CONTROL QUIMICO DE LA RESPIRACIÓN
Summary
TLDREl video explica la regulación química de la respiración, crucial para mantener los niveles adecuados de oxígeno y dióxido de carbono en los tejidos. Se destacan los roles de los quimio receptores centrales y periféricos, que detectan cambios en la presión parcial de gases y pH arterial. Se describe cómo la hipercapnia y la hipoxemia afectan la respiración, y se exploran mecanismos de regulación, incluyendo el efecto de la barrera hematoencefálica y la respuesta de los receptores periféricos a la oxigenación sanguínea. El resumen enfatiza la compleja regulación de la ventilación para adaptarse a las necesidades metabólicas del organismo.
Takeaways
- 🧠 La regulación química de la respiración es fundamental para mantener las concentraciones adecuadas de oxígeno, dióxido de carbono e iones de hidrógeno en los tejidos.
- 👃 Los quimio receptores centrales y periféricos son esenciales para detectar cambios en los parámetros de los gases sanguíneos y transmitir estas señales al centro respiratorio.
- 📍 Los receptores químicos periféricos incluyen los cuerpos carotídeos y aórticos, que están ubicados fuera del encéfalo y envían señales nerviosas al centro respiratorio.
- 🌐 El centro respiratorio, ubicado en el bulbo raquídeo y protuberancia del tronco encefálico, se compone de grupos de neuronas que controlan la inspiración y la frecuencia y profundidad de la respiración.
- 🔍 Un aumento de la presión parcial de CO2 en la sangre arterial estimula la respiración, aumentando la profundidad y frecuencia de las respiraciones.
- 🌡️ La barrera hematoencefálica permite que los gases, como el oxígeno y el dióxido de carbono, afecten a los receptores centrales, pero limita la influencia de iones como el hidrógeno y el bicarbonato.
- 🚫 Aunque la presión parcial de O2 no tiene un efecto directo en el centro respiratorio, actúa indirectamente a través de los receptores periféricos.
- 🔄 Los receptores periféricos son más rápidos en responder a la hipoxia, con una estimulación que puede ser hasta cinco veces más rápida que la estimulación central.
- 🔬 Las células químios sensibles en los cuerpos carotídeos y aórticos, conocidas como células glo micas, pueden detectar cambios en la presión parcial de los gases sanguíneos y desencadenar una respuesta neural.
- 🔄 La regulación respiratoria es un mecanismo homeostático que ajusta la ventilación pulmonar según las necesidades metabólicas del organismo, manteniendo las presiones parciales de oxígeno y dióxido de carbono en rangos estables.
Q & A
¿Cuál es el objetivo principal de la respiración según el guion?
-El objetivo principal de la respiración es mantener las concentraciones adecuadas de oxígeno, dióxido de carbono e iones de hidrógeno en los tejidos.
¿Qué son los quimio receptores y cuál es su función?
-Los quimio receptores son receptores químicos que detectan cambios en los parámetros de los gases sanguíneos y transmiten estas señales hacia el centro respiratorio, formando parte de un mecanismo de retroalimentación negativa que estabiliza la presión parcial de oxígeno y dióxido de carbono y el pH arterial.
Ubicación de los quimio receptores centrales mencionados en el guion.
-Los quimio receptores centrales se encuentran debajo de la superficie central del bulbo raquídeo, específicamente cerca de la superficie del bulbo dentro lateral.
¿Cuáles son las dos divisiones principales del centro respiratorio que se mencionan en el guion?
-Las dos divisiones principales del centro respiratorio son el grupo respiratorio dorsal, que produce principalmente la inspiración, y el grupo respiratorio ventral, que produce la inspiración y el centro neumotóxico, que controla la frecuencia y la profundidad de la respiración.
¿Dónde se encuentran los cuerpos carotídeos y qué misión cumplen?
-Los cuerpos carotídeos se encuentran en las bifurcaciones de las arterias carótidas comunes y su misión es transmitir cambios importantes hacia el centro respiratorio a través de los nervios de Hering y hacia el nervio glosofaríngeo.
¿Cómo responde el cuerpo a un aumento de la presión parcial de CO2 arterial?
