Problema 05 - Pq fumei por tanto tempo_ - Fisiologia do sistema respiratório (1)

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Tema: Fisiologia do Sistema Respiratório
Termos desconhecidos:
- Espirometria
- Redução do volume expiratório
Objetivos:
1) Entender a fisiologia respiratória
➢ A respiração tem a responsabilidade de remover CO2 e de fornecer O2 para
o organismo
➢ Dividida em:
a) Ventilação pulmonar: difusão de O2 e CO2 entre os alvéolos e o
sangue
b) Transporte de CO2 e O2 no sangue e nos líquidos corporais, para que
haja a troca nos tecidos
c) Regulação da ventilação
➢ Ventilação: troca de ar entre a atmosfera e os alvéolos
- Anatomia
● Vias de condução do sistema respiratório: nariz (cavidade nasal),
boca, faringe, laringe, traqueia, brônquios principais, brônquios
secundários e terciários
● Vias respiratórias: bronquíolos e sacos alveolares (conjunto de
alvéolos)
● Trato respiratório Superior: cavidade nasal, faringe e laringe
● Trato respiratório Inferior: traqueia, brônquio principal e pulmões
● Cavidade nasal
❖ As conchas nasais aumentam a superfície de contato entre o ar
e a mucosa, umidificando e aquecendo o ar
❖ No teto das fossas nasais existem células sensoriais que
compõem o nervo olfatório
❖ Mucosa dotada de cílios e células caliciformes que produzem
uma substância viscosa chamada muco, responsável por
lubrificar a mucosa e juntamente com os pêlos, reter
microorganismos e partículas de poeira.
❖ Resumo: há o aquecimento, umidificação, limpeza e filtração do
ar
● Faringe
● Laringe
❖ Envolvida com a fonação
● Traqueia e brônquios
❖ Formados por anéis cartilaginosos e músculo liso (que promove
a broncodilatação e a broncoconstrição)
❖ Parede do brônquio com cílios (que o cigarro destrói)
❖ Sensíveis ao toque, desencadeando do o reflexo da tosse
● Bronquíolos
❖ Seu calibre é em geral controlado pela demanda de O2
necessária ao organismo
- Exercícios = broncodilatação
- Crise de asma: processo inflamatório, liberação de
histamina, broncoconstrição/broncoespasmos, causando
dificuldade respiratória
● Alvéolos
❖ Onde ocorre a hematose pulmonar através da difusão gasosa
❖ Estrutura morfofuncional do pulmão
❖ Por fora dos alvéolos há uma rede de capilares e suas paredes
são finas, facilitando a passagem de gases
❖ Unidades microscópicas que se organizam em sacos alveolares
❖ Células de revestimiento dos alvéolos: neumocito tipo 1
(macrófagos) e pneumócito tipo 2 também chamadas de
epiteliais alveolares tipo 2 (revestimento alveolar e produção de
surfactante)
● Passagem do ar
❖ Entrada dos brônquios principais no hilo pulmonar e
ramificações = árvore brônquica
❖ Zona de condução: traqueia > brônquios principais > brônquios
lobares (3 no pulmão direito e 2 no esquerdo) > bronquíolos
terminais
❖ Zona respiratória: bronquíolos respiratórios > ductos alveolares
> 5 a 6 sacos alveolares > alvéolos (unidade básica da
respiração)
● Pleura pulmonar
❖ Formada pela pleura parietal e visceral
❖ Líquido pleural na cavidade pleural (lubrifica e facilita a
ventilação e mantém o vácuo interpleural, pressão negativa
entre os dois folhetos)
❖ Importância da pressão negativa: quando a caixa torácica se
expande, as pleuras se afastam, diminuindo mais ainda a
pressão ‘’puxando’’ a pleura visceral.
- Mecânica da ventilação pulmonar
● Os pulmões podem se expandidos e contraídos por duas
maneiras: (1) por movimentos de subida e descida do diafragma
para aumentar ou diminuir a cavidade torácica; e (2) por elevação
e depressão das costelas para elevar e reduzir o diâmetro
anteroposterior da cavidade torácica.
● Músculos da respiração:
Os músculos mais importantes que elevam a caixa torácica são
os intercostais externos, mas outros que auxiliam são (1)
músculos esternocleidomastoideos, que elevam o esterno; (2)
serráteis anteriores que elevam muitas costelas; e (3) escalenos,
que elevam as duas primeiras costelas.
