Fisiologia Respiratória

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Fisiologia Respiratória 
Luiz Guilherme de Siqueira Branco 
Fisiologia/FMRP/USP 
2016 
Hipócrates (460-377): propôs que respiração 
teria a função de esfriar o coração 
Antoine Lavoisier (1743-1794) e Joseph 
Priestley (1733-1804) sugeriram que animais 
respiram ar para obtenção de O2 
Krogh (1941): “O2 is the fire of life” 
Laitman (1996): A aquisição de O2 e o 
processamento do O2 é a função primária de 
qualquer vertebrado 
HISTÓRICO 
http://www.ucl.ac.uk/~ucbplrd/ETchain.png 
Troca de gases (O2 e CO2) entre o ambiente 
(água ou ar) e os fluidos corporais. 
•  FUNÇÕES: 
-Obtenção de O2 do ambiente externo para suprir as 
células 
- Remoção de CO2 produzido pelo metabolismo celular 
-Equilíbrio Ácido-Base 
-Fonação 
RESPIRAÇÃO 
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Respiração inclui 3 aspectos 
Divisão: 
•  Introdução ao Sistema Respiratório 
•  Ventilação 
•  Mecânica 
•  Transporte 
•  Controle 
Espaço 
intrapleural 
ESTRUTURA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO 
ORGANIZAÇÃO MORFOFUNCIONAL 
Ácino ou 
lóbulo 
FUNÇÕES DA ZONA DE CONDUÇÃO 
1) Conduzir o ar; 
2) Aquecer e umidificar o ar; 
3) Filtrar e limpar o ar 
 
As vias aéreas são recobertas por 
muco e cílios 
 
 ESPAÇO MORTO ANATÔMICO 
 (não há trocas gasosas) 
 
 ~150ml 
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Microscopia eletrônica de varredura da superfície de um brônquio de 
Macaca nemistrina mostrando as células não-ciliadas com 
microvilosidades (NC) e células epiteliais ciliadas. 
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Microscopia eletrônica de varredura da transição entre um bronquíolo 
terminal (TB) e ducto alveolar (AD) de cobaia 
(A = alvéolo; SRB = broquíolo respiratório curto) 
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Microscopia eletrônica de varredura de um ducto alveolar (AD) de 
cobaia 
(PK = poros de Kohn; M = macrófago alveolar; A = alvéolo) 
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Microscopia eletrônica de varredura de um alvéolo de cobaia mostrando 
uma parede irregular de células epiteliais tipo II (EPII) 
(PK = poros de Kohn; F =fragmentos de material celular; 
RBC = hemácia) 
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alveolar (ACM). A/V = grande vaso sanguíneo 
(arteríola ou vênula) 
ZONA RESPIRATÓRIA 
-Grande área de superfície com uma barreira fina (duas 
camadas celulares) que separa o sangue do ar: excelente 
condição para trocas gasosas 
ZONA RESPIRATÓRIA 
300 milhões 
de alvéolos 
Área total 
~ 85 m2 
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Estrutura Alveolar 
ESTRUTURA ALVEOLAR 
Membrana 
respiratória 
Surfactante 
Pneumócito 
tipo II 
Linfócito 
Pneumócito 
tipo I 
Macrófago 
Cel endotelial 
capilar 
BARREIRA ALVÉOLO-CAPILAR 
Epitélio 
Alveolar 
Interstício 
Endotélio 
Capilar 
Hemácia 
0,3 µm 
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DIFUSÃO: LEI DE FICK 
P2 
P1 
Espessura 
Área 
O2 
CO2 
D gás = A x C x (P1 – P2) 
 E 
C = Solubilidade 
 Raiz P.M. 
Constante de Difusão 
A difusão do CO2 é 
20 vezes maior que 
a difusão do O2 
CAPILARIZAÇÃO DO ALVÉOLO PULMONAR 
Hemácias 
Alvéolos 
CAPILARIZAÇÃO DO ALVÉOLO PULMONAR 
Respiração é ciclica 
Volume Corrente (VT) é 
o volume de cada 
respiração (0,5 L) 
Frequência Respiratória 
(f) ciclos/min (15 cpm) 
Ventilação = VT x f 
Litros/min 
0.5 L x 15= 7.5 L/min 
 
