Fisiologia Respiratória

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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA 
ASPECTOS ANATOMOFUNCIONAIS DAS VIAS AÉREAS 
Trato Respiratório Superior: 
 Boca 
 Cavidade Nasal 
 Faringe 
 Laringe 
Trato Respiratório Inferior: 
 Traquéia 
 Brônquios 
 Bronquíolos 
 Pulmões 
 Alvéolos 
 A organização dos alvéolos permite a otimização do sistema com melhor funcionamento 
Vascularização 
 Artérias 
o Sangue com maior saturação de O2 para as vias áreas condutoras 
o Sangue após as trocas gasosas para o átrio esquerdo 
 Veias 
o Sangue com menor saturação de O2 
 Na troca gasosa as artérias levam CO2 e as veias levam O2 
ALVÉOLOS 
Epitélio com 2 tipos de Células 
 Célula tipo 1 : Troca 
 Célula tipo 2 : Produz Surfactante, que modifica a organização das moléculas da água 
permitindo que elas fiquem como uma lâmina. 
o Apresenta uma fina camada de agua, sendo responsável por lubrificação e 
umidificação, como também locomoção do macrófago 
o Sem o surfactante, as moléculas da água poderiam se agrupar e formar uma gotícula 
e se ter uma retenção de liquido no alvéolo 
o Com o alvéolo com o surfactante, ele fica entre as partículas de água e impede a 
ligação entre elas 
o Surfactante diminui a tensão superficial 
Musculo liso 
 Os brônquios e bronquíolos apresentam musculo liso para a regulação de seu calibre, que é 
determinante para garantir o fluxo sanguíneo nessa região, pois nem toda a área dos pulmões 
permanecem funcionantes o tempo todo, pois no estado de repouso não se tem a necessidade 
de muita troca gasosa, já durante o exercício precisa-se de mais troca gasosa 
 Asma, bronquite, enfisema, alergia, etc acometem o sistema respiratório e podem modula-lo 
 OS EFEITO DAS CATECOLAMINAS E DA ACETILCOLINA 
 Norepinefrina e Epinefrina respondem a inervação simpática e produzem alfa, que fazem a 
dilatação e secreção de muco diminuída 
 Estimulantes B2-específicos, Norepinefrina/noradrenalina e Epinefrina/adrenalina 
produzem B2 pela resposta da inervação simpática e realizam a constrição e aumento da 
secreção de muco 
 O muco é importante para remoção de pequenas partículas que podem adentrar ao sistema 
o Isoproterenol é um medicamento para asma para produzir broncodilatação 
o Acetilcolina em receptores muscarínicos fazem constrição 
o Histamina e leucotrienos também pode fazer constrição 
Fases da respiração 
Gasta-se de 3 a 5% do total de energia gasto diariamente, sendo que no repouso, precisa-se 
do diafragma para a inspiração e na expiração ocorre de forma passiva pelo relaxamento das 
estruturas utilizadas. Já no esforço físico a área funcional e aumenta a os músculos inspiratórios e 
recruta alguns músculos para uma expiração eficiente 
 
Em caso de perfuração das pleuras pode 
ocorrer o colapso dos pulmões (pneumotórax). 
 
Espirômetro 
Medem o volume de gás que os pulmões inalam 
e exalam, geralmente em função do tempo. Eles são 
empregados para medir os volumes pulmonares e os 
índices de fluxo da respiração espontâneo e de várias 
manobras respiratórias. 
Constituído de dois cilindros, endo que seu espaço é 
preenchido por líquido, de modo que ao expirar e expirar, 
produz uma movimentação em um dos cilindros que é registrada 
em um papel. 
Volumes e capacidades pulmonares 
Volumes = Valores individuais 
Capacidades = Combinações de volumes 
O paciente pode passar mau durante o teste de 
respiração devido ao aumento de oxigênio 
rapidamente. 
 Volume corrente(vc): Quantidade de ar 
inspirada e expirada a cada ciclo ventilatório. 0,5 L. 
 Volume de reserva inspiratório (vri): Quantidade de ar disponível sem que seja utilizado para 
troca gasosa. 3,O LITROS 
 Volume de reserva expiratório (vre): Quantidade de ar que permanece no pulmão mesmo com 
a expiração forçada, sendo que esse volume é utilizado para manter a hematose durante a 
inspiração e expiração. 1,1 LITROS 
 Volume residual ( vr ): Quantidade de ar que fica dentro dos pulmões mesmo após a 
respiração forçada, sendo continuamente renova, mas sem ser excretada devido a pressão 
do pulmão. 