❖ Inspiratórios:
- Quando se contraem, aumentam a caixa torácica
- Diafragma: aumenta craniocaudalmente
- Intercostais externos e músculos do pescoço
(esternocleidomastoideo e escalenos): aumentam
anteroposteriormente
❖ Expiratórios:
- Quando contraem, diminuem a caixa torácica
- Os músculos que puxam a caixa torácica para baixo,
durante a expiração, são principalmente o (1) reto
abdominal, que exerce o efeito poderoso de puxar para
baixo as costelas inferiores, ao mesmo tempo que, em
conjunto com outros músculos abdominais, também
comprime o conteúdo abdominal para cima contra o
diafragma; e (2) os intercostais internos)
- Músculos abdominais (transverso, oblíquo externo e
interno): diminuem no sentido crâniocaudal
- Intercostais internos: diminuem anteposteriormente
● A expansão pulmonar gera uma pressão subatmosférica, fazendo com
que o ar flua do meio ambiente para dentro do pulmão
● A redução gera uma pressão supratmosférica, expulsando o ar
● Inspiração:
❖ Normal:
- Contrai o diafragma
- Músculos intercostais externos aumentam o volume do
tórax e do pulmão
- Pressão intrapulmonar reduz em cerca de 3 mmHg
❖ Forçada:
- Inspiração auxiliada pela contração dos músculos
acessórios (escalenos e ECM), reduzindo a pressão
pulmonar em 20 mmHg ou menos
● Expiração:
❖ Normal:
- Relaxa o diafragma
- Relaxa músculos intercostais internos e a elasticidade
dos pulmões reduz o volume do tórax e do pulmão
- Pressão intrapulmonar aumenta em cerca de 3 mmHg
❖ Forçada:
- Expiração auxiliada pela contração dos músculos
abdominais e intercostais internos, que aumentam a
pressão intrapulmonar em 30 mmHg ou mais.
● Pressões alveolares
❖ Pressão alveolar (Palv)
- Pressão no interior dos alvéolos
- Quando a glote está aberta, a Patm = Palv
- Com a expansão torácica, a Palv torna-se menor por
conta do aumento do volume do pulmão (lei de
boyle-mariote)
❖ Pressão intrapleural (Pip)
- Pressão no espaço pleural
- Deve ser sempre negativa em relação a Palv
- Auxílio da drenagem linfática contínua
❖ Pressão transpulmonar (Ptp)
- Diferença de pressão entre a Palv e a Pip
❖ Na inspiração, a Palv (-1) é sempre negativa e o ar entra nos
pulmões
A pressão intrapleural (-6) é sempre mais negativa do que a
Palv, o que facilita a entrada do ar aos pulmões
A caixa torácica se expande
❖ Na expiração, a Palv (+1) é positiva, enquanto a pressão
intrapleural fica menos negativa (-4) ---> o ar sai dos pulmões
## Vão ter casos em que a pressão intrapleural vai ficar
positiva, em que a pleura parietal é empurrada para a pleura
visceral. Casos: tosse, defecação, espirro e em caso de
ventilação pulmonar artificial.
- Leis que regem a respiração
● Lei de Boyle Maiotte
❖ ‘’Sob condições isotérmicas, o produto da pressão e do volume
de uma das massas gasosas é constante, sendo estes
inversamente proporcionais’’
❖ Um aumento da pressão diminui o volume e o aumento do
volume diminui a pressão
● Lei de Hooke
❖ Corpos perfeitamente elásticos exibem uma relação linear entre
a força aplicada e a deformação obtida até ser alcançado o
módulo de elasticidade
❖ Uma boa parte do comportamento elástico pulmonar se deve a
tensão superficial da interface líquido-gás e características do
parênquima.
