APRES BIOFISICA RESPIRAÇAO_03-10-2015

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BIOFÍSCA DA RESPIRAÇÃO
Conteúdo programático
1. Introdução - MAYCON
2. Estrutura e função do aparelho respiratório - CARLOS
3. Ciclo respiratório - MAYCON
4. Volumes e capacidades respiratórias - MIRIAN
5. Complacência pulmonar - AMANDA
6. Trocas gasosas – MARCO ANTONIO
7. Transporte do oxigênio - MIRIAN
Introdução - Maycon 
Não houve aperfeiçoamento do sistema armazenador de O₂;
Oferta ampla de O₂ e dificuldade de armazenamento;
Evolução de mecanismo que providenciasse a troca gasosa;
Introdução 
O corpo humano é sob muitos aspectos uma máquina – uma máquina muito
interessante. Ele deve ter:
uma fonte de energia,
um método de converter a energia nas formas elétrica e mecânica, e
um modo de expelir os subprodutos.
Introdução 
Num automóvel - a fonte de energia é a gasolina; ela é combinada com o ar e queimada
nos cilindros para produzir energia cinética para acionar as rodas, e seu subproduto de
gases nocivos e calor são expelidos através do escapamento e radiador.
Introdução 
No corpo humano - a fonte de energia é o alimento; ele é processado no sistema
digestivo e é então combinado com O2 nas células do corpo para liberar energia. Seus
subprodutos são expelidos de 4 formas:
1
A parte não digerida do alimento é eliminada como fezes e apenas uma pequena quantidade de gases nocivos.
2
Água e outros subprodutos são expelidos pela urina e suor.
3
Quase 0,5 Kg de CO2 são expelidos pelos pulmões a cada dia.
4
O calor é dissipado pela respiração, e pela superfície do corpo (suor).
Introdução 
Os pulmões (o sistema pulmonar) servem como fornecedor de O₂ e expelidor do principal 
subproduto – C O₂. 
O sangue leva o O₂ aos tecidos e remove o C O₂ dos tecidos; ele deve entrar em estreito contato com o ar nos pulmões a fim de trocar sua carga de C O₂ por uma carga fresca de O₂.
 
Introdução - curiosidades
• Das substâncias desnecessárias ao corpo em média 70% sai via expiração enquanto apenas 20% sai via pele, 7% via urina e 3% via fezes.
• Um adulto respira aproximadamente 8.000 litros de ar a cada 24 horas e neste mesmo período de tempo cerca de 17.000 litros de sangue são purificados em seus pulmões.
• A respiração é o mais vital de nossos atos. Podemos passar semanas sem comer, dias sem nada beber e apenas alguns raros minutos sem respirar.
Estrutura e função do aparelho respiratório - Carlos
 
SISTEMA RESPIRATÓRIO
O sistema respiratório humano é constituído por um par de pulmões e por vários órgãos que conduzem o ar para dentro e para fora das cavidades pulmonares. Esses órgãos são as fossas nasais, a boca, a faringe, a laringe, a traquéia, os brônquios, os bronquíolos e os alvéolos, os três últimos localizados nos pulmões
Estrutura e função do aparelho respiratório
 
Fossas nasais: são duas cavidades paralelas que começam nas narinas e terminam na faringe. Elas são separadas uma da outra por uma parede cartilaginosa denominada septo nasal. Em seu interior há dobras chamada cornetos nasais, que forçam o ar a turbilhonar. Possuem um revestimento dotado de células produtoras de muco e células ciliadas, também presentes nas porções inferiores das vias aéreas, como traquéia, brônquios e porção inicial dos bronquíolos. No teto das fossas nasais existem células sensoriais, responsáveis pelo sentido do olfato. Têm as funções de filtrar, umedecer e aquecer o ar.
Estrutura e função do aparelho respiratório
Faringe: é um canal comum aos sistemas digestório e respiratório e comunica-se com a boca e com as fossas nasais. O ar inspirado pelas narinas ou pela boca passa necessariamente pela faringe, antes de atingir a laringe. 
Estrutura e função do aparelho respiratório
Laringe: é um tubo sustentado por peças de cartilagem articuladas, situado na parte superior do pescoço, em continuação à faringe. O pomo-de-adão, saliência que aparece no pescoço, faz parte de uma das peças cartilaginosas da laringe.
A entrada da laringe chama-se glote. Acima dela existe uma espécie de “lingüeta” de cartilagem denominada epiglote, que funciona como válvula. Quando nos alimentamos, a laringe sobe e sua entrada é fechada pela epiglote. Isso impede que o alimento ingerido penetre nas vias respiratórias.