• Ventilação Alveolar V A= (VT - VD) × f 
VENTILAÇÃO: 
VA: Volume da Zona 
Respiratória que atinge 
o alvéolo 
 
VD: Volume da Zona de 
condução = Espaço 
Morto 
Ventilação Alveolar 
(VA): 
= (VT -VD) x f 
=(0.5L - 0.15L) x 15 
= 5.25 L/min 
Comparado com a 
Ventilação/min: 7.5 L/min 
Espaço Morto & Ventilação Alveolar 
Fig. 26-2 Espirômetro simples selado com água. Berne et al., 2004 
VOLUMES E CAPACIDADES PULMONARES: 
VOLUMES E CAPACIDADES PULMONARES: 
•  VC= ~500 mL; •  CI= VC + VRI= ~3500 mL; 
•  CRF= VRE + VR= ~2300 mL; 
•  CV= VC + VRI + VRE= ~4600 mL; 
•  CPT= VC + VRI + VR + VRE= ~5800 mL. 
•  VRE= ~1100 mL; 
•  VRI= ~3000 mL; 
•  VR= ~1200 mL; 
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Pulmão normal em repouso 
Diafragma 
Pneumotórax 
Membranas 
pleurais 
Espaço pleural 
Pulmão 
colapsado 
Espaço pleural 
LEI DE BOYLE: 
Aumento no 
volume diminui a 
pressão 
Diminuição no 
volume aumenta a 
pressão 
Mudança no 
volume 
Mudança na 
pressão 
Pressão Parcial= Pressão que o gás exerce 
Pressão Total= Somatória das pressões de cada gás 
Pb= PO2 + PN2 + P… Pb= 760 mmHg 
Pgas= Fgas x Pb 
PO2= FO2 x Pb 
PO2= 0,21 x 760= 159 mmHg 
LEI DE DALTON PARA PRESSÃO PARCIAL 
PT P1 P2 P3 
 Descontando pressão
Ar seco Pressão parcial de vapor de H2O= 47mmHg
 % mm Hg mm Hg 
O2 20.9 160 149
CO2 0.04 0.3 0.3
N2 & outros 79 600 564 
total 100 760 713
COMPOSIÇÃO DO AR ATMOSFÉRICO 
Px= Fx x 760 Px= Fx x (760-47) 
PO2 = FO2 x Pb 
FO2 = .209 (21%) 
Concentração fracional 
constante na atmosfera 
Nível do Mar 
Patm = 760mm Hg, PO2 = 159 
 
Mt. Everest 
Patm = 235mm Hg, PO2 = 49 
 
Como o O2 e CO2 são transportados 
do sangue para os tecidos e dos 
tecidos para o sangue 
TRANSPORTE DOS GASES 
Dois processo físicos são responsáveis pelo 
movimento do O2 do ar para os tecidos e do CO2 
dos tecidos para o ar 
•  CONVECÇÃO 
 - ativo: requer energia 
 - longas distâncias 
•  DIFUSÃO 
 - passivo: não requer energia 
 - pequenas distâncias 
FORMAS: 
•  Dissolvido; 
•  Ligado à hemoglobina ou outro pigmento. 
 
 
TRANSPORTE DE OXIGÊNIO 
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TRANSPORTE DE OXIGÊNIO: Dissolvido 
Physical Activity MET 
Light Intensity Activities < 3 
sleeping 0.9 
watching television 1.0 
writing, desk work, typing 1.8 
walking, 1.7 mph (2.7 km/h), level 
ground, strolling, very slow 2.3 
walking, 2.5 mph (4 km/h) 2.9 
Moderate Intensity Activities 3 to 6 
bicycling, stationary, 50 watts, very 
light effort 3.0 
walking 3.0 mph (4.8 km/h) 3.3 
calisthenics, home exercise, light 
or moderate effort, general 3.5 
walking 3.4 mph (5.5 km/h) 3.6 
bicycling, <10 mph (16 km/h), 
leisure, to work or for pleasure 4.0 
bicycling, stationary, 100 watts, 
light effort 5.5 
Vigorous Intensity Activities > 6 
jogging, general 7.0 
calisthenics (e.g. pushups, situps, 
pullups,jumping jacks), heavy, 
vigorous effort 
8.0 
running jogging, in place 8.0 
rope jumping 10.0 
 
