Biofísica do Sistema Respiratório

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Dalton Willians S Arandas - Medicina 
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BIOFÍSICA 
BIOFÍSICA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO 
O sistema tem como função principal as trocas gasosas 
(captação do oxigênio atmosférico e liberação de dióxido de 
carbono para o ambiente). Além dessa função existem 
outras que são primordiais como a regulação do pH 
sanguíneo, a transferência de calor para e dentro do 
corpo (evaporação) além da proteção contra substâncias 
irritantes e patógenos inalados que se dá nas vias aéreas 
superiores, bem como a vocalização. 
RESPIRAÇÃO 
A respiração abrange dois processos distintos, mas 
relacionados: respiração interna e respiração externa. 
 
O aparelho respiratório pode ser dividido em duas partes: 
vias áreas superiores e vias aéreas inferiores, o que deve 
se focar é na eficiência das trocas gasosas dessas estruturas. 
 
O sistema respiratório sai de uma estrutura calibrosa como 
a laringe e chega até estruturas pequenas e ramificadas como 
os alvéolos. Essa ramificação das vias pode ser explicada 
pela equação de Poiseuille, pois ao diminuir o raio do vaso 
diminui-se a velocidade do fluxo, então à medida que o ar 
penetra os pulmões vai diminuindo a velocidade de fluxo 
que permite a difusão do oxigênio nos tecidos e também faz 
com que a temperatura do ar aumente para ser melhor 
absorvido. E isso aumenta a eficiência das trocas gasosas. 
 
A entrada de ar nos pulmões depende da diferença de 
pressão mecânica respiratória. As pleuras (visceral e 
parietal) recobrem os pulmões, que são estruturas 
elásticas, e detém propriedades adesivas (além de 
promover a proteção) que auxiliam o processo de 
respiração. Só é possível respirar com a expansão da 
caixa torácica que nesse movimento puxa a pleura 
parietal que por sua vez puxa a pleura visceral que 
expande o pulmão diminuindo a pressão dentro do 
pulmão. E essa expansão da caixa torácica se dá pelo 
movimento dos músculos respiratórios como o 
diafragma, os músculos intercostais, 
esternocleidomastoideo, por exemplo. 
 
 
No caso do pneumotórax, onde há perfuração do 
pulmão essa dinâmica é interrompida pelo 
extravasamento do líquido localizado na pleura e a 
tendência é o colabamento do pulmão. 
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Os fluídos se movem espontaneamente da região de maior 
pressão para a de menor pressão e o ar por ser um fluído se 
comporta da mesma maneira do sangue e tem alguns tipos 
de escoamento: 
• Laminar; 
• Turbulento; 
• Misto/transição. 
 
Sendo o turbulento a representação de alguma desordem no 
sistema respiratório. 
Para que exista um fluxo da atmosfera até os alvéolos é 
necessário que ocorra uma diferença de pressão entre a 
atmosfera e o alvéolo na fase inspiratória, na fase expiratória 
ocorre o inverso. 
 
A gasometria arterial confere alguns parâmetros para avaliar 
se está adequada a pressão dos gases, ela é responsável por 
quantificar a pressão de oxigênio (pO2), pressão de dióxido 
de carbono (pCO2) e o bicarbonato. 
VENTILAÇÃO MECÂNICA 
Serve para reduzir a hipoxemia que é a pouca perfusão 
dos gases nos tecidos. E pode ser dividida em dois 
tipos: invasiva e não invasiva, ela é realizada pela 
pressão positiva de oxigênio nas vias aéreas 
independentemente de sua função pulmonar. É a 
situação respiratória que vai ditar qual tipo de 
ventilação mecânica o paciente vai necessitar. 
Existem softwares que ajudam nessa quantificação que 
estabelece o grau de lesão pulmonar. 
 
Situações que necessitam de ventilação mecânica: 
• Parada cardiorrespiratória; 
• Elevação da PaCo2; 
• Falência mecânica do aparelho respiratório; 
• Prevenção de complicações respiratórias. 
Assuntos de prova [focar]: a diminuição do fluxo do 
ar pelas ramificações que gera a elevação da 
temperatura do ar, mecânica respiratória, a 
dinâmica das pleuras na respiração, ventilação 
mecânica e