Fisiologia do sistema respiratório

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Fisiologia do sistema respiratório 
• Objetivos da respiração – prover oxigênio 
aos tecidos e remover dióxido de carbono 
 • Ventilação pulmonar 
 • Difusão do oxigênio e dióxido de carbono 
entre alvéolos e sangue 
 • Perfusão sanguíneo alveolar – fluxo 
sanguíneo pulmonar 
 • Regulação da ventilação pulmonar 
 
Estrutura 
• Zona condutora – leva ar para dentro e fora 
dos pulmões 
 • Revestida por musculatura lisa que 
responde a estímulos hormonais e neurais 
 • Células secretoras de muco 
 • Inervação simpática - neurônios 
adrenérgicos com B2 que promovem o 
relaxamento das vias (broncodilatação) 
 • Inervação parassimpática - neurônios 
colinérgicos com M3 que promovem a 
constrição das vias 
• Zona respiratória – revestida por alvéolos, 
onde ocorrem as trocas gasosas 
 • Fibras elásticas 
 • Células epiteliais (pneumócitos I e II) 
 • Não dilatam e contraem com a liberação 
de hormônios – sem inervação 
 • Macrófagos alveolares 
 • Os sacos alveolares não apresentam 
musculatura lisa e nem cartilagem 
• Fossas nasais – apresentam pelos e cíl ios 
(filtração do ar), capilares sanguíneos 
(aquecimento do ar) e glândulas da mucosa 
(umidificação do ar) 
 • O ar aquecido facilita a difusão dos gases 
nos alvéolos 
• Faringe – permite a passagem do bolo 
alimentar (sistema digestivo) e a passagem 
do ar (sistema respiratório) 
 • Dupla função controlada pela epiglote 
• Laringe – apresenta a epiglote que impede 
a entrada do bolo alimentar nas vias 
respiratórias 
 • Cordas vocais 
• Traqueia – é constituída por anéis de 
cartilagem incompletos na parte posterior 
 • Revestida por glândulas produtoras de 
muco (umidificação) e células ciliadas 
(filtração) 
• Brônquios e bronquíolos – resultam da 
bifurcação da traqueia e são constituídos de 
anéis de cartilagem completos 
 • Quando atingem de 0,5-1 mm de 
diâmetro designam-se bronquíolos 
 • Revestidos por uma mucosa lubrificante e 
cil iada de musculatura lisa 
 • Controlam o volume de ar que chega aos 
alvéolos – maior atividade do SNA (dilatação 
e contração das vias aéreas) 
• Alvéolos pulmonares – são recobertos por 
capilares sanguíneos e revestidos por fibras 
elásticas (hematose) 
 • Pequena espessura 
 • Formadas por células epiteliais achatadas 
 • Pneumócito tipo I – revestimento do 
epitélio 
 • Pneumócito tipo II – produção de 
surfactante que impede o colabamento do 
alvéolo, reduzindo a tensão superficial 
 • Macrófagos alveolares – retiram poeira e 
detritos 
 
Mecânica respiratória 
• Músculos inspiratórios – intercostais 
externos*, esternocleidomastóides, 
denteados anteriores, escalenos e 
diafragma* 
 • Músculos principais (*) e acessórios 
(inspiração forçada) 
 • Intercostais internos – estão relaxados na 
inspiração e contraídos na expiração 
 • Recrutamento dos intercostais externos 
 • Processo ativo – presença de contração 
muscular 
• Músculos expiratórios – retos abdominais e 
intercostais internos* 
 • Processo passivo – ausência de contração 
muscular 
 • Relaxamento dos músculos inspiratórios 
que tracionaram a caixa torácica favorece a 
expiração em repouso – aumenta a pressão 
do pulmão, expulsando o ar 
Yarlla Cruz 
 • Recrutamento de músculos inspiratórios 
durante a expiração forçada – m. reto 
abdominal e intercostal externos 
• O controle respiratório responde aos 
receptores químicos que são sensíveis a 
pressão de O2, CO2 e ao pH sanguíneo, 
enviando estímulos para o centro respiratório 
que são mediados por nervos espinhais 
 • Centro respiratório – bulbo-pontino 
 • Contração do diafragma a partir de 
estímulos dos nervos frênicos 
 • Contração dos músculos inspiratórios 
promove a expansão da caixa torácica que 
aciona a expansão do pulmão e dos alvéolos 
(as pleuras devem estar bem aderidas) 
 • Aumenta da área (redução da pressão) 
que estabelece um gradiente de pressão que 
impulsiona o ar para dentro 
• Intercostais externos – inspiração 
(contraídos) e expiração (relaxados) 
• Intercostais internos – inspiração (relaxados) 
e expiração (contraídos) 
• Diafragma – inspiração (contraído) e 
expiração (relaxados) 
 
