Activitat. El control de la respiració
![]() |
|||||
Font: adaptada de http://iescarin.educa.aragon.es/estatica/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/ Seccion%207/7%20-%20Capitulo%2041.htm |
El
centre de ventilació del bulb raquidi del cervell controla la respiració; el
procés es resumeix a la figura següent.
El
centre de ventilació envia impulsos nerviosos cada 2-3 segons als músculs
intercostals externs i al diafragma. Aquests dos grups de músculs es contrauen
provocant la inhalació. A mesura que els pulmons s'inflen, els receptors
d'elongació dels bronquíols són estimulats. Els receptors d'elongació envien
impulsos inhibidors al centre de ventilació. Com a conseqüència, els impulsos
cap als músculs s'aturen i aquests es relaxen, aturant la inhalació i permetent
la exhalació. L'exhalació es produeix per la recuperació elàstica dels pulmons
(igual que es desinfla una pilota), i per la gravetat que ajuda a baixar les
costelles. No tot l'aire present dins els pulmons és exhalat en cada
respiració, i l'aire restant als pulmons, l'aire residual, es barreja amb
l'aire inhalat en cada respiració.
Els
músculs intercostals interns només es contrauen durant l'espiració profunda;
per exemple, durant un exercici intens s'expulsa un volum d'aire més gran,
deixant menys aire residual dins els pulmons. Durant la inhalació profunda,
no només s'estimulen els músculs intercostals externs i els del diafragma sinó
que els músculs del coll i la part superior del pit també entren en joc.
En
repòs, l'estímul més important que controla la freqüència respiratòria i la
seva profunditat és la concentració de diòxid de carboni dissolt a la sang
arterial a través del seu efecte sobre el pH. Un petit increment de la
concentració de diòxid de carboni a la sang provoca un gran augment de la
ventilació. El diòxid de carboni es dissol en el plasma sanguini, formant àcid
carbònic. L'àcid carbònic es dissocia en ions hidrogen i ions bicarbonat, fent
disminuir d'aquesta manera el pH de la sang:
CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+
+ HCO3- |
Els
quimioreceptors sensibles als ions hidrogen (més abundants a baix pH) es troben
al centre de ventilació de la medul·la oblonga. L'augment del diòxid de
carboni, juntament amb la caiguda associada del pH provoca un increment en la
freqüència i la profunditat de la respiració, que s'aconsegueix amb una
contracció més freqüent i més forta dels músculs adequats. Una respiració més
freqüent i profunda, que manté un fort gradient de diòxid de carboni entre
l'aire alveolar i la sang, assegura una eliminació de diòxid de carboni i una
entrada d'oxigen eficaços. La resposta oposada es produeix quan disminueix el
diòxid de carboni. El control dels nivells de diòxid de carboni a la sang és un
bon exemple d'homeòstasi operant a través d'una realimentació negativa.
També
hi ha quimioreceptors a les artèries caròtida i aorta que poden ser estimulats
per canvis en el pH resultants de canvis en la concentració de diòxid de
carboni. Aquests quimioreceptors controlen la sang abans que arribi al cervell
i envien impulsos al centre de ventilació.
- Feu un diagrama de flux que descrigui la seqüència d'esdeveniments que canviaran la freqüència respiratòria si es produeix una disminució del diòxid de carboni dissolta la sang.
Tot
just començar l'exercici, els impulsos procedents del còrtex motor del cervell,
la regió que controla el moviment, tenen un efecte directe sobre el centre de
ventilació, incrementant ràpidament la ventilació. La ventilació també augmenta
en resposta als impulsos que arriben a la medul·la oblonga procedents dels
receptors d'elongació del músculs i tendons provocats pel moviment. Els
diversos quimioreceptors sensibles a les variacions del nivell de diòxid de
carboni i als canvis de temperatura incrementen la profunditat i la freqüència
respiratòries a través del centre de ventilació. També hi ha receptors
sensibles a les variacions de concentració d'oxigen de la sang; tanmateix,
aquests rarament són estimulats en condicions normals.
1. Durant un exercici intens, la concentració d'oxigen als pulmons és més gran que en repòs. Suggeriu les raons i els avantatges d'aquest elevat nivell d'oxigen.
2. Per què creieu que és beneficiós que l'estimulació dels receptors d'elongació dels músculs incrementi la ventilació?
3. Si una persona respira aire que contingui el 80% d'oxigen, la ventilació per minut és redueix a un 20% del normal. Expliqueu per què passa això.
4. Expliqueu per què la hiperventilació (inspirar profundament durant varis segons) us permet estar sense respirar durant una estona.