aula 4 _ biofísica _respiração

Biofísica da Respiração

Prof. Lucas. R. Nogueira.

• RESPIRAÇÃO – Eventos Funcionais:– Ventilação Pulmonar– Difusão de O2 e de CO2 entre os alvéolos e o sangue– Transporte de O2 e de CO2

• MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR:• Expansão e Contração dos Pulmões

– Pelo movimento do diafragma• Tracionamento para baixo Inspiração• Relaxamento Expiração• Respiração intensa Músc. Abdominais empurram o conteúdo

abdominal sobre o diafragma

– Elevação e depressão das costelas• Costelas para baixo Repouso (Esterno levado para trás)• Costelas projetadas para frente Inspiração

Ventilação Pulmonar

• MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR:• Expansão e Contração dos Pulmões

– Músc. Inspiratórios Elevam a caixa torácica• Intercostais externos• Esternocleidomastóideo• Músculo serratil anterior• Escaleno

– Músc. Expiratórios Deprimem a caixa torácica• Intercostais internos• Retos abdominais

• Pressões que causam esse movimento– O pulmão não se fixa a parede torácica– O pulmão flutua na cavidade torácica– O pulmão é revestido por um duplo folheto visceral– Entre este duplo folheto contém o líquido pleural


• MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR:• Pressões que causam esse movimento

– Pressão pleural– Pressão alveolar


O ar entra nos alvéolos quando ocorre variação destas duas pressões

• P. Pleural Pressão do líquido no espaço entre a pleura pulmonar e a parede torácica.

• P. Alveolar Pressão do ar no interior dos alvéolos.


– Complacência dos pulmões:• Medida da relação pressão aplicada e a deformação medida• Mede a força elástica do pulmão. É determinada pela:


•Forças elásticas do tecido pulmonar (elastina e colágeno)

•Causadas pelas tensão superficial do líquido que reveste os alvéolos


– Tensão superficial– Ela tende a forçar o ar para fora dos alvéolos – Colapso– Surfactante– Ele reduz sensivelmente a tensão superficial dos líquidos– São secretados por células epiteliais especializadas– Na ausência deste produto e uma obstrução das vias aérea,

ocorrerá o colapso dos alvéolos– Colapso dos alvéolos em função de seu tamanho– Quanto menor o raio de um alvéolo maior será a sua

tendência de colapsar


• MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR:• Efeito da caixa torácica sobre a expansibilidade pulmonar

– Complacência do tórax e dos pulmões em conjunto– A complacência pulmão-tórax combinada é inferior a 1/5

da complacência dos pulmões isolado• “Trabalho ventilatório”

– Em condições de repouso, ele existe na Inspiração:• Trabalho da complacência ou elástico• Trabalho da resistência tecidual• Trabalho da resistência das vias aéreas– Em doenças pulmonares os três trabalho ficam aumentados– Na respiração intensa, ou quando a resistência das vias

aéreas e teciduais são grandes – ocorre trabalho expiratório


• VOLUMES E CAPACIDADES PULMONARES:• Registro das Alterações do Volume Pulmonar – Espirometria



– Volumes pulmonares:



– Capacidades pulmonares:


• VENTILAÇÃO ALVEOLAR:

– A ventilação pulmonar consiste em renovar o ar nas áreas de trocas gasosas do pulmão. Essa áreas são:

• Alvéolos

• Sacos alveolares

• Ductos alveolares

• Bronquíolos respiratórios

– A intensidade com que o ar chegue nesta área é denominado de ventilação alveolar

– Em repouso o ar inspirado só chega até os bronquíolos terminais. O resto do trajeto é feito por difusão


• VENTILAÇÃO ALVEOLAR:– Espaço morto:– Espaço nas vias aéreas onde não ocorre qualquer troca

gasosa– Intensidade da Ventilação Alveolar– Ventil. alveolar por min=freqüência x volume de ar que

entra nesta área a cada inspiração• Funções das Vias aéreas

– Traquéia, Brônquios e Bronquíolos• Anéis cartilaginosos• Parede muscular dos brônquios e bronquíolos


