CAPÍTULO 36: Regulación de la respiración

OBJETIVOS

Después de revisar este capítulo, el lector será capaz de:

• Localizar el complejo pre-Bötzinger y describir su función en la producción de la respiración espontánea.

• Identificar la ubicación y probables funciones de los grupos dorsal y ventral de las neuronas respiratorias, el centro neumotorácico y el centro apnéusico en el tronco del encéfalo.

• Numerar las funciones respiratorias específicas de los nervios vagos y los receptores respiratorios en el cuerpo carotídeo, el cuerpo aórtico y la superficie ventral del bulbo raquídeo.

• Describir y explicar las respuestas ventilatorias al aumento de las concentraciones de dióxido de carbono (CO₂) en el aire inspirado.

• Describir y explicar las respuestas ventilatorias a las concentraciones bajas de oxígeno (O₂) en el aire inspirado.

• Describir los efectos de cada uno de los factores no químicos que influyen en la respiración. 

• Describir los efectos del ejercicio en la ventilación y el intercambio de oxígeno en los tejidos.

• Definir la respiración periódica y explicar su ocurrencia en varios estados de enfermedad.

INTRODUCCIÓN

La respiración espontánea surge por las descargas rítmicas de las neuronas motoras que inervan los músculos respiratorios. Esta descarga depende por completo de impulsos nerviosos del cerebro; la respiración se detiene si la médula espinal se corta por arriba del origen de los nervios frénicos. Las descargas rítmicas del cerebro que producen la respiración están reguladas por modificaciones en la PO₂, PCO₂ y la concentración de hidrogeniones (H⁺); dicho control químico de la respiración es complementado por varias influencias no químicas. En este capítulo se describen las bases fisiológicas de tales fenómenos.

CONTROL NERVIOSO DE LA RESPIRACIÓN

SISTEMAS DE CONTROL

Dos mecanismos nerviosos separados regulan la respiración. Uno está encargado del control voluntario y el otro, del automático. El sistema voluntario se encuentra en la corteza cerebral y envía impulsos a las neuronas motoras respiratorias mediante los haces corticoespinales. El sistema automático está impulsado por un grupo de células marcapasos en el bulbo raquídeo. Los impulsos de estas células activan neuronas motoras en las porciones cervical y torácica de la médula espinal que inervan los músculos respiratorios. Los de la porción cervical estimulan el diafragma mediante los nervios frénicos y los de la porción torácica hacen lo propio con los músculos intercostales externos. Sin embargo, los impulsos también llegan a la inervación de los músculos intercostales internos y otros músculos espiratorios.

Las neuronas motoras que llegan a los músculos espiratorios se inhiben cuando se activan aquellas que inervan a los músculos inspiratorios y viceversa. Aunque los reflejos raquídeos contribuyen a esta inervación recíproca, esta se debe sobre todo a la actividad de las vías descendentes. Los impulsos de dichas vías excitan a los agonistas e inhiben a los antagonistas. La única excepción a la inhibición recíproca es una ligera ...