Biofisica_da_Respiracao

Prévia do material em texto

Biofísica da Respiração
Aparelho Respiratório
 A atmosfera terrestre: 21% oxigênio 0,03, gás carbônico e 79% mistura de gases(argonio, xenonio, criptonio, etc)
 Vias aéreas: 
Nariz, cavidade nasal, faringe, laringe, traqueia, bronquios, bronquiolos.
.Tubos respiratorios e alvéolos
Músculos da Inspiração:
 Diafragma;
 Intercostais Externos;
 Peitoral Maior.
Músculos da Expiração:
 Musculaturas da parede abdominal;
 Transverso; 
 Oblíquos interno e externo;
 Reto abdominal;
 Musculatura da parede torácica;
 Intercostais internos. 
MECANICA DA RESPIRAÇÃO
 A movimentação dos pulmões é influenciada pela pressão pleural.
 As pausas são a inspiração e expiração.
Se expande de -2cmH2O a -5cmH2O
 Na inspiração o volume aumenta e a pressão pleural é reduzida.
 Na expiração por causa da pressão exercida, a pressão pleural é elevada para valores menos negativos, entre -2cmH2L a -4cmH2L
 Os músculos expiratórios abdominais podem elevar e manter a 160cm H2L a pressão intratorácica. 
FREQUENCIA RESPIRATÓRIA
Varia com a idade, com o exercício e está alterada em alguns estados patológicos.
	Idade	Frequência
	0-1	44
	5	26
	15-20	20
	20-25	18
	25-30	16
	30-50	18
PRESSÃO PLEURAL
Existem duas técnicas para medi-la:
1) punciona-se a parede torácica até alcançar o espaço pleural e conectar um manômetro á agulha.
2) colocar no terço do esôfago uma sonda dotada de balonete longo. A pressão do balonete é monitorada com o auxilio de um manômetro.
FORÇA MUSCULAR E TAMANHO DO SARCÔMETRO
 Ranh et alii; estudaram a variação da pressão pleural durante a expiração e inspiração.
 Pressão final depende do volume inicial dos pulmões.
 Os músculos expiratórios se contraem produzindo maior força quando os pulmões estão mais cheios.
 A capacidade vital representa a quantidade de ar que o indivíduo movimenta durante a expiração forçada após uma inspiração máxima.
Escoamento do ar nas vias aéreas
 
Equação de Poiseuille :   F= __πΔPr4__ 
                                          8Lη
F = fluxo em unidade de volume / tempo 
P2- P1 = diferença de pressão entre as extremidades do tubo 
r= raio do tubo 
η = viscosidade do fluido  
L = comprimento do tubo 
π e 8 são constantes de integração
 
 A três tipos de escoamento das vias aéreas:
 Escoamento laminar; 
Escoamento turbulento e  
Escoamento misto. 
NÚMERO DE REYNOLDS
N=__V.d.M __
 η 
Onde: 
N é o número de Reynolds;	
V é a velocidade média do fluido;	
d é o diâmetro do tubo;	
M é a densidade do fluido;
η é a viscosidade cinemática do fluido.	
Medidas Espirográficas
 Volume Corrente (VC): volume de ar inspirado num ciclo respiratório- 500 ml 
 Volume de reserva inspiratória: quantidade de ar inspirado no esforço máximo- 3000 ml
 Volume de reserva expiratória: quantidade de ar expirado na expiração máximo - 1100 ml
 Volume residual: ar que não pode ser expulso dos pulmões- 1200 ml
 Capacidade Vital (CV) = Volume Corrente (VC) + Volume de Reserva Inspiratória + Volume de Reserva Expiratória = 4600 ml
 Capacidade Pulmonar Total (CPT) = CV + Volume Residual = 4600 ml + 1200 ml = 5800 ml
 Capacidade Inspiratória (CI) = Volume Corrente + Volume de Reserva Inspiratória = 500 ml + 3000 ml = 3500 ml
 Capacidade Expiratória (CE) = Volume Corrente + Volume de Reserva Expiratória.
 Capacidade residual funcional: Volume Residual + Volume de Reserva Expiratória. 1200 ml + 1100 ml =2300 ml 
 
O esforço nas pleuras
 Durante a inspiração, os pulmões seguem o movimento da parede torácica graças a uma fina camada de liquido que se encontra no espaço pleural, é formado, basicamente, por água e sais, a água molha as pleuras. A fluidez da água, todavia, permite que as duas superfícies, unidas pela película liquida, possam mover-se com facilidade, quando submetidas a esforços longitudinais. 
O comportamento elástico das estruturas envolvidas com a respiração
Equação de Hooke:
F= -K.Δx
 
F: Força elástica 
K: É a constante elástica da mola 
Δx: É a variação de comprimento da mola, determinada pelo efeito deformante
(-) : O sinal negativo informa que o sentido da Força elástica da mola é sempre oposto ao sentido da força deformante. Ou seja, quando uma mola é comprimida, a força que se desenvolve nela tende a expandi-la.
Elasticidade e Extensibilidade
A elasticidade não deve ser confundida com a extensibilidade:
 Elasticidade: Propriedade que os corpos possuem de retornar a sua forma inicial.
 Extensibilidade: Propriedade que permite aos corpos serem deformados. 
 
