Fisiologia Respiratória

Fisiologia Respiratória
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gia/sistema_respiratorio_1.htm
Inspiração X Expiração
• A inspiração ou inalação ocorre quando existe pressão
negativa nos pulmões e o músculo do diafragma se
abaixa até as pressões externa e interna se igualarem.
• Quando a pressão do ar interno se iguala a pressão
atmosférica os músculos tendem a se relaxarem e,
assim, retornam a posição inicial ocorrendo a expiração
ou exalação. Portanto, a expiração ocorre quando
existe pressão positiva nos pulmões e o músculo do
diafragma se relaxa.
• Uma pequena atividade muscular é exigida para que
ocorra a expiração enquanto que para a inspiração os
músculos envolvidos exercem mais atividade
Mamífero
INSPIRAÇÃO
NORMAL
Contração diafragma
Contração do Músculos
intercostais externos
Aumento do volume
torácico e pulmonar
Pressão intrapulmonar
negativa.
FORÇADA Auxílio dos músculos
acessórios (escalenos,
esternocleidomastoideo)
Pressão intrapulmonar
negativa maior
EXPIRAÇÃO
Relaxamento do
diafragma
Relaxamento dos
intercostais internos
Redução do volume
torácico e pulmonar
Pressão intrapulmonar
positiva.
Auxílio dos músculos
abdominais e
intercostais externos
Pressão intrapulmonar
positiva maior
Vias Aéreas
• Zona condutora
–
–
–
–
Até os bronquíolos terminais
Leva o ar para dentro e fora dos pulmões
Revestida por musculatura lisa
Possui inervação:
• Simpática (neurônios adrenérgicos) = dilatação
• Parassimpática (neurônios colinérgicos) = constrição
• Zona de transição:
– Até bronquíolos respiratórios
• Zona respiratória
– Dutos e sacos alveolares
– Hematose: trocas gasosas
Zona Condutora
•
•
•
•
•
Aquecer
Umidificar
Epitélio ciliado
Glândulas mucosas
Reter e expulsar
impurezas
Pulmões (humano)
• Direito (3 lobos): mais curto, mais largo,
cúpula diafragmática.
• Esquerdo (2 lobos): mais longo, mais estreito,
pericárdio.
• Revestidos pela pleura, membrana que facilita
a aderência e o deslizamento dos pulmões
contra a caixa torácica.
Pulmões
Anfíbios anuros: pressão positiva,
respiração gular.
Aves: sacos aéreos, respiração
unidirecional.
Pleura
• Duas membranas serosas contínuas.
– visceral (recobre os pulmões)
– parietal (voltada para a caixa torácica)
• Cavidade pleural: camada líquida de espessura
capilar.
• Fluido pleural (proteínas; pH e glicose similar
ao plasma sanguíneo.
Zona Respiratória - Alvéolos
• Pneumócitos tipo I:
– células epiteliais achatadas de revestimento
– poucas organelas
– não mitóticas
• Pneumócitos tipo II:
– células septais achatadas
– produção de surfactante
– mitóticas
• Macrófagos alveolares:
– fagocitose de detritos e microrganismos
Zona Respiratória - Alvéolos
Zona Respiratória - Histofisiologia
Zona Respiratória - Hematose
Circulação Pulmonar
• Circulação Pulmonar:
– Recebe todo o débito cardíaco do coração direito.
– Os ramos da artéria pulmonar levam o sangue desoxigenado até
os plexos capilares nas paredes dos alvéolos.
– Hematose.
• Circulação Bronquial:
– Ramos da circulação arterial carregam sangue para nutrir as
estruturas das vias aéreas e pulmonares.
– Esses ramos originam-se de duas artérias: a broncoesofageana e
a bronquial apical direita.
– A circulação bronquial é drenada pelas veias pulmonares e pelas
veias do sistema ázigo (recolhem a maior parte do sangue
venoso das paredes do tórax e abdome).