1) Capacidade Inspiratória (CI) = VC + VRI = 3,5 litros 
2) Capacidade Residual Funcional (CRF) = VRE + VR = 2,3 litros 
3) Capacidade Vital (CV) = VC + VRI + VRE = 4,6 litros 
4) Capacidade Pulmonar Total (CPT) = CV + VR = 5,8 litros (volume máximo de expansão pulmonar) 
Ventilação-Minuto = VC x Frequência Respiratória (FR) = 0,5 x 12 = 6 l/min 
 Ventilação Alveolar (VA): volume novo que atinge os alvéolos 
 Taxa de Ventilação Alveolar: 
 VA = FR ( VC – VM) = 12 (0,5 - 0,15)= 4,2 litros 
ESPAÇO MORTO ANATÔMICO 
 Vias de condução do ar 
 Não realizam trocas gasosas 
 Região do pulmão (ápice, estando o indivíduo na posição ortostática) 
 Existem alvéolos e capilares, mas não há hematose 
 Porque os alvéolos não ventilam (devido à pressão intrapleural muito negativa) 
 Assim, não há perfusão, pois os alvéolos dilatados colabam os capilares. 
Para economizar energia, a circulação sanguínea se dá nos níveis inferiores, sendo que eles são 
ativados pela ativação adrenérgica ou simpática para realizar a hematose. 
Resistências das Vias Aéreas 
 Resistência ao fluxo de ar 
 Diâmetro das Vias 
 Broncoconstrição (Parassimpático) 
 Broncodilatação (Simpático) 
Recomenda-se começar a seção com exercícios respiratórios, pois promove a propriocepção, 
aumento da força muscular respiratória, resposta imunológica e estimulação do simpático e 
parassimpático. 
Débito Cardíaco para os Pulmões: 5 l/min. 
 P. Arterial Pulmonar = 25/8 mm/Hg 
 P. Arterial Sistêmica = 120/80 mm/Hg 
 ↓ P.A. capilares: ↓ P. Hidrostática = 
Facilita as trocas 
Transporte de Gases no Sangue 
 Oxigênio: - dissolvido no plasma - 
ligado à Hemoglobina ( 98%) 
o Para não ocorrer o estresse oxidativo 
 Cada Hb liga-se a 4 moléculas de O2 
 Hb é uma molécula complexa, composta 
de 4 cadeias polipeptídicas. No 
 humano adulto normal, as cadeias são 
de dois tipos, alfa (2 cadeias, 143 heme 
 cada. (B) Visualização do aminoácidos) e beta (2 cadeias, 146 aminoácidos). 
Quando o oxigênio encontra uma pressão mais baixa que a hemoglobina ele tende a se 
desprender dela e vai para as células 
Curva de dissociação do O2 mostrando 
o O2 dissolvido, ligado à hemoglobina e o 
conteúdo total de O2, versus a PO2. A 
saturação refere-se somente à hemoglobina 
ligada ao O2. O conteúdo aplica-se às três 
curvas. a, ponto arterial; v, pontos venosos. 
P 50 = pressão de oxigênio que satura 
50% das hemoglobinas, sendo utilizar para 
verificar o funcionamento do sistema 
respiratório e a potencialidade de oferta do 
oxigênio para os tecidos. 
Saturação = percentual de hemoglobina com 4 oxigênios. 
Fatores que afetam a ligação da HbO2 (oxidohemoglobina) 
 Temperatura (diminui a oferta de oxigênio para os tecidos para que eles reduzam a 
quantidade de calor produzido) 
 pH (Proteínas sofrem mudança de conformação de acordo com o PH ácido 
 Metabólitos (CO2, lactado – estado de trabalho excessivo da célula fazendo com que se 
tenha dificuldade de entrega do oxigênio, pois a célula precisa descansar) 
 2,3-difosfoglicerato (2,3-DPG) (Mecanismo de sinalização intracelular – a célula está em 
estado funcional e esse mecanismo de sinalização vai avisar que a célula precisa descansar) 
Em uma situação normal, 50% das hemoglobinas são saturadas em um determinado nível de 
pressão de oxigênio, já em uma situação de afinidade reduzida (Aumento do gás carbônico, ion 
hidrogênio, 2,3-DPG) desloca-se essa curva para a direita para aumentar a pressão de oxigênio 
A medida que fazemos o esforço físico, aumentando a intensidade ou a duração, alguns produtos 
do metabolismo vão se acumulando, sendo eles um sinal local para hemoglobina deixar apenas 2 ou 
menos oxigênio de seus 4 O2, pois naquela região a célula está precisando de repouso. 