-Un aumento de la presión parcial de CO2 arterial lleva a un aumento de la respiración, primero en profundidad y luego en frecuencia de las respiraciones, lo que puede tardar aproximadamente 10 minutos en completarse.
¿Cuál es la barrera que separa a los quimio receptores centrales de la sangre arterial y cómo afecta esto la respiración?
-La barrera hematoencefálica separa a los quimio receptores centrales de la sangre arterial, permitiendo que gases como oxígeno y dióxido de carbono pasen pero limitando la permeabilidad de iones como los hidrógeno y el bicarbonato, lo que hace que el principal estímulo directo para estos receptores sea la concentración de hidrógeno en el líquido cefalorraquídeo.
¿Cómo afecta la hipoxemia (disminución de la presión parcial de oxígeno) la ventilación?
-La hipoxemia aumenta la ventilación, pero sólo si la presión parcial de oxígeno disminuye un 50%, lo cual es un efecto más lento que el causado por un aumento de la presión parcial de CO2.
¿Cuál es el efecto de una acidosis metabólica en la respiración?
-En una acidosis metabólica, que es una disminución del pH y de bicarbonato con una presión parcial de CO2 fija, la ventilación aumenta mucho más lentamente, lo que sugiere que el principal estímulo que impulsa la respiración no es el aumento de la presión parcial de CO2 sino otros factores.
¿Cómo responden los quimio receptores periféricos ante una hipoxia?
-Los quimio receptores periféricos responden a una hipoxia (bajo nivel de oxígeno) aumentando rápidamente y reversiblemente la frecuencia de descarga de los axones del nervio, lo que puede detectar tanto una hipercapnia como una acidosis incluso en ausencia de hipoxia.
¿Qué mecanismos pueden provocar el cierre de los canales de potasio en las células glo micas durante una hipoxia?
-Los mecanismos que pueden provocar el cierre de los canales de potasio en las células glo micas durante una hipoxia incluyen la presencia de una proteína que contiene hemo, la elevación de la concentración de cGMP intracelular y la inhibición del NADPH oxidasa de las mitocondrias.
Outlines
🧠 Función y regulación química de la respiración
El primer párrafo explica la función principal de la respiración, que es mantener las concentraciones adecuadas de oxígeno, dióxido de carbono e iones de hidrógeno en los tejidos. Se menciona que el cuerpo tiene receptores químicos centrales y periféricos que forman parte de un mecanismo de retroalimentación negativa para estabilizar la presión parcial de oxígeno y dióxido de carbono, y el pH arterial. Se describen las áreas sensibles en el bulbo raquídeo y cómo los receptores periféricos, como los cuerpos carotídeos y aórticos, transmiten cambios a los centros respiratorios en el bulbo raquídeo y protuberancia del tronco encefálico. Además, se detalla la anatomía y la función de las células químios sensibles dentro de estos cuerpos.
🔍 Influencia de gases sanguíneos en receptores químicos
El segundo párrafo explora cómo los receptores químicos responden a cambios en la presión parcial de gases y pH. Se explica que los receptores centrales están influenciados por la concentración de hidrógeno en el líquido cefalorraquídeo debido a la barrera hematoencefálica. Se discute cómo la presión parcial de CO2 es un gran estimulante indirecto, mientras que la presión parcial de O2 tiene un efecto indirecto a través de los receptores periféricos. Se destaca que los receptores periféricos tienen una respuesta más rápida que los receptores centrales, y se exploran los mecanismos detallados de cómo las células glo micas detectan cambios en los gases sanguíneos.
🔄 Mecanismos de regulación respiratoria
El tercer párrafo profundiza en los mecanismos que regulan la respiración, destacando que la hiperoxia, hipercapnia y cambios en el pH pueden afectar la apertura de canales de potasio en las células glo micas. Se describe cómo estos cambios desencadenan una serie de eventos que llevan a la liberación de neurotransmisores y a la activación de la respuesta respiratoria. Se enfatiza la importancia de la regulación respiratoria para mantener la homeostasis, a pesar de las variaciones en los requerimientos metabólicos del organismo.
