O drive respiratório é explicado através da neurofisiologia respiratória. Porém, antes de entender seu conceito é preciso relembrar o que é a respiração.
Para que a respiração aconteça, ela depende inúmeros processos e etapas complexas, porém de maneira simplificada a respiração tem a função de inalar oxigênio e exalar dióxido de carbono, ou também chamado de CO2.
Conforme Webster; Karan (2020) a atividade respiratória está ligada a componentes como o controle neural central (que é o drive respiratório), sistemas de entrada sensorial, músculos respiratórios e os pulmões.
A respiração é iniciada espontaneamente no sistema nervoso central. Um ciclo de inspiração e expiração é gerado automaticamente no tronco encefálico principalmente a partir de neurônios localizados no bulbo. Em geral, a respiração ocorre sem iniciação consciente. Esse ciclo de inspiração e expiração gerado de modo espontâneo pode ser modificado, alterado ou mesmo temporariamente suprimido por vários mecanismos (RAFF; LEVITZKY, 2012; WILKINS; STOLLER; KACMAREK, 2009).
O que é então o Drive Respiratório?
Drive respiratório corresponde ao estímulo respiratório desencadeado pelo centro respiratório bulbar que origina o esforço inspiratório, dando início aos ciclos mecânicos (fase inspiratória/fase expiratória). Como mencionado antes, pode estar presente, ausente (em casos de pacientes em apneia por qualquer motivo) ou suprimido, como por exemplo, pacientes sedados ou em coma, em geral, têm drive diminuído (VIANA; WHITAKER; ZANEI, 2020)
Função
Cada ciclo respiratório começa com inspiração e termina com expiração. Durante a inspiração, o diafragma e os intercostais externos se contraem, causando aumento da cavidade torácica. Como resultado, a pressão intra-pleural diminui e também a pressão alveolar, forçando os pulmões a se expandir e o ar entrar. A expiração, por outro lado, ocorre passivamente quando o diafragma relaxa, devido às propriedades elásticas dos pulmões (BRINKMAN; TORO; SHARMA, 2020).
As influências corticais na respiração
De acordo com Derrickson e Tortora (2016), o córtex cerebral (mais especificamente córtex motor primário) tem conexões com o centro respiratório, permitindo alterar voluntariamente o padrão respiratório. Pode-se inclusive parar de respirar completamente por um curto período de tempo. Esse controle voluntário funciona como fator de proteção, pois possibilita evitar que água ou gases irritantes entrem nos pulmões.
Impulsos nervosos do hipotálamo e do sistema límbico também estimulam o centro respiratório, possibilitando que estímulos emocionais alterem a respiração, como por exemplo ao rir, chorar, estar com raiva ou medo (DERRICKSON; TORTORA, 2016).
Centro respiratório
A ponte e o bulbo comandam o centro respiratório que está localizado no cérebro. O objetivo principal desse controle é a regulação da inspiração e a expiração.
Ponte
Próximo ao bulbo encontramos a ponte, nela existe uma região denominada de grupo respiratório pontinho ou agrupamento pontino que permite a modulação da intensidade e frequência dos sinais medulares para controlar os padrões de respiração enquanto promove uma transição suave entre a inspiração e a expiração. O agrupamento pontino é ainda dividido em duas regiões funcionais principais, mais especificamente (WEBSTER; KARAN, 2020):
→ o centro pneumotáxico na porção superior da ponte coordena a velocidade da respiração, envia impulsos inibitórios ao centro respiratório e está envolvido no ajuste fino da frequência respiratória. Basicamente o centro pneumotáxico desliga (ou limita) a inspiração;
→ o centro apneústico na parte inferior da ponte também coordena a velocidade da respiração, esta região é principalmente responsável por enviar impulsos estimulatórios para a área inspiratória (prolongando a inspiração).
Bulbo
O bulbo é o principal centro de controle respiratório. Sua principal função é enviar sinais aos músculos que controlam a respiração para que a respiração ocorra. O centro respiratório bulbar tem a função de iniciar a respiração e está localizado na função reticular do bulbo, abaixo do soalho do 4º ventrículo. É composto por dois grupos de neurônios, diferenciados por sua localização anatômica: o centro inspiratório (grupo respiratório dorsal) e o centro expiratório (grupo respiratório ventral) (COSTANZO, 2014; RAFF; LEVITZKY, 2012).
Sistemas de entrada sensorial
Os sistemas de entrada sensorial consistem em mecanorreceptores, metaboreceptores e quimiorreceptores periféricos e centrais que se coordenam com outros componentes do sistema de resposta respiratória para controlar a respiração (WEBSTER; KARAN, 2020).
