Fisiologia do Sistema Respiratrio

Prof. Ms. Allan Cristian Gonalves

RespiraoO processo respiratrio tem como finalidade o fornecimento de oxignio, necessrio todas as clulas do organismo, e a remoo do excesso de dixido de carbono, que liberado para a atmosfera.

RespiraoRespirao:

(1) Respirao Pulmonar: refere-se ventilao (ciclo inspirao/expirao) e troca (permuta) de gases (O2 e CO2).

(2) Respirao celular: refere-se ao metabolismo oxidativo envolvendo o consumo de oxignio e a produo de gs carbnico (Bioenergtica).

Conchas AreasGloteLaringe, VocalisTraquiaAlvolosEpigloteFaringeEsfagoArtrias PulmonaresVeias Pulmonares

Condicionamento do ArAo passar pelas cavidades nasais, o ar passa por 3 tratamentos distintos:

aquecido;

Umidificado e;

parcialmente filtrado.

VentilaoEntende-se por ventilao (V), o volume de ar que flui pelo sistema alveolar pulmonar na unidade de tempo.

A PleuraA pleura uma membrana que envolve ambos os pulmes e se dobra sobre si mesma formando um espao preenchido por lquido (lquido intrapleural), se subdivide em pleura parietal (em contato com o gradil costal) e pleura visceral (em contato com os pulmes.Torna independentes os movimentos do trax e dos pulmes e, dos pulmes de cada lado do hemitrax.

CostelaLquidoIntrapleuralPleuraVisceralPleuraParietalDiafragma

Propriedades PulmonaresOs pulmes so formados por um tipo de tecido que se caracteriza por possuir grande elasticidade.

A elasticidade uma propriedade da matria atravs da qual um corpo pode retornar sua forma original aps a retirada da fora que o deformava.

As foras elsticas do trax e dos pulmes se opem. O pulmo tende a colabar e o trax tende a se expandir.

Propriedades PulmonaresDevido s tendncias de retrao e expanso dos pulmes e do trax respectivamente, gera-se uma presso subatmosfrica negativa no espao pleural.

Devido a este fato, a presso pleural comumente negativa durante o ciclo respiratrio. A presso negativa contribui para a aproximao de trax e pulmes.

PressoAtmosfrica(760 mmHg)RepousoInspiraoPressoIntrapulmonar(760 mmHg)PressoIntrapleural(756 mmHg)757 mmHg754mmHgExpirao763mmHg757mmHgDiafragma

EsternocleidomastideoEscalenosIntercostaisExternosIntercostais ParaesternaisDiafragmaIntercostaisInternosAbdominalOblquo ExternoAbdominal OblquoInternoTransverso do AbdmenReto AbdominalMsculos InspiratriosMsculos Expiratrios

Ciclo RespiratrioO diafragma um msculo esqueltico. o msculo respiratrio o nico considerado essencial vida. Possui forma de cpula, e se insere nas costelas inferiores.

Inspirao: Quando o diafragma se contrai, Sua parte interna (abbada) fora o contedo abdominal para baixo e para frente. Paralelamente, e com auxlio de msculos acessrios, as costelas so elevadas para fora, fazendo com que haja expanso dos pulmes. A presso intrapulmonar ento, cai abaixo da atmosfrica, o ar se move por diferena de presso para o interior dos pulmes.

Expirao: Em repouso, as expirao passiva (se deve somente ao relaxamento do diafragma).

InspiraoExpirao

BronquolosRespiratriosBronquolosTerminaisBronquolosVnulaPulmonarArterolaPulmonarFluxoSangneoRede de capilaresNa superfcie dosAlvolosVnulaPulmonarArterolaPulmonarDuctoAlveolarSacosAlveolaresAlvolos

O movimento dos msculos respiratrios (com expanso e retrao dos pulmes), faz com que o ar se movimente para dentro e para fora das vias areas. Nos alvolos pulmonares, vo acontecer as trocas entre o ar alveolar e o sangue (hematose).Permuta de Gases

Espao IntersticialMembrana Basal do CapilarEndotlio CapilarHemciaDifusoDifusoOxignioGs CarbnicoCamada de Fluidoe SurfactanteEpitlioAlveolarMembranaBasal doEpitlio

Transporte de Oxignio e Gs Carbnico no SangueCerca de 99% do oxignio transportado no sangue, se encontra quimicamente ligado hemoglobina. A hemoglobina uma protena encontrada nos glbulos vermelhos (hemceas). Cada molcula de hemoglobina pode transportar quatro molculas de oxignio.

