Centro respiratorio - Respiratory center
| Centro respiratorio | |
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 Grupos respiratorios en el centro respiratorio y su influencia
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| Identificadores | |
| Malla | D012125 |
| Terminología anatómica | |
El centro respiratorio se encuentra en el bulbo raquídeo y la protuberancia , en el tronco del encéfalo . El centro respiratorio está formado por tres grupos respiratorios principales de neuronas , dos en la médula y uno en la protuberancia. En la médula se encuentran el grupo respiratorio dorsal y el grupo respiratorio ventral. En la protuberancia, el grupo respiratorio pontino incluye dos áreas conocidas como centro neumotáxico y centro apneustico.
El centro respiratorio es responsable de generar y mantener el ritmo de la respiración, y también de ajustar este en la respuesta homeostática a los cambios fisiológicos. El centro respiratorio recibe información de quimiorreceptores , mecanorreceptores , la corteza cerebral y el hipotálamo para regular la frecuencia y la profundidad de la respiración. La entrada es estimulada por niveles alterados de oxígeno , dióxido de carbono y pH sanguíneo , por cambios hormonales relacionados con el estrés y la ansiedad del hipotálamo, y también por señales de la corteza cerebral para dar un control consciente de la respiración.
La lesión de los grupos respiratorios puede causar diversos trastornos respiratorios que pueden requerir ventilación mecánica y generalmente se asocia con un mal pronóstico.
Grupos respiratorios
El centro respiratorio se divide en tres grupos principales, dos en la médula y uno en la protuberancia. Los dos grupos de la médula son el grupo respiratorio dorsal y el grupo respiratorio ventral . En la protuberancia, el grupo respiratorio pontino se compone de dos áreas: el centro neumotáxico y el centro apneustico. Los grupos medulares dorsal y ventral controlan el ritmo básico de la respiración. Los grupos se emparejan con uno a cada lado del tronco encefálico.
Grupo respiratorio dorsal
El grupo respiratorio dorsal (GRD) tiene el papel más fundamental en el control de la respiración, iniciando la inspiración (inhalación). El DRG es una colección de neuronas que forman una masa alargada que se extiende la mayor parte de la longitud de la médula dorsal. Están cerca del canal central de la médula espinal y justo detrás del grupo ventral. Establecen y mantienen la frecuencia respiratoria .
La mayoría de las neuronas están ubicadas en el núcleo del tracto solitario . Otras neuronas importantes se encuentran en las áreas adyacentes, incluida la sustancia reticular de la médula. El núcleo solitario es el punto final de la información sensorial que llega del grupo respiratorio pontino y de dos nervios craneales : el nervio vago y el nervio glosofaríngeo . El núcleo solitario envía señales al centro respiratorio desde quimiorreceptores periféricos , barorreceptores y otros tipos de receptores en los pulmones, en particular los receptores de estiramiento . Así, el grupo respiratorio dorsal se ve como un centro integrador que da salida al grupo respiratorio ventral para modificar el ritmo respiratorio.
Grupo respiratorio ventral
En la médula, el grupo respiratorio ventral (VRG) consta de cuatro grupos de neuronas que forman el área de exhalación (espiratoria) del control respiratorio. Esta zona se encuentra en la parte ventrolateral de la médula, unos 5 mm anterior y lateral al grupo respiratorio dorsal. Las neuronas involucradas incluyen las del núcleo ambiguo , el núcleo retroambiguo y las interneuronas del complejo pre-Bötzinger .
El VRG contiene neuronas inspiratorias y espiratorias. El grupo de neuronas respiratorias ventrales está activo en la respiración enérgica e inactivo durante las respiraciones tranquilas y tranquilas. El VRG envía impulsos inhibidores al centro apneustico.
Grupo respiratorio pontino
En el tegmento pontino de la protuberancia, el grupo respiratorio pontino (PRG) incluye los centros neumotáxicos y apneusticos. Estos tienen conexiones entre ellos, y de ambos al núcleo solitario .
Centro neumotáxico
El centro neumotáxico se encuentra en la parte superior de la protuberancia. Sus núcleos son el núcleo subparabraquial y el núcleo parabraquial medial . El centro neumotáxico controla tanto la frecuencia como el patrón respiratorio. El centro neumotáxico se considera un antagonista del centro apneustico, (que produce una respiración anormal durante la inhalación) inhibiendo cíclicamente la inhalación. El centro neumotáxico es responsable de limitar la inspiración, proporcionando un interruptor de apagado inspiratorio (IOS). Limita el estallido de potenciales de acción en el nervio frénico , disminuyendo efectivamente el volumen corriente y regulando la frecuencia respiratoria . La ausencia del centro da como resultado un aumento de la profundidad de la respiración y una disminución de la frecuencia respiratoria.
