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Como a Respiração é Controlada

Os centros de controle da respiração, localizados nas regiões cerebrais bulbo (medula) e ponte (pons), trabalham com sistema nervoso, cardiovascular, pulmões, diafragma e outras partes do cérebro e corpo para regular a função respiratória.

Controle Localizado

Taxa de entrega de oxigênio em cada tecido e captação nos pulmões são reguladas localmente. Se tecido periférico (braço, pé) torna-se mais ativo, nível de oxigênio entre células cai e CO₂ aumenta. Resultado: mais oxigênio entregue e mais CO₂ removido dos tecidos afetados. Efeito secundário: relaxamento de músculo liso em paredes de arteríolas e capilares na área, aumentando fluxo sanguíneo.

Controle Involuntário

Em resposta a informação sensorial dos pulmões ou outras partes do trato respiratório, centros involuntários do cérebro controlam atividade e volume dos músculos respiratórios ajustando profundidade e frequência do movimento físico de ar para dentro e fora do trato respiratório (ventilação pulmonar).

Controle Voluntário

Baseado em atividades no córtex cerebral afetando saída dos centros respiratórios no bulbo e ponte ou neurônios motores na medula espinhal.

Centros do Bulbo

Ritmo respiratório é definido pelos centros de ritmicidade respiratória do bulbo, cada um com grupo respiratório dorsal (GRD) e ventral (GRV). GRD controla diafragma e músculos intercostais que movem costelas; funciona em todo ciclo respiratório. GRV funciona apenas na respiração forçada. Padrão básico reflete interação cíclica entre GRD e GRV, estabelecida por células marcapasso com atividade rítmica espontânea.

Fatores Externos

Frequência respiratória pode aumentar por estimulantes do SNC (anfetaminas, cafeína) ou diminuir por depressores (barbitúricos, opiáceos).

Centros da Ponte

Centros apneústico e pneumotáxico da ponte são pares de núcleos que ajustam saída dos centros rítmicos respiratórios em resposta a estímulos sensoriais ou entrada de outros centros. Na respiração tranquila, estímulo do centro apneústico aumenta intensidade da inspiração por ~2 segundos, após o que (normalmente) sinais do centro pneumotáxico inibem essa atividade. Na respiração forçada, centro apneústico também responde a entrada sensorial dos nervos vagos sobre insuflação pulmonar. Centros no hipotálamo e cérebro podem alterar frequência e profundidade respiratória via centros pneumotáxicos.

Reflexos Respiratórios

Atividades dos centros respiratórios são modificadas por informação sensorial de neurônios especiais: quimiorreceptores (sensíveis a CO₂, O₂ e pH); mudanças na pressão arterial na aorta ou seios carótidos; mudanças de volume pulmonar; irritantes físicos/químicos na cavidade nasal, laringe ou árvore brônquica; outras sensações como dor ou mudança de temperatura corporal.