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sistema respiratório IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 2 sistema respiratório • EMBRIOLOGIA DA TRAQUEIA: os órgãos do sistema respiratório inferior (laringe, traqueia, brônquios e pulmões) começam a se formar durante a 4ª semana do desenvolvimento. O sistema respiratório começa como uma evaginação na linha mediana, o sulco laringotraqueal, que aparece no assoalho da extremidade caudal do intestino anterior (faringe primitiva). Esse primórdio da arvore traqueobrônquica se desenvolve caudal ao quarto par de bolsas faríngeas. O revestimento endodérmico do sulco laringotraqueal forma o epitélio pulmonar e as glândulas da laringe, da traqueia e dos brônquios. O tecido conjuntivo, a cartilagem e o músculo liso dessas estruturas se desenvolvem a partir do mesoderma esplâncnico ao redor do intestino anterior. Ao final da 4ª semana, o sulco laringotraqueal já evaginou (projetou-se) para formar um divertículo laringotraqueal (broto pulmonar) saculiforme, que está localizado ventral à parte caudal do intestino anterior. À medida que o divertículo se alonga, ele é envolvido pelo mesênquima esplâncnico. Sua extremidade distal se dilata para formar um broto respiratório globular, que representa o broto único do qual a árvore respiratória se origina. Os brotos pulmonares direito e esquerdo aparecem primeiro como duas bolsas externas laterais do intestino anterior em qualquer um dos lados do primórdio da traqueia. O divertículo laringotraqueal logo se separa da faringe primitiva; entretanto, ele se mantém em comunicação com esta através do canal laríngeo primitivo. As pregas traqueoesofágicas longitudinais desenvolvem-se no divertículo, aproximam-se uma da outra e se fundem para formar uma divisão, o septo traqueoesofágico, ao final da 5a semana. Esse septo divide a parte cranial do intestino anterior em uma parte ventral, o tubo laringotraqueal (o primórdio da laringe, da traqueia, dos brônquios e dos pulmões) e uma parte dorsal (primórdio da parte oral da faringe e do esôfago), abertura do tubo laringotraqueal na faringe torna-se o canal laríngeo primitivo A separação do intestino anterior tubular único em traqueia e esôfago resulta de um processo com plexo e coordenado de múltiplas vias de sinalização e de fatores de transcrição. - ANOMALIAS CONGÊNITAS DA TRAQUEIA: § FÍSTULA TRAQUEOESOFÁGICA: IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 3 sistema respiratório A fístula (passagem anormal) entre a traqueia e o esôfago ocorre em 3.000 a 4.500 recém- nascidos; sendo mais afetados os do sexo masculino. Em mais de 85% dos casos, a fístula traqueoesofágica (FTE) está associada a atresia esofágica. A FTE resulta da divisão incompleta da parte cranial do intestino anterior nas partes respiratórias e esofágicas durante a 4ª semana. A fusão incompleta das pregas traqueoesofágicas resulta em um septo traqueoesofágico defeituoso e uma FTE entre a traqueia e o esôfago. A FTE é a anomalia congênita mais frequente do sistema respiratório inferior. Quatro variedades principais de FTE podem se desenvolver. A anomalia mais frequente ocorre na parte superior do esôfago, que termina em fundo cego (atresia esofágica) e na parte inferior, na junção à traqueia próximo à sua bifurcação. Os recém-nascidos que apresentam esse tipo frequente de FTE e atresia esofágica não conseguem deglutir, portanto, frequentemente, a saliva escorre da boca e, quando alimentados, ocorre a regurgitação imediata do leite. Os conteúdos gástrico e intestinal também podem refluir do estômago através da fístula para a traqueia e os pulmões. Esse refluxo de ácido e, em alguns casos, de bile, pode provocar pneumonite (inflamação dos pulmões), levando a comprometimento respiratório. O polidrâmnio está frequentemente associado à atresia esofágica. O excesso do líquido amniótico ocorre porque o líquido não consegue entrar no estômago e nos intestinos para ser absorvido e posteriormente transferido para o sangue materno pela placenta para ser eliminado. § FENDA LARINGOTRAQUEOESOFÁGICA: Em raros casos a laringe e a parte superior da traqueia não se separam completamente do esôfago. Isso resulta em uma conexão persistente de comprimento variável entre essas estruturas normalmente separadas, ou fenda laringotraqueoesofágica. Os sintomas dessa anomalia congênita são similares àqueles da FTE por causa da aspiração de líquidos e/ou comida para os pulmões. A afonia (incapacidade de falar) é uma característica distintiva. § ESTENOSE E ATRESIA DE TRAQUEIA: A estenose (estreitamento) e a atresia da traqueia são anomalias congênitas incomuns, que estão geralmente associadas a uma das variedades de FTE. A estenose e a atresia provavelmente resultam da divisão desigual do intestino anterior em esôfago e traqueia. Às vezes, forma-se uma rede de tecido que obstrui a passagem do ar (atresia traqueal incompleta). Atresia ou agenesia (ausência) da traqueia é invariavelmente fatal. IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 4 sistema respiratório § DIVERTÍCULO TRAQUEAL (BRÔNQUIO TRAQUEAL): O divertículo ou brônquio traqueal consiste em uma projeção da traqueia, semelhante a um brônquio, em fundo cego. A evaginação pode terminar em tecido pulmonar aparentemente normal, formando um lobo traqueal do pulmão. Esse divertículo pode causar infecções recorrentes e angústia respiratória em recém-nascidos. • EMBRIOLOGIA DOS BRÔNQUIOS: o broto respiratório (broto pulmonar) desenvolve-se na extremidade caudal do divertículo laringotraqueal durante a quarta semana. O broto logo se divide em duas evaginações, os brotos brônquicos primários. Esses brotos crescem lateralmente para dentro dos canais pericardioperitoneais, o primórdio das cavidades pleurais. Brotos brônquicos secundários e terciários logo se desenvolvem. Junto com o mesênquima esplâncnico circundante, os brotos brônquicos se diferenciam em brônquios e suas ramificações nos pulmões. No início da 5ª semana, a conexão de cada broto brônquico com a traqueia aumenta para formar o primórdio dos brônquios principais. O brônquio principal direito embrionário é ligeiramente maior do que o esquerdo e está orientado mais verticalmente. Essa relação persiste no adulto; consequentemente, um corpo estranho entra com mais facilidade no brônquio principal direito do que no esquerdo. Os brônquios principais subdividem-se em brônquios secundários, que formam os ramos lobares; estes se dividem em segmentares, que originam os intrassegmentares. No lado direito, o brônquio lobar superior suprirá o lobo superior do pulmão, enquanto o brônquio lobar inferior se subdivide em dois brônquios, o brônquio lobar médio e o brônquio lobar inferior. No lado esquerdo, dois brônquios secundários suprem o lobo superior e o lobo inferior dos pulmões. Cada brônquio lobar sofrerá progressivas ramificações. Os brônquios segmentares, 10 no pulmão direito e 8 ou 9 no pulmão esquerdo, começam a se formar na 7ª semana. Enquanto isso ocorre, o mesênquima circundante também se divide. Os brônquios segmentares, com a massa de mesênquima, formam o primórdio dos segmentos broncopulmonares. Na 24ª semana, aproximadamente 17 ordens de segmentos estão formadas e os bronquíolos respiratórios já se desenvolveram. Além disso, sete ordens de vias respiratórias se formam após o nascimento. Conforme os brônquios se desenvolvem, as placas de cartilagem se desenvolvem a partir do mesênquima esplâncnico circundante. O músculo liso e o tecido conjuntivo dos brônquios, o tecido conjuntivo pulmonar e os IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 5 sistema respiratório capilares também são derivados desse mesênquima.Quando os pulmões se desenvolvem, adquirem uma camada de pleura visceral derivada do mesênquima esplâncnico. Com a expansão, os pulmões e a cavidade pleural crescem caudalmente para o mesênquima da parede corporal e logo se aproximam do coração. A parede torácica corporal torna-se revestida por uma camada de pleura parietal derivada do mesoderma somático. O espaço entre a pleura parietal e a visceral é a cavidade pleural. Após o nascimento, o pulmão sofre mais 7 dicotomizações, somando 24 dicotomizações no total. O pulmão cresce até 8 anos, que é quando completa seu desenvolvimento. • PERÍODOS/FASES DE MATURAÇÃO DO PULMÃO (EMBRIOLOGIA DOS PULMÕES): a maturação dos pulmões é dividida em quatro estágios histologicamente superpostos: pseudoglandular, canalicular, saco terminal (sacular) e alveolar. - ESTÁGIO PSEUDOGLANDULAR (DA 5ª À 17ª SEMANA): do ponto de vista histológico, durante o estágio pseudoglandular, o pulmão tem aparência de glândulas exócrinas. Com 16 semanas, todos os principais componentes dos pulmões estão formados, exceto aqueles envolvidos com as trocas gasosas. A respiração não é possível; portanto, fetos nascidos durante esse período não conseguem sobreviver. - ESTÁGIO CANALICULAR (DA 16ª SEMANA À 25ª SEMANA): o estágio canalicular sobrepõe- se ao estágio pseudoglandular porque os segmentos craniais dos pulmões amadurecem mais rápido do que os segmentos caudais. Durante o estágio canalicular, os lumens dos brônquios e dos bronquíolos terminais tornam-se maiores e o tecido pulmonar torna-se altamente vascularizado. Na 24ª semana, cada bronquíolo terminal forma dois ou mais bronquíolos respiratórios, que irão se dividir em três a seis passagens: os ductos alveolares primitivos. A respiração é possível ao final do estágio canalicular (26 semanas), pois alguns sacos terminais de parede delgada (alvéolos primitivos) se desenvolvem