Fisiologia Respiratória - Aparelho Respiratória, Mecânica Respiratória, Ventilação, Difusão e Perfuasão

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Miriã Carino 2022.1
Organ�açã� Morfo�nciona�
❖ Funções do sistema respiratório
➢ Troca gasosa
➢ Manutenção do equilíbrio ácido-base
➢ Fonação
➢ Defesa
➢ Metabolismo de várias substâncias
❖ A circulação pulmonar pode funcionar como um filtro: um trombo venoso
profundo pode se soltar e ser levado para as cavidades direitas do coração,
da onde vai para a circulação pulmonar e para no pulmão. Então esse
órgão irá proteger os demais órgãos do sistema. Isso é chamado de
tromboembolismo pulmonar.
➢ Cabe lembrar que o pulmão sofre com isso, mas, como há outro
pulmão e outras áreas pulmonares, o prejuízo não costuma ser tão
grave quanto no SNC, por exemplo. A não ser que o trombo pare em
uma área como o tronco da artéria pulmonar, que irá gerar grave
lesão e possível óbito.
❖ Para que a troca gasosa ocorra de forma adequada é necessário três
mecanismos: ventilação, difusão e perfusão.
❖ O controle voluntário de ventilação está presente no córtex cerebral,
enquanto o controle automático está no tronco encefálico.
❖ Durante a intubação, o paciente perde a capacidade de aquecer, umidificar
e filtrar o ar (por causa da substituição das vias aéreas superiores pelo
tubo), portanto, é importante que a máquina substitua essas funções.
❖ Durante a intubação costuma-se auscultar primeiro o pulmão esquerdo
para ver se ele está ventilando ou se houve intubação seletiva.
❖ Um pulmão adulto possui cerca de 300 milhões de alvéolos, dos quais cada
um possui cerca de 500 a 1000 capilares, ou seja, a área de troca gasosa é
muito grande.
❖ Poros (ventilação colateral):
➢ Poros de Kohn: interconectam duas estruturas alveolares adjacentes.
➢ Canais de Lambert: interconectam bronquíolos e alvéolos
➢ Canais de Martin: interconectam duas estruturas bronquiolares.
❖ A principal função do surfactante é diminuir a tensão superficial e garantir
a equalização das pressões dentro dos alvéolos.
❖ Fibrose: deposição exacerbada de fibras colágenas.
❖ Enfisema: degradação de fibras elásticas. Expiração prejudicada.
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Volume�, capacidade� � espirometri�
❖ Volume corrente: volume de ar inspirado e expirado a cada ciclo
respiratório (300 ml a 500 ml).
❖ Volume minuto (análogo ao débito cardíaco): volume de ar corrente
durante 1 minuto. VM= VC x FC.
➢ Frequência respiratória normal de um adulto varia entre 16 e 20 irpm.
❖ Conceitos:
➢ Eupneia: respiração normal.
➢ Dispneia: respiração laboriosa, sensação de dificuldade respiratória.
➢ Taquipneia e bradipneia: aumento e diminuição de FR.
➢ Hiperpneia e hipopneia: aumento e diminuição de volume corrente.
➢ Apneia: parada dos movimentos respiratórios ao final de uma
expiração basal.
➢ Apneuse: interrupção dos movimentos respiratórios ao final de
inspiração.
❖ A espirometria mede os volumes mobilizados ao longo do ciclo
respiratório.
❖ Volumes e capacidades da respiração:
➢ Volume corrente (VC): volume de ar inspirado e expirado na
respiração.
➢ Volume de reserva inspiratória (VRI): volume que excede o volume
corrente, na inspiração, até atingir sua capacidade máxima.
➢ Volume de reserva expiratória (VRE): volume que excede o volume
corrente, na expiração, até atingir sua capacidade máxima.
➢ Volume residual (VR): o quanto fica nos pulmões ao final de uma
expiração máxima.
➢ Capacidade inspiratória: CI = VC + VRI.
