Fisiologiarespiratória

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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
Profa. Juliana Normando Pinheiro
SISTEMA 
RESPIRATÓRIO
Funções
• Troca gasosa: O2 e CO2
• Termorregulação
• Proteção: poeiras, gases tóxicos e agentes infecciosos
inalados
• Equilíbrio acido-básico
• Fonação
• Olfato
Anatomia do Sistema Respiratório
Corte sagital mediano da cabeça de uma vaca com o septo nasal removido.
• Detecta substâncias transportadas pelo ar
• Receptores olfativos localizados nas
conchas etmoidais e órgão vômero nasal
• O cão é o mais sensível aos odores;
• Comportamento:
▪ O olfato está intimamente ligado à
nutrição (misturas aromáticas para
palatabilidade)
▪ Animais são atraídos e estimulados
sexualmente pelos sinais químicos
produzidos pelo sexo oposto
(feromônios)
▪ O reconhecimento individual,
reconhecimento materno e o
estabelecimento da dominância;
Olfato
Rede Carotídea
A artéria carótida forma uma rede envolta em um seio de sangue venoso mais frio 
procedente da cavidade nasal resfriando o sangue proveniente da artéria carótida que 
se dirige ao cérebro e proporcionando uma temperatura mais adequada para o mesmo.
Histologia do Sistema 
Respiratório
VENTILAÇÃO e CICLO RESPIRATÓRIO
• É o movimento de gás para dentro e para fora do pulmão (inspiração X expiração)
• Os pulmões são expandidos principalmente pelo movimento do diafragma (cranialmente e
caudalmente) e pela elevação das costelas, nos quais aumentam ou diminuem a cavidade torácica
Tórax Contrai
Tórax expandeDiafragma contrai
Desloca Cd
Relaxamento abdominal
Intercostais Ext. contraídos
Intercostais Int. relaxados
Diafragma relaxa
Desloca Cr
Contração abdominal
Intercostais Externos relaxados
Intercostais Internos contraídos
VENTILAÇÃO
• Na ventilação normal há pouco gasto de energia no animal saudável (inspiração/ expiração) 
• Inspiração: 
• Diafragma e os músculos intercostais externos contraem
• Músculos abdutores das narinas, faringe e laringe (promovem a abertura)
• Expiração
• Normalmente passiva
• Músculos abdominais e os intercostais internos podem contrair (exercício)
• Tipos de Respiração: abdominal e torácica
• Caminho percorrido pelo ar: Ar → cavidade nasal → faringe → laringe → traqueia →
brônquios → bronquíolos → alvéolos
Estados da 
Respiração
• Eupneia: respiração comum silenciosa, sem desvio da
frequência ou profundidade
• Dispneia: respiração difícil com esforço visível
• Hiperpneia: aumento da profundidade, frequência ou 
ambas (exercício físico)
• Polipneia: respiração rápida e superficial (ofegação)
• Apneia: cessação da respiração (estado transitório)
• Taquipneia: aumento da frequência respiratória
• Bradipneia: diminuição da frequência respiratória
Frequência respiratória refere-se ao número de ciclos respiratórios por minuto
Está sujeita a variações por diversos fatores: espécie, tamanho corporal, idade,
atividade física, excitação, temperatura ambiente, prenhez, grau de preenchimento
do trato digestório, e estado de saúde.
Frequência Respiratória
Animal Condição Variação Média (Ciclos por 
minuto)
Equino Repouso 10 a 14 12
Vaca leiteira Repouso 26 a 35 29
Suíno Repouso 32 a 58 40
Cão Repouso 20 a 34 24
Gato Repouso 20 a 40 31
Carneiro Repouso 20 a 34 25
Volumes e Capacidades Pulmonares
• Volume corrente (Vc): quantidade total de ar que entra no sistema respiratório
• Volume residual: quantidade de ar que permanece nos pulmões após a expiração
• Volume alveolar (Va): qtidade de ar que chega até os alvéolos para troca gasosa
Volume total = Vc x freq
Va = freq x (Vc - Vem)
• Ventilação do espaço morto (Vem): ar que fica apenas nas vias aéreas superiores 
(termorregulação)
• Capacidade pulmonar total: é a soma dos volumes
• Capacidade residual funcional: quantidade de ar que fica nos pulmões após a expiração
• Complacência pulmonar: capacidade (grau) de expansão dos pulmões
Pressões Respiratórias
• Os pulmões são separados da parede
torácica pelo espaço intrapleural (entre a
pleura visceral e pleura parietal) com a
presença do líquido pleural.