no fim dos bronquíolos respiratórios e o tecido pulmonar está bem vascularizado. Embora fetos nascidos ao término desse período consigam sobreviver se tiverem cuidados intensivos, IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 6 sistema respiratório recém-nascidos prematuros muitas vezes não sobrevivem, porque o sistema respiratório e os outros sistemas ainda estão relativamente imaturos. - ESTÁGIO DE SACO TERMINAL (SACULAR) (DA 24ª SEMANA AO PERÍODO FINAL DO PERÍODO FETAL): durante o estágio de saco terminal, muito mais sacos terminais (alvéolos primitivos) se desenvolvem e seus epitélios tornam-se muito finos. Os capilares começam a se projetar para esses sacos. O íntimo contato entre o epitélio e as células endoteliais estabelece a barreira hematoaérea, que permite uma troca adequada de gases, necessária para a sobrevida do feto em caso de nascimento prematuro. Na 26ª semana, os sacos terminais são revestidos principalmente por células epiteliais pavimentosas de origem endodérmica, os pneumócitos do tipo I, através dos quais ocorre a troca gasosa. A rede de capilares prolifera rapidamente no mesênquima ao redor dos alvéolos em desenvolvimento e é concomitante ao desenvolvimento dos capilares linfáticos. Dispersas entre as células epiteliais pavimentosas, estão células epiteliais secretoras arredondadas (de mesma origem endodérmica), os pneumócitos do tipo II, que secretam o surfactante pulmonar, uma mistura complexa de fosfolipídios e proteínas. O surfactante se forma como uma película monomolecular na parede interna dos sacos alveolares, as unidades funcionais dos pulmões, e neutraliza as forças de tensão superficial na interface ar-alvéolo. Isso facilita a expansão dos sacos terminais, prevenindo a atelectasia (colapso dos sacos durante a expiração). A maturação dos pneumócitos do tipo II e a produção do surfactante variam amplamente entre os fetos de diferentes idades gestacionais. A produção do surfactante aumenta durante os estágios terminais da gestação, particularmente durante as últimas 2 semanas. A produção de surfactante começa entre a 20ª e a 22ª semana, mas o surfactante está presente apenas em pequenas quantidades em recém-nascidos prematuros, não existindo em níveis adequados até o fim do período fetal. Por volta da 26ª à 28ª semana, o feto frequentemente pesa cerca de 1.000 g, e existem sacos alveolares e surfactante suficientes para permitir a sobrevida de recém-nascidos prematuros. Antes disso, os pulmões não conseguem, geralmente, realizar trocas gasosas adequadas, em parte, porque a área de superfície alveolar é insuficiente e a vascularização é pouco desenvolvida. A presença de sacos terminais delgados ou um epitélio alveolar primitivo não é tão importante para a sobrevida e o IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 7 sistema respiratório desenvolvimento neurológico de recém- nascidos prematuros quanto a adequada vascularização pulmonar e produção de surfactante suficiente. Fetos nascidos entre a 24ª e a 26ª semana após a fecundação conseguem sobreviver se tiverem cuidados intensivos; entretanto, eles podem sofrer de angústia respiratória (desconforto respiratório) pela deficiência de surfactante. A sobrevida desses recém- nascidos tem aumentado pelo uso pré-natal de corticosteroides (esteroides produzidos pelo córtex das glândulas suprarrenais), que induz a produção de surfactante, e com a terapia pós-natal de reposição de surfactante. - ESTÁGIO ALVEOLAR (DO FIM DO PERÍODO FETAL AOS 8 ANOS): a definição do momento exato quando o estágio de saco terminal acaba e se inicia o estágio alveolar depende da definição do termo alvéolos. Os sacos terminais análogos aos alvéolos já existem na 32ª semana. O epitélio de revestimento desses sacos atenua-se para uma fina camada epitelial pavimentosa. Os pneumócitos do tipo I tornam-se tão delgados que os capilares adjacentes se projetam para os sacos alveolares. Ao fim do período fetal (38 semanas), os pulmões são capazes de realizar a respiração, pois a membrana alveolocapilar (barreira de difusão pulmonar ou membrana respiratória) é delgada o suficiente para realizar as trocas gasosas. Embora os pulmões não comecem a realizar essa função vital até o nascimento, estão bem desenvolvidos e, portanto, capazes de funcionar prontamente após o nascimento. No início do estágio alveolar (34 semanas), cada bronquíolo respiratório termina em um aglomerado de sacos alveolares de paredes delgadas, separados uns dos outros por tecido conjuntivo frouxo. Esses sacos representam os futuros ductos alveolares. A transição da troca gasosa dependente da placenta para a troca gasosa autônoma requer as seguintes mudanças adaptativas dos pulmões: § Produção de surfactante nos sacos alveolares; § Transformação dos pulmões de órgãos secretores para órgãos capazes de realizar as trocas gasosas; § Estabelecimento das circulações sistêmica e pulmonar em paralelo. Aproximadamente 95% dos alvéolos maduros desenvolvem- se no período pós-natal. Antes do nascimento, os alvéolos primordiais aparecem como pequenas projeções nas paredes dos bronquíolos respiratórios e dos sacos alveolares, dilatações terminais dos ductos alveolares. Após o nascimento, os alvéolos primitivos se ampliam conforme a expansão dos pulmões, mas o maior aumento no tamanho dos pulmões resulta do aumento IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 8 sistema respiratório no número de bronquíolos respiratórios e alvéolos primitivos, mais do que do aumento no tamanho dos alvéolos. O desenvolvimento alveolar está, em grande parte, completo aos 3 anos de idade, mas novos alvéolos são acrescentados até aproximadamente 8 anos de idade. Ao contrário dos alvéolos maduros, os alvéolos imaturos têm o potencial para formar alvéolos primitivosadicionais. À medida que esses alvéolos aumentam em tamanho, eles se tornam alvéolos maduros. No entanto, o principal mecanismo para o aumento do número de alvéolos é a formação de septos secundários de tecido conjuntivo que subdividem os alvéolos primitivos existentes. Inicialmente, os septos são relativamente espessos, mas eles logo são transformados em septos delgados maduros que são capazes de realizar as trocas gasosas. O desenvolvimento dos pulmões durante os primeiros meses após o nascimento é caracterizado pelo aumento exponencial na superfície da barreira hematoaérea graças à multiplicação dos alvéolos e capilares. Aproximadamente 150 milhões de alvéolos primitivos, metade do número em adultos, estão presentes nos pulmões de um recém- nascido a termo. Na radiografia de tórax, portanto, os pulmões dos recém-nascidos são mais densos que os pulmões dos adultos. Entre o terceiro e o oitavo ano de vida, são alcançados os 300 milhões de alvéolos dos adultos. Três fatores são importantes para o desenvolvimento normal do pulmão: espaço torácico adequado para o crescimento pulmonar, MRFs e volume de líquido amniótico adequado. Ao nascimento, os pulmões têm aproximadamente metade de seu volume preenchido com líquido derivado da cavidade amniótica, pulmões e glândulas traqueais. A aeração dos pulmões ao nascimento se deve à rápida substituição do líquido intra-alveolar pelo ar e não à dilatação dos órgãos colapsados vazios. O líquido dos pulmões é retirado ao nascimento por três vias: I. Através da boca e do nariz por pressão no tórax fetal durante o parto vaginal; II. Pelos capilares, artérias e veias pulmonares; III. Pelos vasos linfáticos. No feto próximo ao termo, os vasos linfáticos pulmonares são relativamente maiores e mais numerosos do que em adultos. O fluxo linfático é rápido durante as primeiras horas após o nascimento e em seguida diminui. Correlação da melhora da asma com o envelhecimento: a partir da maturação completa dos pulmões reduz o número de asmáticos. IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 9 sistema respiratório • AMADURECIMENTO PULMONAR: o pulmão fica parcialmente maduro aos 3 anos com finalização aos 8 anos e não sobrevive antes da 26ª semana fetal. Enquanto houver formação de células alveolares, o pulmão se desenvolve. O amadurecimento do pulmão ocorre por/pela: § Presença e desenvolvimento da membrana delgada importante para haver troca gasosa (membrana alveolocapilar). § Quantidade adequada de surfactante. § Vascularização abundante. E existem 3 fatores importantes para o desenvolvimento do pulmão: § Espaço pericardioperitoneal. § Movimentos respiratórios fetais. § Volume adequado de líquido amniótico. • MAL FORMAÇÕES DO PULMÃO: - OLIGOIDRÂMNIO: quando o oligoidrâmnio (quantidade insuficiente de líquido amniótico) é substancial e crônico por causa do extravasamento ou diminuição na produção do líquido amniótico, o desenvolvimento pulmonar é retardado e pode resultar em hipoplasia pulmonar grave com restrição do tórax fetal e dos movimentos respiratórios. O risco de hipoplasia pulmonar aumenta significativamente quando o oligoidrâmnio ocorre antes da 26ª semana. Também já foi demonstrado que o oligoidrâmnio resulta em diminuição da pressão hidráulica nos pulmões, comprometendo os receptores de estiramento, que, por sua vez, afetam a regulação de Ca2+ e o crescimento pulmonar. - SÍNDROME DA ANGÚSTIA RESPIRATÓRIA (DOENÇA MEMBRANA HIALINA): essas crianças desenvolvem uma respiração rápida e com dificuldade logo após o nascimento. A deficiência do surfactante é a principal causa da SAR. Os pulmões são subinflados, e os alvéolos contêm um líquido com alto conteúdo proteico que lembra uma membrana vítrea ou hialina, derivada de uma combinação de substâncias da