O stio de ligao oxignio-hemoglobina composto por ferro, o que torna muito importante o aporte adequado desse mineral.

A ligao da primeira molcula de oxignio com o primeiro stio da hemoglobina aumenta a afinidade dos outros stios que vo se ligando progressivamente at que todos estejam ligados, quando ento, diz-se que a hemoglobina se encontra saturada.

Transporte de Oxignio e Gs Carbnico no SangueQuando todos os stios de ligao da hemoglobina esto ligados ao O2, ela chamada oxiemoglobina.

Ao passar pelos tecidos, a presso parcial de oxignio (PO2) cai e leva a hemoglobina a liberar o O2 ligado a ela. A primeira molcula de O2 se desprende, o que diminui a afinidade dos outros stios pelo mesmo que, ento, progressivamente liberado.

Como a presso parcial de gs carbnico (PCO2) maior nos tecidos, esse se liga hemoglobina obedecendo os mesmos princpios observados para o O2, no entanto, a hemoglobina possui maior afinidade pelo CO2 que pelo O2.

Quando a hemoglobina se encontra saturada pelo CO2, ela passa a ser chamada de carboxiemoglobina.

Curva de Dissociao da HemoglobinaPara compreender o significado do transporte de O2 para os tecidos, devemos compreender quais os fatores que interferem neste processo.

Para tanto devemos estudar a curva de dissociao da hemoglobina.

Curva de Dissociao da HemoglobinaQualquer fator que interfira na curva da dissociao da hemoglobina levando-a a liberar molculas de O2, direcionando a curva para baixo e para a direita interfere no metabolismo aerbio.

Dentre os fatores provocam queda na curva de dissociao da hemoglobina, destacam-se:

A PO2. A PCO2. pH. Aumento da temperatura. Concentrao de 2,3 bifosfoglicerato.

Curva de Dissociao da Hemoglobina

Curva de Dissociao da HemoglobinaUma PO2 baixa reduz a afinidade da hemoglobina pelo O2 movendo a curva para baixo e para a direita, o mesmo verificado para uma elevada PCO2. o que acontece em lugares que se situam muito acima do nvel do mar (altitude), onde o ar rarefeito e a PO2 no sangue tende a diminuir.

A fora da ligao entre o O2 e a hemoglobina enfraquecida por uma reduo do pH sangneo (logo, com uma elevao da acidez), o que representa um aumento da liberao de O2 para os tecidos o que determinado efeito Bohr.

Curva de Dissociao da HemoglobinaEm um pH constante, a afinidade da hemoglobina pelo O2 inversamente proporcional temperatura. Uma elevao na temperatura do sangue reduz a afinidade da hemoglobina pelo O2.

Os glbulos vermelhos no possuem mitocndrias, o que torna o seu metabolismo dependente da gliclise anaerbica. Tal adaptao os tornam mais eficientes no transporte de O2. Um subproduto da degradao de glicose nos glbulos vermelhos, o 2,3 bifosfoglicerato, no entanto, pode se combinar com a hemoglobina e reduzir sua afinidade pelo O2.

O Surfactante PulmonarA tenso superficial um fenmeno que ocorre em todas as interfaces gs lquido, sendo decorrente das foras de atrao, ou de coeso, estabelecidas entre tomos e molculas situados no limite dessa interface.

Essas foras agem no sentido de evitar a ruptura da pelcula lquida superficial. Como resultado da tenso superficial, a superfcie da interface tende a atingir o menor volume possvel, diminuindo a relao superfcie volume.

O Surfactante PulmonarO surfactante pulmonar uma lipoprotena complexa, rica em fosfolipdeos. Trata-se de uma fina pelcula que reveste o interior dos alvolos influenciando a retrao induzida pela tenso superficial dos mesmos.

Tambm possui em sua constituio, protenas, que so chamadas alveolinas em sua secreo influenciada pelo sistema nervoso autnomo simptico.

