UNIVERSITÀ DEGLI STUDI “MAGNA GRÆCIA”
CATANZARO
Controllo della respirazione
I meccanismi di controllo della respirazione
devono:
• Fornire lo schema motorio responsabile del
ritmo automatico, che porta alla contrazione
ordinata dei differenti muscoli respiratori
• Rispondere alle richieste metaboliche
(cambiamenti PO2 e PCO2 ematiche) e al variare di
condizioni meccaniche
Stimoli metabolici
Centro
respiratorio
Stimoli meccanici
Stimoli comportamentali
AREE CEREBRALI
CENTRI BULBOPONTINI
CHEMORC
BRONCHI E PARENCHIMA
•Rc stiramento
•Rc irritazione
•Rc J
Midollo
spinale
•Centrali
•Periferici
n. frenici
n. intercostali
Muscoli del torace e diaframma
Gas ematici
Genesi del respiro
• La ritmicità del respiro (alternanza inspirazione-espirazione)è
il risultato dell’attività di una reteneuronale, costituita da
gruppi di neuroni diversi,con attività ritmica, localizzati a
livello del bulbo-pontino.
Afferenze da:
• Corteccia
• Sottocorticale
• Chemocettori
• Meccanocettori
I siti di controllo della ventilazione
sono:
• Centri respiratori
• Chemocettori centrali
• Chemocettori periferici
• Meccanocettori polmonari
Centri bulbo-pontini
Gruppo respiratorio pontino
Centro apneustico
Situato nella parte caudale
Centro dell’inspirazione continua
Stimola continuamente il centro respiratorio
a produrre movimenti inspiratori
Il centro apneustico è sottoposto ad
una doppia inibizione
Afferenze vagali
che derivano dal
Riflesso di
Hering Breuer
Gruppo respiratorio pontino
Centro pneumotassico
(facilita il passaggio da
inspirazione ad espirazione)
Situato nella parte rostrale
Regola l’interruzione del segnale
inspiratorio
Limita la durata dell’inspirazione e
permette il passaggio verso l’espirazione
Inibisce il centro apneustico
Centro pneumotassico
Inibendo il centro apneustico
trasforma i movimenti inspiratori
in movimenti ritmici
Gruppo respiratorio bulbare
• Gruppo respiratorio dorsale
•
•
•
NTS: neuroni Inspiratori Integra informazioni da
chemocettori e recettori
polmonari
Situati bilateralmente nel nucleo del tratto
solitario
Sono neuroni inspiratori connessi con il
midollo spinale controlaterale
innescano l’attività dei nervi frenici
Gruppo respiratorio bulbare
• Gruppo respiratorio
ventrale
Situati bilateralmente nel nucleo ambiguo
e retroambiguo
Sono neuroni inattivi durante la
respirazione tranquilla ma si attivano
durante l’inspirazione e l’espirazione
forzata
Gruppo respiratorio ventrale
• N. retroambiguo: neuroni
espiratori ed inspiratori
Sono collegati ai motoneuroni che
innervano i muscoli intercostali
• N. ambiguo: neuroni
espiratori ed inspiratori
Sono collegati a motoneuroni che i
innervano i muscoli laringei,
faringei, linguali
Gruppo respiratorio pontino
Centro pneumotassico facilita il passaggio
da inspirazione ad espirazione
Centro apneustico
facilita l’inspirazione
Gruppo respiratorio dorsale
NTS: neuroni Inspiratori
Integra informazioni da chemocettori
e recettori polmonari
Gruppo respiratorio ventrale
N. retroambiguo: neuroni Espiratori
N. parambiguo: neuroni Inspiratori
Meccanismi riflessi di controllo della
respirazione
Recettori da stiramento a lento adattamento, nell’albero
bronchiale (afferenze al NTS) mediano il Riflesso di Hering-Breuer
(inibizione dell’inspirazione ed attivazione dell’espirazione in
risposta alla distensione polmonare).
Recettori di irritazione a rapido adattamento, attivati da sostanze
irritanti, mediano il riflesso della tosse.
Comprendono recettori attivati dalla forte riduzione del volume
polmonare (afferenze al NTS) che mediano il Riflesso di Head
(attivazione riflessa dell’inspirazione ed inibizione dell’espirazione)
Meccanorecettori iuxtacapillari, attivati dalle variazioni del
volume extracellulare (edema) mediano l’inibizione riflessa
dell’inspirazione. Eccessiva attivazione porta ad apnea riflessa
CONTROLLO CHIMICO
CHEMOCETTORI
CENTRALI
GLOMI CAROTIDEI
CHEMOCETTORI
PERIFERICI
GLOMI AORTICI
Area chemocettrice
Neuroni situati bilateralmente al
di sotto della superficie ventrolaterale del bulbo
Sensibili alle variazioni di pCO2 e
H+ nel liquido cefalorachidiano
Ipercapnia Acuta Ipercapnia Cronica
• La CO2 passa
rapidamente nel liquor e
determina una rapida
risposta ventilatoria

Iperventilazione
• Il tampone renale
aumenta la produzione di
HCO3
• A livello della barriera
ematoliquorale c’è un
riassorbimento attivo di
HCO3
• Il liquor corregge il ph
prima del sangue
• Non c’è risposta
iperventilatoria ad una
CO2 ematica alta
Ipercapnia Cronica
Guida ipossica alla ventilazione
L’aumento di pCO2 provoca un incremento della ventilazione
molto maggiore di quello provocato da riduzioni del pH ematico.
Un aumento della pCO2 di 1 mmHg determina un incremento
della ventilazione di 2l/min (circa il 40%)
L’effetto della CO2 sulla ventilazione è potente in condizioni acute,
ma si riduce a circa un quinto, in condizioni croniche (effetto
legato all’aumento di HCO3 - nel liquor).
Chemocettori periferici:
Glomi aortici e carotidei
Sensibili alle variazioni di pO2, pCO2 e pH
A causa del flusso ematico elevato (2l/min/100gr tessuto) le cellule glomiche sono
esposte alla pO2 arteriosa, e riescono quindi a rilevarne la minima variazione. Le
fibre afferenti sono già attive per pO2 95-100mmHg
Quando la PO2 cade fra 30 e 60 mmHg la frequenza di scarica dei
chemocettori carotidei aumenta rapidamente (da 200 a 600 Hz)
Nelle piccole arterie che irrorano i glomi vi è una riduzione della PO2
Partono delle afferenze attraverso il nervo vago e glossofaringeo
Attivazione del gruppo respiratorio dorsale del bulbo
Iperventilazione
Per i chemocettori periferici lo
stimolo maggiore alla
iperventilazione è la riduzione di
PO2
La risposta alla pCO2 attivata dai chemocettori periferici è meno
potente di quella dipendente dai chemocettori centrali, anche se la
stimolazione di quelli periferici è molto più rapida di quella dei
centrali.
Glomi aortici e carotidei
rispondono a: ↓pO2,
↑pCO2 e ↓pH del sangue
arterioso.
L’attivazione delle fibre
afferenti è mediata dal
rilascio di dopamina.
La risposta all’ipossia è
mediata dalla desaturazione
del sensore per l’O2 che
provoca chiusura del
canale K+.
Riflessi respiratori a partenza dai
muscoli e dai tendini
Recettori presenti :
• Muscoli respiratori
• gabbia toracica
• Articolazioni
• Tendini
Influenze dai centri superiori
• massima ventilazione volontaria
• apnea
• canto
• fonazione
• stati emotivi