A ventilação aumenta proporcionalmente o aumento do esforço físico e também aumento do 
metabolismo glicolítico.Transporte de CO2 
 7% - Dissolvido no plasma 
 93% - Hemácias: 70% bicarbonato23% Hb 
 Carbaminoemoglobina 
 O CO2 livre tende a ser mais ácido do que quando combinado. 
 Controle da acidez do sangue se torna mais fácil 
Alcalose respiratória = Aumento dos níveis respiratórios acima dos necessários, se você 
hiperventilar vai aumentar a excreção de Co2 e entrar em um estado de alcalose e vai ficar meio 
zonzo, podendo até perder a consciência. 
Acidose pulmonar = Quando se reduz a ventilação, interrompendo o fluxo, aumentando a acidez 
devido ao aumento de CO2. 
TRANSPORTE DE DIÓXIDO DE CARBONO 
O CO2 é transportado no sangue de três formas: dissolvido, ligado à hemoglobina e na forma 
de íons bicarbonato. A solubilidade do CO2 no sangue é cerca de 24 vezes maior que a do O2, 
consequentemente o CO2 dissolvido tem uma função significativa no seu transporte. 
Regulação da Respiração 
Relacionados as pressões parciais dos gases, assim, se tem quantidade de oxigênio sendo 
ofertados, Co2 sendo recolhido e 
quimiosensores (Arco aórtico e seio 
carotídeo) 
 SNC: neurônios motores do Bulbo controlam o diafragma e os músculos intercostais 
 Hipóxia: diminuição da PO2 promove o aumento da ventilação 
 Hipercapnia: aumento da PCO2 promove o aumento da ventilação 
Os quimiorreceptores captam o estimulo e mandam para o centro pneumotaxico 
O álcool pode causar uma intoxicação que causa uma depressão fisiológica e interrompe o 
reflexo da respiração causando uma parada cardiorrespiratória. 
Um quadro de ansiedade tende a acidificar o organismo, assim, quando se aumenta a 
ventilação o organismo fica mais alcalino e melhora. 
No caso do esforço físico pode acontecer todos esses mecanismos ao mesmo tempo, porém 
ocorre uma mudança do organismo fisiológica que treina toda a cadeia. 
Além da interrupção da inspiração ocorrer por ação de estruturas pontinhas localizadas no 
centro pneumotáxico ela pode ocorrer por: 
Consequência de informações (aferências) provenientes de receptores de distensão 
localizados nas paredes pulmonares que, quando ativados, enviam informações ao centro 
respiratório por meio do nervo vago e interrompem a inspiração.... 
Chamado reflexo de Insuflação pulmonar ou reflexo de Hering-Breuer: Produz toda a cadeia 
de eventos de ativação envolvidas na mecânica ventilatória, quando chega na inspiração máxima, ele 
interrompe a inspiração e realiza-se a expiração. 
O aumento do PCO2 e a redução do 
PH: aumentou o metabolismo glicolítico no 
início do exercício e exercícios de alta 
intensidade em que somente o oxidativo 
não é capaz de suprir a produção de ATP 
recruta o glicolítio, assim, reduz o PH e 
aumento PCO2 e como resposta se tem o 
aumento de ventilação alveolar, sendo 
quem monitora eles são os 
quimiorreceptores. 
Na pressão de oxigênio o normal é 100 e na 
medida em que ele aumenta, o número de 
impulsos do corpo carotídeo diminui, porém, se 
ele abaixa de 100, o corpo carotídeo aumenta. 