O epitélio que reveste a laringe apresenta pregas, as cordas vocais, capazes de produzir sons durante a passagem de ar.
Estrutura e função do aparelho respiratório
Traquéia: é um tubo de aproximadamente 1,5 cm de diâmetro por 10-12 centímetros de comprimento, cujas paredes são reforçadas por anéis cartilaginosos. Bifurca-se na sua região inferior, originando os brônquios, que penetram nos pulmões. Seu epitélio de revestimento muco-ciliar adere partículas de poeira e bactérias presentes em suspensão no ar inalado, que são posteriormente varridas para fora (graças ao movimento dos cílios) e engolidas ou expelidas. 
Estrutura e função do aparelho respiratório
Pulmões: Os pulmões humanos são órgãos esponjosos, com aproximadamente 25 cm de comprimento, sendo envolvidos por uma membrana serosa denominada pleura. Nos pulmões os brônquios ramificam-se profusamente, dando origem a tubos cada vez mais finos, os bronquíolos. O conjunto altamente ramificado de bronquíolos é a árvore brônquica ou árvore respiratória.
Estrutura e função do aparelho respiratório
Bronquiíolos: Cada bronquíolo termina em pequenas bolsas formadas por células epiteliais achatadas (tecido epitelial pavimentoso) recobertas por capilares sangüíneos, denominadas alvéolos pulmonares.
Estrutura e função do aparelho respiratório
Diafragma: A base de cada pulmão apóia-se no diafragma, um fino músculo que separa o tórax do abdômen (presente apenas em mamíferos) promovendo, juntamente com os músculos intercostais, os movimentos respiratórios.  Localizado logo acima do estômago, o nervo frênico controla os movimentos do diafragma.
Ciclo respiratório - Maycon
A respiração pulmonar (Ciclo Respiratório) é um conjunto de eventos que se repetem no início de cada inspiração. É dividido em dois períodos:
Inspiração e 
Expiração. 
Ciclo respiratório
INSPIRAÇÃO
A entrada de ar nos pulmões, a inspiração, dá-se pela contração da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais (músculos que estão entre as costelas). O diafragma abaixa e as costelas elevam-se, com isso ocorre um aumento do volume da caixa torácica (estrutura óssea que protege os pulmões e o coração), fazendo com que o ar entre nos pulmões.
Ciclo respiratório
EXPIRAÇÃO
Em seguida ocorre a saída de ar dos pulmões, a expiração, acontece o relaxamento da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais, eleva-se o diafragma e as costelas abaixam, diminuindo assim o volume da caixa torácica, expulsando o ar dos pulmões. Nem todo ar é expulso dos pulmões, ficando um pequeno volume que permanece dentro dos alvéolos, evitando que haja um colapso nas finas paredes dos alvéolos.
Ciclo respiratório
Regulação da respiração
Durante uma situação de repouso inspiramos e expiramos aproximadamente 500 ml de ar a cada ciclo. Em repouso executamos aproximadamente 12 ciclos a cada minuto. Portanto, aproximadamente 6.000 ml de ar entram e saem de nossas vias aéreas durante 1 minuto.
Ciclo respiratório
Regulação da respiração
Quando executamos uma atividade física aumentada, nossas células produzem uma quantidade bem maior de gás carbônico e consomem também quantidade bem maior de oxigênio. Por isso devemos aumentar também bastante nossa ventilação pulmonar pois, caso isso não ocorra, teremos no nosso sangue uma situação de hipercapnia e hipóxia. 
Ciclo respiratório
Regulação da respiração
Tudo isso normalmente é evitado graças a um mecanismo automático que regula, a cada momento, nossa respiração, de acordo com a nossa necessidade a cada instante.
No tronco cerebral, na base do cérebro, possuímos um conjunto de neurônios encarregados de controlar a cada instante a nossa respiração: Trata-se do Centro Respiratório.
Ciclo respiratório
O Centro Respiratório é dividido em várias áreas ou zonas
com funções específicas cada uma:
Zona Inspiratória:
É a zona responsável por nossa inspiração. Apresenta células auto-excitáveis que, a cada 5 segundos aproximadamente, se excitam e fazem com que, durante aproximadamente 2 segundos, inspiremos. 
Ciclo respiratório
O Centro Respiratório é dividido em várias áreas ou zonas com funções específicas cada uma:
Zona Expiratória:
Quando ativada, emite impulsos que descem através de uma via expiratória e que se dirigem a diversos neurônios motores responsáveis pelos nossos músculos da expiração. Através de um mecanismo de inibição recíproca, quando esta zona entra em atividade, a zona inspiratória entra em repouso, e vice-versa.  
