Regulação da respiração

O controle da respiração é um processo involuntário e essencial para a manutenção das concentrações adequadas de O₂, CO₂ e H⁺ nos fluidos corporais. Ele ajusta, de forma contínua, a frequência e a profundidade da ventilação pulmonar conforme as necessidades metabólicas do organismo.
Essa regulação depende da integração entre mecanismos neurais e químicos, que garantem a homeostase dos gases sanguíneos e do pH.

Centros de controle neuronal (tronco encefálico)

A atividade rítmica respiratória resulta do disparo periódico de impulsos nervosos enviados aos músculos respiratórios, especialmente o diafragma e os intercostais externos.
O controle automático desse ritmo é realizado por núcleos localizados na medula oblonga (bulbo) e na ponte, que formam o centro respiratório.

• Grupo Respiratório Dorsal (DRG) – Centro Inspiratório:
  Localizado na medula oblonga, é o principal responsável pelo ritmo básico da respiração. Envia impulsos motores que promovem a contração do diafragma e dos músculos intercostais externos, iniciando a inspiração.
• Grupo Respiratório Ventral (VRG) – Centro Expiratório:
  Também situado na medula, é ativado apenas durante a expiração forçada, recrutando músculos expiratórios acessórios. Durante a respiração tranquila, a expiração é passiva e o VRG permanece inativo.
• Centro Pneumotáxico:
  Localizado na região superior da ponte, limita a duração da inspiração, controlando o “desligamento” dos neurônios inspiratórios. Dessa forma, regula a frequência respiratória.
• Centro Apnêustico:
  Localizado na região inferior da ponte, tende a prolongar a inspiração, produzindo suspiros inspiratórios prolongados. Sua ação é inibida pelo centro pneumotáxico, o que equilibra a duração dos ciclos respiratórios.

Controle químico

A ventilação pulmonar é ajustada constantemente em resposta às variações na pressão parcial de CO₂ (P_CO₂), pressão parcial de O₂ (P_O₂) e concentração de íons H⁺.
Entre esses fatores, CO₂ e H⁺ são os principais reguladores da atividade respiratória, pois pequenas alterações em suas concentrações provocam mudanças significativas na ventilação.

Quimiorreceptores centrais (CO₂ e H⁺)

Localizados na superfície ventral da medula oblonga, os quimiorreceptores centrais são os mais importantes na regulação minuto a minuto da respiração.

• Sensibilidade: Esses receptores respondem às variações na concentração de H⁺ no líquido cerebrospinal (LCS).
• Mecanismo: O CO₂ arterial difunde-se através da barreira hematoencefálica e, no LCS, reage com a água, formando ácido carbônico e, em seguida, H⁺. O aumento de H⁺ estimula os quimiorreceptores, que enviam impulsos ao DRG, aumentando a ventilação e promovendo a eliminação de CO₂.
• Observação: Os quimiorreceptores centrais não respondem diretamente à P_O₂, pois como o O₂ é menos solúvel, sua difusão para o LCS torna-se menos representativo para o contexto da regulação da respiração por esta via.

Quimiorreceptores periféricos (O₂)

Os corpos carotídeos e corpos aórticos contêm quimiorreceptores que respondem rapidamente a mudanças na composição do sangue arterial.

• Função principal: Detectar reduções na P_aO₂ (hipoxemia).
• Sensibilidade: A ventilação aumenta significativamente apenas quando a Pa_O₂ cai abaixo de 60 mmHg, o que ocorre em situações de hipóxia.
• Respostas adicionais: Também são sensíveis, embora menos intensamente, a aumentos de P_CO₂ e de H⁺ no sangue.
  Esses receptores são, portanto, o sistema de alarme rápido que reforça a ventilação quando o aporte de oxigênio se torna insuficiente.

Reflexos e influências adicionais

Além dos mecanismos neurais e químicos, outros reflexos contribuem para a modulação da respiração:

• Reflexo de Hering–Breuer:
  Receptores de estiramento presentes nas vias aéreas são ativados quando os pulmões estão excessivamente insuflados. Os impulsos enviados pelo nervo vago (X par craniano) inibem o centro inspiratório (DRG) e o centro apnêustico, promovendo a expiração e evitando o superdistensionamento pulmonar.
• Controle voluntário:
  O córtex cerebral pode, temporariamente, suprimir o controle automático, permitindo atos voluntários, como prender a respiração, falar ou cantar.
• Barorreceptores:
  Localizados nos seios carotídeos e no arco aórtico, respondem a mudanças na pressão arterial.
  Quando a pressão aumenta, há inibição reflexa do centro inspiratório, o que reduz a frequência respiratória, um ajuste secundário, mas funcionalmente importante.