El centro neumotáxico regula la cantidad de aire que se puede introducir en el cuerpo en cada respiración. El grupo respiratorio dorsal tiene ráfagas rítmicas de actividad que son constantes en duración e intervalo. Cuando se necesita una frecuencia respiratoria más rápida, el centro neumotáxico envía una señal al grupo respiratorio dorsal para que se acelere. Cuando se necesitan respiraciones más largas, las ráfagas de actividad se alargan. Toda la información que el cuerpo usa para ayudar a la respiración ocurre en el centro neumotáxico. Si esto se dañara o de alguna manera se dañara, haría casi imposible respirar.
Un estudio sobre este tema se realizó en gatos paralizados anestesiados antes y después de la vagotomía bilateral . Se controló la ventilación en gatos despiertos y anestesiados que respiraban aire o CO2. La ventilación se controló tanto antes como después de las lesiones en la región central neumática y después de la vagotomía bilateral posterior. Los gatos con lesiones pontinas tuvieron una duración de inhalación prolongada. En los gatos, después de la anestesia y la vagotomía, se ha descrito que la transacción pontina evoca descargas inspiratorias prolongadas y sostenidas interrumpidas por pausas espiratorias breves. En ratas, por otro lado, después de la anestesia, la vagotomía y la transacción pontina, no se observó este patrón de respiración, ni in vivo ni in vitro. Estos resultados sugieren diferencias entre especies entre ratas y gatos en las influencias pontinas sobre el centro respiratorio medular.
Centro apneustico
El centro apneustico de la protuberancia inferior parece promover la inhalación mediante la estimulación constante de las neuronas del bulbo raquídeo. El centro apneustico envía señales al grupo dorsal en la médula para retrasar el 'apagado, la señal del interruptor de apagado inspiratorio (IOS) de la rampa inspiratoria proporcionada por el centro neumotáxico. Controla la intensidad de la respiración, dando impulsos positivos a las neuronas involucradas con la inhalación. El centro apneustico es inhibido por los receptores pulmonares de estiramiento y también por el centro neumotáxico. También descarga un impulso inhibitorio al centro neumotáxico.
Ritmo respiratorio
La respiración es el proceso repetitivo de llevar aire a los pulmones y sacar los productos de desecho. El oxígeno traído del aire es una necesidad constante y continua de un organismo para mantener la vida. Esta necesidad persiste durante el sueño por lo que el funcionamiento de este proceso tiene que ser automático y formar parte del sistema nervioso autónomo . La inhalación es seguida por la exhalación, dando el ciclo respiratorio de inhalación y exhalación. Hay tres fases del ciclo respiratorio: inspiración, posinspiración o espiración pasiva y espiración tardía o activa.
El número de ciclos por minuto es la frecuencia respiratoria . La frecuencia respiratoria se establece en el centro respiratorio por el grupo respiratorio dorsal, en la médula, y estas neuronas se concentran principalmente en el núcleo solitario que se extiende a lo largo de la médula.
El ritmo básico de la respiración es el de una respiración tranquila y reparadora conocida como eupnea . La respiración tranquila solo requiere la actividad del grupo dorsal que activa el diafragma y los músculos intercostales externos . La exhalación es pasiva y se basa en el retroceso elástico de los pulmones . Cuando aumenta la necesidad metabólica de oxígeno, la inspiración se vuelve más enérgica y las neuronas del grupo ventral se activan para provocar una exhalación contundente . La dificultad para respirar se denomina disnea, lo opuesto a la eupnea.
Significación clínica
La depresión del centro respiratorio puede ser causada por: trauma cerebral , daño cerebral , un tumor cerebral , o isquemia . La depresión también puede ser causada por medicamentos que incluyen opioides y sedantes .
La anfetamina puede estimular el centro respiratorio para producir respiraciones más rápidas y profundas. Normalmente, a dosis terapéuticas, este efecto no se nota, pero puede ser evidente cuando la respiración ya está comprometida.
Ver también
Referencias
Otras lecturas
- Levitzky, Michael G. (2002). Fisiología pulmonar (6ª ed.). Profesional de McGraw-Hill. págs. 193–4. ISBN 978-0-07-138765-1.
- Costanzo, Linda S. (2006). Fisiología (3ª ed.). Filadelfia, PA: Elsevier . pag. 224. ISBN 978-1-4160-2320-3.
- Shannon, Roger; Baekey, David M .; Morris, Kendall F .; Nuding, Sarah C .; Segers, Lauren S .; Lindsey, Bruce G. (2004). "La descarga de las neuronas del grupo respiratorio pontino se altera durante la tos ficticia en el gato descerebrado". Fisiología respiratoria y neurobiología . 142 (1): 43–54. doi : 10.1016 / j.resp.2004.05.002 . PMID 15351303 . S2CID 8425115 .