Fisiologia respiratória em mamíferos

Sumário

• Anatomia geral e função do aparelho respiratório dos humanos• Condutos aeríferos e os pulmões;• Músculos associados

• Funcionamento do aparelho respiratório• Ventilação pulmonar.

• Volume e capacidade dos pulmões• Processo de trocas gasosas

• Perfusão• Hematose• Transporte dos gases

Trocas gasosas

Constituintes:

SISTEMA RESPIRATÓRIO

• Porção condutora

– Cavidade nasal

– Nasofaringe

– Laringe

– Traquéia

– Brônquios

– Bronquiolos

• Transportam, filtram, umedecem e aquecem

o ar antes que ele alcance a porção

respiratória.

Constituintes:

SISTEMA RESPIRATÓRIO

• Porção respiratória

– Porção de transição

Bronquíolos respiratório

– Porções terminais da árvore

brônquica e alvéolos

• Trocas gasosas- Hematose

• Regiões do trato respiratório;

• As vias aéreas;

Anatomia do sistema respiratório

A área tota da seção transversa das vias aéreas aumenta rapidamente como resultado da da extensa ramificacao!

Alvéolos

• Local onde ocorrem as trocas gasosas -Hematose

• São pequenos sacos envolvidos por uma série de vasos sanguíneos de modo que área de contato é bastante grande;

• Apresentam parede bastante fina

• “Os objetivos da respiracao sao prover oxigênio aos tecidos e remover o dióxido de carbono. A fim de alcançar tais objetivos a respiração pode ser dividida em quatro principais funções: (1) Ventilação pulmonar – a entrada e saída de ar dos pulmões; (2) Difusão de oxigênio e dióxido de carbono entre os alvéolos e o sangue; (3) transporte de oxigênio e dióxido de carbono no sangue e líquidos corporais e suas trocas com as células do corpo; (4) Regulação da ventilação e outros aspectos regulatórios da respiracao.”

Trocas gasosas

Anatomia do sistema respiratório

• Regiões do trato respiratório;

• As vias aéreas;

Anatomia do sistema respiratório

A área total da seção transversa das vias aéreas aumenta rapidamente como resultado da da extensa ramificação!

Alvéolos

• Local onde ocorrem as trocas gasosas -Hematose

• São pequenos sacos envolvidos por uma série de vasos sanguíneos de modo que área de contato é bastante grande;

• Apresentam parede bastante fina

Músculos respiratórios

• Intercostais externos – movem as costelas e o externo

• Diafragma -

• Esternocleidomastoido

• Escaleno

• Abdominais

• Intercostais externos

Respiração forçada.

Guyton & Hall

Os músculos respiratórios são responsáveis pela ampliação da caixa torácica e consequente alterações na pressão intralveolar.

Pleura pulmonar (visceral e parietal)• Camada dupla de tecido que envolve o pulmão.

• A cavidade pleural e suas dobraduras servem como um ambiente lubrificante para o movimento pulmonar.

E como é que os pulmões não colabam? - Propriedades elásticas do pulmão• Fibras elásticas concêntricas

• Tendem a colapsar, e por que não colapsa?

• Pleura

• Gradiente de pressão transmural• “Pressão do ar dentro do alvéolo pulmonar = pressão atmosférica”

• A cavidade pleural possui uma pressão negativa à pressão atmosférica!

• A diferença entre pressão intralveolar e da cavidade pleural geram o gradiente de pressão transmural.

• Entendendo a pressão intrapleural:• Resultado da força exercida pelos pulmões para colapsarem

Complacência pulmonar

• Habilidade do pulmão em distender – distensibilidadepulmonar.• Resultado da: Variação do

volume/Variação da pressão.

• Ela não é constante! Variável conforme o momento do ciclo respiratório;

• Consequência da histologia do pulmão.

Surfactante, tensão superficial e o colapso alveolar.• Tensão superficial

• Surfactante é produzido pelas células alveolares tipo dois.

• Atua como um detergente natural reduzindo a tensão superficial da água presente entre o

zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzAlvéolo

760mm Hg

Pleura parietal

Pleura visceral

756 mm Hg

Cavidade intrapleural

Propriedades elásticas do pulmão e caixa torácica

Pressão pleural mantém os alvéolos abertosPT – Pressão torácica

Tensão superficial da água gera pressão para o alvéolo colabar

Surfactante reduz a ação da tensão superficial da água.