 
 metabolic equivalent 
Adolf Eugen 
Fick (1829-1901) 
VO2 = Q (CaO2 - CvO2) 
EM ~ 3,5 ml/min/kg 
DC ~ 4900 ml/min 
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TRANSPORTE O2 DISSOLVIDO - EXERCICIO 
Solubilidade = 0.003 ml/(dl.mmHg) 
[O2] = 0.3 ml/dl = 3 ml/litro 
PaO2 = 100 mm Hg 
Debto cardiaco = 30 litros/min 
 
Maximo O2 disponivel = 90 ml/min 
 
Mas, sao necessarios 3000 ml/min 
Antartic Icefish 
temperatura corporal:-1.7oC 
 
Baixa taxa metab. 
 T Solubilidade 
 
Sem Hb: economia na 
síntese proteica 
Sangue com baixa 
viscosidade: 
Fácil de bombear 
Economia no metabolismo 
Gansos possuem adaptações que os permitem 
voar sobre o Himalaia 
Pulmões eficientes que conseguem retirar mais O2 
da atmosfera 
 
Hb com alta afinidade por O2 
 
 
n  Grande número de 
capilarespara disponibilizar 
o sangue rico em O2 para 
os tecidos e músculos 
 
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TRANSPORTE DE OXIGÊNIO (O2) 
1. Dissolvido no plasma (3%) 
2. Combinação com a 
hemoglobina (97%) 
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Cadeias de 
polipeptídeos
Grupo
Heme
(Fe+2 no 
centro)
2X
2X
4 O2/Hb
HEMÁCIA HEMOGLOBINA (Hb)
Tipos de Hb: adulto - A
 F, S, metemoglobina, etc.
HEMOGLOBINA DE VERTEBRADOS 
HEME + GLOBINA 
Desoxiemoglobina Oxiemoglobina 
HEMOGLOBINA DE VERTEBRADOS 
Curva de dissociação do O2 
EFEITO
BOHR
Curva de dissociação do O2 
26,3 
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VARIAÇÃO NA CURVA DE DISSOCIAÇÃO 
NOS MAMÍFEROS 
Curva de dissociação do O2 
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Monóxido de Carbono (CO) 
• HbCO 
• afinidade maior 
HbCO 
↑ 
afinidade 
ao O2 dos 
heme 
restantes 
↓ conteúdo 
 de O2 
TRANSPORTE DE GÁS CARBÔNICO (CO2) 
FORMAS: 
•  Dissolvido; 
•  Bicarbonato; 
•  Ligado à proteínas (Carbamino) 
 Proteína mais comum: Hb 
Efeito Bohr 
CO2 AC 
Dissolvido 
Dissolvido 
TECIDO PLASMA 
P
ar
ed
e 
ca
p
ila
r 
 
HEMÁCIA 
H2O H2O + CO2 
TECIDOS 
O2 + HHb O2 O2 HHb + CO2 
H+ + HbO2 
HCO3 HCO3 + H+ 
Cl Cl 
 H2CO3 
CO2 CO2 CO2 
Efeito 
Haldane 
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OBJETIVOS ALCANÇADOS: 
 
 
 
 
 
♦ Conhecimentos dos mecanismos de 
transporte de O2 e CO2 do pulmão até os 
tecidos. 
 
