Fisiologia do Sistema Respiratório

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Fisiologia do Sistema Respiratório:
1. Introdução:
1.1) Respiração: troca de O2 e CO2 entre a atmosfera e a mitocôndria.
1. Respiração “externa”: forma pela qual a O2 chega as células
2. Respiração interna: FO (produção de ATP a partir de O2).
1.2) Processos envolvidos:
1. Controle.
2. Ventilação
3. Difusão de gases.
4. Relação V/Q.
1.3) Transporte de gases:
1. Convecção: movimentação de massa de ar independente da sua concentração.
1. Convecção externa: capacidade de inspirar (ar atmosférico para o interior dos pulmões).
2. Convecção interna: sistema circulatório - movimentação do sangue independente dos seus componentes e sua concentração.
2. Difusão: movimentação em curtas distância a partir da diferença de concentração.
1. Difusão pulmonar: transporte de O2 e CO2 entre os alvéolos e os capilares a partir da diferenças de concentrações ou pressões (até a 16ª divisão)
2. Difusão tecidual: transporte de substâncias entre o sangue os capilares a partir das diferenças de concentrações ou pressões (entre a 17ª à 23ª divisão).
1.4) Vias aéreas:
Árvores traqueobrônquicas (23 ramificações)
1. Vias aéreas de condução (0 a 16ª ramificação)
1. Traqueia.
2. Brônquios.
3. Bronquíolos não respiratórios.
2. Unidade respiratória (17ª a 23ª ramificação).
1. Bronquíolos respiratórios.
2. Ductos alveolares.
3. Sacos alveolares.
3. Estruturas importantes:
1. Muco: prende partículas estranhas (presente nas vias aéreas de condução) (ex. poeira, poluição, material particulado, etc)
2. Cílios: batimento ciliar em direção a orofaringe (eliminação de substâncias).
3. Cartilagem: impedem colabamento das vias aéreas (até a 10ª divisão = até a divisão entre brônquios e bronquíolos)
4. Área de secção transversal:
1. Traqueia: 2,5 cm2.
2. 16ª divisão: 180 cm2.
3. Diâmetro de secção transversal diminui da traquéia até a 4ª divisão para o aumento da velocidade relativa do ar.
4. Quanto maior a área de secção transversal, menor será a velocidade relativa do ar.
5. Alvéolos (= unidades funcionais dos pulmões) - menor porção de um tecido capaz de realizar suas funções básicas.
1. Diâmetros entre 75 e 300 um.
2. 300 milhões de alvéolos (permite um maior área de superfície de contato)
3. 100 m2 de superfície de contato.
4. Pneumócito Tipo I (menor quantidade): célula epitelial achatada (escamosa) (95% da superfície alveolar) - local onde ocorre as trocas gasosas.
5. Pneumócito Tipo II (maior quantidade): célula epitelial cuboide (5% da superfície alveolar) - produção de surfactante: diminui a tensão superficial dos alvéolos, impedindo o colabamento dos alvéolos.
(Obs. A produção do surfactante se inicia no fim da gestação. Bebês prematuros podem sofrer da síndrome da angústia respiratória do recém nascido devido a ausência de surfactante e o colabamento dos alvéolos).
6. Funções não respiratórias dos pulmões:
1. Olfação.
2. Processamento do ar: aquecimento/ filtração (curvas, turbilhonamento e muco), umedecimento.
3. Filtro de êmbolos (circulação colateral, embolia, metástases).
4. Reações bioquímicas (ECA, remoção de agentes inflamatórios).
2. Volumes e capacidades pulmonares (importantes p/ a espirometria)
Capacidade de alterar a respiração de modo consciente. 
Volume médio pulmonar: 6 L.
Os volumes são conteúdos de ar não sobreponíveis.
1. Volume de reserva inspiratório: volume de ar de reserva movimentado em uma inspiração máxima (3L inspirados) (máximo da capacidade pulmonar).
2. Volume corrente de repouso: volume de ar movimentado a cada ciclo respiratório (0,5 L inspirados e expirados).
3. Volume de reserva expiratório: volume de ar de reserva movimentado em uma expiração máxima (1,3 L expirados).
4. Volume residual: volume não utilizado em ciclo respiratórios (quantidade de ar nos pulmões que impedem o seu colabamento)
Capacidades pulmonares (= combinações de volumes):
1. Capacidade inspiratória: volume máximo inspirado (VC + VRI).
2. Capacidade residual funcional: volume não utilizado em ciclo respiratório (VR + VRE).
3. Capacidade vital: volume máximo movimentado em ciclo respiratório (VC + VRI + VRE).
4. Capacidade pulmonar total: volume máximo nos pulmões (VC + VRI + VRE + VR)
3. Ventilação:
1. Ventilação-minuto: volume de ar movimentado por ciclo respiratório por minuto (VC (500 ml) x FR (12) = 6 L/ min).
2. Espaço morto anatômico: volume de ar movimentado não utilizado em trocas gasosas por ciclo respiratório por minuto (150 mL x FR (12) = 1.8 L/ min (2 L).
3. Ventilação alveolar: volume de ar movimentado utilizado em trocas gasosas por ciclo respiratório por minuto (350 ml x FR (12) = 4.2 L/ min (4 L).
