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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE DEPARTAMENTO DE BIOFÍSICA E FISIOLOGIA DISCIPLINA: FISIOLOGIA APLICADA A FARMÁCIA DOCENTE: ADRIANA MARIA VIANA NUNES PNEUMOGRAFIA NO HOMEM ANA SOFIA DE OLIVEIRA MEDEIROS ANDERSON LAGE FORTUNATO TERESINA AGOSTO/2023 2 ANA SOFIA DE OLIVEIRA MEDEIROS ANDERSON LAGE FORTUNATO PNEUMOGRAFIA NO HOMEM Relatório apresentado ao curso de Farmácia da Universidade Federal do Piauí, Campus Ministro Petrônio Portella, como parte de obtenção de nota da disciplina Fisiologia Aplicada a Farmácia Orientadora: Profa. Dra. Adriana Maria Viana Nunes Teresina – Pi AGOSTO/2023 3 1. INTRODUÇÃO A pneumografia de impedância é um método não invasivo de medir alterações na frequência respiratória e nos padrões respiratórios. Baseia-se no princípio de que a impedância (resistência) a uma corrente elétrica que passa pelo tórax muda entre a inspiração e a expiração devido à diferença na quantidade de gás nos pulmões. A técnica é relativamente fácil de executar. A desvantagem do sistema é que ele é bastante sensível ao movimento do corpo, o que pode levar a implicações na obtenção do resultado. Além disso, como o aparelho mede apenas a impedância, não é confiável para avaliar a qualidade do esforço respiratório ou mudanças significativas no volume corrente (WILSON; DIFIORE, 2006). 2. OBJETIVOS A prática abordada tem como objetivo fazer a verificação do ritmo respiratório fisiológico do ser humano e os efeitos de fatores que interferem nesse ritmo. 3. MATÉRIAS E MÉTODOS Vide roteiro de prática 4 4. RESULTADOS Foi realizado a análise do ritmo respiratório humano e como alguns fatores interferem no mesmo, através do método de pneumografia foram obtidas as seguintes mensurações: Figura 1: Pneumografia durante uma respiração tranquila. Fonte: Laboratório de Fisiologia, UFPI, 2023. Figura 2: Pneumografia durante o ato de beber água. Fonte: Laboratório de Fisiologia, UFPI, 2023. 5 Figura 3: Pneumografia durante o ato de respirar em um recipiente cheio de CO2 Fonte: Laboratório de Fisiologia, UFPI, 2023. Figura 4: Pneumografia durante o ato de se concentrar. Fonte: Laboratório de Fisiologia, UFPI, 2023. Figura 5: Pneumografia durante o ato de tossir. Fonte: Laboratório de Fisiologia, UFPI, 2023. 6 Figura 6: Pneumografia durante o ato de sorrir. Fonte: Laboratório de Fisiologia, UFPI, 2023. Figura 7: Pneumografia durante uma leitura em voz alta. Fonte: Laboratório de Fisiologia, UFPI, 2023. Figura 8: Pneumografia após uma atividade física. Fonte: Laboratório de Fisiologia, UFPI, 2023. 7 Tabela 1: Valores da circunferência abdominal e torácica CIRCUNFERÊNCIA ABDOMINAL (cm) CIRCUNFERÊNCIA TORÁCICA (cm) INSPIRAÇÃO 84 93 REPOUSO 78 88 EXPIRAÇÃO 74 85 Fonte: Laboratório de Fisiologia, UFPI, 2023. 8 5. DISCUSSÃO A tabela 1 demonstra as alterações na circunferência de abdominal e torácica de acordo com o movimento respiratório que está sendo realizado pelo indivíduo, sendo o maior valor observado durando a inspiração e o menor durante a expiração. Essa mudança é causa devido os pulmões e a caixa torácica moverem em conjunto nos indivíduos normais durante a respiração. Eles tendem a se expandir, quando há entrada de ar e a se retrair passivamente quando esse ar sai. Dito isso, é importante frisar que a respiração fisiológica consiste na realização de inspirações e expirações ritmadas e harmônicas, o que representa a Normopneia, mantendo um ritmo respiratório adequado e promovendo a ventilação pulmonar (RIBEIRO, 2020). Os responsáveis pela mecânica respiratória são os músculos acessórios da respiração e também o sistema nervoso central que controla esses músculos que são divididos em