REGULAÇÃO DO EQUILÍBRIO 
ÁCIDO-Base 
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Equilíbrio ácido-básico 
•  O transporte de CO2 exerce um papel importante 
sobre o equílíbrio ácido-básico do organismo; 
•  Pulmão excreta 10.000 mEq de ácido carbônico por 
dia; 
•  Os rins eliminam menos de 100 mEq de ácidos fixos 
por dia; 
•  ventilação alveolar. 
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Equilíbrio ácido-básico 
 É fundamental que a concentração do íon hidrogênio 
(H+) nos líquidos corporais, advindos do metabolismo, 
seja mantida muito constante, afim de garantir o 
adequado funcionamento enzimático. 
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pH resultante da solução de CO2 
CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3- 
pH = pK + log [HCO3] 
 0,03 x PCO2 
- 
Equação Henderson-Hasselbach 
a.c. 
Constante de 
dissociação 
do ácido 
carbônico. 
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Exemplo: 
•  Qual o pH de um indivíduo sabendo que o 
pKa=6,1,[ HCO3-]= 24 mmol/L? 
pH = 6,1 + log ([HCO3-] / [PCO2 X 0,03]) 
pH = 6,1 + log ([24] / [40 x 0,03]) 
pH = 6,1 + log 20 
pH= 6,1 + 1,3 è 7,4 
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Gasometria arterial 
•  Geralmente, amostras sanguíneas 
são analisadas clinicamente para 
se determinar a “gasometria 
arterial”: a PO2, a PCO2, o pH e o 
bicarbonato. 
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Distúrbios 
Acidose 
Alcalose 
Metabólica 
Respiratória 
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pH 
 8 6 7,35 7,45 
Ácido Normal Alcalino 
pH 
Acidose Alcalose 
Respiratória 
Metabólica 
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Valores de normalidade 
•  pH: 7,35 – 7,4; 
•  PCO2: 35-45 mmHg; 
•  PHCO3: 22-26 mEq/L; 
•  BE: -2 +2 (Elevado BE: excesso de base, o que acarretará uma alcalose 
metabólica. Baixo BE: Falta de base, ou seja, grande quantidade de ácido o que 
acarretará uma acidose metabólica.) 
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Sistemas de controle 
Sistema tampão 
Sistema respiratório 
Sistema renal 
CO2 
HCO3- 
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Causas primárias dos distúrbios 
Ácido-Básicos 
Acidose 
Respiratória 
PCO2 
Alcalose Acidose 
Metabólica 
[HCO3] 
Alcalose 
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ACIDOSE RESPIRATÓRIA 
•  ↑ PCO2 ↓pH 
 
 
 
 
 
 
CAUSAS à 
HIPOVENTILAÇÃO 
Depressão dos centros de 
controle respiratório 
Restrição pulmonar 
Restrição da parece torácica 
Pneumopatias 
Obstrução das vias aéreas 
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ACIDOSE RESPIRATÓRIA 
A 
B 
C 
D 
E 
F 
G 
Excreção renal: H2PO4 e Nh4 = urina ácida / Reabsorção: HCO3 
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ALCALOSE RESPIRATÓRIA 
•  ↓ PCO2 ↑ pH 
CAUSAS à HIPERVENTILAÇÃO 
altitude elevada , psiconeurose, 
febre, ventilação excessiva. 
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ALCALOSE RESPIRATÓRIA 
A 
B 
C 
D 
E 
F 
G 
Excreção renal: HCO3 = urina básica 
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ACIDOSE METABÓLICA 
•  ↓ HCO3- ↓ pH 
CAUSAS à Alteração [HCO3-] 
Vômito do conteúdo intestinal (Perda de íons 
bicarbonato) 
Acidose lática (hipóxia tecidual) 
Cetoacidose diabética 
Disfunção renal 
 
 
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ACIDOSE METABÓLICA 
A 
B 
C 
D 
E 
F 
G 
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ALCALOSE METABÓLICA 
•  ↑ HCO3- ↑ pH 
 