• Pressão alveolar: É a pressão encontrada
dentro dos alvéolos. Para o ar entrar a
pressão deve diminuir (vácuo)
• Pressão intrapleural: É a pressão
encontrada no espaço pleural. Sempre
negativa (+ negativa na inspiração)
• Pressão transpulmonar: É a diferença
entre as pressões alveolar e intrapleural.
Quanto maior a pressão transpulmonar
maior a quantidade de ar que entra nos
pulmões (capacidade de expansão)
Gases se movimentam de áreas de alta pressão
para áreas de baixa pressão
Na inspiração ocorre a expansão da caixa torácica
aumentando o volume e diminuindo a pressão
alveolar. Logo os gases vão se movimentar da
atmosfera para dentro do sistema respiratório
(pressão subatmosférica)
Na expiração, o volume do tórax diminui, a
pressão alveolar aumenta e o ar flui para a
atmosfera
O ar entra e sai dos pulmões em
resposta a diferenças de pressão
criadas por um aumento ou redução
do volume torácico, respectivamente.
“Pressão é força sobre área”
PRESSÕES RESPIRATÓRIAS
• Pressão intrapleural 
• Sempre negativa
• + negativa na inspiração
• Pressão alveolar
• Negativa na inspiração
(Subatmosférica - Ar entra)
• Positiva na expiração
• (Supra-atmosférica – ar sai)
Inspiração: volume pulmonar aumenta 
Expiração: volume diminui
Inspiração
Pressão pleural e Alveolar negativas
Ar entra nos alvéolos
Expiração
Pressão alveolar + e pleural menos negativa
Ar sai dos alvéolos
Quanto maior a pressão transpulmonar, 
maior a entrada de ar no pulmão.
VENTILAÇÃO
• Tosse (expiração forçada) – mecanismo de defesa
• Ventilação colateral: movimento do ar entre os lóbulos adjacentes (ventilação
compensatória)
Circulação 
Circulação Pulmonar
• O pulmão tem duas circulações:
• Circulação brônquica
• Pressão referente à chegada de sangue oxigenado para as células pulmonares
• Realizada pelas Artérias Brônquicas
• O suprimento sanguíneo vem através de ramos torácicos da aorta
• Circulação de alta pressão e fluxo baixo para vias aéreas 
• Traqueia e árvore brônquica recebem 2% do débito do ventrículo esquerdo
• Circulação pulmonar (trocas gasosas)
• Débito total do ventrículo direito que perfunde para os alvéolos e participa da 
troca gasosa
• Realizada pelas Artérias Pulmonares D e E
• Circulação de baixa pressão e fluxo elevado 
Circulação 
Brônquica
Circulação Pulmonar
Artérias pulmonares → arteríolas → capilares pulmonares → vênulas → veias
pulmonares →AE →VE
Controle Respiratório e Vascular
Fatores neurais e humorais podem contrair ou relaxar o músculo liso vascular 
e alterar os movimentos respiratórios
• Controle neural
• Os impulsos chegam aos centros respiratórios (impulsos aferentes) oriundos de vários
receptores: pulmonares, cutâneos, musculares (moviment0), vias aéreas superiores
• Inervação simpática: Aumento do movimento respiratório e vasoconstrição periférica
• Controle humoral
• Íons e gases presentes nos líquidos corporais influenciam a ventilação: Co2, O2 e H+
1.O aumento de dióxido de carbono aumenta a ventilação alveolar e vice-versa
2.O aumento de íons hidrogênio aumenta a ventilação alveolar e vice-versa
3.O aumento do teor de oxigênio diminui a ventilação alveolar e vice-versa
É composta pelos bronquíolos respiratórios, os ductos alveolares e os alvéolos. 
Existem cerca de 3.000.000 de alvéolos em cada pulmão, e entre os alvéolos existe 
uma grande quantidade de vasos capilares, formando uma rede capilar.