dois: ➢ Músculos da inspiração: Serráteis anteriores, esternocleidomastóideo, intercostais externos e escalenos. ➢ Músculos da expiração: retos abdominais e intercostais internos. É válido citar também que esse mecanismo respiratório é coordenado por grupamentos neuronais complexos localizados no tronco encefálico, mais precisamente na coluna respiratória ventral (CRV). Nessa coluna se encontra o principal grupamento de neurônios responsáveis pela geração do ritmo inspiratória, o Complexo de pré-Bötzinger. Também na CRV, porém caudal em relação ao complexo supracitado se encontra o grupamento ventral rostral (rVRG), que é um grupamento de neurônios pré-motores inspiratórios, que recebem aferências do pré-Bötzinger que se projetam aos neurônios motores que originam o nervo frênico e inervam o diafragma, principal músculo inspiratório. Dito isso, a integridade dos núcleos respiratórios é essencial para a manutenção do ritmo e padrão respiratório (SANTOS, 2019). 9 5.1 Ritmo normal da respiração na pneumografia A respiração normal é feita de forma involuntária e quase imperceptível, sendo pouco observada na pneumografia realizada, já que essa ação é basicamente efetuada pelo músculo diafragma, sem muita variação de volume do tórax, como pode ser observado na figura 1. Para que o ar possa se mover para dentro dos alvéolos, a pressão pulmonar deve ser menor do que a pressão atmosférica. Segundo a lei de Boyle, um aumento no volume gera uma redução na pressão. Então com o aumento de volume gerado durante a inspiração, há a contração de certos músculos esqueléticos bem como do diafragma (SILVERTHORN, 2017). Para permitir a absorção de oxigênio e liberação de dióxido de carbono, cerca de 5 a 8 litros de ar por minuto entram e saem dos pulmões e cerca de três décimos de litro de oxigênio são transferidos dos alvéolos para o sangue a cada minuto, mesmo quando a pessoa está em repouso. Ao mesmo tempo, um volume similar de dióxido de carbono passa do sangue para os alvéolos e é expirado (DEZUBE, 2021). 5.2 Efeito da inibição da respiração na pneumografia O ato de beber um copo de água tem o objetivo de inibir o fluxo de oxigênio para o pulmão. Contudo, mesmo com a inibição da respiração, observa-se que o volume torácico continua modulando, pois, mesmo sem a presença de oxigênio ainda existe tanto o movimento do diafragma, quanto o dos músculos acessórios, isso pode ser observado na figura 2. Dessa forma, mesmo sem a entrada de oxigênio, a caixa torácica continua a aumentar seu volume e voltando ao normal de maneira rítmica, assim como suas pressões pulmonar e pleural também se modificam ao longo do experimento (GUYTON; HALL, 2017). 10 5.3 Efeito do ato de respirar em um recipiente cheio de CO2 na pneumografia Através da utilização de um saco plástico, foi limitado a captação de oxigênio do aluno e intensificado a absorção de CO2 e, consequentemente, aumentando a quantidade de dióxido de carbono em seu sangue e diminuindo a de oxigênio. Dessa forma, percebeu-se um aumento do pH do sangue, fazendo os quimiorreceptores periféricos intensificarem os estímulos nervosos para o centro respiratório, que responde prontamente aumentando a ventilação e os níveis de oxigênio pelos sinais enviados pelo nervo vago até eles, para eliminação de maior quantidade de CO2, o que leva o pH do plasma ao seu valor normal, logo aumentando o volume pulmonar e o da caixa torácica (COSTANZO, 2018). Essa alteração é perceptível na figura 3, ela mostra esse aumento da frequência respiratória. Hipercapnia é o aumento do dióxido de carbono no sangue arterial. Nessas situações, a expiração antes passivase torna ativa, recrutando a ação de músculos expiratórios (principalmente os abdominais) para aumentar a capacidade respiratório. Ademais, situações de hipercapnia podem ser comuns em condições como as síndromes de obstrução das vias aéreas, sendo a apneia obstrutiva do sono a mais conhecida delas. Nessas condições a musculatura que é responsável por dilatar as vias aéreas superiores tem o tônus reduzido, fazendo com que as vias aéreas entrem em colapso (ZIEGLER, 2018). 