RESPIRAÇÃO DURANTE O EXERCÍCIO 
“A potência aeróbica máxima, VO2 Máx, 
é uma medida reproduzível da capacidade do 
sistema cardiovascular de enviar sangue 
oxigenado para uma grande massa muscular 
envolvida em um trabalho dinâmico” 
“Capacidade de Captar, Transportar, Utilizar e monitora O2” 
Ventilação pulmonar durante o exercício 
1 - Encéfalo e receptores musculares 
2 - Aumento das concentrações de CO2 e H+ 3 - Equilíbrio ácido-base, PCO2 e temperatura 
do sangue 
Resposta ventilatória ao exercício leve, moderado e intenso. O voluntário se exercitou em 
cada uma das três intensidades durante 5 minutos. Houve um tendência de estabilização do volume 
de ventilação (VV) em um platô, em um valor de estado de equilíbrio nas intensidades leve e 
moderada, mas o VV continuou a aumentar na fase de exercício intenso. 
A intensidade do exercício é determinante de como os sistemas corporais vão precisar para 
oferecer a necessidade metabólica da intensidade daquele exercício físico 
Domínios do Exercício 
Durante o exercício moderado e intenso chega um momento em que o corpo consegue 
distribuir o oxigênio e ele dar conta de suprir a demanda metabólica, já no exercício severo, o 
oxigênio não consegue suprir todas as necessidades, assim, ele precisa do metabolismo glicolítico 
levando a acidose. 
Alterações respiratórias durante o exercício 
 Dispnéia (encurtamento da respiração – rápida, mas com pouca eficiência de troca gasosa) 
 Mais comum em indivíduos em má condição física que tentam se exercitar em níveis que 
elevam significativamente suas concentrações arteriais de CO2 e H+ Fortes sinais para o 
centro inspiratório 
o Aumento da frequência e profundidade da ventilação 
o Fadiga dos músculos inspiratórios e incapacidade de restabelecer a homeostase 
 Hiperventilação (respiração excessiva) 
 A ansiedade relacionada ao exercício pode aumentar a ventilação, excedendo a necessidade 
metabólica do exercício 
o Diminuição da PCO2 no sangue arterial e nos alvéolos 
o Aumento do pH sanguíneo 
o Pode levar à tontura e perda da consciência 
 Manobra de Valsalva 
 É um procedimento respiratório potencialmente perigoso que ocorre quando o indivíduo 
levanta objetos pesados e procede da seguinte maneira: 
 Fecha a glote e aumenta a pressão intra-abdominal, ao contrair vigorosamente o diafragma 
e os músculos abdominais; Aumenta a pressão intratorácica, ao contrair vigorosamente os 
músculos respiratórios. 
 Resultado: O ar fica retido e pressurizado nos pulmões; O aumento das pressões diminui o 
retorno venoso, o DC e a PA 
 
 
Ventilação e Metabolismo Energético 
LIMIAR ANAERÓBIO 
Inicio do movimento gasta o ATP => Foscreatina => Via glicolítica => oxidativo 
1 - É o momento, em relação à intensidade do esforço físico ou consumo de oxigênio, quando a 
produção de ATP é suplementada pela glicólise anaeróbia, com formação de ácido lático. 
2 - É a intensidade do exercício onde ocorre a transição do metabolismo aeróbio para anaeróbio. 
3 - É a mais alta intensidade do esforço físico mantida plenamente pelas vias aeróbias. 
4 - É caracterizado quando existe um equilíbrio dinâmico máximo entre a produção e reconversão 
do ácido lático. 
Em exercício moderado e intenso a produção de lactato se estabiliza, já no severo ele não 
estabiliza e o indivíduo entra em um quadro de acidose, hiperventilação e impossibilidade do esforço 
Equivalente ventilatório 
Watts = bicicleta ergométrica, m/s km/h = corridas 
 Equivalência entre a ventilação e excreção de Co2 e a 
quantidade de oxigênio ques está sendo excretado. 
Mudanças no equivalente ventilatório do dióxido de 
carbono (VE/VCO2) e no equivalente ventilatório para o oxigênio 
(VE/VO2) durante exercício incremental em cicloergômetro. 
Note que o ponto de “virada” do limiar de lactato em uma 
carga de 75W fica evidente somente na relação (VE /VO2). No 
ponto 75, nota-se que o sistema oxidativo passou a ser usado 
com o glicolítico, pois se tem o aumento da devolução do ambiente e estabilidade do CO2 eliminado . 
