Quimioreceptores

Definitions & Key takeaways

Chemoreceptors are special nerve cells that detect changes in the chemical composition of the blood and send information to the brain to regulate cardiovascular and respiratory functions. There are two major types, which are peripheral and central chemoreceptors. The main peripheral chemoreceptors are the aortic and carotid bodies. They monitor and send impulses to the cardiac centers in the brainstem when they sense low oxygen partial pressure of oxygen, elevated carbon dioxide partial pressure, or decreases in blood pH.

The result is that the blood pressure is raised through sympathetic stimulation, total peripheral resistance, and cardiac output. Central chemoreceptors are found in the brainstem medulla and monitor increases in carbon dioxide partial pressure and decreases in the pH. This stimulates sympathetic vasoconstriction, which in turn raises blood pressure.

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Introduction0:00–0:22

"Quimio" se refiere a la composición química de la sangre, por lo que los quimiorreceptores son células nerviosas especiales o receptores que perciben los cambios en la composición química de la sangre.
Esa información se envía desde los quimiorreceptores al cerebro para ayudar a mantener el equilibrio de los sistemas cardiovascular y respiratori De acuerdo con su ubicación, los quimiorreceptores pueden clasificarse en dos tipos: periféricos y centrales.

Peripheral Chemoreceptors0:22–5:43

Los quimiorreceptores periféricos se llaman así porque viven fuera del cerebro. En realidad son cuerpos diminutos, o grupos de células nerviosas, e incluyen el cuerpo aórtico, que se sitúa a lo largo de la pared del cayado aórtico, y el cuerpo carotídeo, que se encuentra en el punto en el que cada arteria carótida común se divide en las arterias carótidas internas y externas, que discurren a lo largo del cuello.
Tanto el cuerpo aórtico como el carotídeo están bañados en sangre arterial y controlan cuidadosamente los cambios en la concentración o presión parcial de oxígeno, PO2 para abreviar, pero también en la presión parcial de dióxido de carbono, PCO2 para abreviar, así como la concentración de iones de hidrógeno, que determina el pH sanguíneo.
El cuerpo aórtico envía esta información al vago, o décimo (X) nervio craneal, y el cuerpo carotídeo envía esta información al glosofaríngeo, o noveno (IX) nervio craneal.
Estos dos grandes nervios suben hacia los centros respiratorios que se encuentran en el tronco encefálico. Los centros respiratorios son grupos de neuronas, situados en la protuberancia y el bulbo raquídeo, que se encargan del control autónomo o involuntario de la respiración.
Los centros respiratorios también se comunican con los centros cardiovasculares. Los centros cardiovasculares son áreas situadas en el tercio inferior del puente y el bulbo raquídeo del tronco del encéfalo, responsables del control autónomo o involuntario de la función cardíaca y vascular.
Lo hacen coordinando las ramas simpática y parasimpática del sistema nervioso autónomo. Hay dos centros cardiovasculares principales: el primero es el centro de control vasomotor, que controla el diámetro de los vasos sanguíneos utilizando las fibras nerviosas simpáticas para provocar la vasoconstricci El segundo es el centro de control cardíaco, que se divide a su vez en los centros de aceleración y desaceleración cardíaca.
El centro acelerador cardíaco aumenta la frecuencia y la contractilidad cardíacas a través del tracto de salida simpático, mientras que el centro desacelerador cardíaco ralentiza la frecuencia cardíaca a través del tracto de salida parasimpático.
Observe que tanto el sistema simpático como el parasimpático afectan a la frecuencia cardíaca, pero que solo el sistema simpático tiene efecto sobre el diámetro de los vasos sanguíneos y la contractilidad del músculo cardíaco Digamos que tiene hipoxemia, es decir, una disminución de la presión parcial arterial de oxígeno, PO2, junto con hipercapnia, un aumento de la presión parcial arterial de dióxido de carbono, PCO2, y acidemia, una disminución del pH sanguíneo.
A medida que la sangre circula por el cayado aórtico y la carótida común, estos cambios son detectados por los cuerpos aórtico y carotídeo, que comienzan a disparar más impulsos nerviosos a través de los nervios vago y glosofaríngeo hacia los centros cardiovasculares del tronco encefálico.
En respuesta, el centro vasomotor aumenta el efecto vasoconstrictor del sistema nervioso simpático, lo que hace que las arteriolas se estrechen, aumentando la resistencia arterial periférica total.
Además, el centro vasomotor limita el flujo sanguíneo a los órganos periféricos, como los músculos, para ayudar a conservar el oxígeno para el cerebro y el corazón, y disminuye la tasa metabólica para ayudar a reducir la producción de dióxido de carbono.
También hay una mayor constricción de las venas, que devuelve más sangre al corazón en lugar de permitir que se acumule en la periferi El aumento del retorno venoso significa que hay más precarga, y eso también aumenta el gasto cardíaco.
Ahora, otro efecto, es que el centro acelerador cardíaco se inhibe, reduciendo el efecto simpático sobre el corazón, para que pueda trabajar más lentamente y con menos fuerza, en otras palabras, disminuyendo la frecuencia cardíaca y la contractilidad, mientras que el centro desacelerador cardíaco se activa, potenciando los efectos parasimpáticos sobre el corazón, lo que de nuevo ralentiza la frecuencia cardíaca.
Esto último puede parecer contradictorio, pero no lo olvides. Ahora resulta que los quimiorreceptores periféricos también envían impulsos a través de los nervios vago y glosofaríngeo que llegan a los centros respiratorios del tronco encefálico.
Y hacen que aspire más oxígeno y expulse más dióxido de carbono, haciendo que el diafragma y los músculos de la pared torácica respiren más rápido y más profundamente.
Ahora bien, esto hace que las vías respiratorias se estiren, y eso es detectado por otro tipo de receptores, llamados receptores de estiramiento pulmonar, que se encuentran en los músculos lisos que recubren la tráquea y los bronquios central Una vez estirados, estos receptores comienzan a disparar a través del nervio vago de vuelta a la protuberancia y el bulbo raquídeo, donde indican a los centros respiratorios que disminuyan la velocidad.
Al mismo tiempo, sin embargo, estimulan el centro acelerador cardíaco y, por lo tanto, el efecto simpático sobre el corazón, aumentando la frecuencia cardíaca y la contractilidad, mientras que inhiben el centro desacelerador cardíaco y, por lo tanto, los efectos parasimpáticos sobre el corazón, lo que de nuevo ayuda a acelerar la frecuencia cardíaca.
En otras palabras, invierten los efectos directos que los quimiorreceptores periféricos tenían sobre los centros cardíacos En última instancia, esto hace que el corazón trabaje más rápido y más fuerte, dejando que el gasto cardíaco (GC) y la presión arterial (PA) aumenten, lo que es esencial para impulsar más sangre a los pulmones, para que se suministre oxígeno y se libere del exceso de dióxido de carbono.
Ahora bien, los quimiorreceptores periféricos trabajan en concierto con los quimiorreceptores centrales, que toman su nombre del hecho de que forman parte del sistema nervioso central, particularmente del cerebro.

