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Articulo de referencia

Centro respiratorio

El centro respiratorio se localiza en el bulbo raquídeo y la protuberancia anular , en el tronco encefálico . Está compuesto por tres grupos principales de neuronas respiratoria...

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El centro respiratorio se localiza en el bulbo raquídeo y la protuberancia anular , en el tronco encefálico . Está compuesto por tres grupos principales de neuronas respiratorias : dos en el bulbo raquídeo y uno en la protuberancia anular. En el bulbo raquídeo, se encuentran el grupo respiratorio dorsal y el grupo respiratorio ventral. En la protuberancia anular, el grupo respiratorio pontino comprende dos áreas conocidas como centro neumotáxico y centro apneústico.

El centro respiratorio es responsable de generar y mantener el ritmo respiratorio, así como de ajustarlo en respuesta homeostática a los cambios fisiológicos. Recibe información de quimiorreceptores , mecanorreceptores , la corteza cerebral y el hipotálamo para regular la frecuencia y la profundidad de la respiración . Esta información se ve estimulada por alteraciones en los niveles de oxígeno , dióxido de carbono y pH sanguíneo , por cambios hormonales relacionados con el estrés y la ansiedad provenientes del hipotálamo, y también por señales de la corteza cerebral que permiten un control consciente de la respiración.

Las lesiones en los grupos respiratorios pueden causar diversos trastornos respiratorios que pueden requerir ventilación mecánica y, por lo general, se asocian con un mal pronóstico.

Grupos respiratorios

El centro respiratorio se divide en tres grupos principales: dos en el bulbo raquídeo y uno en la protuberancia anular. Los dos grupos del bulbo raquídeo son el grupo respiratorio dorsal y el grupo respiratorio ventral . En la protuberancia anular, el grupo respiratorio pontino se compone de dos áreas: el centro neumotáxico y el centro apneústico. Los grupos medulares dorsal y ventral controlan el ritmo básico de la respiración. [ 1 ] [ 2 ] Los grupos se presentan en pares, uno a cada lado del tronco encefálico. [ 3 ]

Grupo respiratorio dorsal

Núcleo del tracto solitario en el grupo respiratorio dorsal y núcleo ambiguo del grupo respiratorio ventral mostrados en sus posiciones en el bulbo raquídeo.

El grupo respiratorio dorsal (DRG) desempeña el papel más fundamental en el control de la respiración, iniciando la inspiración (inhalación). El DRG es un conjunto de neuronas que forman una masa alargada que se extiende a lo largo de casi toda la médula oblongada dorsal. Se encuentra cerca del canal central de la médula espinal , justo detrás del grupo ventral. Regula y mantiene la frecuencia respiratoria . [ 4 ] [ 5 ]

La mayoría de las neuronas se localizan en el núcleo del tracto solitario . Otras neuronas importantes se encuentran en las áreas adyacentes, incluyendo la sustancia reticular del bulbo raquídeo. 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 . Por lo tanto, el grupo respiratorio dorsal se considera un centro integrador que proporciona al grupo respiratorio ventral información para modificar el ritmo respiratorio. [ 4 ] [ 5 ]

Grupo respiratorio ventral

El VRG mantiene un ritmo respiratorio constante al estimular la contracción del diafragma y los músculos intercostales externos, lo que produce la inspiración. [ 6 ]

En el bulbo raquídeo, el grupo respiratorio ventral (GRV) consta de cuatro grupos de neuronas que conforman el área de espiración del control respiratorio. Esta área se encuentra en la parte ventrolateral del bulbo raquídeo, aproximadamente 5  mm anterior y lateral al grupo respiratorio dorsal. Las neuronas implicadas incluyen las del núcleo ambiguo , el núcleo retroambiguo y las interneuronas del complejo pre-Bötzinger .

El VRG contiene neuronas tanto inspiratorias como espiratorias. [ 7 ] [ 4 ] El grupo respiratorio ventral de neuronas está activo en la respiración forzada e inactivo durante las respiraciones tranquilas y de descanso. [ 1 ] El VRG envía impulsos inhibitorios al centro apneústico.

Grupo respiratorio pontino

En el tegmento pontino del puente, el grupo respiratorio pontino (GRP) incluye los centros neumotáxico y apneústico. Estos tienen conexiones entre sí y ambos forman el núcleo solitario . [ 8 ]

Centro neumotáxico

El centro neumotáxico se localiza en la parte superior del puente troncoencefálico. Sus núcleos son el núcleo subparabraquial y el núcleo parabraquial medial . [ 9 ] El centro neumotáxico controla tanto la frecuencia como el patrón respiratorio. Se considera un antagonista del centro apneústico (que produce 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). [ 10 ] Limita la ráfaga de potenciales de acción en el nervio frénico , disminuyendo efectivamente el volumen corriente y regulando la frecuencia respiratoria . La ausencia del centro produce un aumento en la profundidad de la respiración y una disminución en la frecuencia respiratoria.

