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Emilly Lorena Queiroz Amaral – Medicina 1º Período APG 21 – A CULPA É DO PULMÃO 1) COMPREENDER A FISIOLOGIA DO TRABALHO MECÂNICO RESPIRATÓRIO A mecânica respiratória é a utilização de oxigênio e produção de gás carbônico através de diferença de pressões onde o ar entra e sai do sistema respiratório, através com o mecanismo de bombas. O mecanismo bombeador são os músculos da respiração. Refere-se ao conjunto de propriedades mecânicas do pulmão e da caixa torácica que permitem a movimentação de ar para dentro e para fora dos pulmões, necessária para que as trocas gasosas aconteçam. Há a mecânica respiratória estática e a dinâmica. MECÂNICA RESPIRATÓRIA DINÂMICA Inspiração: a entrada de ar nos pulmões; Expiração: a saída de ar nos pulmões; O músculo diafragma é essencial para que a respiração aconteça. Isso se deve, porque a respiração acontece por diferença de pressão. Quando o diafragma contrai, ele se movimenta para baixo, e como a pleura pariental dos pulmões está grudada no diafragma, acaba tracionando os pulmões junto com ele. Ao tracionar os pulmões e aumentar o volume do sistema respiratório, a pressão que está dentro dos pulmões, pressão alveolar, se torna menor em comparação com a pressão atmosférica. E assim, o ar é puxado do meio de maior pressão para o de menor pressão. A inspiração tranquila (ATIVO) é realizada quase totalmente pelo músculo diafragma, sendo que os músculos intercostais também podem ajudar, elevando as costelas e aumentando o diâmetro horizontal do sistema. Na expiração tranquila (PASSIVO) o diafragma relaxa, e a própria retração elástica dos pulmões e da caixa torácica comprimem os pulmões, fazendo com que a pressão alveolar se torne superior à pressão atmosférica, e assim o ar é expelido. Na inspiração forçada, após uma atividade física, por exemplo, existem músculos auxiliares que ajudam nesse processo, além do diafragma. Esses músculos são: os intercostais externos, os serráteis anteriores e os escalenos, que tem como principal função elevar as costelas. Além disso, tem-se os músculos esternocleidomastóideos, localizados no pescoço, que se inserem no osso esterno, e quando eles se contraem elevam o mesmo. Todos esses músculos atuando juntos ajudam a aumentar o diâmetro do sistema respiratório, para que o ar entre com maior velocidade e maior volume. Da mesma forma, quando é necessário uma expiração forçada, como durante a tosse ou espirro, músculos acessórios da respiração acabam ajudando, já que a retração dos pulmões e da caixa torácica não é suficiente para expelir o ar do sistema em altas velocidades. Os músculos que ajudam nesse processo são: os abdominais e os intercostais internos. COMPLACÊNCIA DA CAIXA TORÁCICA: O espaço intrapleural, espaço entre o pulmão e a caixa torácica, apresenta pressão negativa, uma vez que a caixa torácica tende à expansão, enquanto os pulmões tendem à retração, o alvéolo quer colabar o tempo todo. Essa pressão é responsável por manter a conexão das pleuras parietal e visceral e, consequentemente, entre a caixa torácica e o pulmão. O espaço intrapleural pode ser “furado” = pneumotórax, com isso a pressão pode ser positiva, já que entrou ar nesse espaço. Os pulmões colapsam e a caixa torácica expande. MECÂNICA RESPIRATÓRIA ESTÁTICA A mecânica pulmonar estática estuda o pulmão cujo volume não varia com o tempo, isto é, não avalia o fluxo de ar, mas sim os volumes Emilly Lorena Queiroz Amaral – Medicina 1º Período pulmonares máximos alcançados. É uma análise da relação entre pressão e volume, que vai depender das características do parênquima pulmonar e dos músculos esqueléticos que auxiliam a respiração. Os testes de função pulmonar (espirometria, curva fluxo-volume, pletismografia corporal) podem detectar anormalidades na função pulmonar antes que os indivíduos passem a ser sintomáticos. A DPOC é caracterizada por aumentos dos volumes pulmonares e da resistência das vias aéreas e por reduções nas velocidades do fluxo expiratório. O enfisema, tipo específico de DPOC, é ainda caracterizado pelo aumento da complacência pulmonar. Doenças pulmonares restritivas são caracterizadas por redução do volume pulmonar, velocidade e resistência normais do fluxo expiratório e redução acentuada da complacência pulmonar. 