➢ Capacidade residual funcional: o quanto sobra de volume de ar nos
pulmões ao final de uma expiração basal. CRF = VR + VRE.
➢ Capacidade vital: o máximo que conseguimos mobilizar. CV = VC +
VRI + VRE.
➢ Capacidade pulmonar total (CPT): soma de tudo.
❖ A espirometria não é capaz de identificar o volume residual e, portanto, não
consegue contabilizar a CFR e CPT.
➢ Para determinar o volume residual usa-se a técnica de diluição dos
gases.
❖ Doença obstrutiva: obstrução da passagem de ar. Resistência das vias
aéreas (redução do raio das vias ou enfisema pulmonar). Dificultam a
expiração (porque perde a capacidade elástica). Podem causar enfisema ->
complacência alta. Trabalho resistivo aumentado.
➢ Asma: contração da musculatura lisa.
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❖ Doença restritiva: restrição à expansão pulmonar -> pulmão enrijecido.
Dificuldade na inspiração. Complacência reduzida. Resistência normal.
Trabalho elástico elevado.
➢ Síndrome da angústia respiratória: colabamento de alvéolos.
Mecânic� Respiratóri�
❖ Para que o ar entre nos pulmões, ele deve vencer todas as forças
respiratórias, em especial a elástica e a resistiva.
❖ Entre as pleuras parietal e visceral há um espaço intrapleural, que possui
uma pressão negativa (menor que a atmosférica). Essa pressão impede
que o pulmão colabe e que a parede torácica expanda demais.
❖ No repouso:
➢ Os músculos respiratórios estão em repouso
➢ As retrações dos pulmões e da parede torácica são iguais e opostas
(se anulam)
➢ A pressão ao longo da árvore traqueobrônquica é atm
➢ Não há fluxo de ar
❖ Durante a inspiração:
➢ Os músculos respiratórios se contraem e o tórax se expande
➢ A pressão intrapleural fica mais negativa
➢ A pressão alveolar torna-se subatmosférica em relação a pressão na
abertura externa das vias aéreas
➢ O ar flui para os pulmões
❖ Durante a expiração:
➢ Os músculos inspiratórios relaxam
➢ A pressão intrapleural fica menos negativa
➢ A retração do pulmão faz com que a pressão alveolar fique maior
que a pressão na abertura externa das vias aéreas
➢ O ar flui para fora dos pulmões
❖ A elasticidade/elastância é o inverso da complacência (variação de
pressão / variação de volume).
❖ A tensão superficial é a força de interação entre as moléculas da interface
ar/líquido. O surfactante tem função de quebrar as pontes de hidrogênio e
diminuir a tensão superficial.
➢ Pela lei de Laplace, a tensão gerada em um alvéolo de menor raio
seria maior do que a tensão gerada em um de maior raio, então o ar
dos alvéolos menores iria sempre para os maiores e os alvéolos
menores iriam se colabar.
➢ A função do surfactante é igualar essas pressões.
➢ Bebês prematuros sofrem com o colabamento de alvéolos, devido a
falta de surfactante.
❖ A resistência é a gradiente de pressão / fluxo.
➢ Tipos de fluxo:
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■ Laminar: encontrado nas regiões mais distais do aparelho
respiratório. Relacionado à Lei de Poiseuille: menor raio gera
maior gradiente de pressão, o que gera maior resistência.
■ Turbulento: encontrado na região mais proximal
■ Transicional: encontrado na maior parte do aparelho
respiratório
➢ Nas vias aéreas mais distais, a área total de secção transversal é bem
maior, o que significa que há um menor gradiente de pressão e,
portanto, uma menor resistência.
❖ O trabalho elástico é aquele necessário para vencer as forças de retração
elástica da parede torácica, do parênquima pulmonar e a tensão superficial
dos alvéolos.
Ventilaçã�, Per�sã� � Distúrbi�
❖ Ventilação pulmonar
➢ A distribuição da ventilação é heterogênea, a região mais ventilada é
a região dependente (inferior/mais afetada pela gravidade).