Pulmões 
• São revestidos por 2 pleuras que facilitam a 
aderência e o escorregamento dos pulmões 
na caixa torácica 
• Fluxo sanguíneo pulmonar – é indicado pelo 
débito cardíaco do ventrículo direito 
 • É distribuído de forma desigual 
(gravidade) – o ápice do pulmão é mal 
oxigenado quando a pessoa está em pé 
 • Ao deitar, o sangue se distribui igualmente 
pelo tecido alveolar, facilitando a 
oxigenação do sangue, haja vista a redução 
da influência da gravidade 
 • Pessoas asmáticas deitam para aumentar 
a perfusão renal, melhorando a ação dos 
capilares alveolares 
 
Pleura 
• 2 camadas serosas – visceral e parietal 
• Cavidade pleural – apresentam o fluido 
pleural que geram uma tensão superficial, 
permitindo o tracionamento da caixa 
torácica com o tecido pulmonar, 
provocando a expansão dos pulmões 
 • O líquido apresenta constituição 
semelhante ao plasma 
 
Diafragma 
• Separa a cavidade torácica e abdominal 
• Apresenta forma de cúpula 
• É recoberto pelo peritônio em sua face 
inferior e é adjacente a pleura parietal em sua 
face superior 
 
Complacência pulmonar 
• Relacionada a capacidade de expansão 
na inspiração e retração na expiração – 
descreve a distensibilidade pulmonar 
• É o grau de expansão que os pulmões 
experimentam para cada unidade de 
aumento de pressão transpulmonar 
• Pressão alveolar: 
 • Inspiração: - 3 mm Hg quando 
comparado com o ar atmosférico 
 • Expiração: + 3 mm Hg (pressão alveolar 
acima da pressão atmosférica – expulsão do 
ar) 
• Pressão intrapleural: 
 • Sempre menor que a pressão alveolar – 
retração e expansão pulmonar sem o 
colabamento dos alvéolos 
 • Inspiração: - 8 mm Hg 
 • Expiração: - 2 mm Hg 
 
Tensão superficial 
• É um dos componentes que promovem a 
força de retração dos pulmões 
• Presença do líquido alveolar que pode 
limitar o processo respiratório, entretanto o 
surfactante quebra essa tensão 
• A tensão é inversamente proporcional ao 
raio do alvéolo 
 • Quanto menor o raio do alvéolo, maior 
será sua tendência para colabar 
 
Surfactante 
• Revestem a camada interna alveolar e 
reduzem a tensão superficial 
• Falta do surfactante – insuficiência 
respiratória grave em crianças pré-termo 
Yarlla Cruz 
(Síndrome do Desconforto Respiratório ou 
Doença da Membrana Hialina) 
 • Inativação alveolar/fechamento (toxinas 
bacterianas, fibrina, fluído de edema dentro 
do espaço aéreo que gera o aumento da 
tensão superficial) 
 • Mediadores inflamatórios nos alvéolos em 
lesão direta no sistema surfactante que 
atraem células de defesa 
 • Uso de surfactantes exógenos 
 
Pressões pulmonares 
• Colapso pulmonar pelo pneumotórax – 
expansão da caixa tóracica com o ar 
entrando pela lesão e ocupando o espaço 
entre a caixa torácica e o tecido pulmonar 
 • Impede que o ar inspirado pelos pulmões 
promovam a expansão 
 • Hemotórax e pneumotórax 
 
