Regulación ventilatoria I

El control de la ventilación

se refiere a las fisiológicas mecanismos implicados en el control de la ventilación fisiológica , que se refiere a la circulación de aire dentro y fuera de los pulmones. Ventilación facilita la respiración. La respiración se refiere a la absorción de oxígeno y la eliminación de dióxido de carbono. Bajo la mayoría de condiciones, la presión parcial de dióxido de carbono controla la velocidad de la respiración.

Generador del patrón respiratorio

El sistema respiratorio manifiesta diferentes tipos de patrones ventilatorios que responden al estado general del individuo. La respiración normal, o eupnea, es el patrón predominante. Si bien, la respiración es un proceso autónomo, puede ser controlada y regulada voluntariamente durante la postura, la locomoción y otros actos sensorio motores.

El control voluntario de la respiración ocurre en la corteza cerebral, mientras que su generación y control automático radica en el tallo cerebral.

Señales eferentes

Las señales eferentes del núcleo generador del ritmo respiratorio son distribuidas por interneuronas y motoneuronas a través de vías en el tallo cerebral, hacia motoneuronas craneales, y motoneuronas mediante vías en la médula espinal ventrolateral

Generador del patrón respiratorio

La respiración es generada por una red neuronal localizada en el tallo cerebral ventrolateral. Dicha región es conocida como el Complejo preBötzinger (preBötC).

PreBötzinger

El Pre-Bötzinger Complex (preBötC) es un grupo de interneuronas en el ventrolateral médula del tronco cerebral , que es esencial para la generación de ritmo respiratorio. El mecanismo exacto de la generación ritmo y la transmisión a los núcleos motores sigue siendo controvertido y el tema de mucha investigación actual.

Aferencias y eferencias

Aferencia

La información sensorial que llega a los centros respiratorios para modular la frecuencia y profundidad respiratoria se pueden clasificar en tres, de acuerdo con el tipo de información que llevan:

1. Información química: procedente de los quimioceptores periféricos ubicados en la circulación arterial, donde se miden los niveles plasmáticos de O2, CO2 y el pH; y los centrales, ubicados en el suelo del cuarto ventrículo y miden el CO2 del líquido cefalorraquídeo.

2. Información propioceptora: que traen información de la actividad muscular tanto de los músculos respiratorios, como de los músculos de las extremidades.

3. Información mecanoceptora: procedente de los barorreceptores ubicados en la región pulmonar y también en el sistema cardiovascular.

Otras informaciones sensoriales también ejercen su efecto respiratorio pero no de forma directa, sino a través de centros superiores ubicados en el hipotálamo, sistema límbico y cortex cerebral, donde se coordinan respuestas integradas que afectan a la función del sistema respiratorio.

Control neural

En el bulbo, en su formación reticular y por debajo del piso del cuarto ventrículo, se encuentran centros implicados directamente en la autogeneración del ritmo respiratorio básico y son:1. El grupo respiratorio dorsal (GRD), implicado principalmente en la inspiración y que algunos consideran es responsable del ritmo respiratorio.2. El grupo respiratorio ventral (GRV), relacionado principalmente en la espiración.

1. El grupo respiratorio dorsal (GRD)

Está localizado en los confines del núcleo del tracto solitario (NTS), con neuronas activas durante la inspiración. Con axones contralaterales que inervan a través del frénico el diafragma y axones contralaterales que van al GRV, inhibiendo a sus neuronas espiratorias. Éste recibe gran parte de la información sensorial respiratoria. Tiene actividad rítmica y es responsable del ritmo básico ventilatorio.

El grupo respiratorio ventral (GRV)

contiene dos poblaciones de neuronas unas en el núcleo ambiguo, con neuronas premotoras inspiratorias además de neuronas motoras de los músculos laríngeos y parasimpáticas a los bronquiolos y corazón. Otras en el retroambiguo, donde en su región rostral encontramos neuronas premotoras inspiratorias con axones contralaterales hacia las motoneuronas espinales que inervan a los músculos intercostales externos (inspiratorios) y músculos accesorios. En su región caudal, se encuentran neuronas premotoras espiratorias que inervan de forma ipsilateral a las motoneuronas espinales que inervan a los intercostales internos (espiratorios) y músculos abdominales. Las neuronas Espiratorias parecen tener efectos inhibitorios durante la fase inspiratoria sobre las neuronas Inspiratorias, siendo así responsables de la finalización de dicha fase.

El complejo de Bötzinger (centro apnéusico) está compuesto exclusivamente por neuronas espiratorias que reciben entrada sensorial desde el NTS y tienen un efecto inhibitorio sobre las neuronas inspiratorias del GRD y GRV y un efecto excitatotorio sobre las neuronas espiratorias del GRV.

La información sensorial del vago es de tipo inhibidor sobre las neuronas inspiratorias. 

Puente

Neuronas del grupo respiratorio del puente (GRP) (antiguamente conocidas como centro neumotáxico) son de tipo inspiratorio localizadas en el núcleo parabraquial lateral (NPL) y núcleo de Kölikker-Fuse (NKF) y espiratorio en el núcleo parabraquial media (NPM). Parece implicado en la regulación de la profundidad inspiratoria y recibe información sensorial vagal. Los dos primeros regulan el ritmo inspiratorio actuando sobre el GRD.