Fisiologia Respiratória

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Fisiologia Respiratória 
Paulo Cavalheiro Schenkel 
ANATOMIA 
Pleura 
Vias Aéreas Superiores 
Subdivisões 
 Zona de 
condução 
Zona de 
respiração 
Espaço Morto 
• Espaço Morto 
– Volume das vias aéreas e dos pulmões que não participa da 
troca de gases. 
 
• Espaço Morto Anatômico 
– Volume das vias aéreas de condução. 
– Não inclui bronquíolos respiratórios e alvéolos. 
 
• Espaço Morto Fisiológico 
– Volume total dos pulmões que não participa da troca de gases. 
– Espaço morto anatômico das vias aéreas + espaço morto 
funcional nos alvéolos. 
Espaço Morto 
Vac = Vem + Va 
Volume de ar corrente (Vac) = 450 mL; 
Volume alveolar (Va) = 300 mL; 
Volume do espaço morto (Vem) = 150 mL. 
Vem = Vac – Va 
Ventilação global ou Volume minuto 
Ventilação global = Vac x FR 
• A) Vac= 250 mL e FR= 32 cpm 
 
• B) Vac= 500 mL e FR= 16 cpm 
 
• C) Vac= 1000 mL e FR= 8 cpm 
* Espaço morto = 150 mL 
 
Qual situação é mais efetiva para trocas gasosas? 
 
Ventilação 
OS MÚSCULOS VENTILATÓRIOS 
Inspiratórios 
 Diafragma 
 Intercostais Externos 
 Escalenos 
 Esternocleidomastoideo 
Expiratórios 
 Abdominais 
 Intercostais Internos 
Movimentos 
Ventilatórios 
 Inspiração 
 
 Expiração 
Padrões Ventilatórios 
• Eupnéia: respiração tranquila sem desconforto; 
• Taquipnéia: aumento da frequência ventilatória; 
• Bradipnéia: diminuição da frequência ventilatória; 
• Hiperpnéia: aumento do volume corrente; 
• Hipopnéia: diminuição do volume corrente; 
• Hiperventilação: aumento da ventilação global; 
• Hipoventilação: diminuição da ventilação global; 
• Apnéia: parada ventilatória ao final da expiração basal; 
• Apneuse: parada vetilatória ao final da inspiração; 
• Dispnéia: sensação subjetiva de dificuldade ventilatória. 
 
Padrões Ventilatórios 
Volumes e Capacidades Pulmonares 
Resistência nas Vias Aéreas 
• Sistema Nervoso Autônomo 
 
– Estímulo parassimpático – broncoconstrição 
 
– Estímulo Simpático - broncodilatação 
 
 
300.000.000 de alvéolos 
Pneumócitos tipo I 
Pneumócitos tipo II 
Pulmão Normal 
ELASTINA + COLÁGENO 
Hiperdistensão de 
espaços aéreos 
Ruptura de paredes alveolares 
Enfisema - Trocas gasosas: 
capilares 
alvéolos 
retração 
elástica 
Normal Enfisema 
Retração elástica 
Superfície de trocas 
nº de capilares 
Enfisema - Radiologia 
Póstero-anterior Perfil 
• Hiperinsuflação pulmonar 
• Áreas bolhosas 
• Diminuição da vasculatura 
• Retificação do diafragma 
• Aumento do diâmetro AP 
 e do espaço retroesternal 
Propriedades elásticas do pulmão 
• Arranjo geométrico das fibras de elastina e colágeno; 
• Interdependência (apoio entre alvéolos); 
• Tensão superficial. 
Pressões elásticas do sistema respiratório 
 
Tensão Superficial 
• Interface ar-líquido; 
 
• Atração entre moléculas de 
água tentando ocupar o menor 
espaço possível. 
SURFACTANTE 
 Fosfolipídios 
  dipalmitoilfosfatidilcolina (40%) 
  fosfatidilcolina monoenóica (25%) 
  fosfatidilglicerol (10%) 
 Proteína (10%) 
 Colesterol (7%) 
TENSÃO SUPERFICIAL 
Complacência X Surfactante 
COMPLACÊNCIA 
Histerese Pulmonar 
Idade; 
Enfisema. 
Edema pulmonar; 
Atelectasia; 
Fibrose. 
Esquema do Sistema pulmão e parede torácica 
REPOUSO 
– Período entre os ciclos respiratórios. 
– Diafragma em repouso. 
– Nenhum ar está se movendo para 
dentro ou para fora dos pulmões. 
– Pressão alveolar = Pressão 
atmosférica 
– Pressão alveolar = 0 
– Pressão intrapleural = -5 cmH2O. 
 