• VOLUME SANGÜÍNEO DOS PULMÕES– 9% do volume total de sangue existente no sistema

circulatório– Pulmão como reservatório de sangue

• Hemorragias os pulmões pode desviar sangue para a circulação sistêmica

– Deslocamento de sangue entre a circulação sistêmica e pulmonar em virtude de patologias

• Falência do lado esquerdo do coração• Resistência ao fluxo sangüíneo através da válvula mitral• Regurgitação mitral

• FLUXO SANGÜÍNEO PELOS PULMÕES E SUA DISTRIBUIÇÃO– O sangue distribuído para o pulmão é levado para os

alvéolos mais oxigenados

Circulação pulmonar; Edema Pulmonar; Líquido PleuralCirculação pulmonar; Edema Pulmonar; Líquido Pleural

• FLUXO SANGÜÍNEO PELOS PULMÕES E SUA DISTRIBUIÇÃO– Controle automático da distribuição do fluxo sangüíneo

pulmonar• Diminui O2 nos alvéolos Vasoconstrição local• Efeito opostos ao observado nos vasos sistêmico• Esse efeito proporciona o desvio do sangue para áreas mais

oxigenadas

• PRESSÃO HIDROSTÁTICA NOS PULMÕES E O FLUXO SANGÜÍNEO– Uma pessoa em posição ortostática pode ter três níveis de

pressão nos vasos pulmonares• Ápice do Pulmão • Nível do Coração • Base do Pulmão


• PRESSÃO HIDROSTÁTICA NOS PULMÕES E O FLUXO SANGÜÍNEO– Desta forma uma pessoa padrão e em posição ortostática

pode ter o fluxo sangüíneo ortostático dividido em três zonas

• Zona 1 Ausência de fluxo sangüíneo• Zona 2 Fluxo intermitente• Zona 3 Fluxo contínuo

– Em posição ortostática existe no pulmão a zona 2 e 3• Zona 2 Ápice do pulmão• Zona 3 O restante

– Em decúbito existe no pulmão apenas a zona 3– A zona 1 do fluxo só ocorre em condições anormais

• Pressão arterial sistólica pulmonar está muito baixa (hipovolemia)• Pressão alveolar está muito alta


• AUMENTO DO DÉBITO CARDÍACO SOBRE A CIRCULAÇÃO PULMONAR DURANTE O EXERCÍCIO INTENSO– Esse fluxo é acomodado pelo pulmão:

• Aumenta o número de capilares abertos• Distensão dos capilares• Elevação da pressão arterial pulmonar

– Essa acomodação evita elevação da pressão e do edema pulmonar


• DINÂMICA DOS CAPILARES PULMONARES– A mucosa alveolar é muito bem vascularizada


• TROCA DE LÍQUIDOS NOS CAPILARES PULMONARES– É relativamente semelhante a que ocorre nos tecidos,

diferencia-se apenas em alguns pontos:• Pressão no capilar pulmonar é baixa• Pressão do líquido intersticial é mais negativa• Os capilares pulmonares são bastantes permeáveis as proteínas• As paredes alveolares são extremamente finas


• TROCA DE LÍQUIDOS NOS CAPILARES PULMONARES– Pressão intersticial negativa do pulmões e mecanismo

para manter os alvéolos secos• O sistema linfático e os capilares pulmonares

mantêm sempre uma pressão negativa sobre o espaço intersticial;

• Se surgir líquidos nos alvéolos os mesmos são sugados para o interstícios;

• O líquido no interstício irá passar para os capilares e/ou vasos linfáticos;

• Desta maneira os alvéolos mantêm-se sempre secos


• EDEMA PULMONAR

– Insuficiência cardíaca esquerda

– Doenças da válvula mitral

– Lesão da membrana dos capilares – Infecções, Substâncias tóxicas. A lesão nestas membranas causam extravasamento de proteínas

– Fatores de segurança

• Pressão coloidosmótica do plasma (28mmHg)

• Expansão dos vasos linfáticos

– A rapidez da Morte no edema agudo


• LÍQUIDOS NA CAVIDADE PLEURAL

– Líquido pleural

– Pressão negativa do líquido pleural

– Derrame pleural• Bloqueio da drenagem linfática da cavidade pleural• Insuficiência cardíaca• Redução da pressão coloidosmótica do plasma• Infecções ou inflamação na superfície pleural –

perfuração das membranas capilares


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