El centro neumotáxico regula la cantidad de aire que el cuerpo puede inhalar en cada respiración. El grupo respiratorio dorsal presenta ráfagas rítmicas de actividad con una duración e intervalo constantes. [ 11 ] Cuando se requiere una respiración más rápida, el centro neumotáxico envía señales al grupo respiratorio dorsal para que la acelere. Cuando se requieren respiraciones más largas, las ráfagas de actividad se prolongan. Toda la información que el cuerpo utiliza para facilitar la respiración se procesa en el centro neumotáxico. Si este centro se dañara o se viera afectado de alguna manera, la respiración se volvería prácticamente imposible.

Un estudio sobre este tema se realizó en gatos anestesiados y paralizados antes y después de una vagotomía bilateral . Se monitorizó la ventilación en gatos despiertos y anestesiados que respiraban aire o CO₂ . La ventilación se monitorizó tanto antes como después de las lesiones en la región del centro neumático y después de la vagotomía bilateral subsiguiente. Los gatos con lesiones pontinas presentaron una duración de la inhalación prolongada. [ 12 ] En gatos, después de la anestesia y la vagotomía, se ha descrito que la sección pontina provoca descargas inspiratorias prolongadas y sostenidas, interrumpidas por breves pausas espiratorias. En ratas, por otro lado, después de la anestesia, la vagotomía y la sección pontina, no se observó este patrón respiratorio, ni in vivo ni in vitro. Estos resultados sugieren diferencias interespecíficas entre ratas y gatos en las influencias pontinas sobre el centro respiratorio medular. [ 13 ]

Centro apneústico

El centro apneústico de la protuberancia inferior parece promover la inhalación mediante la estimulación constante de las neuronas del bulbo raquídeo. El centro apneústico envía señales al grupo dorsal del bulbo raquídeo para retrasar la señal de apagado inspiratorio (SAI) de la rampa inspiratoria proporcionada por el centro neumotáxico. Controla la intensidad de la respiración, emitiendo impulsos positivos a las neuronas implicadas en la inhalación. El centro apneústico es inhibido por los receptores de estiramiento pulmonar y también por el centro neumotáxico. Asimismo, descarga un impulso inhibitorio hacia el centro neumotáxico.

ritmo respiratorio

La respiración es el proceso repetitivo de introducir aire en los pulmones y expulsar los productos de desecho. El oxígeno que se obtiene del aire es una necesidad constante y continua del organismo para mantener la vida. Esta necesidad persiste durante el sueño, por lo que el funcionamiento de este proceso debe ser automático y formar parte del sistema nervioso autónomo . A la inhalación le sigue la exhalación, conformando el ciclo respiratorio de inhalación y exhalación. Existen tres fases del ciclo respiratorio: inspiración, postinspiración o espiración pasiva y espiración tardía o activa. [ 14 ] [ 15 ]

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 oblongada, y estas neuronas se concentran principalmente en el núcleo solitario que se extiende a lo largo de la médula oblongada. [ 4 ]

El ritmo básico de la respiración es el de una respiración tranquila y relajante, 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 depende de la retracción elástica de los pulmones . Cuando aumenta la necesidad metabólica de oxígeno, la inspiración se vuelve más forzada y las neuronas del grupo ventral se activan para producir una exhalación forzada . [ 1 ] La dificultad para respirar se denomina disnea, lo opuesto a la eupnea.

Importancia clínica

La depresión del centro respiratorio puede ser causada por: traumatismo craneoencefálico , daño cerebral , un tumor cerebral o isquemia . También puede ser causada por medicamentos, incluidos opioides y sedantes .