VE: volume de ar ventilado 
LIMIAR DE COMPENSAÇÃO RESPIRATÓRIA 
É o momento, em relação à intensidade do esforço físico ou consumo de oxigênio, quando o 
sistema respiratório não consegue ajustar adequadamente o pH; a acidose metabólica torna-se 
intensa, levando a interrupção do exercício. Os fatores que levam a esta interrupção são a 
deficiência de bicarbonato de sódio e manutenção da hiperventilação, que pode levar à fadiga dos 
músculos respiratórios. 
Lactato sanguíneo (limiar anaeróbico) e ventilação (limiar ventilatório) 
Limiar ventilatório: é o ponto no qual a ventilação começa a aumentar de forma 
desproporcional ao aumento no consumo de oxigênio. Reflete a necessidade de remoção do dióxido 
de carbono em excesso. 
Lactato + HCO3 => Lactato de sódio + CO2 + H2O => Quimiorreceptores => Centro Inspiratório 
Mudanças na ventilação pulmonar (VE) durante uma corrida em velocidadescrescentes, 
ilustrando o conceito de limiar ventilatório. 
Nenhum treinamento abaixo dessa intensidade ai causar melhora da performasse física, 
assim, deve-se aumentar estímulos acima dessa intensidade. 
Limitações respiratórias ao desempenho 
Quando se tem a lesão de um atleta, deve-se tomar cuidado para que o atleta não perca a sua 
capacidade respiratório, pois se ele fica muito tempo em repouso, isso pode ocorrer. 
 Em repouso os músculos respiratórios são responsáveis por cerca de 2% do consumo total 
de oxigênio; 
 Durante um exercício intenso esse consumo de oxigênio pode chegar até 10% e um DC de 
15%; 
 Em geral a ventilação pulmonar não é um fator limitante para o desempenho físico, mesmo 
durante um esforço máximo; 
 Ocorre um desequilíbrio entre a ventilação e a perfusão pulmonar, fator que desencadeia 
uma diminuição da PO2 arterial e da saturação da hemoglobina. 
Regulação do equilíbrio ácido-base (PH) 
 Ácidos inorgânicos produzidos pelo metabolismo de carboidratos, gorduras e proteínas 
 Lactato 
 Ácido carbônico: Aumento de H+ 
 pH sangue arterial = 7,4 pH músculo = 7, 1 
 No nosso corpo, o pH dos líquidos intracelulares e extracelulares é mantido dentro de uma 
faixa relativamente estreita: 
o Por tampões químicos no sangue 
o Pela ventilação pulmonar 
o Pela excreção renal1 
 A amidrase carbônica nos rins, pulmões e 
hemoglobina auxiliam no processo de equilíbrio do 
ácido base por meio da conversão e reconversão de 
íons bicarbonato utilizando carbono, cloreto e 
água. 
Limites toleráveis de pH para o sangue arterial 
e para o músculo em repouso e na situação de 
exaustão. A pequena faixa de tolerância 
fisiológica, tanto do pH muscular como do pH sanguíneo: Ph do 
sangue 6,9 até 7,5 e do músculo 6,63 até 7,10, assim, abaixo de 
7,5 no sangue e 7, 10 no músculo promove resposta ventilatória. 
Regulação do Equilíbrio Ácido-Básico 
Efeitos da recuperação ativa e da recuperação passiva sobre os 
níveis sanguíneos de lactato. Note que a velocidade de remoção 
do lactato sanguíneo é mais rápida quando os participantes fazem 
exercício leve durante a recuperação do que quando repousam 
durante esse período. 
Efeito da duração do exercício e do tipo de dieta nos percentuais 
relativos de carboidrato ou gordura utilizados como fonte de energia pelos músculos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fisiopatologia Respiratória e Exercício Físico 
Complacência = Capacidade de contração e 
expansão dos pulmões, sendo que na fibrose a 
capacidade é reduzida e no enfisema a 
capacidade é aumentada, mas apresenta uma 
área que não funciona. 
Reabilitação 
A reabilitação é uma abordagem 
multidisciplinar envolvendo medicamentos, 
exercícios respiratórios, terapia dietética, 
exercício físico e aconselhamento. 
 Medicamentos para abrir as vias aéreas, 
aumentar a hematopoiese. 
 Busca-se o aumento da ventilação: de acordo com a demanda de oxigênio, remoção de Co2, 
equilíbrio ácido base, intensidade do exercício, metabolismo e individualidade dos pacientes.