Mindmap
Keywords
💡Regulación química de la respiración
💡Quimio receptores
💡Presión parcial
💡Bulbo raquídeo
💡Cuerpos carotídeos y aórticos
💡Células quimiosensibles
💡Hidrógeno ness
💡Acidosis respiratoria
💡Barrera hematoencefálica
💡Regulación homeostática
Highlights
La regulación química de la respiración es fundamental para mantener las concentraciones adecuadas de oxígeno, dióxido de carbono e iones de hidrógeno en los tejidos.
Existen dos conjuntos de quimio receptores que influyen en la respiración: centrales y periféricos.
Los quimio receptores centrales están localizados debajo de la superficie central del bulbo raquídeo.
Los quimio receptores periféricos son receptores químicos especiales fuera del encéfalo que transmiten cambios hacia el centro respiratorio.
El centro respiratorio está formado por neuronas localizadas en el bulbo raquídeo y protuberancia del tronco encefálico.
Los cuerpos carotídeos y aórticos son los principales lugares donde se encuentran los quimio receptores periféricos.
Las células químios sensibles en los cuerpos carotídeos y aórticos son células de tipo 1 o células glo micas.
Un aumento de la presión parcial de CO2 en la sangre arterial aumenta la respiración.
La hipoxemia, o disminución de la presión parcial de oxígeno, también aumenta la ventilación.
La presión parcial de CO2 es un gran estimulante indirecto de los quimio receptores centrales.
El oxígeno tiene un efecto indirecto en la respiración a través de los receptores periféricos.
La regulación respiratoria se ve afectada por trastornos ácido-base tanto metabólicos como respiratorios.
La estimulación a través de los receptores periféricos puede ser hasta cinco veces más rápida que la estimulación central.
Las células glo micas pueden detectar los tres parámetros de los gases sanguíneos.
La hipoxia puede cerrar los canales de potasio por diferentes mecanismos.
La hipercapnia reduce la abertura de los canales de potasio y disminuye el pH intracelular.
La regulación respiratoria es esencial para mantener la homeostasis del sistema respiratorio.
La ventilación pulmonar se ajusta a las necesidades metabólicas del organismo.
Transcripts
hola mi nombre es georgina cruz córdoba
y soy estudiante de la facultad de
medicina de la benemérita universidad
autónoma de puebla el día de hoy vamos a
hablar de la regulación química de la
respiración
el objetivo de la respiración es
mantener las concentraciones adecuadas
de oxígeno de dióxido de carbono e iones
de hidrógeno en los tejidos por lo tanto
estas son con mucho las influencias más
importantes de la respiración el cuerpo
detecta estos parámetros gracias a dos
conjuntos de quimio receptores los
centrales y los periféricos éstos
constituyen la rama sensorial vital de
un mecanismo de retroalimentación
negativa que estabiliza la presión
parcial de oxígeno de dióxido de carbono
y el ph arterial
dentro de los quimio receptores
centrales se encuentra una zona sensible
localizada debajo de la superficie
central del bulbo raquídeo
específicamente cerca de la superficie
del bulbo dentro lateral y cuando
hablamos de los quimio receptores
periféricos nos referimos a unos
receptores químicos especiales que se
encuentran fuera del encéfalo pero que
mediante señales nerviosas transmiten
cambios importantes hacia el ciento
respiratorio que si recordamos es un
grupo de neuronas localizadas
bilateralmente en el bulbo raquídeo y
protuberancia del tronco encefálico y
está dividido en tres grupos principales
de neuronas un grupo respiratorio dorsal
localizado en la porción central del
bulbo que produce principalmente la
inspiración un grupo respiratorio
ventral localizado en la parte dentro
lateral del bulbo que produce la
inspiración y el centro neumo tóxico
localizado dorsal mente en la porción
superior de la protuberancia y que
controla la frecuencia y la profundidad
de la respiración en este caso las
señales llegarán a la zona respiratoria
dorsal del centro respiratorio los
principales lugares donde se encuentran
estos quimio receptores son los cuerpos
caro tibios y los cuerpos aórticos
los cuerpos caros vídeos se encuentran
en las bifurcaciones de las arterias
carótidas comunes sus fibras referentes