→ Mecanorreceptores: estão localizados em todo o trato respiratório, nas vias aéreas, traqueia, pulmões e vasos pulmonares. Eles fornecem informações sensoriais para o centro respiratório do cérebro sobre o estado mecânico dos pulmões e do tórax, incluindo a taxa de respiração, espaço pulmonar e gatilhos de irritação (WEBSTER; KARAN, 2020).
→ Metaboreceptores são encontrados no músculo esquelético e são ativados por subprodutos metabólicos para estimular a respiração durante o exercício (WEBSTER; KARAN, 2020).
→ Um quimiorreceptor consiste em um receptor que responde a alguma alteração na composição química do sangue ou de outro líquido ao seu redor (WEST, 2013). Os quimiorreceptores periféricos consistem em corpos carotídeos e aórticos de ação rápida que monitoram a pressão parcial de O2 arterial no sangue e respondem à hipercapnia ou acidose (BRINKMAN; TORO; SHARMA, 2020; WEBSTER; KARAN, 2020).
Em síntese, os quimiorreceptores periféricos atuam dando uma espécie de feedback às alterações dos níveis de pH, PO2 arterial e PCO2 arterial, essa resposta pode ser aumentando a ventilação, por exemplo.
Os quimiorreceptores centrais estão localizados na superfície ventral do bulbo e do núcleo retrotrapezóide são os mais importantes para o controle, minuto a minuto, da respiração. Esses quimiorreceptores são responsáveis por detectar mudanças de pH ou concentração de CO2 no cérebro e no líquido cefalorraquidiano (WEBSTER; KARAN, 20200).
De todos os sistemas de entrada sensorial, os quimiorreceptores centrais são apontados como o controle primário sobre a respiração, pois se comunicam diretamente com o centro inspiratório (COSTANZO, 2014).
Basicamente a função dos quimiorreceptores centrais é estabilizar a PCO2 arterial.
Músculos respiratórios e pulmões
Os processos neuronais e os sistemas de entrada sensorial são comunicados aos músculos respiratórios e pulmões para controlar os aspectos mecânicos da respiração. A profundidade da inspiração durante a respiração é baseada no nível de atividade do centro respiratório no cérebro e subsequente estimulação dos neurônios motores (WEBSTER; KARAN, 2020).
Com mais estimulação, mais unidades motoras são excitadas, fazendo com que os músculos respiratórios se contraiam com maior força. A contração e relaxamento do diafragma e intercostais externos são responsáveis pela maioria das mudanças de pressão que resultam em inspiração. Os músculos acessórios da inspiração incluem o escaleno, o esternocleidomastóideo e o serrátil anterior; no entanto, eles não desempenham um papel na respiração passiva (WEBSTER; KARAN, 2020).
As superfícies de troca respiratória nos pulmões transferem O2 e CO2 entre o ar e o sangue. A combinação desses processos resulta em uma taxa respiratória média em repouso de aproximadamente 12 respirações por minuto em um adulto saudável (WEBSTER; KARAN, 2020).
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Referências
BRINKMAN, Joshua E.; TORO, Fadi; SHARMA, Sandeep. Physiology: respiratory drive. Respiratory Drive. 2020. Disponível em: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482414/. Acesso em: 21 mar. 2021.
COSTANZO, Linda S. Fisiologia. 5. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014. 520 p.
DERRICKSON, Bryan; TORTORA, Gerard J. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. 1216 p.
RAFF, Hershel; LEVITZKY, Michael G. Fisiologia Médica: uma abordagem integrada. Porto Alegre: AMGH, 2012. 800 p.
SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia Humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. 960 p.
VIANA, R. A. P. P.; WHITAKER, I.Y.; ZANEI, S. S. V. (org.). Enfermagem em terapia intensiva: práticas e vivências. 2. ed. Porto Alegre: Artmed, 2020. 572 p.
WEBSTER, Lynn R.; KARAN, Suzanne. The Physiology and Maintenance of Respiration: a narrative review. Pain And Therapy, [S.L.], v. 9, n. 2, p. 467-486, 6 out. 2020. Springer Science and Business Media LLC. http://dx.doi.org/10.1007/s40122-020-00203-2.
WEST, John B. Fisiologia Respiratória: princípios básicos. 9. ed. Porto Alegre: Artmed, 2013. Tradução de: Ana Cavalcanti Carvalho Botelho, André Garcia Islabão, Edison Moraes Rodrigues Filho. WILKINS, Robert L.; STOLLER, James K.; KACMAREK, Robert M. EGAN: Fundamentos da terapia respiratória. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2009. 1408 p.
