26.21 : Factores químicos que afectan a los centros respiratorios

Los factores químicos, como los cambios en los niveles de CO_2, O_2 e H^ + en la sangre arterial, desempeñan un papel fundamental en la profundidad y la frecuencia respiratorias. Estas variaciones son detectadas por los quimiorreceptores, sensores especializados ubicados en dos áreas corporales principales. Los quimiorreceptores centrales se encuentran en todo el tronco encefálico, incluida la médula ventrolateral, mientras que los quimiorreceptores periféricos se encuentran en el arco aórtico y las arterias carótidas. 

El CO_2 tiene una potente influencia en la respiración y está estrictamente regulado. En condiciones normales, la pCO_2 arterial se mantiene en 40 mmHg con pequeñas fluctuaciones entre 38 y 42 mmHg. Un aumento en los niveles de PCO_2, conocido como hipercapnia, conduce a una acumulación de CO_2 en el cerebro. Este CO_2 se hidrata para formar ácido carbónico, que se disocia para liberar H^+, lo que provoca una caída del pH. Este aumento de H^+ estimula los quimiorreceptores centrales, estrechamente vinculados con los centros reguladores respiratorios. El resultado es un aumento de la profundidad y la frecuencia respiratorias, facilitado tanto por los quimiorreceptores centrales como periféricos. Este aumento de la ventilación elimina rápidamente el CO_2 de la sangre, lo que eleva el pH de la misma. Por el contrario, cuando la pCO_2 es anormalmente baja, la respiración se ralentiza y se vuelve superficial. 

Los cambios en el pH arterial pueden alterar la frecuencia y el ritmo respiratorios, independientemente de los niveles de CO_2 y O_2. Si el pH arterial desciende, el sistema respiratorio intenta compensarlo aumentando la frecuencia y la profundidad respiratorias para eliminar el CO_2 de la sangre. Este proceso está mediado por los quimiorreceptores periféricos, ya que el H^+ no cruza la barrera hematoencefálica. 

Los quimiorreceptores periféricos son sensibles a los niveles de O_2 arterial y se convierten en el principal impulsor de la respiración cuando la pO_2 arterial desciende por debajo de los 60 mmHg. Los quimiorreceptores periféricos responden aumentando la ventilación de forma refleja. Aunque el aumento de la ventilación puede provocar hipocapnia y un aumento del pH sanguíneo, lo que podría inhibir la respiración, generalmente prevalece el impulso de corregir la hipoxia grave, manteniendo una ventilación elevada hasta que se restablezcan los niveles de O_2.