circulação e do epitélio pulmonar comprometido. A asfixia (comprometimento ou ausência da troca de oxigênio e dióxido de carbono) intrauterina prolongada pode causar mudanças irreversíveis nas células alveolares tipo II, tornando-as incapazes de produzir o surfactante. Outros fatores, tais como sepse, aspiração e pneumonia, podem inativar o surfactante, levando a uma ausência ou deficiência de surfactante em recém- nascidos prematuros e a termo. IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 10 sistema respiratório Os corticosteroides e tiroxina, que estão envolvidos na maturação dos pulmões fetais, são potentes estimuladores da produção de surfactante. O tratamento materno com glicocorticoides durante a gestação acelera o desenvolvimento pulmonar fetal e a produção de surfactante. Além disso, a administração de surfactante exógeno (terapia de reposição de surfactante) reduz a gravidade da SAR e a chance de mortalidade neonatal. - LOBO DA VEIA ÁZIGO: desenvolve-se quando o brônquio apical cresce superiormente, medial ao arco da veia ázigo, em vez de lateral a ele. Como resultado, a veia fica na base de uma fissura no lobo superior, que produz uma marcação linear na radiografia do pulmão. - CISTOS PULMONARES CONGÊNITOS: os pulmões ficam preenchidos por líquido ou ar. Esses cistos são formados pela dilatação dos brônquios terminais. Provavelmente resultam de um distúrbio de desenvolvimento brônquico no fim da vida fetal. Geralmente são localizados na periferia do pulmão. - AGENESIA PULMONAR: resulta da ausência de desenvolvimento do broto respiratório. Unilateral é compatível com a vida. O pulmão é hiper expandido. - HIPOPLASIA PULMONAR: em recém-nascidos com hérnia diafragmática congênita, o pulmão não consegue se desenvolver normalmente, porque é comprimido pelo posicionamento anormal das vísceras abdominais. É caracterizada por redução acentuada do volume pulmonar e hipertrofia do músculo liso das artérias pulmonares. A hipertensão pulmonar leva à diminuição no fluxo sanguíneo pelo sistema vascular pulmonar, visto que o sangue continua a desviar-se pelo canal arterial. - PULMÃO ACESSÓRIO: quase sempre se localiza na base do pulmão esquerdo e não é funcional. Não se comunica com a árvore traqueobrônquica e seu suprimento sanguíneo normalmente é sistêmico. • ANATOMIA DA TRAQUEIA: a traqueia, que se estende da laringe até o tórax, termina inferiormente dividindo-se em brônquios principais direito e esquerdo. Transporta o ar que entra e sai dos pulmões, e seu epitélio impulsiona o muco com resíduos em direção à faringe para expulsão pela boca. A traqueia é um tubo fibrocartilagíneo, sustentado por cartilagens (anéis) traqueais incompletas, que ocupa uma posição mediana no pescoço. As cartilagens traqueais mantêm a traqueia pérvia; são deficientes na parte posterior onde a traqueia é adjacente ao esôfago. A abertura posterior nos anéis traqueais é transposta pelo músculo traqueal, músculo liso involuntário que une as extremidades dos anéis. Portanto, a parede posterior da traqueia é plana. IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 11 sistema respiratório Nos adultos, a traqueia tem cerca de 2,5 cm de diâmetro, enquanto nos lactentes tem o diâmetro de um lápis. A traqueia estende-se a partir da extremidade inferior da laringe no nível da vértebra C VI. Termina no nível do ângulo esternal ou do disco entre as vértebras T IV e T V, onde se divide nos brônquios principais direito e esquerdo. - RELAÇÕES ANATÔMICAS DA TRAQUEIA: § PARTE CERVICAL DA TRAQUEIA: à RELAÇÕES ANTERIORES: é cruzada anteriormente por pele e pelas fáscias cervicais superficial e profunda. Ela também é cruzada pelo arco jugular e superposta pelos músculos esterno-hiódeo e esternotireóideo. A segunda à quarta cartilagens traqueais são cruzadas pelo istmo da glândula tireoide, acima do qual uma artéria anastomótica liga asartérias tireóideas superiores bilaterais; abaixo e anteriormente localizam-se a fáscia pré-traqueal, as veias tireóideas inferiores, remanescentes tímicos e artéria tireoides ima (quando ela existe). Em crianças, a artéria braquiocefálica cruza obliquamente em frente à traqueia ao nível da borda inferior do manúbrio ou um pouco acima disso; a veia braquiocefálica esquerda também pode se elevar um pouco acima desse nível. à RELAÇÕES POSTERIORES: o esôfago localiza- se atrás da traqueia cervical, separando-a da coluna vertebral e da fáscia pré-vertebral. à RELAÇÕES LATERAIS: os lobos da glândula tireoide, que descem até a quinta ou sexta cartilagem traqueal, e as artérias carótida comum e tireóidea inferior são relações laterais. Os nervos laríngeos recorrentes sobrem de cada lado, nos sulcos entre as laterais da traqueia e o esôfago ou próximo a estes. § PARTE TORÁXICA DA TRAQUEIA: à RELAÇÕES ANTERIORES: ao descer pelo mediastino superior, a traqueia localiza-se atrás do manúbrio esternal, das inserções dos músculos esterno-hioideo e esternotireóideo, dos remanescentes tímicos e da veia tireóidea inferior. As artérias braquiocefálica e carótida comum esquerda localizam-se à esquerda e à direita da traqueia, respectivamente, ao se dirigir superiormente pelo pescoço. A um nível inferior, o arco aórtico, as artérias braquiocefálica e carótida comum esquerda, a veia braquiocefálica esquerda, o plexo cardíaco profundo e alguns linfonodos são todos anteriores à traqueia. à RELAÇÕES POSTERIORES: o esôfago é posterior à traqueia e a separa da coluna vertebral. à RELAÇÕES LATERAIS: lateralmente e à direita estão o pulmão direito e a pleura, a veia braquiocefálica direita, a VCS, o nervo vago direito e a veia ázigos. À esquerda estão o arco da aorta e as artérias carótida comum IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 12 sistema respiratório e subclávia esquerda. O nervo laríngeo recorrente esquerdo localiza-se inicialmente entre a traqueia e o arco aórtico e depois no sulco entre a traqueia e o esôfago ou logo à frente dele. - IRRIGAÇÃO E INERVAÇÃO DA TRAQUEIA: a traqueia é inervada por ramos dos nervos vagos, nervos laríngeos recorrentes e troncos simpáticos. • ANATOMIA DO PULMÃO: cada pulmão tem: § ÁPICE: a extremidade superior arredondada do pulmão que ascende acima do nível da costela I até a raiz do pescoço; o ápice recoberto pela cúpula da pleura. § BASE: a face inferior côncava do pulmão, oposta ao ápice, que acomoda a cúpula ipsilateral do diafragma e se apoia nela. § DOIS LADOS OU TRÊS LOBOS: criados por uma ou duas fissuras. § TRÊS FACES: costal, mediastinal e diafragmática. § TRÊS MARGENS: anterior, inferior e posterior. - PULMÃO DIREITO: apresenta fissura oblíqua direita e horizontal, que o dividem em três lobos direitos: superior, médio e inferior. O pulmão direito é maior e mais pesado do que o esquerdo, porém é mais curto e mais largo, porque a cúpula direita do diafragma é mais alta e o coração e o pericárdio estão mais voltados para a esquerda. A margem anterior do pulmão direito é relativamente reta. - PULMÃO ESQUERDO: tem uma única fissura oblíqua esquerda, que o divide em dois lobos esquerdos, superior e inferior. A margem anterior do pulmão esquerdo tem uma incisura cardíaca profunda, uma impressão deixada pelo desvio do ápice do coração para o lado esquerdo. Essa impressão situa-se principalmente na face anteroinferior do lobo superior e costuma moldar a parte mais inferior e anterior do lobo superior, transformando-a em um processo estreito e linguiforme, a língula, que se estende abaixo da incisura cardíaca e desliza para dentro e para fora do recesso costomediastinal durante a inspiração e a expiração. - IRRIGAÇÃO DO PULMÃO: cada pulmão tem uma grande artéria pulmonar para irrigação e duas veias pulmonares que drenam seu sangue. § ARTÉRIAS PULMONARES DIREITA E ESQUERDA: originam-se do tronco pulmonar no nível do ângulo do esterno e conduzem sangue pouco oxigenada (venoso) aos pulmões para oxigenações. Cada artéria pulmonar torna-se parte da raiz do pulmão correspondente e divide-se em artérias lobares secundárias. § ARTÉRIAS LOBARES SUPERIORES DIREITA E ESQUERDA: que irrigam os lobos IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 13 sistema respiratório superiores, surgem primeiro antes da entrada do hilo. Entrando no pulmão, a artéria desce posterolateralmente ao brônquio principal, como artéria lobar inferior do pulmão esquerdo e como uma artéria intermediária, que se divide em artérias lobares média e inferior do pulmão direito. As artérias lobares dividem-se em artérias segmentares terciárias. As artérias e os brônquios formam pares no pulmão, com ramificações simultâneas e trajetos paralelos. Consequentemente, cada lobo é servido por um par formado pela artéria lobar e brônquio secundários, e cada segmento broncopulmonar é suprido por uma artéria segmentar e brônquio terciários. Geralmente as artérias estão posicionadas na face anterior do brônquio correspondente. - DRENAGEM VENOSA DO PULMÃO: duas veias pulmonares de cada lado, uma veia pulmonar superior e uma veia pulmonar inferior, conduzem sangue rico em oxigênio (“arterial”) dos lobos correspondentes de cada pulmão para o átrio esquerdo do coração. A veia do lobo médio é uma tributária da veia pulmonar direita superior. O trajeto das veias pulmonares é independente do trajeto das artérias e brônquios no pulmão, elas seguem entre segmentos broncopulmonares adjacentes e recebem sangue no trajeto em direção ao hilo. Exceto na região central, peri-hilar do pulmão, as veias da pleura visceral e da circulação venosa bronquial drenam para as veias pulmonares e o volume