➢ Os alvéolos da base são
menores que os do ápice. A
pressão intrapleural na base é
menos negativa que no ápice.
Os alvéolos da base, portanto,
possuem uma complacência
maior.
➢ Como os alvéolos da região
dependente estão menores
devido à pressão intrapleural
menos negativa, eles estão
perto da sua capacidade
máxima para receber volume.
Diferentes dos alvéolos da
região não dependente, que já
estão com parte da sua
capacidade máxima ocupada.
➢ A ventilação total é composta pela ventilação alveolar mais o
espaço morto (150ml numa pessoa adulta).
❖ Perfusão pulmonar
➢ Quando há aumento de pressão de entrada sanguínea, são ativados
os mecanismos de recrutamento e distensão.
➢ Tanto em volumes pulmonares
muito pequenos, quanto em
volumes muito grandes, a
resistência vascular pulmonar
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aumenta. Devido à variação de diâmetro dos vasos extra-alveolares e
dos vasos alveolares. Situação demonstrada no gráfico ao lado.
➢ Um vaso extra-alveolar diminui seu diâmetro na inspiração (maior
volume) e um vaso alveolar diminui seu diâmetro na expiração(menor volume).
➢ A perfusão pulmonar também possui distribuição heterogênea: a
região dependente é mais bem perfundida (ação da gravidade faz
com que a região da base tenha maior pressão de perfusão, então
são há maior ativação dos mecanismos de recrutamento e
distensão).
❖ Relação Ventilação/Perfusão
➢ Uma razão V/Q em torno de 1 demonstra uma boa relação.
➢ A região dependente é mais ventilada e mais perfundida do que a
região não dependente. A relação Ventilação/Perfusão é menor na
região dependente e maior na região não dependente; isso significa
que na base chega muito mais sangue do que chega ar - sangue
não é totalmente oxigenado, trocas gasosas não estão acontecendo
em sua eficiência máxima. A RELAÇÃO VENTILAÇÃO/PERFUSÃO
DENOTA DIRETAMENTE A EFICIÊNCIA DA TROCA GASOSA - uma
baixa V/Q significa que a absorção de O2 pelos capilares sanguíneos
e eliminação de CO2 pro ambiente externo não estão ocorrendo de
forma adequada, porque chega mais sangue do que de fato há
ventilação (mobilização de ar) na região. Portanto, apesar da base
(região dependente) ser mais perfundida e ventilada do que a base,
ela apresenta uma menor relação ventilação/perfusão quando
comparada ao ápice pulmonar (região não dependente) - as trocas
gasosas ocorrem com maior eficiência nas regiões não dependentes.
❖ Efeito Shunt: perfundido, mas não ventilado.
❖ Efeito espaço morto: ventilado, mas não perfundido.
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Di�sã� � Transport�
❖ Px = Fx x PB
❖ A Lei de Fick diz que a difusão é proporcional à área da membrana, à
difusibilidade do gás, à variação de pressão de um lado e outro da
membrana (pO2 - pCO2) e é inversamente proporcional à espessura da
membrana.
❖ Com uma PO2 de 100 mmHg temos cerca de 0,3 mL de O2 dissolvidos no
sangue. O principal transporte de O2 é dado pela oxiemoglobina.
➢ Para cada grama de hemoglobina transportamos 1,39 mL de O2,
então 100 mL de sangue (15 g% de Hb) há 20,85 mL de O2 sendo
transportado.
❖ A capacidade é a quantidade de O2 ligado à Hb. A saturação é o
percentual de Hb ligada ao O2. O conteúdo de oxigênio é a quantidade de
O2 dissolvido + a quantidade de O2 ligado à Hb.
❖ A hipóxia se refere a quando os tecidos não estão recebendo O2 ou não
estão sendo capazes de utilizar esse O2 em quantidade necessária para
suas demandas metabólicas.
