26.21 : Fatores Químicos que Afetam os Centros Respiratórios

Fatores químicos, como as variações nos níveis de CO_2, O_2  e H^ + no sangue arterial, desempenham um papel crítico na influência da profundidade e da frequência respiratória. Essas variações são detectadas por quimiorreceptores — sensores especializados localizados em duas áreas primárias do corpo. Os quimiorreceptores centrais são encontrados em todo o tronco encefálico, incluindo a medula ventrolateral, enquanto os quimiorreceptores periféricos estão localizados no arco aórtico e nas artérias carótidas.

O CO_2 tem uma influência potente na respiração e é estritamente regulado. Em condições normais, a pCO_2 arterial é mantida em 40 mm Hg, com pequenas flutuações dentro de 38-42 mm Hg. Um aumento nos níveis de pCO_2, conhecido como hipercapnia, leva a um acúmulo de CO_2 no cérebro. Esse CO_2 é hidratado para formar ácido carbônico, que se dissocia para liberar H^ +, causando uma queda no pH. Esse aumento de H^ + estimula os quimiorreceptores centrais, intimamente ligados aos centros reguladores respiratórios. O resultado é um aumento na profundidade e na frequência respiratória, facilitado pelos quimiorreceptores centrais e periféricos. Essa ventilação aumentada elimina rapidamente o CO_2 do sangue, aumentando o pH sanguíneo. Por outro lado, quando a pCO_2 está anormalmente baixa, a respiração torna-se mais lenta e superficial.

Mudanças no pH arterial podem alterar a frequência e o ritmo respiratórios, independentemente dos níveis de CO_2 e O_2. Se o pH arterial cair, o sistema respiratório tenta compensar aumentando a frequência e a profundidade respiratórias para eliminar o CO_2 do sangue. Esse processo é mediado pelos quimiorreceptores periféricos, pois o H^ + não atravessa a barreira hematoencefálica.

Os quimiorreceptores periféricos são sensíveis aos níveis de O_2 arterial e se tornam o principal condutor da respiração quando a pO_2 arterial cai abaixo de 60 mm Hg. Os quimiorreceptores periféricos respondem aumentando reflexivamente a ventilação. Embora o aumento da ventilação possa levar à hipocapnia e a um aumento do pH sanguíneo, o que poderia inibir a respiração, a necessidade de corrigir a hipóxia grave geralmente prevalece, mantendo a ventilação elevada até que os níveis de O_2  sejam restaurados.