CAUSAS à Alteração [HCO3-] 
Injestão excessiva de álcalis, por ex. 
no tto de gastrite; 
Diuréticos que provocam absorção 
distal de sódio, pois eliminam H+; 
Êmese : ↓ do conteúdo gástrico 
(HCl), 
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ALCALOSE METABÓLICA 
A 
B 
C 
D 
E 
F 
G 
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 pH H+ PCO2 HCO3- 
Normal 7,4 40 mEq/
l 
40 mm 
Hg 
40 mEq/l 
Acidose respiratória ↓ ↑ ↑↑ ↑ 
Alcalose respiratória ↑ ↓ ↓↓ ↓ 
Acidose metabólica ↓ ↑ ↓ ↓↓ 
Alcalose metabólica ↑ ↓ ↑ ↑↑ 
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Caso clínico 
Paciente de 30 anos com respiração superficial e com frequência normal. 
Familiares encontraram próximo a ela diversas caixas de tranqüilizantes 
vazias. Gasometria arterial: pH= 7,20; PaCO2= 80mmHg; Bic= 23 mM/L 
Qual(is) o(s) distúrbio(s) ácido-básico(s) apresentado(s), seu(s) 
mecanismo(s), causa mais provável? 
Como o pH está menor que 7,35 trata-se de uma acidose. A PaCO2 maior 
que 45 mmHg mostra que existe um importante componente respiratório. O 
Bic normal mostra que não há compensação metabólica. Portanto o 
distúrbio ácido-básico é acidose respiratória aguda. 
O mecanismo do distúrbio nesta paciente é a diminuição da eliminação de 
CO2 por redução da ventilação alveolar; insuficiência respiratória aguda, 
tipo hipoventilação. A causa provável, em função da história, é depressão 
do centro respiratório por excesso de tranqüilizantes. 
http://perfline.com/cursos/cursos/acbas/acbas12.htm 
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Caso clínico 2 
Após 24 horas de tratamento no CTI, a paciente do caso 1 ainda se 
encontra torporosae submetida a ventilação artificial. Gasometria arterial: 
pH= 7,52; PaCO2= 26 mmHg; Bic= 25,6 mM/L; 
Qual(is) o(s) distúrbio(s) ácido-básico(s) apresentado(s), seu mecanismo, 
a causa? 
Como o pH está maior que 7,45, trata-se de uma alcalose. A PaCO2 está 
menor que 35 mmHg, sugerindo um componente respiratório. O Bic 
normal mostra não haver componente metabólico, nem tentativa de 
compensação. Em função disto o distúrbio ácido-básico é alcalose 
respiratória aguda. O mecanismo mais provável neste caso é ventilação 
alveolar excessiva, que aumenta a eliminação de CO2. A causa mais 
provável é a regulagem inadequada do ventilador mecânico 
http://perfline.com/cursos/cursos/acbas/acbas12.htm 
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Caso clínico 3 
Paciente de 50 anos chega ao Setor de Emergência torporoso, 
desidratado, com respiração profunda, pausa inspiratória e aumento da 
frequência respiratória. Ao exame clínico nota-se hálito cetônico. 
Gasometria arterial: pH= 7,10; PaCO2= 20 mmHg; Bic= 5 mM/L; 
Qual(is) o(s) distúrbio(s) ácido-básico(s) apresentado(s), seu mecanismo, 
sua causa? 
A análise do pH muito menor que 7,35 sugere acidose importante. A 
PaCO2 menor que 35 mmHg exclui causa respiratória, sugerindo ao 
contrário, ser uma compensação. O Bic muito baixo confirma ser de 
origem metabólica. O distúrbio é uma acidose metabólica com tentativa 
de compensação respiratória. Este padrão gasométrico e o exame 
clínico são típicos de pacientes diabéticos descompensados com 
cetoacidose. Na tentativa de normalizar o pH, ele aumenta a ventilação 
alveolar eliminando CO2 em excesso, mas sem conseguir compensar o 
distúrbio. Se não houvesse a participação respiratória, o pH estaria 
muito mais baixo. 
http://perfline.com/cursos/cursos/acbas/acbas12.htm 
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Definição de pH 
S.P.L. Sorensen (1868-1939) publicou 
(1909) que: 
 
pH = - log [H+] 
 
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Relação entre: pH e [H+] 
Exemplos: 
 
[H+] = 1 µmol/litro = 10-7 mol/L 
sendo pH = - log [H+] 
pH = - log [10-7] = 7,0 
 
[H+] = 3,98 10-8 ml/L = 7,4 
 
 
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Definições: Eq. Ácido-base 
Bronsted & Lowry (1923): 
Ácido: Doador de prótons 
Base: Aceptor de prótons 
 
HCl + H2O → Cl− + H3O+ 
HCl é o ácido 
Cl− é sua base conjugada 
H2O é a base 
H3O+ é o ácido conjugado 
 
 
 