Alvéolo760mm Hg

Pleura parietal

Pleura visceral

756 mm Hg

Cavidade intrapleural

Pressão pleural mantém os alvéolos abertos

Pressão transmural através da caixa torácica (Pct); Pct = Ppl- Pb

Tensão superficial da água gera pressão para o alvéolo colabar

Surfactante reduz a ação da tensão superficial da água.

Pressão Pleural Tensão superficial

Como o surfactante contribui com a estabilização do tamanho dos alvéolos?

https://www.youtube.com/watch?v=jZ0SQfYRJo8

E se a pleura for perfurada?

• Trauma com perfuração da cavidade pleural de fora para dentro• Comunicação entre a cavidade

pleural com o meio externo

• Se houver a perfuração da pleura, o pulmão colabará devido à entrada de ar e ao extravasamento de líquido. Não haverá mais pressão negativa que unia as duas pleuras. Então, a pleura parietal acompanha a caixa torácica e a visceral acompanha o pulmão que vai colabar. (Visceral não mais acompanha Parietal)

Nascidos prematuros e ausência de surfactante

• Síndrome do desconforto respiratório do recém nascido // Síndrome da angústia respiratória.

O ato de Respirar – o ciclo respiratório

1. A ventilação é puramente passiva;

2. Não há trabalho muscular na expiração;

3. Há trabalho muscular na inspiração;

4. Quando a respiração é forçada há trabalho muscular no ciclo completo.

Inspiração

• Lei de Boyle:• Aumento de volume

resulta em diminuição da pressão.

• P1.V1=P2.V2

• Expansão da caixa torácica!

• Pressão alveolar negativa!

Contração do diafragma e seu consequente abaixamento; Contração dos músculos intercostais e ampliação da caixa torácica

Expiração

• Lei de Boyle:• Diminuição de volume

resulta em aumento da pressão.

• P1.V1=P2.V2

• Redução da caixa torácica!

• Pressão alveolar Positiva!

Relaxamento do diafragma e seu consequente levantamento; Relaxamento dos músculos intercostais e redução da caixa torácica

Respiração ativa recruta os músculos intercostais internos e abdominais!!

Variações das pressões intralveolar e intrapleural durante o ciclo

respiratório

Pressão Intralveolar

Na Inspiração: a Palv é negativa (ar entra no pulmão);

Na Expiração: a Palv é positiva (ar sai do pulmão) –

Quando não há fluxo de ar, a Palv= 0mm Hg

Variações das pressões intralveolar e intrapleural durante o ciclo respiratório.

Mecânica pulmonar estática

• Volumes pulmonares:

• “Todos os volumes pulmonares sao subdivisões da capacidade pulmonar total (CPT)”.

• Espirômetro.

• Volume corrente [Vc]

• Capacidade vital (CP);

• Volume residual (VR);

CPT

CRF

VIR

VER

CVF

VR

CI CV

Vc

CPT – Capacidade Pulmonar total

VER– Volume Expiratório de reserva

CRF – Capacidade Residual Funcional

CVF – Capacidade Vital Forçada

CI – Capacidade Inspiratória VR – Volume residual CV – Capacidade Vital

Berne e Lev, Fisiologia 6ed.

Processo de trocas gasosas

• Processo de trocas gasosas• Perfusão

• Hematose

• Transporte dos gases

Perfusão

• “Perfusao é o processo pelo qual o sangue desoxigenado passa pelos pulmões e é oxigenado”.

• Difusão dos gases (Lei de Fick!)

Maas... Não é tão simples.

A perfusão é diferente em diferentes regiões do pulmão

Pa= pressão arterial pulmonarPA = pressão pressão AlveolarPv = pressão pressão venosa

Relação Ventilação-Perfusão

• Para o pulmão a proporção é definida como a ventilação alveolar total dividida pelo débito cardíaco.

• Em indivíduos normais ventilaçãi = 4L/min

• Débito cardíaco = 5L/min

• Ventilação/Perfusão = 0.8 ...

Alterações na V/Q em uma unidade alveolar

Composição gasosa alveolar

Pressão parcial dos gases:

Nos alvéolos

• Processo dependente da difusão dos gases;

• Proximidade das paredes do alvéolo e dos capilares.

Gradientes de concentração (pressão parcial)

Transporte do oxigênio

• Hemoglobina

Transporte do CO2

• Bicarbonato (70%)

• Dissolvido no plasma (7%)

• Ligado a hemoglobina (23%)