Unidade Respiratória 
Troca gasosa 
Hematose
É a troca de CO2 por O2 entre os
alvéolos e capilares
O2 sai do alvéolo para o capilar
CO2 sai do capilar para o alvéolo
Trocas gasosas
• As trocas gasosas entre o meio e as superfícies respiratórias ocorrem por meio da difusão.
• Depende da composição da mistura gasosa (O2 - CO2 - N2 - H2O) e das pressões de cada gás
• A concentração de um determinado gás é expressa em termos de sua pressão parcial (PO2)
• PO2 = 160mmHg e PCO2 = 0,23 mmHg no ar atmosférico (Valoressão obtidos da % de cada gás
presente no ar pela pressão atmosférica ao nível do mar = 760 mmHg = pressão barométrica)
• Pressão de oxigênio alveolar PAO2 é < que no ar inspirado (espaço morto)
• Hipoventilação alveolar (alta altitude, poluição, queimadas)
• Hipóxia alveolar (ocorre vasoconstrição dos alvéolos com pouco O2 e dilatação dos alvéolos com + 
O2, redistribuindo o fluxo sanguíneo e melhorando a oxigenação do sangue)
No interior dos pulmões o ar inspirado se mistura com o ar residual
PO2 = 104 mmHg e PCO2= 40 mmHg.
O sangue venoso dos capilares = PO2 igual a 40 mmHg e PCO2 igual a 45 mmHg. 
PO2 do alvéolo (104 mmHg) é maior que a do sangue (40 mmHg) = difusão do O2 para o sangue
PCO2 do sangue (45 mmHg) é maior que do alvéolo (40 mmHg) = difusão do CO2 para os alvéolos
O sangue cede o gás carbônico para os pulmões e adquire oxigênio
PO2 = 104 mmHg
PCO2 = 40 mmHg
Hematose
Pulmonar
Hematose 
Celular
TROCA GASOSA
A taxa de movimento (difusão) de gás entre os alvéolos
e o sangue é determinada por:
1. Area de superfície de trocas (Ex: enfisema pulmonar)
2. Quantidade de gás disponível e diferenças de pressões
3. Coeficiente de difusão do gás (Cd do CO2 é 20 X vezes >)
4. Fluxo sanguíneo adequado passando pelos alvéolos (Ex. Anemia)
5. Espessura da barreira ar-sangue (Ex: edema pulmonar)
Shunt 
Pulmonar
• Ventilação e perfusão são diferentes no animal sadio e doente
• Shunt = desvio
• Shunt refere-se a perfusão sem ventilação
• É a condição fisiológica que resulta quando os alvéolos do pulmão são perfundidos
normalmente com sangue, mas a ventilação (o fornecimento de ar) falha em suprir
a região perfundida.
• Geralmente ocorre quando os alvéolos se enchem de líquido (edema pulmonar,
pneumonias, atelectasias )
• Quando os alvéolos se enchem de líquido, eles são incapazes de participar nas
trocas gasosas com o sangue, causando hipóxia local ou regional, desencadeando
assim vasoconstrição. O sangue é então redirecionado para longe desta área que
tem uma relação de ventilação e perfusão pobre, para áreas que estão sendo
ventiladas.
TRANSPORTE DE GASES NO SANGUE
• O2 é transportada pela hemoglobina (hemácias)
• Capacidade máxima de transporte de O2 = capilares alveolares (anemia x policitemia)
• A dissociação da oxiemoglobina nos tecidos acontece se o tecido demonstra a necessidade de O2
• ↑ temperatura sanguínea,↓ pH, ↑ PCO2, ↓ PO2 e ↑ da concentração intracelular de fosfatos orgânicos (lixo
celular que leva a coloração azulada - cianose)
O transporte de oxigênio dos alvéolos para a
hemoglobina e desta para os tecidos ocorre
por meio de gradientes de difusão.
O oxigênio passa do ar nos alvéolos para o
líquido intersticial (1), plasma (2) e líquido
eritrocitário (3) e, por fim, combina-se com a
hemoglobina (4).
O processo de liberação do oxigênio para as
células segue a direção inversa.
PO2 elevada aumenta a saturação da
hemoglobina com oxigênio, e a PO2
diminuída provoca dessaturação da
hemoglobina.