Espirometria 
• Espirograma – capacidades e volumes 
pulmonares 
 • Isola a cavidade nasal – a entrada e a 
saída de ar ocorre pela boca 
 • Volume corrente/tidal (VT) – volume de ar 
inspirado e expirado em cada ciclo 
ventilatório normal; padrão em torno de 500 
ml (inspiração e expiração em repouso) 
 • Volume de reserva inspiratória (VRI) – 
volume de ar que ainda pode ser inspirado ao 
final da inspiração do volume corrente normal 
(3000 ml) 
 • Volume de reserva expiratória (VRE) – 
volume de ar que por meio de uma expiração 
forçada, ainda pode ser exalado ao final da 
expiração do volume corrente normal (1100 
ml) 
 • Volume residual – volume de ar que 
permanece nos pulmões mesmo ao final da 
expiração completa (1200 ml); não pode ser 
medido por espirometria 
 • Capacidade inspiratória – VT + VRI; 3500 
ml 
 • Capacidade residual – VRE + VR e indica 
a quantidadede ar que permanece no 
pulmão ao final da expiração; 2300 ml 
 
 • Capacidade vital – VRI + VRE + VT e indica 
o máximo de ar que uma pessoa pode expelir 
dos pulmões após a inspiração e expiração ; 
4600 ml 
 • Capacidade pulmonar total – VRI + VT + 
VRE + RV e indica o maior volume que os 
pulmões podem alcançar ao final do maior 
esforço inspiratório possível; 5800 ml 
• Ventilação pulmonar – volume corrente x 
frequência respiratória 
 
Espaço morto 
• É o volume de ar das vias aéreas que não 
participa das trocas gasosas 
• Anatômico – volume de ar que fica contido 
na zona de condução; aproximadamente 
150 ml 
• Fisiológico – volume total que chega aos 
alvéolos e não participa das trocas gasosas 
 • O ar chega ao alvéolo que está 
colabado, não participando das trocas 
gasosas – ápice do pulmão em posição ereta 
 • Inclui o espaço morto anatômico das vias 
condutoras e o espaço morto funcional dos 
alvéolos 
 
Resistência ao fluxo aéreo 
• Bronquíolos menores – condições 
patológicas 
 • Contração muscular 
 • Acúmulo de muco no lúmen 
 • Edema 
• Controle neural da musculatura bronquiolar 
• Fatores secretores locais – histamina e 
substância de reação lenta da anafilaxia 
• Revestimento interno 
• Movimento ciliar – leva o muco para a 
faringe 
 • Estímulo da tosse – comprometimento dos 
cíl ios (fumantes) 
 
Mecanismos reguladores do sistema 
respiratório 
• Centros respiratórios que são compostos por 
neurônios pré-motores e mandam estímulos 
para o centro medular que é composto por 
neurônios motores 
Yarlla Cruz 
 • Os centros medulares controlam os 
músculos respiratórios 
• Centro medular – neurônios motores que 
ativam reflexos que controlam os movimentos 
respiratórios 
• Quimiorreceptores periféricos – teciduais 
• Quimiorreceptores centrais – no próprio 
centro respi 
• Mecanorreceptores pulmonares – noção de 
distensão e retração do pulmão 
• A atividade respiratória rítmica é registrada 
através da ativação do nervo frênico nos 
músculos intercostais 
 • Ação direta – contração do m. intercostal 
externo 
 • Ação indireta – contração do m. 
intercostal interno (após a supressão da 
atividade do nervo frênico) 
• Sofrem influências hipotalâmicas e corticais 
– controle voluntário da respiração até certo 
ponto 
 • Receptores de estiramento pulmonar 
 • Receptores musculares (ácido lático) 
• Centro pneumotáxico – quando é ativado 
interrompe a processo de inspiração, 
produzindo inibição dos neurônios 
inspiratórios bulbares e ativação os neurônios 
expiratórios bulbares 
 • Interrupção da ação do nervo frênico e 
da inspiração 
 • Determina a frequência inspiratória e 
expiratória 
• Centro apnéustico – ativação dos neurônios 
expiratórios 
• Grupo respiratório dorsal – recebe as vias 
aferentes advindas do centro dos 
quimiorreceptores 
 • Intensificação ou redução sobre o 
processo inspiratório 
 • Aumento da saturação de CO2, 
identificado pelos quimiorreceptores, que 
ativa esse centro e intensifica a ação da 
inspiração (diafragma e m. Intercostais 
externos) 
 • O estímulo é conduzido por fibras do nervo 
vago e glossofaríngeo 
• Hipoventilação (↓pO2) – aumento da pCO2 
e do pH que estimula os quimiorreceptores, 
aumentando a ventilação 
• Hiperventilação (↑pO2) – redução da pCO2 
e do pH que pouco estimula os 
quimiorreceptores e promove a redução do 
centro ventilatório 
 
 
Yarlla Cruz