pasan a través de los nervios de gel y
hacia el nervio glosofaríngeo y
posteriormente a la zona respiratoria
del bulbo raquídeo los cuerpos aórticos
están a lo largo del callado de la aorta
y sus fibras aferentes pasan a través de
los nervios vagos hasta la zona
respiratoria estos son extremadamente
pequeños sin embargo reciben un flujo
sanguíneo extraordinariamente elevados
el mayor que cualquier tejido incluso 20
veces mayor que su propio peso cada
minuto
dentro de los cuerpos se encuentran las
células quimios sensibles
estas son células de tipo 1 o también
llamadas células glo micas
que pueden comunicarse entre sí a través
de uniones en hendidura comparten muchas
características del sistema nervioso
periférico puesto que tienen un origen
neuro ectodérmica pacto con las células
glo micas de sus respectivos cuerpos
también poseen células de tipo 2 o
células sus tentaculares
que son células de soporte igual que la
guía y de igual manera cerca de éstas
hay una densa red de capilares fenestra
2 esta anatomía vascular además del
flujo sanguíneo excepcionalmente elevado
sitúa las células lógicas en una
posición ideal para monitorizar con los
gases de la sangre arterial aparte estos
cuerpos son in erba 2 por las divisiones
simpática y parasimpático del sistema
nervioso autónomo
ahora qué pasa cuando la presión parcial
de co2 de oxígeno o ph se altera en
nuestro organismo
primero comencemos con los niños
receptores centrales partiendo de unos
parámetros de los gases sanguíneas
normales un aumento de la presión
parcial de co2 arterial desde 40
milímetros de mercurio hasta 45
milímetros de mercurio es decir un
aumento aproximadamente del 12.5 por
ciento como ocurre en una acidosis
respiratoria donde se encuentra alterado
la presión parcial de co2 y no el ph
aumenta al doble la respiración por el
contrario la hipoxemia aumentan doble la
ventilación sólo si la presión parcial
de oxígeno disminuye un 50% si se
reproduce un aumento súbito de la
presión de co2 el aumento de la
ventilación comienza rápidamente
incrementándose primero la profundidad y
posteriormente la fresco
de las respiraciones esto puede tardar
10 minutos aproximadamente si por el
contrario el transtorno ha sido base de
la sangre arterial es una acidosis
metabólica es decir una disminución del
ph y de bicarbonato con una presión
parcial de co2 fija la ventilación
aumenta mucho más lentamente esto nos
haría pensar que el principal estímulo
que impulsa la respiración es el aumento
de la presión parcial de dióxido de
carbono arterial pero no es así
la razón de esto es que los quimio
receptores centrales por su localización
se encuentran bañados en el líquido
extracelular del encéfalo que está
separado de la sangre arterial por la
barrera hematoencefálica esta barrera es
muy permeable a gases como oxígeno y
dióxido de carbono y poco permeable a
iones como los hidrógeno ness y el
bicarbonato
un aumento de la presión parcial de so2
arterial produce un aumento rápido del
mismo en el líquido cefalorraquídeo uno
de los principales componentes de este
es el agua y si reacciona con el dióxido
de carbono por medio de la grasa
carbónica nos daría como resultado
primero ácido carbónico y posteriormente
hidrógeno ness y bicarbonato activando a
los quimio receptores centrales y por lo
tanto el principal estímulo directo para
estos receptores es la concentración de
hidrógeno ness en el líquido
cefalorraquídeo mientras que la presión
parcial de co2 es un gran estimulante
pero indirecto
esta excitación es intensa a las
primeras horas pero disminuye a lo largo
de 1 a 2 días en parte esto se debe al
reajuste renal de la concentración de
hidrógeno lo que se consigue aumentando
los niveles de bicarbonato sanguíneo que
se une a los hidrógenos para reducir sus
concentraciones además de que el plexo
coroideo y tal vez la barrera
hematoencefálica restaura parcialmente
el ph de estos compartimentos mediante
el transporte activo de bicarbonato
desde la sangre hasta el líquido
cefalorraquídeo para cerrar este
apartado volvemos a recalcar que un
trastorno ácido base metabólico por lo
tanto altera el ph del encéfalo en tan
sólo un 10 al 35 por ciento de lo que
harían los cambios idénticos del ph