4. Fatores limitantes do VRI:
1. Volume pulmonar no instante.
2. Complacência do pulmão (facilidade de inflar o pulmão) (ex. fibrose pulmonar)
3. Força muscular (ex. doença muscular de Duchenne).
4. Flexibilidade do esqueleto (ex. espondilite anquilosante).
5. Postura.
5. Mecânica ventilatória:
A mecânica ventilatória são as propriedades do pulmão que determinam a sua movimentação e a de ar.
5.1) Propriedades estáticas (em repouso):
1. Retração elástica dos pulmões.
2. Retração elástica da parede torácica.
Resultado:
a. Pressão negativa no espaço intrapleural (vácuo relativo) (espaço virtual de 5 a 35 um de espessura).
b. Reflete a pressão intratorácica.
c. Pressão absoluta em mmHg (753, 756, 758) ou Pressão relativa em cmH2O (-10, -5, -2,5).
d. Efeitos de vácuo superior no ápice do que na base do pulmão.
5.1.1) Pressão transpulmonar (= Pa - Pip):
A pressão transpulmonar é a diferença da pressão atmosférica (0) e da pressão intrapleural (valor negativo).
Ptp normal média: + 5 cmH2O
Pneumotórax: entrada de ar atmosférico nos pulmões.
Ptp média: 0 → colapso alveolar (atelectasia) por retração elástica dos pulmões.
Tratamento: restabelecimento do gradiente de pressão.
5.2) Respiração normal:
Capacidade residual funcional: volume não utilizado no ciclo respiratório (VRE + VR).
Inspiração:
1. Ptp: de -5 para - 8cmH2O.
2. Entrada de ar (Vc = 0,5 L)
3. Processo ativo (Mais rápido).
Expiração:
1. Ptp: de -8 para -5 cmH2O.
2. Saída de ar (Vc=0,5 L)
3. Processo passivo (retração elástica do pulmão) (mais lento).
5.3) Expiração e inspiração forçada:
Expiração forçada: volume máximo de saída de ar ( VC + VRE), em que a pressão intrapleural se torna nula (Ptp= 0).
1. Colabamento dos alvéolos.
Inspiração forçada:
Necessita:
1. Aumento da Ptp para descolar os alvéolos sem aumento do volume pulmonar.
6. Complacência pulmonar:
A complacência pulmonar (C) é a medida de distensibilidade pulmonar e corresponde ao aumento de volume para cada pressão transpulmonar. C = 0,2 L/ cmH2O.
Quanto maior a complacência, menor a retração elástica.
Situações:
1. Fibrose pulmonar (redução da complacência pulmonar): baixa complacência e retração elástica máxima. Necessidade de maiores pressões para alcançar o mesmo aumento de volume de um pulmão normal.
2. Enfisema pulmonar (destruição do parênquima pulmonar): alta complacência. Necessidades de menores pressões para alcançar o mesmo aumento de volume de um pulmão normal.
7. Retração elástica:
Retração por tensão superficial.
Surfactante:
1. Diminui a tensão superficial.
2. Secretado pouco antes do nascimento (SARRN).
3. Estimulado por suspiros e bocejos.
8. Músculos respiratórios:
8.1) Músculos da inspiração:
Aumento do diâmetro látero-lateral, ântero-posterior, espaço vertical da caixa torácica.
1. Efeito Braço de bomba: elevação do manúbrio do esterno.
2. Efeito alça de balde: elevação das costelas.
8.2) Músculos da expiração:
8.3) Eupneia:
1. Inspiração: ativa.
2. Musculatura primária: diafragma e mm. intercostais externos.
3. Expiração: passiva.
8.4) Dispneia e esforço respiratório:
1. Inspiração: ativa.
2. Expiração: ativa.
3. Musculatura secundária (acessória): 
1. Inspiratórios: m. esternocleidomastóideo, m. trapézio, mm. serráteis, m. levantador do nariz.
2. Expiratório: mm. intercostais internos e mm. abdominais. 
9. Pressões importantes:
9.1) Pressão atmosférica (barométrica):
Patm: 760 mmHg = 0 cmH2O
9.2) Pressão intra-alveolar (alveolar ou intrapulmonar):
Pa:+ ou - ao longo do ciclo respiratório (- 1 a +1)
9.3) Pressão intra-pleural (correlata a pressão intratorácica):
Pip: - ao longo do ciclo respiratório (-7 a -5) (vácuo relativo - formado pelas características da retração elástica dos pulmões e as características de expansão da caixa torácica).
 
9.4) Pressão transpulmonar:
Ptp: + ao longo do ciclo respiratório (inverso da Pip)
Ptp: Pa - Pip
9.5) Lei de Boyle:
A pressão é inversamente proporcional ao volume.
9.6) Movimento de ar:
A movimento do ar é diretamente proporcional a variação da pressão. (se não há variação de pressão não há movimento)
10. Ciclo respiratório (Pressão X Volume):
1. Inspiração (mais rápida):
Aumento da pressão transpulmonar (+5 a 7) Obs. Aumento da pressão negativa intra-pleural (-5 a -7)
Volume: 2,5 a 3L.
2. Expiração (mais lenta):
Redução da pressão transpulmonar (+7 a 5). Obs. Redução da pressão negativa intra-pleural (-7 a -5).
Volume: 3 a 2,5 L.