relativamente pequeno de sangue pobre em oxigênio se junta ao grande volume de sangue rico em oxigênio que retorna ao coração. As veias da pleura parietal unem-se às veias sistêmicas em partes adjacentes da parede torácica. • HISTOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO INFERIOR (TRAQUEIA, BRÔNQUIOS E ALVEÓLOS): § TRAQUEIA: possui 4 camadas bem definidas: mucosa (epitélio pseudoestratificado ciliado e uma lâmina própria rica em fibras elásticas), submucosa (tecido conjuntivo ligeiramente mais denso que a lâmina própria), camada cartilaginosa (cartilagens hialinas em formato de C) e adventícia (tecido conjuntivo que liga a traqueia às estruturas adjacentes). § BRÔNQUIOS: possuem os ramos maiores (epitélio respiratório), ramos menores (cilíndrico simples ciliado) e lâmina própria (rica em fibras elásticas). IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 14 sistema respiratório § BRONQUIOLOS: o seu epitélio, na porção inicial, é cilíndrico simples ciliado. Na porção final, é cúbico simples, incialmente ciliado, e, ao final, sem cílios. § ALVEOLOS: assim como os sacos alveolares, quase sempre a parede de um alvéolo é comum a dois alvéolos adjacentes, sendo denominada parede alveolar ou septo interalveolar. O septo interalveolar é composto por duas camadas de células epiteliais separadas por uma delgada lâmina de tecido conjuntivo formado de fibras reticulares e elásticas, substância fundamental e células do conjuntivo. No tecido conjuntivo do interior dos septos, há também uma extensa rede de capilares sanguíneos. • ÁCINO PULMONAR: o ácino pulmonar é constituído de bronquíolo respiratório, saco terminal, ducto alveolar e alvéolo. • MUSCULATURA DA RESPIRAÇÃO: - INSPIRAÇÃO: os músculos mais importantes que elevam a caixa torácica são os intercostais externos, sendo outros auxiliares os seguintes: músculos esternocleidomastóideos (se elevam a partir do esterno), serrátil anterior (que eleva a maioria das costelas) e escaleno (eleva as duas primeirascostelas). Conforme os músculos se contraem, tracionam as costelas superiores para frente em relação das costelas inferiores, o que causa alavancagem das costelas para cima, promovendo a inspiração. Os intercostais internos funcionam da maneira oposta, como músculos expiratórios, pois se angulam entre as costelas na direção oposta e promovem alavancagem oposta. - EXPIRAÇÃO: os músculos que tracionam o gradil costal para baixo durante a expiração forçada são principalmente os seguintes: retos abdominais (com o seu potente efeito de tracionar as costelas inferiores ao mesmo tempo que comprimem o conteúdo abdominal para cima contra o diafragma juntamente com a ação dos outros músculos abdominais) e intercostais internos. Durante a expiração forçada, os retos abdominais tracionam as costelas inferiores ao mesmo tempo que comprime o conteúdo abdominal para cima contra o diafragma junto com ação de outros músculos abdominais) e os intercostais internos As costelas estão anguladas para baixo e os intercostais externos estão alongados para frente e para baixo. • COMPLACÊNCIA PULMONAR: a extensão até a qual os pulmões irão se expandir para cada unidade de aumento na pressão transpulmonar (caso haja decorrido tempo suficiente para se atingir o equilíbrio) recebe IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 15 sistema respiratório o nome de complacência pulmonar. A complacência total de ambos os pulmões juntos de um adulto normal gira em torno de 200 ml de ar/cmH2O de pressão transpulmonar. Ou seja, cada vez que a pressão transpulmonar aumentar em 1 cmH2O, o volume pulmonar, após 10 a 20 segundos, se expande em 200 ml. O diagrama da figura relaciona as alterações do volume pulmonar às alterações da pressão intrapleural que, por sua vez, modifica a pressão transpulmonar. Observe que a relação é diferente para a inspiração e para a expiração. Cada curva é registrada alterando-se a pressão intrapleural em pequenos passos e permitindo-se que o volume pulmonar atinja um nível estável entre passos sucessivos. As duas curvas são chamadas, respectivamente, de curva de complacência inspiratória e curva de complacência expiratória, sendo o diagrama completo denominado diagrama de complacência pulmonar. • ELASTICIDADE PULMONAR: é a capacidade que um pulmão possui de retornar ao seu estado inicial, após sofrer uma deformação externa, ou seja, é a capacidade desses sistemas das vias aéreas de resistirem ao fluxo. • VOLUMES PULMONARES: os pulmões possuem 4 volumes que, juntos, igualam-se ao volume máximo de expansão dos pulmões. Os volumes variam consideravelmente dependendo de tipo físico, idade, peso, sexo e outros fatores, como a altitude onde reside o indivíduo. A significância de cada volume pulmonar é a seguinte: I. VOLUME CORRENTE: é o volume de ar inspirado ou expirado a cada respiração normal - corresponde a cerca de 500 ml no homem saudável médio (70 kg). II. VOLUME DE RESERVA INSPIRATÓRIO: é o volume extra de ar que pode ser inspirado acima do volume corrente normal quando o indivíduo inspira com força máxima – geralmente equivale a cerca de 3.000 ml. III. VOLUME DE RESERVA EXPIRATÓRIO: é o volume extra máximo de ar que pode ser expirado durante a expiração forçada após o término IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 16 sistema respiratório de uma expiração de corrente normal – normalmente em torno de 1.100 ml em homens. IV. VOLUME RESIDUAL: é o volume de ar que permanece nos pulmões após a expiração forçada máxima – gira em torno da média de 1.200 ml. • CAPACIDADES PULMONARES: as capacidades pulmonares importantes que podem ser descritas como se segue: I. A capacidade inspiratória é igual ao volume corrente mais o volume de reserva inspiratório. Essa capacidade é a quantidade de ar (cerca de 3.500 mililitros) que a pessoa pode respirar, começando a partir do nível expiratório normal e distendendo os pulmões até seu máximo. II. A capacidade residual funcional é igual ao volume de reserva expiratório mais o volume residual. Essa capacidade é a quantidade de ar que permanece nos pulmões, ao final de expiração normal (cerca de 2.300 mililitros). III. A capacidade vital é igual ao volume de reserva inspiratório mais o volume corrente mais o volume de reserva expiratório. Essa capacidade é a quantidade máxima de ar que a pessoa pode expelir dos pulmões, após primeiro enchê-los à sua extensão máxima e, então, expirar, também à sua extensão máxima (em torno de 4.600 mililitros). IV. A capacidade pulmonar total é o volume máximo a que os pulmões podem ser expandidos com o maior esforço (cerca de 5.800 mililitros); é igual à capacidade vital mais o volume residual. Em geral, todos os volumes e capacidades pulmonares, nas mulheres, são cerca de 20% a 25% menores do que nos homens, e são maiores em pessoas atléticas e com massas corporais maiores do que em pessoas menores e astênicas. • ZONAS CONDUTORAS PULMONARES: a parte condutora de ar consiste, sequencialmente, nas cavidades nasais e seios nasais associados, nasofaringe, orofaringe, laringe, traqueia, brônquios e bronquíolos. • ZONAS DE TROCA PULMONAR: a parte respiratória é composta, na sequência, de bronquíolos respiratórios, ductos alveolares, sacos alveolares e alvéolos. A função IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 17 sistema respiratório principal é a troca de gases entre o ar e o sangue. A respiração envolve a participação de um mecanismo de ventilação. A entrada (inspiração) e a saída (expiração) de ar ocorrem com a ajuda de quatro elementos: I. A caixa torácica. II. Os músculos intercostais associados. III. O músculo diafragma. IV. O tecido conjuntivo elástico dos pulmões. Os bronquíolos respiratórios são a transição da parte condutora para a parte respiratória, eles são revestidos inicialmente por células epiteliais cuboides simples. O epitélio se torna cuboide baixo e não ciliado nos ramos subsequentes. O bronquíolo respiratório se subdivide e origina um ducto aIveolar contínuo ao saco alveolar. Vários alvéolos se abrem no saco alveolar. • ASMA: a asma é uma desordem inflamatória crônica das vias aéreas que causa episódios recorrentes de chiado, falta de ar, aperto torácico e tosse, particularmente à noite e/ou cedo pela manhã. Os pontos-chave da doença são obstrução intermitente e reversível das vias aéreas, inflamação crônica dos brônquios com eosinófilos, hipertrofia e hiper- reatividade das células musculares lisas brônquicas e aumento na secreção de muco. É caracterizada por sibilos, roncos e/ou estertores grossos. A inspeção e a palpação podem estar normais. No entanto, pode haver aumento da frequência respiratória e até redução bilateral da expansibilidade se o paciente estiver hiperinsuflado (asma em crise). Nesse caso haverá também hipersonoridade, redução do frêmito toracovocal e do murmúrio vesicular bilateralmente. - EPIDEMIOLOGIA DA ASMA: a asma é doença prevalente, acometendo cerca de 5% da população mundial; estima-se que mais de 300 milhões de pessoas no mundo todo sejam afetadas pela doença. Graças ao sucesso no manejo da doença, no entanto, a mortalidade pela asma diminuiu em cerca de 40% na última década. No entanto, ainda persistem iniquidades, sendo a mortalidade maior em países de média e baixa rendas. A asma acomete principalmente crianças e adolescentes, embora possa comprometer também adultos. Cerca de 5% dos asmáticos apresentam doença de difícil controle e refratária ao tratamento com corticosteroides. Esses pacientes são os que consomem a maior parte dos recursos da saúde direcionados para a