Circulação Pulmonar
• Ramos arteriais pulmonares:
–
–
–
–
paredes mais finas
mais curtos
maior diâmetro
resistência pulmonar muito
menor que a sistêmica
• Arteríolas pulmonares:
função pulmonar
• Arteríolas brônquicas:
nutrição pulmonar
Zona Respiratória
Barreira Hemato-Aérea
Pressão Pleural
• Não existe inserção entre o pulmão e a parede da caixa
torácica, exceto ao hilo.
• Os pulmões flutuam na caixa torácica, circundados pelas
pleuras e líquido pleural.
• O bombeamento contínuo desse líquido para os vasos
linfáticos criam uma pressão negativa e sucção entre as
superfícies visceral e parietal da pleura.
• Efeito de adesão dos pulmões à parede torácica.
• Pressão Intrapleural (pleura visceral e parietal)
• Sempre menor que a pressão alveolar
– Inspiração = - 8 mm Hg
– Expiração = - 2 mm Hg
Pressão Alveolar
• Pressão existente no interior dos alvéolos
pulmonares.
• Glote aberta, sem fluxo de ar, as pressões em
toda árvore respiratória é igual à pressão
atmosférica.
• Inspiração = - 3 mm Hg; 0,5L de ar; 2
segundos.
• Expiração = + 3 mm Hg; 0,5L de ar; 2
segundos.
Pressão Transpulmonar
• Diferença de pressão entre a pressão alveolar
e a pressão pleural.
• Diferença de pressão entre os alvéolos e as
superfícies externas dos pulmões.
• Medida das forças elásticas dos pulmões que
tendem a ocasionar seu colapso a cada ponto
da expansão, denominada pressão de
retração.
Complacência Pulmonar
• Grau de expansão dos pulmões em relação a cada
unidade de aumento da pressão transpulmonar.
• Complacência total normal média de ambos pulmões é
de aproximadamente 200 ml/cm água (1cm de água =
0,75 mmHg).
• Pressão aumenta por 1 cm de água, os pulmões
expandem 200 mL.
• Diagrama de complacência pulmonar: curva de
complacência inspiratória e expiratória.
• Forças elásticas do tecido pulmonar (elastina e fibras
colágenas, colapso, 1/3).
• Forças elásticas da tensão superficial dos fluidos
pulmonares (expansão, 2/3).
Surfactante Pulmonar
• Tensão superficial: numa superfície água-ar, as moléculas
de água superficiais exercem forte atração entre si,
contraindo-se.
• Superfícies internas dos alvéolos: úmidas, contração 
redução do diâmetro dos alvéolos  expulsão do ar 
colapso alveolar por força contrátil elástica de tensão
superficial.
• Surfactante pulmonar: agente tensoativo composto do
fosfolipídio dipalmitol-lecitina, apoproteínas surfactantes e
íons cálcio, quebra a tensão superficial de líquidos.
• Secretado pelos pneumócitos tipo II, possuem citoplasma
granular, com inclusões lipídicas, representam cerca de 10%
da área da superfície alveolar.
Espirometria
• Método simples para estudar a ventilação
pulmonar.
• Registro dos volumes de ar que se
movimentam para dentro e fora dos pulmões.
• Espirograma: mostra as alterações do volume
pulmonar em diferentes condições de
respiração.
Volumes e Capacidades Pulmonares
• Volumes pulmonares são valores isolados, não
somam-se ou sobrepõem-se.
• Capacidades pulmonares incluem dois ou mais
volumes pulmonares.
• A maioria dos volumes e das capacidades
pulmonares diminui com o individuo deitado,
pois as vísceras abdominais fazem pressão contra
o diafragma e o volume sanguíneo pulmonar
aumenta reduzindo o espaço para o ar.
Volumes pulmonares
• Volume Corrente (VC): volume de ar inspirado
ou expirado durante um ciclo respiratório
simples. VC aproximado de um adulto jovem,
em repouso: 500mL.
• Volume de Reserva Inspiratória (VRI): volume
de ar que pode ser inspirado além do VC.