❖ Tensão superficial: com a entrada de ar nos alvéolos, existe
uma tensão superficial que o força para fora, devido a tendência
de colabamento dos alvéolos
❖ O colabamento é evitado por conta do surfactante pulmonar,
agente tensoativo na água, produzido pelos pneumócitos tipo 2,
que reduzem a tensão superficial da água que recobre os
alvéolos
❖ Parênquima pulmonar: com fibras de elasticas e colágenos
entrelaçadas
● Lei de laplace e fenômeno da interdependência
❖ Em um sistema fechado de bolhas comunicantes (no caso os
alvéolos), as bolhas menores tendem a esvaziar-se nas maiores
❖ A água ‘’empurra’’ o ar para fora dos alvéolos
❖ Quanto menor o tamanho alveolar, maior a tensão superficial e
mais facilmente se colabam
❖ A interdependência estabiliza os alvéolos, evitando que eles
colapsem
- Regulação neurológica da respiração
● Centro respiratório: bulbo e ponte
● Grupos de neurônios dorsais de bulbo → responsáveis pela inspiração
neurônios ventrais → responsáveis pela expiração
● GCP: gerador centralde padrões
● O O2 não exerce efeito direto sobre o centro respiratório, mas age
sobre os quimiorreceptores periféricos, carotídeos e aórticos, os quais
transmitem sinais nervosos ao centro respiratório via nervos vago e
glossofaríngeo.
● O excesso de dióxido, ou de íons hidrogênio, exerce ação direta sobre
o centro, estimulando os movimentos de inspiração e expiração.
● Automaticidade: ajuste de acordo com a demanda do organismo
- recrutamento de músculos acessórios da respiração (distensão
das vias aéreas superiores e maior expansão da caixa torácica
- Hematose
● Difusão:
❖ Gases respiratórios são lipossolúveis, assim atravessam a
membrana celular
❖ Os gases se movimentam livremente, de acordo com a
diferença de pressão parcial dos mesmos
❖ Se aplica tanto na troca alveolar, quanto na troca tecidual
● Lei de Fick:
❖ Fluxo do gás pela parede alveolar
❖ O O2 se liga fracamente com a porção heme da Hb da
hemácia, que transporta 97% do O2.
❖ Quando a pO2 nos capilares está elevada, ele se liga a Hb e
quando a pO2 cai nos tecidos, o O2 se dissocia da Hb.
❖ A difusão é interrompida ao atingir o equilíbrio
❖ Fatores que alteram a difusão:
- Espessura da membrana
- Área superficial da membrana
- Coeficiente de difusão do gás
- Diferença de pressão parcial do gás entre os dois lados
da membrana.
● Barreira de difusão / barreira alvéolo-capilar
❖ Diversas camadas: fluido que reveste os alvéolos + epitélio
alveolar + membrana basal epitelial + espaço intersticial entre o
epitélio alveolar e a parede dos capilares + membrana basal do
capilar + endotélio capilar + membrana e citoplasma da
hemácia
● Outro fator influenciador da troca gasosa é a postura em que os
indivíduos em decúbito dorsal possuem uma capacidade de 4 trocas
mais elevada do que aqueles em decúbito ventral ou sentados. Isso é
explicado basicamente por uma melhora na perfusão com aumento no
recrutamento capilar.
● Efeitos relação ventilação-perfusão (V/Q)
❖ Caso 1: obstrução dos alvéolos → deficiência na ventilação com
a mesma perfusão → relação fica < 1
❖ Caso 2: perfusão prejudicada → com a mesma ventilação →
aumento da relação (V/Q)
● Chama-se espaço morto a região pulmonar que não possui função e
não contribui para a troca gasosa
● Efeito shunt = ocasiona a diminuição das pressões parciais de O2.
● Pressões relevantes:
❖ Patm
❖ Palv
❖ Pressão intrapleural
❖ Pressão transpulmonar
2) Compreender o funcionamento curva de dissociação do
oxigênio-hemoglobina?
- Transporte de gases
● Controlada pela perfusão pulmonar (bombeamento sanguíneo para o
pulmão)
● Transporte de O2:
❖ Fração pequena dissolvida no plasma
● O transporte do O2 dissolvido baseia-se na lei de Henry, que diz que
‘’a quantidade de O2 dissolvida é diretamente proporcional à sua
pressão parcial no sangue, medida em mmHg’’
❖ Maior parte ligada à hemoglobina das hemácias
*A Hb possui alta afinidade por O2
*A saturação da Hb aumenta à medida que aumenta a pO2 do
sangue arterial
● Hemoglobina
❖ Tem capacidade de ligar-se a 4 moléculas de O2 ao mesmo
tempo
❖ Quanto maior a temperatura, menor a afinidade da Hb pelo O2
❖ Aumento da temperatura = diminui a afinidade da Hb pelo O2 =
aumenta a dissociação HbO2 = maior oxigenação dos tecidos.