2) DISCUTIR SOBRE AS CAPACIDADES E VOLUMES PULMONARES VOLUMES PULMONARES: Existem 4 tipos de volumes pulmonares, que quando somados, resultam no volume máximo dos pulmões, ou seja, o máximo que eles podem expandir. Nesse sentido, têm-se como volumes: Volume corrente (VC): volume de ar inspirado ou expirado, em cada respiração normal, cerca de 500 ml no homem adulto; VOLUME QUE ESTÁ FLUINDO!!! Volume de reserva inspiratória: é o volume extra de ar que pode ser inspirado, que vai além do volume corrente normal, cerca de 3000 ml; Volume de reserva expiratório: é o máximo volume extra de ar que pode ser expirado, no momento de expiração forçada, cerca de 1.100 ml; Volume residual (VR): é o volume de ar que fica nos pulmões, após a expiração forçada, corresponde a cerda de 1.200 ml. Ele impede que o pulmão colabe. CAPACIDADES PULMONARES: A capacidade é determinada, durante os eventos do ciclo pulmonar, considerando dois ou mais volumes combinados. Essas combinações são chamadas de capacidades pulmonares, dentre elas, serão destacadas aqui as mais importantes. Capacidade inspiratória: é correspondente ao volume corrente mais o volume de reserva inspiratório, cerca de 3.500 ml; CI = VC + VRI Capacidade residual funcional (CRF): é o volume de reserva expiratório mais o volume residual, ou seja, é a quantidade de ar que permanece nos pulmões, ao final de expiração normal/TRANQUILA; CRF = VR + VER Capacidade vital (CV): é igual ao volume de reserva inspiratório mais o volume corrente mais o volume de reserva expiratório, ou seja, é a capacidade máxima de ar que a pessoa pode expelir dos pulmões, após enchê-los previamente à sua extensão máxima e então expirar, também à sua extensão máxima; Capacidade pulmonar total (CPT): é o volume máximo a que os pulmões podem ser expandidos com o maior esforço, cerca de 5.800ml, que é igual a capacidade vital mais o volume residual. TUDO!!! CPT = CV + VR A espirometria é uma técnica de medição dos volumes e capacidades, porém não mede o VR, CRF e CPT. Aqui o gás hélio é acoplado. Outra técnica é a diluição do gás hélio. O hélio, é um gás virtualmente insolúvel no sangue, o que o impede de escapar dos alvéolos para a corrente sanguínea. E há também a pletismografia corpórea. Pressão X volume = constante. DETERMINANTES DO VOLUME PULMONAR Os volumes pulmonares são determinados pelas propriedades do parênquima pulmonar e pela sua interação com a caixa torácica. Desse modo, a magnitude dos volumes de reserva inspiratória e expiratória depende de diversos fatores. Complacência do pulmão: medida das propriedades elásticas do pulmão que representa a pressão necessária para variar o volume pulmonar. Quanto maior a complacência, menor a força necessária para enchimento. Assim, quedas na complacência pulmonar reduzem o VRI. Emilly Lorena Queiroz Amaral – Medicina 1º Período Força muscular: o VRI diminui quando a musculatura respiratória está fraca ou sua inervação está comprometida. 3) ENTENDER A HEMATOSE E O TRANSPORTE DE GASES Depois que o ar que está na atmosfera entra no sistema respiratório, ele chega até os alvéolos. Onde o oxigênio passa do alvéolo para o capilar sanguíneo através da DIFUSÃO, ou seja do meio de maior concentração (alvéolo) para o de menor (sangue). Também acontece a passagem do C02 no sentido inverso: do capilar sanguíneo para o alvéolo para ser exalado pelos pulmões. O CO2também passa do sangue para o alvéolo através da difusão. Esse processo é chamado de HEMATOSE: transformação do sangue rico em CO2 para sangue rico em O2. Esse fluxo de gases ao passar dos alvéolos para o sangue, ou vice-versa, precisa ultrapassar algumas barreias: a parede do alvéolo (epitélio), o espaço intersticial, que fica entre o alvéolo e capilar sanguíneo, e a parede do próprio capilar sanguíneo. Essas estruturas são conjuntamente chamadas de BARREIRA OU MEMBRANA ALVÉOLO CAPILAR OU MEMBRANA RESPIRATÓRIA. 