doença, exigem maior número de hospitalizações e têm pior qualidadede vida. Por ser um grupo bastante heterogêneo clinicamente, muito esforço IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 18 sistema respiratório tem sido feito para identificar os diferentes fenótipos da asma grave. Uma vez identificados esses fenótipos, os pacientes beneficiar-se-iam de tratamento individualizado. A melhora do quadro clínico por um anticorpo monoclonal anti-IL-5 em pacientes com asma grave eosinofílica é um bom exemplo disso. - MECANISMOS IMUNOLÓGICOS DA PATOGÊNESE DA ASMA: § ASMA ATÓPICA OU ALÉRGICA: esse é o tipo de asma mais comum, e é um exemplo clássico de reação hipersensibilidade mediada por lgE (tipo I). A doença geralmente começa da infância e é desencadeada por alérgenos ambientais, como poeira, pólen, escamas de baratas ou de outros animais, e alimentos, que mais frequentemente agem em sinergia com outros cofatores ambientais pró- inflamatórios, notavelmente as infecções respiratórias virais. Uma história familiar positiva para asma é comum, e um teste cutâneo com o antígeno agressor nesses pacientes resulta em uma reação papuloeritematosa imediata. A asma atópica também pode ser diagnosticada com base nos níveis totais elevados de lgE sérica ou na evidência de sensibilização ao alérgeno por testes de radioalergossorventes séricos (denominados RAST), que detectam a presença de anticorpos IgE específicos para um alérgeno individual. § ASMA NÃO ATÓPICA: indivíduos com asma não atópica não apresentam evidências de sensibilização a alérgenos, e os resultados dos testes cutâneos geralmente são negativos. A história familiar positiva para asma é menos comum nesses pacientes. As infecções por vírus (p. ex., rinovírus, vírus parainfluenza e vírus sincicial respiratório) são desencadeadores comuns na asma não atópica. Poluentes inalados do ar, como fumaça, dióxido de enxofre, ozônio e dióxido de nitrogênio, também podem contribuir para a inflamação crônica e a hiper-reatividade das vias em alguns casos. Como mencionado, em algumas instâncias, os ataques podem ser desencadeados por eventos aparentemente inócuos, como exposição ao frio e até mesmo exercícios. § ASMA INDUZIDA POR FÁRMACOS: vários agentes farmacológicos provocam asma. A asma sensível à aspirina é um tipo incomum, ocorrendo em indivíduos com rinite recorrente e pólipos nasais. Esses indivíduos são IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 19 sistema respiratório intensamente sensíveis a pequenas doses de aspirina, assim como a outros anti-inflamatórios não esteroides, e apresentam não apenas crises asmáticas, mas também urticária. A aspirina (e outros agentes anti- inflamatórios não esteroides) desencadeia a asma nesses pacientes, inibindo a via da ciclo- oxigenase do metabolismo do ácido araquidônico, levando a uma rápida queda na prostaglandina E2. Normalmente, a prostaglandina E2 inibe as enzimas que geram os mediadores pró- inflamatórios como leucotrienos B 4, C4, D4 e E4, que se acredita terem um papel central na asma induzida por aspirina. § ASMA OCUPACIONAL: essa forma de asma pode ser desencadeada por vapores (resinas epóxi, plásticos), poeiras orgânicas e químicas (madeira, algodão, platina), gases (tolueno) e outros compostos químicos (formaldeído, produtos de penicilina). São necessárias apenas quantidades mínimas desses compostos químicos para induzir a crise, que geralmente ocorre após exposição repetida. Os mecanismos subjacentes variam conforme o estímulo e incluem reações de tipo I, liberação direta de substâncias broncoconstritoras e respostas de hipersensibilidade de origem desconhecida. - PATOGENIA DA ASMA: a asma atópica é causada pela resposta de células TH2 e IgE aos alérgenos ambientais em indivíduos geneticamente pré-dispostos. A inflamação das vias aéreas é central na fisiopatologia da doença e causa disfunção das vias aéreas, parte pela da liberação de mediadores inflamatórios potentes, parte pela remodelagem das paredes das vias aéreas. À medida que a doença se agrava, há secreção local aumentada de fatores de crescimento, induzindo hipertrofia de glândulas mucosas, proliferação de músculo liso, angiogênese, fibrose e proliferação de feixes nervosos. Combinações variáveis desses processos ajudam a explicar os diferentes subtipos de asma, sua resposta ao tratamento e a sua história natural na vida da pessoa. As contribuições da resposta imune, genética e ambiente são discutidas separadamente a seguir, embora elas estejam intimamente entrelaçadas. à RESPOSTAS DO TH2, IGE E INFLAMAÇÃO: uma anormalidade fundamental na asma é a resposta exagerada do TH2 aos antígenos ambientais normalmente inofensivos. As células TH2 secretam citocinas que promovem uma inflamação e estimulam a produção de IgE e outros anticorpos pelas células B. Essas citocinas incluem a IL-4, que IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 20 sistema respiratório estimula a produção de IgE; IL-5, que ativa eosinófilos recrutados localmente; e IL-13, que estimula a secreção de muco pelas glândulas submucosas brônquicas e também promove a produção de IgE por células B. Essas células T e células epiteliais secretam quimiocinas que recrutam mais células T e eosinófilos, exacerbando a reação. Como em outras reações alérgicas, a IgE se liga aos receptores Fc nos mastócitos submucosos, e a exposição repetida ao alérgeno faz com que os mastócitos liberem o conteúdo dos grânulos e produzam citocinas e outros mediadores, que coletivamente induzem a reação de fase inicial (hipersensibilidade imediata) e a reação de fase tardia. - FATORES DE RISCO PARA A ASMA: os fatores de risco podem ser divididos em ambientais e próprios do paciente, como é o caso dos aspectos genéticos, obesidade e sexo masculino (durante a infância). Os fatores ambientais são representados pela exposição à poeira, infecções virais, alérgenos como ácaros, pólen, pelo de animais, fumaça de cigarro, irritantes químicos e poluição ambiental, mudanças climáticas, exercícios físicos vigorosos, estresse emocional e até mesmo alguns tipos de medicamentos. Quando não houver como evitar a exposição, o paciente pode seguir alguns cuidados, como: § Evitar atividades físicas ao ar livre, especialmente em dias frios. § Evitar baixa umidade ou exposição em dias com muita poluição. § Não fumar e evitar ambientes fechados com pessoas fumando. Alguns estudos apontam que a redução de peso em pacientes obesos com asma demonstra melhora na função pulmonar, nos sintomas, morbidade e na condição de vida. As infecções em si não são uma causa ou gatilho da asma, mas crianças jovens com sensibilização a alérgenos aéreos, que desenvolvem infecções virais do trato respiratório inferior (rinovírus tipo C, vírus sincicial respiratório), têm de 10 a 30 vezes mais risco de desenvolver asma persistente e/ou severa. Tanto infecções virais como bacterianas (identificadas pelas ferramentas de cultura ou não) estão associadas a exacerbações agudas da doença. - FATORES DESENCADEANTES DA ASMA: a asma é uma doença de sociedades industrializadas onde a maioria das pessoas vive nas cidades. Isso provavelmente tem duas explicações principais. Primeiramente, ambientes industrializados contêm muitos poluentes aerotransportados que podem servir como alérgenos para iniciar a resposta TH2. Depois, a vida na cidade tende a limitar a exposição de crianças muito novas a certos IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 21 sistema respiratório antígenos, em particular antígenos microbianos. A exposição a tais antígenos parece proteger as crianças da asma e da atopia. Esse efeito protetor é ainda mais aparente se a exposição microbiana ocorreu durante a gravidez. Aideia de que a exposição microbiana durante o desenvolvimento inicial reduz a incidência posterior das doenças alérgicas (e algumas doenças autoimunes) foi popularizada como a hipótese da higiene. Embora os mecanismos de base desse efeito protetor sejam incertos, eles estimularam ensaios com probióticos e alérgenos putativos administrados em crianças para diminuir seu risco de desenvolver alergias posteriormente. As infecções em si não são uma causa ou gatilho da asma, mas crianças jovens com sensibilização a alérgenos aéreos, que desenvolvem infecções virais do trato respiratório inferior (rinovírus tipo C, vírus sincicial respiratório), têm de 10 a 30 vezes mais risco de desenvolver asma persistente e/ou severa. Tanto infecções virais como bacterianas (identificadas pelas ferramentas de cultura ou não) estão associadas a exacerbações agudas da doença. Com o tempo, surtos repetidos de exposição ao alérgeno e reações imunes resultam em alterações estruturais na parede brônquica, referidas como “remodelagem das vias aéreas”. Essas alterações, descritas mais detalhadamente adiante, incluem hipertrofia e hiperplasia da musculatura lisa brônquica, dano epitelial, aumento da vascularização das vias aéreas, hipertrofia das glândulas mucosas subepiteliais e deposição de colágeno subepitelial. Entre os aspectos ambientais estão a exposição à poeira e barata, aos ácaros e fungos, às variações climáticas e infecções virais (especialmente o vírus sincicial respiratório e rinovírus, principais agentes causadores de pneumonia e resfriado, respectivamente). Para os fatores genéticos - característicos da própria pessoa -, destacam-se o histórico familiar de asma ou rinite e obesidade, tendo em vista que pessoas com sobrepeso têm mais facilidade de desencadear processos inflamatórios, como a asma. - ALTERAÇÕES DAS PEQUENAS