PTRANSMURAL = P.alveolar – P.pleural 
P.alveolar = P.pleural + P. retração elástica 
INSPIRAÇÃO 
– Diafragma contrai. 
– Caixa torácica expande. 
– Pressão das vias aéreas e 
pulmonar se tornam 
negativas. 
– Ocorre fluxo de ar para os 
pulmões. 
 
 
PRESSÃO EFETIVA DE IMPULSIONAMENTO = -3 cm/H2O 
EXPIRAÇÃO PASSIVA 
– Normalmente passiva. 
– Pressão alveolar positiva. 
– Fluxo do ar para fora dos 
pulmões. 
PRESSÃO EFETIVA DE IMPULSIONAMENTO = +3 cm/H2O 
EXPIRAÇÃO FORÇADA 
– Músculos Abdominais 
contraem. 
– Pressão alveolar ainda mais 
positiva. 
– Fluxo do ar para fora dos 
pulmões. 
PRESSÃO EFETIVA DE IMPULSIONAMENTO = +35 cm/H2O 
Pneumotórax 
Enfisema - Fisiopatologia 
Normal Enfisema 
 Enfisema 
 
• Longilíneo 
• Lábios semi-cerrados 
• Uso musculatura acessória 
• Idade: 50 - 75 anos 
• Dispnéia 
• Pouca tosse e expectoração 
• Infecções ocasionais 
• Tórax em tonel 
• MV diminuído 
• Cor pulmonale tardio 
• “Dom Quixote” 
Bronquite 
Crônica 
• Obeso 
• Idade: 40 - 55 anos 
• Tosse produtiva 
• Cianose 
• Expectoração abundante 
• Infecções de repetição 
• Roncos, sibilos 
• Cor pulmonale precoce 
• “Sancho Pança” 
AVALIAÇÃO 
ESPIROMETRIA 
• Spirare = respirar + Metrum = medida 
 
• Propósitos diagnóstico; 
 
• Monitorização da doença ou seu tratamento; 
 
• Avaliação de incapacidade. 
Principais parâmetros 
• CVF = capacidade vital forçada 
• VEF1 = volume expiratório forçado no 1° segundo 
• VEF1/CVF = índice de Tiffenau 
• PFE = pico de fluxo expiratório 
• FEF 25-75% = fluxo expiratório forçado (25-75% da CVF) 
 
Padrão restritivo 
• Curva fluxo-volume com formato normal porém 
em miniatura; 
 
• Índice de Tiffenau normal ou aumentado com 
diminuição da CVF; 
 
• Redução da CPT. 
Doenças restritivas 
• Fibrose pulmonar; 
• Obesidade; 
• Doenças neuromusculares; 
• Doenças pleurais; 
• Etc 
Padrão obstrutivo 
 Redução do VEF1 
 Redução do Índice de Tiffenau; 
 CPT aumentada 
Doenças obstrutivas 
• Asma; 
• Bronquite crônica; 
• Enfisema; 
• Bronquiolite; 
• Estenose traqueal; 
• Etc. 
Cor Pulmonale 
 Insuficiência Cardíaca Direita secundária 
 a Hipertensão Pulmonar 
HIPOXEMIA 
Vasoconstrição pulmonar 
Hipertensão pulmonar 
Insuficiência Cardíaca Direita 
DPOC 
 
Relação Ventilação - Perfusão 
 
Relação Ventilação - Perfusão 
Ventilação 
Perfusão 
Relação Ventilação - Perfusão 
Trocas gasosas 
Propriedades Físico-Químicas dos gases 
DALTON 
Pressão total da mistura é a soma das pressões 
individuais de cada gás da mistura. 
Nível do mar = Patm  760 mmHg 
O2 = 21% 
CO2 = 0,05% 
N2 = 78% 
 Gases nobres 
Patm= PO2 + PCO2 + PN2 
Pressão parcial 
É a pressão exercida isoladamente por cada gás da mistura 
Variação de pressão 
DIFUSÃO 
 Difusão 
 Área (75-100m2) 
 Espessura (0,5µm) 
 Pressão 
Lei de Fick 
Solubilidade 
O2 = 0,003 mL / 100 mL sangue 
CO2 = 0,063 mL / 100 mL sangue 
Lei de Henry 
CO2 é 20x mais solúvel que o O2 
1 mm Hg 
TROCAS GASOSAS 
Tempo de permanência hemácia – 
capilar = 0,75s, repouso; 0,25s, 
exercício. 
Tempo de equilíbrio das pressões dos gases entre alvéolo-capilar 
Pressão Atmosférica 
PO2 = Patm x 21% 
Propriedades Físico-Químicas dos gases 
Transporte de gases 
Transporte do Oxigênio 
 Dissolvido no plasma e no citoplasma das 
Hemácias - 3%  Pressão de O2 sangüínea 
 