4) EXPLICAR OS PRINCIPAIS FATORES E REGULADORES (SISTEMA NERVOSO) DA FISIOLOGIA PULMONAR O tamanho do tórax é alterado pela ação dos músculos respiratórios, que se contraem como resultado dos impulsos nervosos transmitidos dos centros no encéfalo e relaxam na ausência de impulsos nervosos. Estes impulsos nervosos são enviados de grupos de neurônios localizados bilateralmente no tronco encefálico. Este grupo amplamente disperso de neurônios, chamados coletivamente de centro respiratório, pode ser dividido em duas regiões principais de acordo com sua localização e função: (1) o centro respiratório bulbar no bulbo e (2) o grupo respiratório pontino na ponte. CENTRO RESPIRATÓRIO BULBAR O centro respiratório bulbar é composto por duas coleções de neurônios chamados de grupo respiratório dorsal (GRD), antigamente chamado de área inspiratória, e o grupo respiratório ventral (GRV), antigamente chamado de área expiratória. Durante a respiração tranquila normal, neurônios do GRD produzem impulsos para o diafragma por meio dos nervos frênicos e para os músculos intercostais externos por meio dos nervos intercostais. Quando os impulsos nervosos alcançam o diafragma e os músculos intercostais externos, eles se contraem e ocorre a inspiração. Quando o GRD se torna inativo após 2 s, o diafragma e os músculos intercostais externos relaxam por aproximadamente 3 s, possibilitando a retração passiva dos pulmões e da parede torácica. Localizado no GRV está um aglomerado de neurônios chamado de complexo pré-Bötzinger, que se acredita ser importante na geração do ritmo respiratório. Este gerador de ritmo, análogo ao do coração, é composto de células Emilly Lorena Queiroz Amaral – Medicina 1º Período marca-passo que estabelecem o ritmo básico da respiração. O mecanismo exato dessas células marca-passo é desconhecido e é tema de muitas pesquisas em andamento. No entanto, acredita- se que as células marca-passo contribuam para o GRD ao controlar a taxa na qual os neurônios do GRD disparam potenciais de ação. Os neurônios restantes do GRV não participam da respiração tranquila normal. O GRV é ativado quando é necessária respiração forçada, como durante o exercício. Durante a inspiração forçada, os impulsos nervosos do GRD não só estimulam os músculos do diafragma e intercostais externos a se contraírem, como também ativam os neurônios do GRV envolvidos na inspiração forçada a enviar impulsos aos músculos acessórios da inspiração (esternocleidomastóideo, escalenos e peitoral menor). A contração destes músculos resulta na inspiração forçada. Durante a expiração forçada, o GRD está inativo juntamente com os neurônios do GRV que resultam em inspiração forçada, mas os neurônios do GRV envolvidos na expiração forçada enviam impulsos nervosos aos músculos acessórios da expiração (intercostais internos, oblíquo externo, oblíquo interno, transverso do abdome e reto do abdome). A contração destes músculos resulta na expiração forçada. GRUPO RESPIRATÓRIO PONTINO O grupo respiratório pontino (GRP), antigamente chamado de área pneumotáxica, é uma coleção de neurônios na ponte. Os neurônios no GRP estão ativos durante a inspiração e a expiração. O GRP transmite impulsos nervosos para o GRD no bulbo. O GRP participa tanto na inspiração quanto na expiração, modificando o ritmo básico da respiração produzido pelo GRV, como ao exercitar-se, falar ou dormir. REFERÊNCIAS HALL, John Edward; GUYTON, Arthur C. Guyton & Hall tratado de fisiologia médica. 13. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2017. SILVERTHORN, D. Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada, 7ª Edição, Artmed, 2017. TORTORA, Gerard J.. Principios de anatomia e fisiologia. 14 ed. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2019. 1201 p.
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