VIAS AÉREAS NA ASMA: a pessoa normalmente alérgica tende a formar grandes e anormais quantidades de anticorpos de IgE, e esses anticorpos causam reações alérgicas quando interagem com antígenos específicos que proporcionaram o desenvolvimento dos anticorpos na primeira ocasião. Em pessoas com asma, esses anticorpos estão ligados, principalmente, aos mastócitos presentes no interstício pulmonar, em associação intima com os bronquíolos e pequenos brônquios. Quando uma pessoa asmática respira o pólen para o qual é IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 22 sistema respiratório sensível (isto é, para o qual desenvolveu anticorpos IgE), este reage com os anticorpos ligados aos mastócitos, que liberam várias substâncias diferentes como resposta. Entre elas: § Histamina. § Substância de anafilaxia de reação lenta (que é mistura de leucotrienos). § Fator quimiotático eosinofilico. § Bradicinina. Os efeitos combinados de todos esses fatores, especialmente a substância de anafilaxia de reação lenta, produzem edema localizado na parede dos pequenos bronquíolos, assim como secreção de muco espesso, no interior do lumenbronquiolar, espasmo da musculatura lisa bronquiolar e, portanto, a resistência das vias aéreas aumenta bastante. - QUADRO CLÍNICO DO PACIENTE COM ASMA: uma crise aguda de asma clássica pode durar até várias horas. Contudo, em alguns pacientes, os sintomas cardinais de opressão torácica, dispneia, sibilos (classicamente expiratório) e tosse (com ou sem produção de escarro) estão presentes constantemente em menor intensidade. Na sua forma mais severa, o estado de mal asmático, o paroxismo persiste por dias ou mesmo semanas, causando por vezes uma obstrução do fluxo aéreo que é tão extrema que pode levar à cianose intensa ou até mesmo à morte. - EXAME FÍSICO DO PACIENTE COM ASMA: o diagnóstico da asma baseia-se em três pilares: os dados clínicos obtidos pela anamnese, a identificação da sensibilidade alérgica e, em crianças maiores e adultos, em parâmetros de função pulmonar. Algumas perguntas facilitam a identificação da doença, e devem ser formuladas aos pacientes (ou responsáveis) para se estabelecer ou suspeitar do diagnóstico clínico de asma: a) Tem ou teve episódios recorrentes de falta de ar (dispneia)? b) Tem ou teve crises ou episódios recorrentes de chiado no peito (sibilância)? c) Tem tosse persistente, particularmente à noite ou ao acordar? d) Acorda por tosse ou falta de ar? e) Tem tosse, sibilância ou aperto no peito após atividade física? f) Apresenta tosse, sibilância ou aperto no peito após exposição a alérgenos como mofo, poeira domiciliar e animais, ou a irritantes como fumaça de cigarro e perfumes ou após resfriados ou alterações emocionais como riso ou choro? g) Usa alguma medicação quando os sintomas ocorrem, e com que frequência? h) Há alívio dos sintomas após o uso de medicação? IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 23 sistema respiratório i) Tem antecedentes familiares de doenças alérgicas ou asma? j) Tem ou já teve sintomas de rinite alérgica ou eczema atópico? - RADIOGRAFIA DE TÓRAX DE UM PACIENTE ASMÁTICO: sabemos que na asma a maioria das radiografias de tórax são normais. No entanto, nos casos mais graves e com exacerbações frequentes, podemos observar: atelectasias, oligoemia periférica, espessamento de paredes brônquicas e sinais de hiperinsuflação pulmonar. • ESPAÇO MORTO: é a parte do ar que a pessoa respira e nunca alcança as áreas de trocas gasosas, por simplesmente preencher as vias respiratórias onde estas trocas nunca ocorrem, tais como o nariz, a faringe e a traqueia. Esse ar é chamado de “ar do espaço morto”, por não ser útil para as trocas gasosas. Na expiração, o ar do espaço morto é expirado primeiro, antes de qualquer ar dos alvéolos alcançar a atmosfera. Portanto, o espaço morto é muito desvantajoso para remover os gases expiratórios do pulmão. - ESPAÇO MORTO ANATÔMICO VERSUS ESPAÇO MORTO FISIOLÓGICO: o método descrito para medida do espaço morto mede o volume de todos os espaços, excetuando- se os alvéolos e outras áreas de trocas gasosas intimamente relacionadas; esse espaço é denominado espaço morto anatômico. Ocasionalmente, alguns alvéolos podem ser não funcionantes ou parcialmente funcionantes por causa da ausência ou redução do fluxo sanguíneo pelos capilares pulmonares adjacentes. Assim, do ponto de vista funcional, esses alvéolos também devem ser considerados como parte do espaço morto. Quando o espaço morto alveolar é incluído na medida total do espaço morto, ele é chamado espaço morto fisiológico, em contraposição ao espaço morto anatômico. Na pessoa normal, os espaços mortos anatômico e fisiológico são quase iguais, porque todos os alvéolos são funcionantes no pulmão normal, mas, em pessoa com alvéolos não funcionantes ou parcialmente funcionantes, em algumas partes dos pulmões, o espaço morto fisiológico pode ser até 10 vezes o volume do espaço morto anatômico, ou 1 a 2 litros. • VENTILAÇÃO ALVEOLAR: denomina-se ventilação alveolar à porção da ventilação global que, a cada minuto, alcança a zona respiratória. IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 24 sistema respiratório O volume gasoso alveolar pode ser considerado como um compartimento situado entre o ar ambiente e o sangue capilar pulmonar. O O2 está sendo continuamente removido e o CO2 continuamente acrescentado ao gás alveolar pelo sangue da circulação pulmonar. Assim, o aporte de oxigênio e a remoção de gás carbônico são assegurados pela ventilação alveolar. Há grande importância da adequação do volume corrente (VC) e da frequência respiratória (f) na determinação das ventilações alveolar e do espaço morto. Na ilustração que segue, nos três casos a ventilação global corresponde a 8 ℓ/min, mas apenas no exemplo B é adequadaa ventilação alveolar. Devido a um desequilíbrio entre volume corrente e frequência respiratória, pode-se chegar a uma hipoventilação (painel A) ou a hiperventilação alveolar (painel C). - DISTRIBUIÇÃO DA VENTILAÇÃO PULMONAR: na ventilação, há uma divisão entre base (região dependente) e ápice. Os alvéolos da base são mais ventilados, enquanto os do ápice são menos ventilados, mas essa divisão depende da posição corporal do indivíduo. No caso do indivíduo na posição ereta (de pé ou sentado), a base é denominada região dependente do pulmão. Caso ele estivesse IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 25 sistema respiratório de cabeça para baixo, pelas mesmas razões descritas anteriormente, o ápice passaria a ser a região dependente e ventilaria melhor. O mesmo se aplica aos decúbitos laterais, dorsal e ventral. Nestes casos, a diferença de ventilação entre as regiões dependente e não dependente seria menor, por causa da menor diferença vertical entre elas. • DISTRIBUIÇÃO DA PERFUSÃO PULMONAR: os capilares, nas paredes alveolares, são distendidos pela pressão arterial em seu interior, mas, simultaneamente, são comprimidos pela pressão do ar alveolar sobre suas paredes externas. Toda vez que a pressão do ar no alvéolo pulmonar for maior que a pressão capilar pulmonar, os capilares se fecham e o fluxo sanguíneo é interrompido. Pode se encontrada qualquer uma das 3 possíveis zonas (padrões) de fluxo pulmonar: § ZONA 1: ausência de fluxo sanguíneo, durante todas as partes do ciclo cardíaco, porque a pressão capilar alveolar local, nesta área do pulmão, nunca se eleva acima da pressão do ar alveolar, em nenhuma parte do ciclo cardíaco. § ZONA 2: fluxo sanguíneo intermitente, somente durante os picos da pressão arterial pulmonar, porque a pressão sistólica é superior à pressão do ar alveolar, mas a pressão diastólica é inferior à pressão do ar alveolar. § ZONA 3: fluxo sanguíneo contínuo, porque a pressão capilar alveolar permanece mais alta que a pressão do ar alveolar, durante todo o ciclo cardíaco. Normalmente, os pulmões só têm as zonas de fluxo sanguíneo 2 e 3. A zona 2 do fluxo sanguíneo começa, em pulmões normais, a cerca de 10 cm acima do nível médio do coração e se estende desse ponto até a região superior dos pulmões. Nas regiões inferiores dos pulmões, aproximadamente desde 10 cm acima do nível do coração até a parte inferior dos pulmões, a pressão arterial pulmonar durante a sístole e a diástole permanece superior à pressão do ar alveolar zero. Porém, existe um fluxo contínuo pelos capilares alveolares, ou zona 3 do fluxo sanguíneo. Além disso, quando a pessoa está deitada, nenhuma parte do pulmão está a mais de alguns centímetros acima do nível do coração. Nesse caso, o fluxo sanguíneo na pessoa normal é totalmente zona 3, incluindo os ápices pulmonares. • HISTOLOGIA DA BARREIRA HEMATOAÉREA: o ar alveolar é separado do sangue capilar por seis estruturas que compõem a barreira hematoaérea: IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 26 sistema respiratório I. Camada de líquido revestindo o alvéolo (surfactante); II. Epitélio do alvéolo com células epiteliais finas; III. Membrana basal epitelial; IV. Espaço intersticial delgado; V. Membrana basal capilar; VI. Célula endotelial. • EFEITO ESPAÇO MORTO: são áreas do pulmão são adequadamente ventiladas, mas não são adequadamente perfundidas. Isso não gera hipoxemia, gera hipercapnia (aumento de CO2 no sangue), porque o sangue que passa capta oxigênio, mas não há área de troca suficiente para eliminar todo o CO2. Portanto, as diferentes áreas do pulmão sofrem efeitos diferentes, mesmo sob condições normais: § ZONA 1 (ÁPICE): maior ventilação /menor perfusão – espaço morto. § ZONA 2 (INTERMEDIÁRIA): equilíbrio. § ZONA 