➢ Hipóxia hipóxica: gerada quando há menor difusão de O2 pela
barreira alvéolo-capilar. A capacidade de oxigênio está normal. Essa
hipóxia é responsiva à maior administração de O2. Causas:
■ Baixa PO2 no ar inspirado
■ Hipoventilação alveolar global
■ Comprometimento da difusão através da barreira
➢ Hipóxia anêmica: causada por uma redução na quantidade de Hb
disponível. Causas:
■ Anemia
■ Envenenamento por CO
■ Metemoglobinemia
➢ Hipóxia de estase: causadas por cardiopatias. Possui uma maior
diferença arteriovenosa de PO2 e SO2.
➢ Hipóxia histotóxica: envenenamento por cianeto (chumbinho)
❖ Cianose: observada quando houver uma taxa de Hb desoxigenada maior
que 5g%. Pode ser vista na hipóxia hipóxica e na hipóxia de estase.
Control� d� Ventilaçã�
❖ Controladores centrais (tronco encefálico) estão relacionados ao
automatismo da respiração. Eles mandam sinalizações para os efetores
(músculos respiratórios). E eles estão suscetíveis a comandos dos centros
superiores (córtex, hipotálamo e amígdalas).
➢ Esses centros superiores também recebem sinalização pelos
receptores sobre o estado do organismo, o que pode resultar em
reflexos.
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❖ Os controladores podem ser divididos em:
➢ Grupo Respiratório Pontino
➢ Grupo Respiratório Bulbar
■ Grupo Respiratório Bulbar Ventral
■ Grupo Respiratório Bulbar Dorsal
❖ Nos pulmões, a ativação simpática atua sobre receptores do tipo beta2
promovendo relaxamento do músculo liso. Então ele diminui a resistência
das vias aéreas promovendo broncodilatação.
❖ A ativação parassimpática atua de maneira oposta através de receptores
muscarínicos, promovendo broncoconstrição.
❖ Os receptores:
➢ Quimiorreceptores: são as estruturas mais vascularizadas do
organismo. Percebem diminuição de O2 e aumento de CO2 e H+ no
sangue ou outros fluidos corpóreos.
■ Periféricos (carotídeos e aórticos): percebem queda de pO2,
aumento de pCO2 e queda de pH no sangue arterial.
Sinalizam para o tronco encefálico estimular a hiperventilação.
■ Centrais (bulbares): percebem alterações liquóricas de pCO2
(aumento) e pH (queda). Também aumentam a
hiperventilação. São mais lentos que os periféricos, mas
influenciam mais a ativação do tronco encefálico.
■ A resposta à hipóxia é potencializada nas pCO2 arteriais mais
altas. Paciente com DPOC já possuem ventilação aumentada
por causa da hipercapnia.
➢ Mecanoreceptores: são sensíveis ao estiramento. Podem ser de
adaptação lenta ou rápida.
■ Mecanoreceptores de adaptação lenta: estão ao redor das
vias aéreas.
● Reflexo de insuflação de Hering-Breuer: percebem o
processo de hiperextensão ou distensão rápida. Efeito:
redução do esforço inspiratório ou apneia transitória
(bloqueia o processo de inspiração).
● Reflexo de desinsuflação de Hering-Breuer: percebem
a desinsuflação brusca dos pulmões. Efeito: aumento
da frequência respiratória, hiperpneia. Exemplo:
pneumotórax.
■ Mecanoreceptores de adaptação rápida: presentes tanto nas
vias aéreas superiores quanto inferiores, se concentrando na
região da carina. Percebem irritação mecânica ou química das
vias respiratórias. Efeito: tosse ou espirro.
➢ Receptores presentes nos músculos, tendões e articulações
mandam aferências para o tronco encefálico em situações de
exercício. Efeito: aceleração da ventilação.
➢ Receptores J percebem embolia pulmonar / congestão vascular
pulmonar. Efeito: taquipneia.
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❖ Repostas a dor:
➢ Dor somática: hiperpneia
➢ Dor visceral: redução da ventilação, apneia
O�
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