 Ligado a Hemoglobina  97% 
 
O2 dissolvido 
• O2 = 0,003 mL / 100 mL sangue (1 mmHg) 
 
 
100 mm Hg = 0,3 mL O2 / 100 mL 
5 L/min = 15 mL O2 / min 
O2 ou CO (200 a 300x) 
O2 - Hemoglobina 
O2 + Hb HbO2 
• 15g Hb / 100 mL; 
• 1g Hb --- 1,39 mL O2 
O2 - Hemoglobina 
20,8 mL O2 / 100 mL sangue 
Hb 100% saturada 
Hb 
O2 
5 L/min = 1040 mL O2 / min 
O2 O2 
O2 
O2 
Saturação da Hemoglobina 
HbO2 x 100 
Hb Total 
 
Fatores que modificam a afinidade do 
O2 com a Hemoglobina 
Curva de dissociação do CO2 
Efeito do teor de O2 sobre o 
transporte de CO2 
Efeito Bohr - Quanto > PCO2, Menor é a afinidade da hemoglobina pelo O2. 
Efeito Haldane – 
 Dessaturação do 
sangue arterial nos capilares 
sistêmicos facilita a captação 
de CO2. 
S/ O2 
CONTROLE DA RESPIRAÇÃO 
PO2 
(± 100 mmHg) 
Hipóxia Hiperóxia 
PCO2 
(35 – 45 mmHg) 
Hipercapnia Hipocapnia 
pH
 
 (7,35– 7,45) 
Alcalose Acidose 
Controle químico da respiração 
Ventilação 
VOLUNTÁRIA 
• córtex 
• tálamo e hipotálamo 
INVOLUNTÁRIA 
• tronco encefálico 
Organização do sistema de controle respiratório 
Centros de controle da 
respiração (Tronco 
encefálico e Telencéfalo) 
Efetores (músculos 
ventilatórios) 
Aferência Eferência 
Sensores (receptores 
químicos e pulmonares) 
Centro de 
controle da 
respiração 
Centro respiratório central 
NÚCLEOS BULBARES 
 
• GRUPO RESPIRATÓRIO DORSAL 
(inspiração) 
 
• GRUPO RESPIRATÓRIO VENTRAL 
(inspiração e expiração) 
 
 
NÚCLEOS PONTINOS 
 
• CENTRO PNEUMOTÁXICO 
(desliga a inspiração) 
 
• CENTRO APNÊUSTICO 
(inspiração profunda com breve período 
expiratório) 
 
Maldição de Ondina 
Efetores 
Nervo Frênico 
Quimiorreceptores Centrais 
H+ 
CO2 
 
Quimiorreceptores centrais 
• São controladores da respiração que promovem 
adaptação, ajustes e interação do sistema respiratório. 
PCO2
 
 
pH 
PCO2
 
 
pH 
VENTILAÇÃO 
VENTILAÇÃO 
Quimiorreceptores Periféricos 
 
O2 
CO2 
H+ 
Bulbo 
Glossofarínge
o Vago 
Glomo 
carotídeo 
Glomo aórtico 
 
• Células glomais; 
• 2L/min/100g. 
• PO2 < 70 mmHg; 
 
• pH é perceptível pelos 
receptores carotídeos; 
 
• 20-40% da resposta 
quimiorreceptora ao CO2 
Célula Glômica 
Outros receptores 
• Pulmonares 
 
– Receptor de estiramento (reflexo de Hering-Breuer); 
• Adaptação lenta; 
• Aferência vagal mielinizada; 
• Pouca influência em volume corrente menor que 1L 
 
– Receptor de irritação (adaptação rápida); 
 
– Receptor J (justacapilar); 
 
Outros receptores 
• Receptores nasofaríngeos (inspiração forçada); 
 
• Barorreceptores arteriais; 
 
• Reflexo do mergulho (apnéia e bradicardia); 
 
• Sistema gama; 
 
• Dor e temperatura; 
 
• Proprioceptores musculares e articulares. 
 
 
Apnéia do sono obstrutiva 
Apnéia do sono central 
Hipoventilação alveolar 
central 
Obesidade 
COMPLICAÇÕES: Policitemia, hipertensão pulmonar, cor pulmonale, etc. 
Anormalidades no controle da respiração 
 
Ventilação de Cheyne-
Stokes 
Pulmão normal Pulmão de fumante