto que, cuando la PaCO 2 arterial se encuentra elevada, los quimiorreceptores centrales fuerzan al individuo a inspirar de nuevo.

Sistema límbico e hipotálamo

El sistema límbico y el hipotálamo influyen sobre el tipo de respiración que se presenta en situaciones de tensión, de ira, excitación o miedo.

Control químico de la respiración

En el control automático de la respiración también intervienen receptores químicos. Los quimiorreceptores son sensores que detectan cambios de pH, PaCO2 y PaO2 en la sangre arterial y en el líquido cefalorraquídeo (LCR). Hay dos tipos de receptores químicos: los quimiorreceptores centrales y los periféricos. Los primeros están situados por debajo de la superficie ventro lateral del bulbo raquídeo. Los segundos están localizados en los cuerpos aórticos y en los cuerpos carotídeos. En condiciones normales, el controlador químico más importante de la ventilación pulmonar es el dióxido de carbono y no el oxígeno.

Esto es debido a que, como se ha explicado anteriormente, el organismo mantiene una PaO2 mayor de la que necesita normalmente para saturar la hemoglobina. De modo que, aunque se modifique la ventilación alveolar, el aporte de oxígeno a los tejidos no se ve gravemente comprometido. Sin embargo, pequeños cambios en la PaCO2 pueden alterar el pH del organismo y complicar sus actividades fisiológicas.

Sin embargo, puede ocurrir que en situaciones donde la PaCO2 se mantenga elevada durante varios días. Los quimiorreceptores centrales se adapten a dichas circunstancias, disminuyendo la estimulación del centro respiratorio y, por tanto, la ventilación. En estos casos, el mayor estímulo para incrementar la ventilación viene determinado por la disminución de la PaO2, detectada por los quimiorreceptores periféricos.

Quimiorreceptores centrales

Los quimiorreceptores centrales están situados por debajo de la superficie ventrolateral del bulbo raquídeo y son sensibles a los cambios de la PaCO2 arterial. El nivel sanguíneo de CO2 regula la ventilación gracias al efecto que produce sobre el pH del LCR. El CO₂ atraviesa con facilidad la barrera hematoencefálica, pero tiene poca acción estimulante directa sobre el centro respiratorio. E mediante el aumento de la concentración de hidrogeniones (que origina al juntarse con el agua en el LCR) como estimula a dicho centro. Así, cuando la ventilación está disminuida, se produce un incremento de la PaCO2 arterial.

El CO2 cruza la barrera hematoencefálica donde reacciona con el agua (CO₂ + H₂O  H2CO3  H+ + HCO3–) provocando un aumento en la concentración de hidrogeniones en el LCR y, por consiguiente, un descenso de su pH (acidificación del medio). Esta disminución del pH provoca la estimulación de los quimiorreceptores centrales del bulbo raquídeo que, mediante sinapsis, comunicarán dicho descenso a los centros respiratorios.

El proceso respiratorio

Dentro de los múltiples proceso que realiza el cuerpo humano, la correcta oxigenación y el proceso respiratorio resultan bases en el correcto desempeño del organismo humano. Esto permite que cada uno de los sistemas funcione de manera correcta, llevando los elementos necesarios para el funcionamiento de cada uno. Por ello, si estos fallan pueden producirse grandes daños en el cuerpo humano, e incluso acabar con procesos vitales y por consecuente, producirse la muerte en el ser humano.

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