3 (BASE): menor ventilação /maior perfusão – efeito shunt. • EFEITO SHUNT: é quando, no pulmão, há perfusão, mas não há ventilação. Ou seja, o ar não chega no ácino mas está sendo perfundindo normalmente. Isso ocorre, por exemplo, na pneumonia, DPOC, edema agudo etc. • DOENÇA PULMONAR OBSTRUTIVA CRÔNICA (DPOC): síndrome caracterizada pela limitação do fluxo de ar nos alvéolos, em geral progressiva, irreversível e com resposta inflamatória anormal do pulmão a partícula ou gases. As duas doenças que fazem parte da DPOC são: enfisema pulmonar e bronquite crônica. - ENFISEMA PULMONAR: caracteriza-se pelo aumento permanente dos espaços aéreos distais aos bronquíolos terminais, acompanhado pela distribuição de suas paredes, sem fibrose significativa. Há quatro tipos principais de enfisema: (1) centroacinar, (2) panacinar, (3) acinar distal e (4) irregular. Somente os dois primeiros tipos causam obstrução significativa das vias aéreas, sendo que, o enfisema centroacinar é cerca de 20 vezes mais comum que a doença panacinar. IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 27 sistema respiratório - BRONQUITE CRÔNICA: é diagnosticada com base nos achados clínicos. Define-se pela presença de tosse produtiva persistente por, pelo menos, 3 meses consecutivos e, durante, pelo menos, 2 anos consecutivos. Nos estágios iniciais da doença, a tosse produz escarro mucoso, entretanto não há obstrução do fluxo de ar. Alguns pacientes com bronquite crônica apresentam evidências de vias aéreas hiper-responsivas, com broncoespasmo e chiado intermitentes (bronquite asmática), ao passo que outros pacientes, principalmente os fumantes inveterados, desenvolvem obstrução crônica do fluxo de ar, geralmente associada a enfisema (DPOC). É comum entre tabagistas e em residentes de cidades com poluição atmosférica. - FATORES DE RISCO PARA A DPOC: § Exposição ao tabaco. § Exposição à poluição. § Exposição à gases. § Exposição a substâncias tóxicas. § Prematuridade. - PATOGÊNESE DA DPOC: no enfisema, a inalação da fumaça de cigarro e de outras partículas nocivas causa dano e inflamação pulmonares que, especialmente em pacientes com predisposição genética, levam à destruição do parênquima (enfisema) e a doenças das vias aéreas (bronquiolite e bronquite crônica). Os fatores que influenciam o desenvolvimento do enfisema são os seguintes: § Presença de células e mediadores inflamatórios. § Desequilíbrio protease-antiprotease. § Estresse oxidativo. § Infecção das vias aéreas. Pacientes com deficiência genética da antiprotease α1-antitripsina possuem predisposição ao desenvolvimento de enfisema pulmonar, o qual é agravado pelo tabagismo. A α1-antitripsina, produzida no fígado, que está normalmente presente no soro, em fluidos teciduais e nos macrófagos, é uma importante inibidora de proteases (particularmente a elastase) secretada por neutrófilos durante a inflamação. Já na bronquite crônica, a característica marcante é a hipersecreção de muco, iniciando-se nas vias aéreas maiores. Embora a causa mais importante seja o tabagismo, outros poluentes atmosféricos, como o dióxido de enxofre e o dióxido de nitrogênio, também podem contribuir. - SINAIS E SINTOMAS DA DPOC: § ENFISEMA PULMONAR: a) Dispneia. b) Tosse e chiado. c) Perda de peso. IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 28 sistema respiratório d) VEF1 reduzido e CVF normal ou próxima ao normal. Razão VEF1/CFV reduzida. e) Abaulamento torácico e dispneia com tempo prolongado. f) Tórax em forma de barril. g) Expiração prolongada evidente. h) Hiperventilação. i) Uso de musculatura acessória. § BRONQUITE CRÔNICA: a) Tosse proeminente. b) Produção de catarro ou expectoração. c) Hipercapnia, hipoxemia e cianose (inchados azuis). d) Progressão com hipertensão pulmonar e com a insuficiência cardíaca. - ALTERAÇÕES RADIOLÓGICASNA DPOC: § Hiperinsuflação pulmonar. § Retificação do diafragma. § Aumento do ângulo formado pelo esterno e diafragma anterior. § Atenuação dos vasos hilares e bolhas. § Aumento do espaço aéreo retroesternal. § Sombra cardíaca estreita. § Verticalização do coração. § Aumento da transparência secundária a perda de parênquima. § Aumento dos espaços intercostais. - PROVA DE FUNÇÃO PULMONAR NA DPOC (ESPIROMETRIA): na DPOC, a relação VEF1/CVF é reduzida para menos de 0,7. Os aumentos na capacidade vital total e no volume residual, assim como uma capacidade de difusão para o monóxido de carbono (DCO) reduzida, costumam ser observados no enfisema. - EXAMES LABORATORIAIS NA DPOC: o teste de α1 antitripsina (α1AT), feito normalmente medindo o nível da proteína na corrente sanguínea, é recomendado para excluir uma deficiência significativa de α1AT. A terapia de suplementação (infusão IV semanal) está disponível para os indivíduos com deficiência grave de α1AT que desenvolveram obstrução do fluxo de ar e/ou enfisema. A oximetria de pulso pode determinar a saturação de O2. Porém, a gasometria arterial continua sendo útil para determinar a IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 29 sistema respiratório gravidade da retenção de CO2 assim como os distúrbios acidobásicos. Os hemogramas completos são úteis na doença em fase avançada para evidenciar eritrocitose, que pode ocorrer como fenômeno secundário à hipoxemia, e anemia, que pode agravar a dispneia. • DIFUSÃO GASOSA: depois que os alvéolos são ventilados com ar atmosférico, a próxima etapa da respiração é a difusão do oxigênio (O2) dos alvéolos para o sangue pulmonar e a difusão de dióxido de carbono (CO2) na direção oposta, do sangue para os alvéolos. O processo de difusão é simplesmente o movimento aleatório de moléculas em todas as direções, através da membrana respiratória e dos líquidos adjacentes. Entretanto, na fisiologia respiratória, enfoca- se não só o mecanismo básico pelo qual a difusão ocorre, mas também a intensidade em que ocorre, que é problema bem mais complexo e requer compreensão mais profunda da física da difusão e da troca gasosa. - EFEITO DO GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO: se câmara gasosa ou solução tem concentração elevada de determinado gás, em extremidade da câmara e concentração baixa em outra extremidade, a difusão efetiva do gás ocorrerá da área de alta concentração para a área de baixa concentração. - DIFUSÃO GASOSA ATRAVÉS DA MEMBRANA RESPIRATÓRIA E SUAS CAMADAS: a unidade respiratória (lóbulo respiratório) é composta do bronquíolo respiratório, ductos alveolares, átrios e alvéolos. Existem cerca de 300 milhões de alvéolos nos dois pulmões, e cada alvéolo tem diâmetro médio em torno de 0,2 mm. As paredes alveolares são extremamente finas e, entre os alvéolos, existe malha quase sólida de capilares interconectados. Assim, é obvio que os gases alveolares estão bastante próximos do sangue dos capilares pulmonares. Além disso, a troca gasosa entre o ar alveolar e o sangue pulmonar se dá através das membranas de todas as porções terminais dos pulmões, e não apenas nos alvéolos. Todas essas membranas são conhecidas coletivamente como membrana respiratória (membrana pulmonar). As camadas que constituem a membrana respiratória são: I. Camada de líquido contendo surfactante que reveste o alvéolo e IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 30 sistema respiratório reduz a tensão superficial do líquido alveolar. II. Epitélio alveolar, composto por células epiteliais finas. III. Membrana basal epitelial. IV. Espaço intersticial delgado entre o epitélio alveolar e a membrana capilar. V. Membrana basal capilar que, em muitos locais, se funde com a membrana basal do epitélio alveolar. VI. Membrana endotelial capilar. - FATORES QUE AFETAM A INTENSIDADE DA DIFUSÃO DOS GASES ATRAVÉS DA MEMBRANA RESPIRATÓRIA: os fatores que determinam a rapidez com que um gás atravessará a membrana são: I. Solubilidade do gás em um líquido. II. A área da reação transversa em um líquido (área do parênquima pulmonar). III. Distância (espessura) a qual o gás deve se difundir (as 6 camadas) IV. O peso molecular do gás. V. Temperatura do gás. - CAPACIDADE DE DIFUSÃO DA MEMBRANA RESPIRATÓRIA: a capacidade da membrana respiratória de trocar um gás entre os alvéolos e o sangue pulmonar é expressa em termos quantitativos pela capacidade de difusão da membrana respiratória, que é definida como o volume de gás que se difundirá através da membrana a cada minuto, para a diferença de pressão parcial de 1 mmHg. Durante um exercício, ou em outras condições que aumentem muito o fluxo de sangue pulmonar e a ventilação alveolar, a capacidade de difusão do O2 aumenta no homem jovem até o máximo em torno de 65 mL/min/mmHg, que é o triplo da capacidade de difusão sob condições de repouso. Esse aumento é causado por diversos fatores, como (1) abertura de muitos capilares pulmonares, até então adormecidos, ou dilatação extra dos capilares já abertos, elevando, assim, a área da superfície do sangue para o qual o O2 pode se difundir; e (2) melhor equiparação entre a ventilação dos alvéolos e a perfusão dos capilares alveolares com sangue, denominada IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 31 sistema respiratório proporção ventilação-perfusão. Portanto, durante o exercício, a oxigenação do sangue aumenta, não só pela maior ventilação alveolar como também pela maior capacidade difusora da membrana respiratória, para transportar O2 para o sangue. No homem jovem mediano, a capacidade de difusão de O2 sob condições de repouso é em média 21/mL/min/mmHg. A capacidade de difusão do dióxido de carbono (CO2) é pouco mais do que 20 vezes a do