Complacência Pulmonar
Complacência é a propriedade que os corpos ocos elásticos possuem de aumentar de volume quando submetidos a uma determinada pressão. 
C=ΔV/ΔP
Tensão Superficial
Todo líquido posto em contato com um gás, forma uma membrana elástica na interface gás-líquido. 
A rede elástica que se forma na superfície líquida possui uma tensão (força longitudinal à superfície, tomada por unidade de comprimento).
Mecanismo Formador da Tensão Superficial
Quando ocorre o interface ar-água, qualquer molécula situada no seu interior é atraído simultaneamente por todas as moléculas que se encontram ao seu redor? 
As unidades de tensão superficial são: J/m² ou N/m.
Medida de Tensão Superficial
Ao retirar de um líquido um anel metálico que se encontrava nele mergulhado. Nota-se que o anel arrasta consigo uma certa quantidade de líquido que a ele se mantém aderido.
 A tensão superficial dos líquidos pode ser determinada por vários métodos: 
Balança de Lecompte de Noüy;
Capilaridade.
Valores da Tensão Superficial
A tabela mostra alguns valores de tensão superficial de algumas substâncias mantidas a 20°C.
Tensão Superficial e temperatura
A tensão superficial dos líquidos caria com a temperatura e com a natureza dos meios em contato.
Substâncias Tensoativas e Tensorredutoras
As moléculas da água se atraem mutuamente com forças mais intensas do que aquelas que aparecem na atração entre as moléculas de água e de detergente.
Surfactante Alveolar
A pressão total de retração pulmonar (Pt) é somado da pressão de retração produzida pelos componentes elásticos da parênquima pulmonar (Pe) adicionado a pressão de retração produzida pela tensão superficial do líquido alveolar (Pts).
Pt = Pe + Pts
 Número de alvéolos: 300 milhões
 Diâmetro dos alvéolos: 300µm
Tensão superficial do líquido intra-alveolar: 50d/cm
Componentes Químicos e Propriedades do Surfactante
 Lecitinas Saturados (dipalmitoil-lecitina);
 Lecitinas Insaturadas;
 Lisolecitina;
 Colesterol;
Ácidos Graxos Livres;
 Fosfatidilcolina;
 Fosfatidiletanolamina;
 Glicerídeos;
 Fosfatidilglicerol + Serina; 
 Proteínas Específicas.
*Glicoproteínas: SP-A (32-36kDa), SP-D (43kDa)
*Peptídios: SP-B(8kDa), SP-C (3-6kDa)
Funções e Produção do Surfactante
As proteínas específicas são produzidas nas pneumócitos tipo 
II.
Mecanismo Tensorredutor do Surfactante
Quando o alvéolo está comprimido, a população de surfactante presente nas superfície livre é relativamente alta e, por isso, a tensão do líquido alveolar é baixo.
Surfactante
O surfactante pulmonar é um líquido que exerce diferentes funções, sendo a mais importante a diminuição da tensão superficial dos alvéolos, o que, consequentemente, diminui a força necessária para a inspiração, facilitando a respiração. Além disso, sem o surfactante, a tendência dos alvéolos seria colapsar durante a expiração.
Surfactante e ventilação dos alvéolo
O surfactante tem um papel importante na ventilação pulmonar, pois reduz a tensão superficial dos alvéolos pequenos e eleva a tensão superficial dos alvéolos grandes, assim equaliza as suas resistências permitindo que o fluxo aéreo seja uniformemente distribuído.
Os alvéolos pequenos devem exercer uma pressão de retratação maior do que os alvéolos grandes, os alvéolos estão interconectados pelos tubos respiratórios e seria impossível ventilar os alvéolos pequenos caso não existisse o surfactante pulmonar, pois a insuflaçãode ar através dos brônquios expandiria, preferencialmente, os alvéolos maiores.
Surfactantes e síndromes patológicas
 Síndrome da membrana hialina 
 Proteinose alveolar 
 Embolia pulmonar 
 Pulmão de choque 
Músculos da respiração 
Inspiração :
- Diafragma
- Intercostais externos
Expiração:
Em situação normal a expiração é feita de forma passiva, e não tem ação de nenhuma musculatura.
Controle da respiração 
Centros nervosos
Finalmente acabou!!!
image1.jpeg
image2.jpeg
image3.jpeg
image4.jpeg
image5.gif
image6.jpeg
image7.jpeg
image8.jpeg
image9.jpeg
image10.jpeg
image11.jpeg
image12.png
image13.jpeg