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Equação Henderson-
Hasselbach 
•  pH = pK’ + log ([HCO-]/αCO2 . PCO2) 
•  pK’ = constante ionização 
•  α CO2 = solubilidade do CO2 
•  PCO2 = pressão parcial de CO2 
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Equação Henderson-
Hasselbach 
A 37°C 
•  pH = 6,1 + log ([24]/0,03 . 40) 
•  pH = 7,4 
•  pK’ = 6,1 
•  α CO2 = 0,03 
•  PCO2 = 40 
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Controle Ventilatório do Eq. 
Ácido-base 
•  VA / MCO2 = RT/PACO2 
•  VA = ventilação alveolar 
•  MCO2 = produção de CO2 
•  PACO2 = PCO2 alveolar 
•  RT = constante dos gases e temperatura 
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7.4 
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“Curiosidades” 
•  PaCO2 mulheres é mais baixa (2-4 mmHg) 
•  Durante a gravidez PaCO2 pode cair a 28 
mmHg (pH ~ 7,45) 
•  Ansiedade: alcalose 
 
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MECÂNICA RESPIRATÓRIA 
Prof. Dr. Luiz G. S. Branco 
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OBJETIVOS DA AULA 
 
- Como ocorre o enchimento pulmonar 
- Propriedades elásticas e resistivas do SR. 
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Geração de gradiente de pressão: 
atmosfera - alvéolos 
•  Respiração por pressão sub-
atmosférica 
↑Volume alveolar : ↓ Pressão alveolar 
 (Lei de Boyle) 
•  Contração músculos inspiratórios 
–  Diafragma 
–  Intercostais externos 
–  Acessórios 
•  Esternocleidomastóideo 
•  Escalenos 
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MÚSCULOS RESPONSÁVEIS PELA 
INSPIRAÇÃO E EXPIRAÇÃO 
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HISTERESE 
CURVA DE PRESSÃO-VOLUME 
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Complacência 
Pulmonar 
•  Curva Pressão-Volume 
•  ↑ pressão transpulmonar →↑ volume 
 
 pulmonar 
•  Diferença inflação 
deflação 
HISTERESE 
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Tesão Superficial 
•  Toda interface gás-líquido 
•  Gerada: forças de coesão entre as 
moléculas do líquido 
 
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Transdutor de força 
Calha 
superfície 
Placa de 
platina 
100 
50 
0 
0 25 50 75 
Extratos de pulmão 
água 
detergente 
Tensão superfícial (dinas/cm) 
Área 
relativa 
(%) 
Balança de superfície 
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TENSÃO SUPERFICIAL 
Lei de Laplace: 
Pressão = 2 x tensão 
 raio 
T = P x r 
 2 
Maioria dos líquidos 
Tensão superficial 
constante 
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Papel	do	surfactante	no	alvéolo:		
• redução	da	tensão	superficial	
• estabilização	alveolar	
• aumento	da	complacência	
pulmonar	
• diminuição	do	trabalho	
respiratório	
Dipalmitoilfosfatidilcolina 
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Síndrome	da	angús=a	respiratória	do	neonato	
cyanosis	
Colabamento	dos	alvéolos	menores	=	atelectasia	
hipoxemia	
Maior	trabalho	pulmonar	
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Papel	do	surfactante	no	alvéolo		
• redução	da	tensão	superficial	
• estabilização	alveolar	
• diminuição	do	trabalho	
respiratório	
• evita	o	edema	inters=cial	
pulmonar	
• aumento	da	complacência	
pulmonar	
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Controle da Ventilação 
 