El centro respiratorio puede ser estimulado por la anfetamina para producir respiraciones más rápidas y profundas. [ 16 ] Normalmente, a dosis terapéuticas, este efecto no es perceptible, pero puede ser evidente cuando la respiración ya está comprometida. [ 16 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 Tortora, G; Derrickson, B (2011). Principios de anatomía y fisiología (13.ª  ed.). Wiley. págs. 906–909 . ISBN  9780470646083.
  2. ↑ Pocock, Gillian; Richards, Christopher D. (2006). Fisiología humana : la base de la medicina (3.ª ed.). Oxford: Oxford University Press. p. 332. ISBN    978-0-19-856878-0.
  3. ↑ Saladin, Kenneth (2012). Anatomía y fisiología: La unidad de forma y función . McGraw-Hill Education. págs. 868–871 . ISBN  9780073378251.
  4. 1 2 3 4 Hall, John (2011). Guyton and Hall textbook of medical physiology (12.ª ed.). Filadelfia, Pa.: Saunders/Elsevier. págs. 505–510 . ISBN   978-1-4160-4574-8.
  5. 1 2 Saladin, K (2011). Anatomía humana (3.ª ed.). McGraw-Hill. págs. 646–647 . ISBN   9780071222075.
  6. ↑ Betts, J. Gordon; Young, Kelly A.; Wise, James A.; Johnson, Eddie; Poe, Brandon; Kruse, Dean H.; Korol, Oksana; Johnson, Jody E.; Womble, Mark (2022-04-20). "22.3 El proceso de la respiración - Anatomía y fisiología 2e | OpenStax" . openstax.org . Consultado el 2024-03-20 .
  7. ↑ Koeppen, Bruce M.; Stanton, Bruce A. (18 de enero de 2017). Berne and Levy Physiology E-Book . Elsevier Health Sciences. ISBN 9780323523400.
  8. ↑ Song, G; Poon, CS (15 de noviembre de 2004). "Modelos funcionales y estructurales de la modulación pontina de los reflejos mecanorreceptores y quimiorreceptores". Fisiología respiratoria y neurobiología . 143 ( 2–3 ): 281–92 . doi : 10.1016/j.resp.2004.05.009 . PMID 15519561. S2CID 38265906 .  
  9. ↑ Song, Gang; Yu, Yunguo; Poon, Chi-Sang (2006). "Citoarquitectura de la integración neumotáxica de información respiratoria y no respiratoria en la rata" . Journal of Neuroscience . 26 (1): 300– 10. doi : 10.1523/JNEUROSCI.3029-05.2006 . PMC 6674322. PMID 16399700 .  
  10. ↑ Dutschmann, M; Dick, TE (octubre de 2012). " Mecanismos pontinos del control respiratorio" . Comprehensive Physiology . 2 (4): 2443– 69. doi : 10.1002/cphy.c100015 . PMC 4422496. PMID 23720253 .  
  11. ↑ Dutschmann, Mathias (2011). Fisiología integral . [Bethesda, Md.]: John Wiley and Sons. ISBN 978-0-470-65071-4.
  12. ↑ Gautier, H; Bertrand, F (1975). "Efectos respiratorios de las lesiones del centro neumático y la vagotomía subsiguiente en gatos crónicos". Fisiología de la respiración . 23 (1): 71– 85. doi : 10.1016/0034-5687(75)90073-0 . PMID 1129551 . 
  13. ↑ Monteau, R.; Errchidi, S.; Gauthier, P.; Hilaire, G.; Rega, P. (1989). "Centro neumotáxico y respiración apneústica: diferencias interespecíficas entre rata y gato". Neuroscience Letters . 99 (3): 311– 6. doi : 10.1016/0304-3940(89)90465-5 . PMID 2725956 . S2CID 42790256 .  
  14. ↑ Mörschel, M; Dutschmann, M (12 de septiembre de 2009). "Actividad respiratoria pontina involucrada en la transición de fase inspiratoria/espiratoria" . Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Serie B, Ciencias Biológicas . 364 (1529): 2517–26 . doi : 10.1098/rstb.2009.0074 . PMC 2865127. PMID 19651653 .  
  15. ↑ Ramirez, JM; Dashevskiy, T; Marlin, IA; Baertsch, N (diciembre de 2016). "Microcircuitos en la generación del ritmo respiratorio: similitudes con otras redes generadoras de ritmo y perspectivas evolutivas" . Current Opinion in Neurobiology . 41 : 53–61 . doi : 10.1016/j.conb.2016.08.003 . PMC 5495096. PMID 27589601 .  
  16. 1 2 Westfall DP, Westfall TC (2010). "Agonistas simpaticomiméticos diversos" . En Brunton LL, Chabner BA, Knollmann BC (eds.). Bases farmacológicas de la terapéutica de Goodman y Gilman (12.ª ed.). Nueva York, EE. UU.: McGraw-Hill. ISBN  9780071624428.

Lecturas adicionales

  • Levitzky, Michael G. (2002). Fisiología pulmonar (6.ª  ed.). McGraw-Hill Professional. págs. 193-194 . ISBN  978-0-07-138765-1.
  • Costanzo, Linda S. (2006). Fisiología (3.ª  ed.). Filadelfia, PA: Elsevier . pág.  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 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 .  
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