Controle da ventilação e quimiorrecepção

1. A PaCO2 sobe: a produção metabólica de CO2 passa a exceder o que a ventilação alveolar elimina.
2. O CO2 está em equilíbrio rápido com H+ e bicarbonato, de modo que a PCO2 mais alta acidifica o líquido extracelular, inclusive o do tecido nervoso.
3. Em roedores, neurônios do núcleo retrotrapezoide (RTN) do tronco encefálico detectam a acidificação por receptores intrínsecos de prótons (TASK-2 e GPR4) e também recebem aferências dos quimiorreceptores periféricos.
4. O RTN ativado estimula a rede respiratória (em ratos acordados): aumentam a frequência e a amplitude (volume corrente) da respiração.
5. Mais CO2 é eliminado pelos pulmões e a PaCO2 volta em direção ao seu ponto de ajuste, fechando a retroalimentação negativa.

Alvo molecular não descrito pela fonte: sensor de PaO2 do corpo carotídeo, modulado pelo pH, pelo fluxo e por metabólitos do sangue

Corpos carotídeos (quimiorreceptores periféricos; os corpos aórticos são afins)

Os neurônios do RTN que respondem ao CO2 expressam o fator de transcrição Phox2b. O RTN é um dos sítios de quimiorrecepção central — o mais estudado nos roedores desta revisão.

Mutações de Phox2b causam a síndrome de hipoventilação central congênita (CCHS). Em camundongos que carregam a mutação causadora de CCHS, os neurônios Phox2b-positivos do RTN faltam seletivamente, os animais respondem mal ao CO2 e têm apneias centrais fatais ao nascer — o modelo reproduz traços centrais da doença. Se o mesmo ocorre nos pacientes é hipótese: a revisão não tem ainda evidência de que esses neurônios faltem em humanos com CCHS.

Em exercício aeróbico leve a moderado, PaCO2 e PO2 arteriais não mudam de forma significativa, e a ventilação sobe.

Se os gases arteriais não mudam, os quimiorreceptores não têm estímulo novo: a obra descarta a quimiorrecepção como causa do aumento da ventilação (hiperpneia) nessa faixa de esforço. Resta o que não depende do sangue — a retroalimentação de aferências do músculo esquelético e o comando central, a influência das estruturas encefálicas da locomoção sobre a rede respiratória.

Pacientes com CCHS não têm (ou têm muito reduzido) o quimiorreflexo respiratório. Nos que têm intelecto e percepção sensorial normais, a hipercapnia não provoca sensação adversa nenhuma, nem emocional — enquanto, em quem tem o reflexo íntegro, aumentos agudos grandes de PaCO2 causam dispneia, vontade de respirar e pânico.

Em exercício leve a moderado a ventilação acompanha o esforço e os gases arteriais não se alteram de forma significativa. A obra não trata do esforço intenso. A expiração, passiva em repouso, só passa a ser ativa quando a ventilação exigida é alta (exercício, hipercapnia).