 
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Ventilação Pulmonar 
Definição: processo pelo qual o O2 é levado do ar 
atmosférico até os pulmões e o CO2 é expelido para 
fora do corpo. 
1 ciclo respiratório 
Ventilação = Volume Corrente x Freqüência Respiratória 
(VE) (VT) (fR) 
L/min L ciclos/min 
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Sistema “Feedback-negativo” 
CONTROLADOR 
Central 
EFETORES SENSORES 
Diafragma 
Intercostais Externos 
Intercostais Internos 
Músculos acessórios 
Abdominais 
Ponte e Bulbo 
Ø  Quimiorreceptores Centrais 
Ø  Quimiorreceptores Periféricos 
Ø  Receptores de Estiramento 
Ø  Receptores de Irritação 
Ø  Receptores J 
Ø  Receptores nos Músculos e Tendões 
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Centro pneumotáxico 
Via inibitória 
 ? Centro apnêustico ? 
Grupo respiratório 
ventral (expiração e 
inspiração) 
Vias respiratórias 
Nervos vago e 
glossofaríngeo 
Grupo respiratóriodorsal (inspiratório) 
Quarto ventrículo 
Organização dos centros respiratórios (Guyton, 1996). 
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GRP I, E I-E 
NPBM 
& 
KF 
vl-NTS 
Ponte 
Bulbo 
Medula Espinhal 
BOT 
NA 
NRA 
RF 
Pré-BOT 
Centros Respiratórios 
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Sistema Nervoso Central 
Ø Núcleos Superiores: 
 - Hipotálamo 
 - Córtex 
 - Sistema Límbico 
Ø Vias da Medula Espinhal: 
 - Dor 
 - Temperatura, Tato 
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Quimiorreceptores 
Arteriais 
Ø  Carotídeos e Aórticos 
Ø  Estímulos: PO2, PCO2, pH 
Ø  Kiwuhl e kiwuhl –Schine : únicos que 
respondem a alterações na PO2 
Ø  Carotídeos tem alto fluxo sanguíneo 
Ø  10-20% resposta ao CO2 
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Nobel Prize of Physiology & Medicine in 1938 
“For the discovery of the role played by the sinus and aortic mechanisms
 in the regulation of the respiration”. 
Corneille Jean F. Heymans 
Bélgica 
(1892-1968) 
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1: Células quimiorreceptoras ou 
glomus 
2: Células de sustentação 
3: Vesículas 
4: Terminais nervosos sensoriais 
5: Nervo do seio carotídeo 
6: Capilares 
6 
5 
6 6 
3 
1 
1 
3 
1 
2 
4 4 
3 
González et al. (1992). Trends. Neurosci. 15: 146-153. 
Quimiorreceptores Carotídeos 
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Córtex cerebral 
Cerebelo 
Tronco cerebral 
Medula espinal 
Motoneurônios 
frênicos 
Gânglio petrosal 
Gânglio 
nodoso Artéria 
carótida 
externa 
Artéria 
carótida 
comum 
Corpo 
carotídico 
Córpos 
aórticos 
Coração 
Diafragma 
Axônios motores 
intercostais 
Sensores 
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Resposta do corpo carotídeo à PaO2 
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Quimiorreceptores Centrais 
Ø Estímulos: PCO2 e pH 
 
Ø Localização: bulbo ventral 
 
Ø Controle: mais importante é 
equilíbrio ácido-base 
Ø  80-90% resposta ao CO2 
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Líquido Cefalorraquidiano 
Ø Mudanças no LCR são muito importantes para 
alterações da ventilação 
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Efetores 
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Axônios bulbo-espinais 
C3 
C4 
C5 
Cervical 
Nervo frênico 
Intercostais 
Torácica 
Diafragma 
Lombar A
bd
om
in
ai
s 
MEDULA 
ESPINAL 
Ilustração da localização dos 
motoneurônios respiratórios 
frênico, intercostal e 
abdominal e suas respectivas 
conexões com os músculos 
respiratórios 
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Resposta dos quimiorreceptores 
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Resposta a variações da PO2 
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Resposta Ventilatória ao 
Exercício 
1. Resposta Imediata ↑ ventilação 
 componente neural 
 córtex motor 
 reflexo condicionado 
 proprioceptores 
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2. ↑ ventilação subseqüente 
 exercício severo 
 ↑ ácido lático 
 ↑ PCO2, [H+] 
 
Resposta Ventilatória ao 
Exercício 
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Se sabemos ‘em essência’: 
1.  o ‘trajeto’ do O2 do ar atmosférico 
até a mitocondria; 
2.  o ‘trajeto oposto’ do do CO2; 
3.  as forças envolvidas na ventilação 
pulmonar; 
4.  os mecanismos de manutenção dos 
gases sanguineos... 
estamos FELIZES! 
Conclusão