5.4 Efeito do ato de se concentrar na pneumografia Ao se concentrar em uma tarefa que exige foco, o controle da respiração passa a ser predominantemente regulado pelo sistema nervoso parassimpático, apresentando como consequência uma maior irrigação sanguínea no cérebro, a diminuição na frequência cardíaca e respiratória (SILVERTHORN, 2017). Essa alteração é perceptível na figura 4, ela mostra essa diminuição da frequência respiratório. 11 Isso ocorre porque o sistema nervoso parassimpático favorece uma resposta de relaxamento, caracterizada por uma frequência cardíaca mais lenta e uma respiração mais profunda e lenta. Essa coordenação entre os sistemas cardiovascular e respiratório é uma parte importante da resposta de relaxamento durante atividades que exigem foco e concentração (SILVERTHORN, 2017). 5.5 Efeito do ato de tossir na pneumografia O reflexo da tosse é uma sequência coordenada de eventos que inclui a inspiração rápida, o fechamento da epiglote e das cordas vocais, a contração muscular intensa e a subsequente explosão de ar. Essas etapas trabalham juntas para expulsar de forma eficaz substâncias irritantes ou corpos estranhos dos pulmões, preservando as vias respiratórias e facilitando a ventilação pulmonar (AIRES, 2012). As oscilações observadas na figura 5 ilustram as variações na pressão e no fluxo de ar durante o reflexo da tosse. Essas oscilações são resultado das mudanças rápidas e abruptas nos níveis de pressão intratorácica e da liberação explosiva de ar dos pulmões (GUYTON; HALL, 2017). 5.6 Efeito do ato de sorrir na pneumografia Quando uma pessoa sorri, ocorrem alterações na ventilação pulmonar que levam a um padrão de hiperventilação. Isso significa que a taxa de entrada de ar nos pulmões é aumentada, o que, por sua vez, influencia a concentração de oxigênio na circulação sanguínea. A hiperventilação resultante durante o sorriso contribui para um aumento na concentração de oxigênio no sangue, o que pode ter implicações na oxigenação dos tecidos e órgãos do corpo (GUYTON; HALL, 2017). Essa alteração é perceptível na figura 6, ela mostra esse aumento da frequência respiratória. Além disso, menciona-se que durante o sorriso, os músculos auxiliares da respiração entram em ação para auxiliar nos movimentos de inspiração e expiração, eles são recrutados para garantir que haja fluxo de ar adequado para 12 os pulmões, especialmente considerando a limitação imposta pelo esforço muscular associado ao sorrir (GUYTON; HALL, 2017). 5.7 Efeito do ato de ler em voz alta na pneumografia A leitura em voz alta envolve a coordenação precisa entre os músculos respiratórios, como o diafragma, os músculos intercostais e os músculos acessórios da respiração. Quando lemos alto, o diafragma se contrai de maneira mais controlada e coordenada para criar a pressão necessária para projetar a voz (MENDES et al., 2017). Além disso, é necessária uma expiração controlada, permitindo que o ar seja expelido gradualmente para criar um fluxo contínuo de som e consequentemente ação desses músculos respiratórios e o ato de ler alto resulta em uma ventilação pulmonar mais vigorosa e profunda do que a respiração normal em repouso. A maior profundidade e controle da respiração ajudam a melhorar a oxigenação do sangue, garantindo um suprimento adequado de oxigênio aos tecidos e órgãos (GUYTON; HALL, 2017). Essa alteração é perceptível na figura 7, ela mostra esse controle da frequência respiratória e consequentemente dos músculos respiratórios. 