Central Chemoreceptors5:43–8:11

Los quimiorreceptores centrales son grupos de neuronas agrupadas en la superficie ventral o frontal del bulbo raquídeo, en la base del cerebro, justo al lado de los propios centros respiratorios.
Los quimiorreceptores centrales están bañados en líquido cefalorraquídeo y toman muestras de ese líquido para evaluar los cambios en la presión parcial de dióxido de carbono PCO2 y el pH.
Esto es diferente de los quimiorreceptores periféricos, que son principalmente sensibles a los cambios en la presión parcial de oxígeno o PO2 Cuando la presión parcial de dióxido de carbono PCO2 aumenta en la sangre, las moléculas de dióxido de carbono se difunden rápidamente a través de la barrera hematoencefálica y se acumulan en el líquido cefalorraquídeo.
El líquido cefalorraquídeo está compuesto principalmente por agua, por lo que el dióxido de carbono (CO2) se une a las moléculas de agua (H2O) para formar ácido carbónico (H2CO3), que se descompone rápidamente en iones de hidrógeno (H+) e iones de bicarbonato (HCO3- CO2 + H2O <-> H2CO3 <-> H+ + HCO3-.
A medida que se acumulan los iones de hidrógeno H+, el pH del líquido cefalorraquídeo comienza a descender. Así, tanto el aumento de la presión parcial de dióxido de carbono PCO2 como la disminución del pH, desencadenan que los quimiorreceptores centrales estimulen los centros respiratorios cercanos para aumentar el impulso respiratorio.
Ahora bien, lo que hace que los quimiorreceptores centrales sean especiales es que, debido a su ubicación, también se ven influidos por los cambios en el flujo sanguíneo que llega al cerebro.
Imagine, por ejemplo, que hay una gran masa dentro de la cabeza que eleva la presión intracraneal, aplastando los vasos sanguíneos que entran y salen del cerebro y provocando una isquemia cerebral Esto significa que todo ese dióxido de carbono CO2 que liberan las células cerebrales como subproducto de sus procesos metabólicos, no puede escapar a través del flujo sanguíneo, por lo que, inevitablemente, comienza a acumularse en el líquido cefalorraquídeo, o LCR, disminuyendo también su pH.
Una vez más, esto es detectado por los quimiorreceptores centrales, lo que, a través del centro vasomotor, conduce a la constricción arteriolar y venosa, redirigiendo más flujo sanguíneo al cerebro.
Esto aumenta la resistencia periférica total (RPT), lo que eleva la presión arterial (PA), ayudando a que la presión sanguínea se mantenga por encima de la presión del líquido cefalorraquídeo para que la sangre pueda seguir fluyendo hacia el cerebro Este aumento de la presión sanguínea en respuesta al aumento de la presión intracraneal se denomina reacción de Cushing, en honor al neurocirujano Harvey Cushing.
###RESUMEN Como breve resumen, los quimiorreceptores periféricos incluyen los cuerpos aórtico y carotídeo, que responden principalmente a las disminuciones de la presión parcial de oxígeno PO2 y, secundariamente, a los aumentos de la presión parcial de dióxido de carbono PCO2 y a las disminuciones del pH sanguíneo, enviando información a través de los nervios glosofaríngeo y vago a los centros vasomotores y cardíacos de la protuberancia y el bulbo raquídeo.

Review8:11–8:59

Estos, a su vez, a través del estímulo simpático, aumentan la resistencia periférica total y el gasto cardíaco, elevando la presión arterial.
Los quimiorreceptores centrales se encuentran en el bulbo raquídeo y son más sensibles a los aumentos de la presión parcial de dióxido de carbono PCO2, y a los descensos del pH, que de nuevo, a través del centro vasomotor, estimulan la vasoconstricción simpática elevando la presión arterial.