TRANSPORTE DE O2
O2
2% dissolvido no plasma
98 % com hemoglobina
TRANSPORTE DE O2
Monóxido de 
Carbono
Tem 200 x mais afinidade à 
hemoglobina que o oxigênio
CURIOSIDADE
O dióxido de carbono é captado pro difusão nos
seus locais de produção.
O dióxido de carbono é transportado não apenas
na sua forma em solução, mas também por meio
de reações que ocorrem no plasma e por reações
que ocorrem nos eritrócitos
O sangue venoso circula até os capilares
pulmonares e, devido aos gradientes de pressão o
dióxido de carbono em solução difunde-se dos
capilares pulmonares para os alvéolos.
Esse processo é posterior a uma inversão das
reações que realizaram a captação anterior do
dióxido de carbono no plasma e nos eritrócitos
TRANSPORTE DE CO2
TRANSPORTE DE CO2
CO2
7% no plasma
23% associado á hemoglobina
70%: HCO3-
Transporte de gases durante o exercício
Aumenta a frequência respiratória e VO2
Aumenta a frequência cardíaca e DC
Contração esplênica para liberar + hemácias e Hb
Aumento do consumo de oxigênio e da
produção de dióxido de carbono pelos
músculos.
Aumenta a liberação de ácido lático que
contribuem para a produção de H+ e redução
de pH.
CONTROLE DA VENTILAÇÃO
• Centro respiratório localizado no bulbo e ponte (tronco encefálico)
• Ponte está relacionada com o volume e frequência respiratória
• Bulbo com os músculos que participam da respiração 
CONTROLE DA VENTILAÇÃO
Quimiorreceptores: são células especializadas
que respondem a alterações químicas do
sangue. Sua função é manter a homeostasia
gasométrica sanguínea.
Centrais (bulbo): ↑pCO2 e ↓pH
Periféricos (arco aórtico e bifurcação das
carótidas): ↑pCO2, ↓pH, ↓O2
CONTROLE DA 
VENTILAÇÃO
Mecanorreceptores
Receptores de irritação ou de adaptação rápida
• Traqueia, brônquios e bronquíolos
• Responsáveis pela detecção de substâncias indesejáveis
(fumaça, poeira, corpos estranhos)
• Resposta excitatória ao centro respiratório provocando
espirros, tosse, taquipneia e broncoconstrição, aumento na
secreção de muco. apneia, fechamento da glote
Receptores de estiramento pulmonar ou adaptação lenta
• Musculatura lisa das vias aéreas respiratórias
• Informam o grau de insuflação pulmonar ao centro
respiratório
• Reflexo de Breuer-Hering (aumenta a expiração e inibe a
inspiração)
Equilíbrio Ácido - Básico
Ácidos ou bases são continuamente adicionados aos fluidos corpóreos
(ingestão ou pelo metabolismo celular )
▪ Ácidos são substâncias que doam íons de hidrogênio para uma solução.
▪ Bases são substâncias que recebem e se ligam a íons hidrogênio de uma solução.
▪ O pH é determinado pela concentração de íons de hidrogênio (H+)
▪ O pH é inversamente proporcional à quantidade de íons H+
▪ pH baixo = muito H+ = acidose
▪ pH alto = pouco H+ = alcalose
▪ As alterações de pH do sangue são influenciadas diretamente pelas [ ] de CO2 e H+
7,4Acidose Alcalose
H+ H+
pH pH
Controle do pH
1. Tampões químicos: Bicarbonato
2. Respiratório: ajuste da Concentração de CO2
3. Renal: excreção de íons H+
• Tampão – encontrados no plasma sanguíneo e dentro das células
• Ácido fraco + base
AcidoseAlcalose
Alcalose Respiratória
Acidose Respiratória
Acidose
Metabólica
Alcalose
Metabólica
Controle nos Pulmões
Acidose Metabólica
Reabsorção de HCO3
-
Excreção do H+
pH
H+
Rins
pCO2
Ventilação
pH
H+
Pulmões
Alcalose Metabólica
Reabsorção de HCO3
-
Excreção do H+
pH
H+
Rins
pCO2
Ventilação
pH
H+
Pulmões
Equilíbrio Ácido-Básico
Acidose respiratória
Alcalose respiratória
AcidoseAlcalose
Acidose metabólica
Alcalose metabólica
Bons Estudos!!!