5.8 Efeito da atividade física na pneumografia Atividade física exige um maior suprimento de oxigênio para sustentar o metabolismo energético. Os músculos ativos consomem oxigênio para produzir a energia necessária para o movimento. Portanto, o corpo responde aumentando a frequência e a profundidade das respirações para permitir uma entrada maior de oxigênio nos pulmões e, consequentemente, no sangue. Além disso, a produção de dióxido de carbono aumenta à medida que as células musculares trabalham intensamente. Esse gás é um subproduto do metabolismo celular e precisa ser eliminado para evitar a acidificação do sangue e, portanto, ocorre o aumento da ventilação pulmonar para expelir o excesso de CO2 do corpo (GUYTON; HALL, 2017). 13 Os músculos respiratórios, como o diafragma e os músculos intercostais, também são ativados de maneira mais intensa durante o exercício. Isso permite que ocorra uma expansão mais profunda dos pulmões e uma maior troca de gases nos alvéolos pulmonares. Os brônquios e bronquíolos nos pulmões também se dilatam para permitir um fluxo de ar mais amplo e facilitar a entrada e saída de gases (GUYTON; HALL, 2017). Essa alteração é perceptível na figura 8, ela mostra esse aumento da frequência respiratória e na intensidade da inspiração e expiração. A resposta cardiovascular também desempenha um papel crucial na ventilação pulmonar durante o exercício, pois, durante uma atividade física ocorre o aumento do débito cardíaco, que resulta em um aumento do fluxo sanguíneo para os pulmões, facilitando a troca eficiente de oxigênio e dióxido de carbono (GUYTON; HALL, 2017). 14 6. CONCLUSÃO Dessa forma, observou-se que o pneumografia realizado no laboratório não teve quaisquer fatores fora da normal esperado, mantendo assim um bom funcionamento de todos os componentes. Como também foi notado que durante a realização desta prática foram observados o efeito que algumas ações presentem no nosso cotidiano altera a ventilação pulmonar. Logo, de acordo com todos os resultados obtidos e submetidos a uma análise posterior, foi possível constatar que o aluno ao qual o exame foi realizado trata-se de uma pessoa saudável. 15 REFERÊNCIAS AIRES, M. M. Fisiologia. 4ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. COSTANZO, L.S. – Fisiologia – 6ª Edição, Editora Elsevier, 2018 DEZUBE, R. Mecanismos de defesa do sistema respiratório. Manual MSD, 2023. Disponível em: <https://www.msdmanuals.com/pt- br/casa/dist%C3%BArbios-pulmonares-e-das-vias- respirat%C3%B3rias/biologia-dos-pulm%C3%B5es-e-das-vias- a%C3%A9reas/efeitos-do-envelhecimento-no-sistema-respirat%C3%B3rio>. Acesso em: 16 ago. 2023. GUYTON, A. C.; HALL, J. E. Tratado de Fisiologia Médica. 13a ed. Rio de Janeiro, Elsevier, 2017. MENDES, A. et al. Respiratory physiology during reading aloud tasks. Distúrbios da Comunicação, v. 29, n. 3, p. 519, 29 set. 2017. RIBEIRO, M. C. Fisioterapia Respiratória - Alterações do Ritmo Respiratório: Cheyne-Stokes, Kussmaul, Biot, Catani e outros. Estratégia Concursos, 2020. Disponível em: <https://www.estrategiaconcursos.com.br/blog/fisioterapia- respiratoria/>. Acesso em: 16 ago. 2023. SANTOS, L. M. O. Quimiossensibilidade central e ritmicidade respiratória na Doença de Parkinson. 2019. Tese de Doutorado (Doutorado em Farmacologia) - Universidade de São Paulo, São Paulo. doi:10.11606/T.42.2020.tde-23012020-130627. Acesso em: 16 ago. 2023. SILVERTHORN, D. Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada. 7a ed. Artmed, 2017.
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