sanguíneo durante los transtornos ácido
bases respiratorios
ahora como ya vimos el oxígeno no tiene
prácticamente ningún efecto directo
sobre el propio centro respiratorio pero
si uno indirecto actuando a través de
los químicos receptores periféricos
el sistema amortiguador de hemoglobina
oxígeno libera cantidades casi
exactamente normales de oxígeno a los
tejidos cuando la presión parcial de
oxígeno pulmonar varía desde un valor
tan bajo como los 60 milímetros de
mercurio hasta 1 tan alto como mil
milímetros de mercurio sin embargo hay
situaciones especiales en que los
tejidos tienen problemas por la ausencia
de oxígeno el cuerpo tiene un mecanismo
especial para el control respiratorio
localizado en los receptores periféricos
este mecanismo responde principalmente
por debajo de una presión parcial de
oxígeno de 70 milímetros de mercurio
la perfusión de los cuerpos carotídeo o
aórtico con sangre que tiene una presión
parcial de oxígeno baja pero una presión
parcial de co2 y un ph normal producen
un aumento rápido y reversible de la
frecuencia de descarga de los axones del
nervio tanto del cuerpo carotídeo o
aórtico también pueden detectar una
hipercapnia en ausencia de una hipoxia o
acidosis e incluso una acidosis en
ausencia de una hipoxia e hipercapnia
comparando los mecanismos llevados a
cabo por los receptores centrales y
periféricos quien de los dos tiene un
efecto más potente
pues los quimio receptores centrales sin
embargo la estimulación a través de los
quimio receptores periféricos se produce
con una rapidez hasta cinco veces mayor
que la estimulación central pero qué
pasa en el interior de los cuerpos
aórtico sicart y 'dios es interesante
que un tipo celular como la célula glo
mica pueda detectar los tres parámetros
de los gases sanguíneos la vía común de
estos tres mecanismos reduce la abertura
de los canales de potasio la inhibición
de los canales de potasio des polariza
la célula esto ocasiona la apertura de
los canales de calcio modulados por
voltaje lo que genera una mayor entrada
de calcio y con ello un aumento en la
concentración del calcio intracelular
esta elevación desencadenar la
liberación de neurotransmisores
probablemente dopamina que unen a la
membrana postsináptica de la fibra
nerviosa frente generando un potencial
de acción que se conduce a lo largo de
la acción del nervio glosofaríngeo o
vago que establece su primera sinapsis
con neuronas del núcleo del tracto
solitario
el ganglio de la raíz dorsal y de esta
forma se transmite al bulbo raquídeo en
las señales respectivas se han propuesto
tres mecanismos mediante el cual una
hipoxia podría cerrar los canales de
potasio el primero es que existe una
proteína que contiene hemo
y que responde a la disminución de la
presión parcial de oxígeno reduciendo la
abertura de los canales de potasio
segundo se eleva en la mp cíclico
intracelular inhibiendo la corriente de
potasio y tercero se inhibe el cnad
fosfato reducido oxidada de las
mitocondrias y de esta forma se aumenta
el cociente glutatión reducido a
glutatión oxidado generando lo mismo un
cerrado en los canales de potasio una
hipercapnia hace que el dióxido de
carbono se desplace hacia el interior de
la célula crónica con lo que se genera
hidrógeno ness y se produce una
disminución del ph intracelular lo que
inhibe los canales de potasio
y una disminución del ph extracelular
inhibe los transportadores ácido base
que eleva el ph intracelular llevando a
cabo lo mismo que en una hiper cambia
para concluir esta importante función
reguladora que acabamos de ver
constituye la acción homeostática del
sistema respiratorio y se consigue
cuando se ajusta la ventilación pulmonar
a las necesidades metabólicas de consumo
de oxígeno y producción de dióxido de
carbono del organismo a pesar de las
amplias variaciones en los
requerimientos de captación de oxígeno y
eliminación de co2 la presión parcial de
oxígeno y deseo dios' arteriales en
actividades como el sueño el ejercicio
hablar y javier se mantienen en márgenes
muy estrechos debido a la existencia de
una regulación compleja de la
ventilación mediante una jerarquía de
sistemas de control gracias
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