Controle da RespiraoO bulbo possui grupamentos de neurnios bastante dispersos, tal fato impede a definio de centro respiratrio, e sim um padro gerador central. Alguns neurnios possuem um ritmo inerente, mas no se sabe sua origem.

A atividade respiratria caracterizada por um sbito incio, seguida por um incremento lento at que seja desligada. A expirao em repouso passiva. A atividade motora expiratria s elevada se a funo pulmonar passar por algum tipo de estresse.

Controle da RespiraoA inspirao persiste at que o volume suficiente seja atingido. quando ocorre o desligamento, caracterizando um limiar. Vrios estmulos podem alterar esse limiar, ajustando a freqncia e a profundidade da respirao.

O aumento das concentraes de CO2 e H+ no sangue, assim como uma reduo na PO2, retardam o desligamento, aumentando o volume corrente. Tambm, receptores de estiramento dos bronquolos, assim como dos fusos musculares dos msculos respiratrios, mais os sinais aferentes vagais, inibem a atividade respiratria (reflexo de Heringer Breuer).

rea Pneumotxicarea Apnusticarea da ritmicidadereas Respiratrias do Tronco Enceflico

Para Saber Mais: Volumes AreosVolume Corrente (VC) ou Amplitude Respiratria: o volume de gs inspirado ou expirado durante o movimento respiratrio (500 ml);

Volume de Reserva Inpiratrio (VRI): o mximo de gs que pode ser inspirado em uma inspirao mxima forada, a partir da respirao basal, ou seja, a reserva disponvel para o aumento do volume corrente (3100 ml);

Volume de Reserva Expiratrio (VRE): volume de gs que pode ser expirado aps uma expirao uma respirao basal. Ela diminui quando o VC aumenta (1200 ml);

Para Saber Mais: Volumes AreosVolume Residual (VR): volume de ar que permanece nos pulmes aps uma expirao forada (1200 ml);

Capacidade Respiratria (CR): refere-se ao somatrio de diversos volumes areos localizados no sistema respiratrio;

Capacidade Inspiratria (CI): volume mximo de gs que pode ser inspirado aps uma expirao basal (3600 ml) CI = VC + VRI;

Capacidade Residual Funcional (CRF): corresponde ao volume de gs que permanece nos pulmes aps uma expirao basal (2400 ml) CRF = VRE + VC;

Para Saber Mais: Volumes AreosCapacidade Vital (CV): maior volume de gs que pode ser mobilizado at atingir uma expirao mxima, a partir de uma inspirao mxima (4800 ml) CV = VRI + VC + VRE;

Capacidade Pulmonar Total (CPT): quantidade de gs contido nos pulmes ao final de uma inspirao mxima (maior volume de gs que os pulmes podem conter 6000 ml);

Espao Morto Anatmico: corresponde rea onde no ocorrem trocas gasosas (cerca de 1/3 do volume corrente basal);

Espao Morto Fisiolgico: todo volume de ar que no sofre hematose;

Volume Alveolar: volume corrente que penetra nos alvolos e que sofrem troca gasosa.

Volume de ReservaInspiratrioVolume de ReservaExpiratrioVolume ResidualCapacidadeResidualFuncionalCapacidadeInspiratriaCapacidadeVitalCapacidadePulmonar TotalVolumeCorrenteInspiraoExpiraoTempoVolume Pulmonar (ml)

FIM

ExercciosExplique o papel do diafragma e do gradil costal na expanso e retrao dos pulmes.

Descreva a mecnica ventilatria.

Quais so as funes de condicionamento do ar no nariz?

Explique como a lei de Fick determina o fluxo de ar pelas vias reas, logo, as trocas entre os pulmes e o sangue.

Descreva o processo de transporte via hemoglobina de oxignio para os tecidos e do gs carbnico destes para os pulmes. Em sua resposta, explique o papel da presso parcial dos gases na afinidade da hemoglobina pelo gs a ser transportado.

ExercciosPor que devemos compreender a curva de dissociao da hemoglobina? Quais so os principais fatores que interferem nesta funo?

Explique o papel do surfactante pulmonar.

Explique o mecanismo de controle da respirao pelo sistema nervoso.