❖ Em temperaturas muito baixas, a liberação de O2 é dificultada
❖ Com o pH, quando ele se eleva (mais básico), a afinidade
aumenta
❖ Com o aumento da pCO2, a afinidade diminui.
- Curva de dissociação
● A curva é deslocada quando a afinidade da Hb com o O2 se altera
● Altera com: temperatura, pH, pCO2
● O deslocamento é para a esquerda quando a afinidade aumenta e
para a direita quando a afinidade diminui.
● Transporte de CO2
❖ Predominantemente na forma de bicarbonato (HCO3-); o ácido
carbônico se dissocia muito facilmente, por isso sua
contribuição é desconsiderável.
❖ Dissolvido: íons de bicarbonato (HCO3-),
carbaminohemoglobina (assim como outros compostos
carbamínicos) e através do ácido carbônico e seus íons
carbonato
❖ CO2 se liga ao terminal amino da globina da hemoglobina,
formando carbaminoemoglobina, a qual apresenta menor
afinidade por O2.
❖ Favorece a dissociação da HbO2 em tecidos onde a
concentração de CO2 está elevada.
3) Conhecer os parâmetros de capacidade e volume pulmonar
avaliados pela espirometria
- Espirometria:
● Mede os volumes e as capacidades pulmonares
● Mede a entrada e a saída de ar dos pulmões, aferindo as capacidades
e volumes pulmonares
● O espirômetro tradicional é o equipamento composto por uma escala
indicadora de volume, uma campânula flutuante, um traque com água
e um bocal.
● Podem ser medidos quatros volumes: volumes correntes, de reserva
inspiratório, de reserva expiratório e residual; e quatro capacidades:
capacidade inspiratória, funcional, vital e capacidade pulmonar total.
- Volumes pulmonares
● Volume corrente (VC= 500 mL)
❖ Volume de ar inspirado e expirado a cada ciclo ventilatório em
condições basais
● Volume de reserva inspiratória (VRI= 3000mL)
❖ Volume de ar extra que consegue inspirar depois de já ter
inspirado o volume corrente
● Volume de reserva expiratório (VRE= 1100 mL)
❖ Volume de ar que pode ser exalado forçadamente após a
expiração do volume corrente normal
● Volume residual (VR= 1200mL)
❖ Volume de ar que permanece nos pulmões mesmo no final da
mais vigorosa expiração (é calculado pelo método da diluição
do He)
- Capacidades pulmonares
● Soma de dois ou mais volumes pulmonares
● Capacidade inspiratória (CI = VC + VRI = 3500 mL): quantidade de
ar que um indivíduo pode inspirar, partido do nível expiratório basal ao
máximo enchimento
● Capacidade residual funcional (CRF = VRE + VR = 2300 mL):
quantidade de ar que permanece nos pulmões ao final da expiração
normal (não pode ser medido pela espirometria)
● Capacidade vital (CV = VRI + VC + VRE = 4600 mL): amplitude total
de uma inspiração máxima de uma expiração máxima, incluindo o
volume corrente. Maior quantia de ar que uma pessoa pode expelir
após ter enchido ao máximo
❖ Capacidade vital forçada (CVF): representa o volume máximo
de ar exalado com esforço máximo, a partir do ponto de máxima
inspiração
● Capacidade pulmonar total (CPT = VC + VRI + VRE + VR = 5800mL
ou CPT = CV + VC): somatório de todos os volumes pulmonares
(também não pode ser medida pela espirometria)
## Volume expiratório forçado no tempo (VEFt): representa o
volume de ar exalado num tempo especificado durante a manobra de
CVF, por exemplo VEF1 é o volume de ar exalado no primeiro
segundo da manobra de CVF.
- Volume respiratório minuto (VRM)
● Quantidade total de ar que se movimenta pelas vias respiratórias a
cada minuto
VRM = VC x FR
● Volume expiratório forçado no primeiro segundo
4° Entender a relação da elastância e complacência na DPOC
- Complacência pulmonar
● Medida de tendência de um órgão oco resistir ao recuo às suas
dimensões originais, com remoção de uma força compressiva ou
distensiva.