Varia de 1500 a 2500mL (repouso).
Volumes pulmonares
• Volume de Reserva Expiratória (VRE): volume
de ar que pode ser expirado (forçado) além do
VC. Varia de 1500 a 2000mL.
• Volume (Ar) Residual: volume de ar que
permanece nos pulmões e vias aéreas mesmo
depois da expiração máxima. Varia de 1000 a
1500 mL.
Capacidades pulmonares
• Capacidade Inspiratória (CI): volume máximo
de ar que pode ser inspirado a partir do nível
expiratório de repouso. CI = VC + VRI.
• Capacidade Vital (CV): volume de ar que pode
ser expirado após uma inspiração máxima. CV
= VC + VRI + VRE. Varia de 3500 a 5000 mL.
Capacidades pulmonares
• Capacidade Residual Funcional (CRF): volume
de ar nos pulmões e vias aéreas em nível de
repouso expiratório. CRF = VRE + VR.
Aproximadamente 2300mL.
• Capacidade Total Pulmonar (CTP): volume de
ar que os pulmões são capazes de manter no
teto da inspiração máxima. Soma de todos os
volumes pulmonares.
Exemplos
• Enfisema: dilatação
excessiva dos
alvéolos, perda de
capacidade
respiratória,
hipertrofia e
hiperplasia das
paredes das
mucosas.
• Fibrose: substituição
da mucosa
respiratória por
tecido conjuntivo.
Ar morto
• Ar que fica na porção condutora das vias aéreas e
não contribui para a troca gasosa. Ar que foi o
“último” a ser inalado e o “primeiro” a ser
exalado durante um ciclo respiratório.
• Não “entra” na espirometria.
Transporte de O2 e CO2
• O oxigênio é transportado dos pulmões para os
tecidos através da hemoglobina (HbA), ligação
reversível.
• HbA possui duas cadeias alfa e duas beta – cada
uma com um grupo heme.
• O núcleo prostético heme é formado pela
protoporfirina e um íon ferroso, sítio de ligação
para o oxigênio.
• PO2 depende do oxigênio não ligado a
hemoglobina, apenas O2 dissolvido.
• Saturação de hemoglobina depende da PO2.
Curva de Dissociação
O2-Hemoglobina
Aumento da PO2
entre 10 e 60 mmHg
produzem um
aumento
substancial da
saturação.
Aumentos acima de
60 mmHg, saturação
de 90%, não alteram
tanto a saturação.
Transporte de CO2
• Arterial:
– 90% bicarbonato
– 5% ligado à hemoglobina (carbaminohemoglobina)
– 5% dissolvido no plasma
• Venoso:
– 60% bicarbonato
– 30% ligado à hemoglobina.
– 10% dissolvido no plasma.
Curva de Dissociação CO2
Relação mais linear.
As curvas variam com
a Saturação de O2.
Efeito Haldane:
aumento da
tendência do dióxido
de carbono de deixar
o sangue conforme
aumenta a saturação
da hemoglobina pelo
oxigênio.
Difusão de CO2 e Oxigênio
• Atravessar a parede alveolar, interstício e
parede capilar.
• Lei de Fick
• Coeficiente de difusão do CO2 é maior.
Controle da Ventilação
• Centro respiratório na Medula Oblonga:
– Dorsais: inspiratório
– Ventrais: expiratório
SNC
Controle da Ventilação
• Quimiorreceptores Centrais: Aumento da concentração de
íons hidrogênio no líquor estimula a ventilação.
• CO2 arterial é mais importante do que o pH.
• PO2 arterial não é importante.
Controle da Ventilação
• Quimiorreceptores periféricos:
– Bulbo carotídeo e aorta.
Controle da Ventilação
• Resposta a hipóxia:
Depende do CO2.
A resposta é
maior abaixo de
60 mmHg.
Controle da Ventilação
• Outros fatores: corticais e hipotalâmicos,
receptores pulmonares, receptores
musculares, barorreceptores, temperatura e
hormonal.