O2, ou seja, entre 400 e 450 mL/min/mmHg, e, durante o exercício, entre 1.200 e 1.300 mL/min/mmHg. Isso justifica o fato do CO2 se difundir mais rápido que o O2 devido ao seu maior coeficiente de solubilidade. • TRANSPORTE DE O2 NO SANGUE ARTERIAL: a parte superior da figura mostra alvéolo pulmonar adjacente à capilar pulmonar, demonstrando a difusão de O2 entre o ar alveolar e o sangue pulmonar. A PO2 do O2 gasoso no alvéolo é em média, de 104 mmHg, enquanto a Po2 do sangue venoso que entra nos capilares pulmonares, em sua porção arterial, está em torno de apenas 40 mmHg porque grande quantidade de O2 foi removida desse sangue enquanto ele passava através dos tecidos periféricos. Portanto, a diferença de pressão inicial que faz com que o O2 se difunda para os capilares pulmonares é 104 − 40, ou 64 mmHg. No gráfico, na parte inferior da figura, a curva mostra o rápido aumento da Po2 sanguínea, enquanto o sangue passa pelos capilares; a Po2 do sangue aumenta até o nível da Po2 do ar alveolar, quando o sangue já percorreu um terço de seu percurso pelos capilares, passando a ser quase 104 mmHg. • DIFUSÃO DE O2 DOS CAPILARES PERIFÉRICOS PARA AS CÉLULAS TECIDUAIS: quando o sangue arterial chega aos tecidos periféricos, a PO2 dos capilares ainda é igual a 95 mmHg. No entanto, a PO2 do líquido intersticial que circunda as células teciduais gira em torno de apenas 40 mmHg. Portanto, existe uma grande diferença de pressão inicial, que causa rápida difusão de O2 do sangue capilar para os tecidos, tão rápida que a PO2 do capilar decai para até quase o mesmo valor IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 32 sistema respiratório da pressão intersticial de 40 mmHg. Desse modo, a PO2 do sangue que deixa os capilares teciduais e ganha a circulação venosa sistêmica é de aproximadamente 40 mmHg. • PAPEL DA HEMOGLONINA NO TRANSPORTE DE O2: Normalmente, cerca de 97% dooxigênio que é transportado dos pulmões para os tecidos são carreados em ligação química com a hemoglobina presente nas hemácias. Os demais 3% são transportados dissolvidos na água do plasma e nas hemácias. Desse modo, em condições normais, o oxigênio é carreado até os tecidos quase completamente pela hemoglobina. A molécula de O2 se combina de forma reversível com a porção heme da hemoglobina. Quando a PO2 está alta, como nos capilares pulmonares, o O2 se liga à hemoglobina. Do contrário, com PO2 baixa, como nos tecidos capilares, o O2 é liberado da hemoglobina. Essa é a base para praticamente todo o transporte de O2 dos pulmões até os tecidos. • CURVA DE DISSOCIAÇÃO DE OXIGÊNIO NA HEMOGLOBINA: a hemoglobina que é caracterizada pelo desvio da curva para a direita tem menor afinidade com o oxigênio e aquela caracterizada pelo desvio da curva para a esquerda, maior afinidade. A imagem abaixo lista os fatores e o que o seu aumento ou diminuição causam na curva. A curva de dissociação é desviada para a direita por aumento na concentração de íon hidrogênio (H+), aumento de 2,3- difosfoglicerato (DPG) do eritrócito, elevação da temperatura (T) e aumento da pressão parcial de dióxido de carbono (PCO2). A diminuição dos níveis de H+, DPG, temperatura e PCO2 desvia a curva para a esquerda. • FUNÇÃO TAMPÃO DA HEMOGLOBINA NA PaO2 TECIDUAL: embora a hemoglobina seja necessária para o transporte de O2 aos tecidos, ela desempenha outra função essencial à vida. É sua função como um sistema “tampão de O2 tecidual”, ou seja, a hemoglobina no sangue é basicamente responsável por estabilizar a PaO2 nos tecidos. Ou seja, a ligeira queda da PaO2 faz com que grande quantidade de O2 extra seja liberada IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 33 sistema respiratório pela hemoglobina. Assim, a hemoglobina no sangue automaticamente libera O2 para os tecidos em pressão que é mantida razoavelmente controlada entre 15 e 40 mmHg. • EFEITO BOHR: o efeito Bohr contribui para que haja uma razão adequada entre as concentrações de CO2 e O2 disponíveis no sangue, devido ao acoplamento das reações entre a ligação do oxigênio e a hemoglobina e a formação de bicarbonato. Dessa forma, o meio alcalino aumenta a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio e o meio ácido diminui a afinidade. • ACLIMATAÇÃO: até uma altitude de cerca de 3.000 metros, mesmo quando se respira o ar, a saturação arterial de O2 permanece, no mínimo, tão alta quanto 90%. Acima de 3.000 metros, a saturação arterial de O2 cai rapidamente, conforme mostrado pela curva em azul da figura, até que seja ligeiramente inferior a 70% a 6.000 metros, e muito menor em altitudes ainda mais altas. • EFEITOS AGUDOS DA HIPÓXIA: alguns dos efeitos agudos importantes da hipóxia na pessoa não aclimatada respirando ar são sonolência, lassidão, fadiga mental e muscular, algumas vezes dor de cabeça, ocasionalmente, náuseas e, às vezes, euforia. Esses efeitos progridem para o estágio de abalos musculares ou convulsões e terminam na pessoa não aclimatada, em coma, seguido logo depois pela morte. Pode haver também: aceleração da glicólise, aumento da captação da glicose e inibição da gliconeogênese e da síntese de ácidos graxos, de triglicerídeos e de esteroides. • DIFUSÃO DE CO2 DOS CAPILARES PERIFÉRICOS PARA OS ALVÉOLOS: o CO2 difunde-se da célula para os capilares à transportado pelo sangue à pulmões à capilares pulmonares à alvéolos à expiração. A diferença de pressão de 5 mmHg faz com que todo o necessário CO2 se difunda para fora dos capilares pulmonares para os alvéolos. • EFEITO DA INTENSIDADE DO METABOLISMO TECIDUAL NA PCO2 INTESTICIAL: o aumento da PCO2 gera muito trabalho celular, consequentemente, há produção de muito CO2, o que faz necessário maior aporte de O2 para o metabolismo para evitar aumento excessivo de H+. Com esse aumento da [CO2] no interstício, há maior necessidade de difusão de O2 no capilar para suprir as células. • EFEITO DO FLUXO SANGUÍENO TECIDUAL NA PCO2 INTERSTICIAL: um fluxo sanguíneo ruim leva ao aumento de CO2 que gera um aumento da PCO2, deslocando a curva mais para a direita. IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 34 sistema respiratório • TRANSOPORTE E TRANSFORMAÇÃO DE CO2 NO SANGUE: o CO2 pode ser dissolvido, na forma de íon bicarbonato, em combinação com hemoglobina e transportados com proteínas plasmáticas. Pequena parte do CO2 é transportada, no estado dissolvido, para os pulmões. - REAÇÃO DO DIÓXIDO DE CARBONO COM A ÁGUA NAS HEMÁCIAS (O EFEITO DA ANIDRASE CARBÔNICA): o CO2 dissolvido no sangue reage com a água formando ácido carbônico. Essa reação ocorreria bem mais lentamente, para ser relevante, se não fosse pelo fato de existir nas hemácias a enzima denominada anidrase carbônica, que catalisa a reação entre CO2 e água e acelera sua velocidade de reação. Esse fenômeno permite que quantidades enormes de CO2 reajam com a água das hemácias, até mesmo antes de o sangue deixar os capilares teciduais. - DISSOCIAÇÃO DE ÁCIDO CARBÔNICO EM ÍONS BICARBONATO E ÍONS HIDROGÊNIO: em outra fração de segundo, o ácido carbônico, formado nas hemácias (H2CO3), se dissocia em íons hidrogênio e íons bicarbonato (H+ e HCO3−). Grande parte dos íons hidrogênio então se combina com a hemoglobina nas hemácias, pois a proteína da hemoglobina é poderoso tampão ácido-base. Por sua vez, grande parte dos HCO3 se difunde das hemácias para o plasma, enquanto íons cloreto se difundem para as hemácias, tomando seu lugar. Essa difusão é possibilitada pela presença da proteína carreadora de bicarbonato-cloreto especial, na membrana das hemácias. Assim, o conteúdo de cloreto das hemácias venosas é maior do que o das hemácias arteriais, fenômeno denominado desvio do cloreto. A combinação reversível do CO2 com a água nas hemácias, sob a influência da anidrase carbônica, é responsável por cerca de 70% do CO2 transportado dos tecidos para os pulmões. Assim, esse meio de transporte do CO2 é, sem dúvida, o mais importante. Na verdade, quando inibidor da anidrase carbônica (acetazolamida) é administrado a animal para bloquear a ação da anidrase carbônica nas hemácias o transporte de CO2 dos tecidos fica tão deficiente que a PCO2 IGOR DE ANGELI • MEDICINA – TURMA XXVIII 35 sistema respiratório tecidual pode aumentar até 80 mmHg em vez dos 45 mmHg normais. - TRANSPORTE DE CO2 EM COMBINAÇÃO COM A HEMOGLOBINA E COM PROTEÍNAS PLASMÁTICAS (CARBAMINOHEMOGLOBINA): o CO2 reage diretamente com radicais amina da molécula de hemoglobina, formando o composto carbaminoemoglobina (CO2Hgb). Essa combinação de CO2 e hemoglobina é uma reação reversível que ocorre com elo fraco, de modo que o CO2 é facilmente liberado para os alvéolos, onde a PCO2 é menor do que nos capilares pulmonares. • CURVA DE DISSOCIAÇÃO DO DIÓXIDO DE CARBONO: a curva demonstrada, chamada curva de dissociação de CO2, representa a dependência do CO2 total do sangue em todas as suas formas sobre a PCO2. Note que a PCO2 normal do sangue se encontra dentro da estreita faixa de 40 mmHg no sangue arterial e de 45 mmHg, no sangue venoso. Note também que a concentração normal de CO2 do sangue, em todas as suas diferentes formas, equivale a cerca de 50 volumes por cento, com apenas 4 volumes por cento dos 50 sendo trocados durante o transporte normal de CO2 dos tecidos aos pulmões. Ou seja, a concentração se eleva em até cerca de 52 volumes por cento à medida que o sangue passa através dos tecidos e depois cai para 48 volumes por cento à medida que o sangue passa pelos pulmões. • EFEITO HALDANE: a ligação do O2 com a hemoglobina tende a deslocar CO2
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