❖ Em outras palavras, capacidade de extensão/distensão do
órgão quando ele é expandido por um aumento de pressão
transpulmonar.
● Fibrose pulmonar: é uma condição clínica que está associada a
diminuição da complacência pulmonar.
● O enfisema e o DPOC estão associados com o aumento da
complacência.
● O surfactante pulmonar aumenta a complacência.
❖ O fenômeno físico do movimento pulmonar é influenciado pela
impedância
❖ Esta impedância se desenvolve em função da resistência
elástica dos tecidos, da interface gás/líquido do alvéolo e do
atrito entre a parede da via aérea e o fluxo de ar.
- Elastância pulmonar
● Por conta de sua estrutura elástica, os pulmões são capazes de sofrer
variações de volume relacionadas às variações de pressão
(complacência) de acordo com a tensão exercida sobre sua massa
tecidual.
● Pulmão rígido = baixa complacência e alta elastância
● Elastância da caixa torácica = distribuição das costelas, com
espaços intercostais amplos, presença de tecidos elásticos como os
músculos, as pleuras e as fáscias do tecido conjuntivo.
- Relação entre complacência e elastância● Complacência dos pulmões é o grau de extensão dos pulmões para
cada aumento da pressão transpulmonar = Distensibilidade do sistema
● Elastância é a propriedade que permite o corpo voltar à forma original
após a deformação.
● Elas possuem relação inversa
● Maior elasticidade - maior retração elástica - menor complacência -
menor distensão
- Resistência
● Fator determinante no fluxo de ar: resistência das vias aéreas +
resistências da elasticidade dos pulmões
● Oposição ao enchimento pulmonar
● Fatores que aumentam a resistência ao fluxo de ar: bronquioconstrição
= resposta parassimpática à inalação de irritantes, administração de
acetilcolina, tumores obstrutivos, acúmulo de muco, histamina,
prostaglandinas.
● Fatores que diminuem a resistência do fluxo do ar: bronquiodilatação =
estimulação simpática, agonistas adrenérgicos, antihistamínicos,
aumento de CO2 no ar alveolar.
5) Explicar a DPOC
- O que é a DPOC?
● É uma enfermidade respiratória prevenível e tratável
● Caracterizada pela presença de obstrução crônica do fluxo aéreo nas
vias aéreas inferiores
● É, geralmente, progressiva
● Relacionada a uma resposta inflamatória anormal dos pulmões à
inalação de partículas ou gases tóxicos (principalmente do tabagismo)
● Este processo pode produzir alterações
❖ Dos brônquios = bronquite crônica
❖ Dos bronquíolos = bronquiolite obstrutiva
❖ Do parênquima pulmonar = enfisema pulmonar
- Fatores de risco
● Tabagismo
● Poeira ocupacional
● Irritantes químicos
● Fumaça de lenha
● Infecções respiratórias graves na infância
● Condições socioeconômicas
- Sintomas
● Tosse é o sintoma mais encontrado (diária ou intermitente), antes ou
juntamente com dispneia
● A tosse é produtiva em apenas 50% dos pacientes
● Dispnéia, geralmente progressiva com a doença
● Sintomas respiratórios crônicos: tosse, expectoração, sibilância e
dispneia
❖ Fatores de risco: idade superior a 40 anos; tabagismo ou
inalação de gases irritantes ou de material particulado em
ambiente ocupacional ou domiciliar (por exemplo, fogões a
lenha); fatores individuais, como a deficiência de
alfa -1antitripsina.
## Aproximadamente 15% dos fumantes desenvolvem DPOC
- Diagnóstico
● Avaliação dos sintomas (dispneia, escarro, tosse crônica) + fatores de
risco (tabagismo, ocupação, exposição à poluição) + espirometria
● Avaliação espirométrica para obtenção da curva expiratória
volume-tempo
● Avaliação radiológica para descartar outras doenças
- Tratamento
● Para o tratamento é preciso parar de fumar imediatamente e/ou se
afastar da fumaça, ou provocadores irritantes.
● Nas fases mais avançadas da doença, medicamentos chamados
broncodilatadores são usados, além de oxigênio domiciliar contínuo
para melhorar a oxigenação e a qualidade de vida.
● Em alguns casos, é recomendado cirurgia.