Ciclo respiratório
O Centro Respiratório é dividido em várias áreas ou zonas com funções específicas cada uma:
Zona  Pneumotáxica:
Constantemente em atividade, tem como função principal inibir (ou limitar) a inspiração. Emite impulsos inibitórios à zona inspiratória e, dessa forma, limita a duração da inspiração. 
Volumes e capacidades respiratórias
Volumes => Quantidades de ar envolvidas num processo de inspiração ou expiração
Capacidades => Quantidades de ar que compreendem 2 ou mais volumes
Volumes e capacidades respiratórias
VOLUMES
CAPACIDADES
1- VOLUME CORRENTE(VC) – Volume de ar trocado a cada movimento respiratório. Varia conforme a atividade física, indo de 0,5 l (em repouso) a 3,21 (esforço).
5- CAPACIDADE VITAL (CV) – Éo volume máximo capaz de ser trocado:
CV = VC + VRI + VRE
É a soma dos três volumes funcionais.
2- VOLUME DE RESERVA INSPIRATÓRIO (VRI) – É o ar que falta inspirar depois da inspiraçãodo VC.
6- CAPACIDADE INSPIRATÓRIA(CI) – A começar da inspiração corrente de repouso, é o máximo de ar que pode ser inspirado.
CI = VC + VRI
3- VOLUME DE RESERVA EXPIRATÓRIO (VRE) – É o ar que falta expirar depois da expiração do VC.
7- CAPACIDADE RESIDUAL FUNCIONAL (CRF) – Compreendeo ar que pode ser expirado, ao fim da expiração corrente em repouso, mais o volume residual.
CRF = VRE + VR
4- VOLUME RESIDUAL (VR) – É o ar que resta depois de uma expiração máxima. Este volume não pode ser trocado ativamente, mas apenas por difusão gasosa. É medido indiretamente.
8- CAPACIDADE TOTAL (CT) – É o volume total de ar quepode ser contido no pulmão, isto é, ao fim da inspiração máxima.
CT = VC + VRI + VRE + VR
Complacência pulmonar - Amanda
Propriedade de distensibilidade dos pulmões e da caixa torácica (mudança de volume por unidade de pressão). O pulmão é um orgão elástico. A complacência aumenta 20 vezes do récem-nascido ao adulto. A medida que o alvéolo aumenta a sua distensão, há diminuição na sua complacência porque vai atingir o limite da sua elasticidade." 
Complacência pulmonar
Trocas gasosas – Marco Antônio
Difusão de gases nas superfícies respiratórias
As trocas gasosas entre o meio e as superfícies respiratórias ocorrem por meio da difusão. Em linhas gerais, difusão é o movimento de partículas de uma região, em que elas estão em maior concentração, para outra em que estão em menor concentração.
Trocas gasosas
A concentração de um determinado gás, seja no ar ou na água, é expressa em termos de sua pressão parcial. As pressões parciais do gás oxigênio (PO2) e do gás carbônico (PCO2) no ar atmosférico são, respectivamente, da ordem de 160 mmHg e 0,23 mmHg.
Trocas gasosas
Gás
Concentração no ar
Fração X Pressão atmosférica
Pressão parcial
O2
21%
0,21 X 760mmHg
= 160mmHg
CO2
0,03%
0,003 X 760 mmHg
= 0,23mmHg
Esses valores são obtidos da porcentagem em 
que cada gás está presente no ar pela pressão 
atmosférica ao nível do mar. Veja no quadro:
Trocas gasosas
O ar que inspiramos possui PO2 igual a 160 mmHg e PCO2 igual a 0,23 mmHg. No interior dos pulmões o ar inspirado se mistura com o ar residual ali presente, de modo que as pressões parciais do gás oxigênio e do gás carbônico passam a ser, respectivamente, 104 mmHg e 40 mmHg.
Trocas gasosas
O sangue venoso que chega aos capilares sanguíneos dos pulmões, por sua vez tem PO2 igual a 40 mmHg e PCO2 igual a 45 mmHg. Como o PO2 do ar pulmonar (104 mmHg) é maior que a do sangue dos capilares pulmonares (40 mmHg), ocorre difusão de gás oxigênio do ar pulmonar para o sangue. Por outro lado, como a PCO2 do sangue dos capilares (45 mmHg) é maior que a PO2 do ar pulmonar(40 mmHg), ocorre difusão do gás oxigênio do sangue para os pulmões. Ao passar pelos capilares dos tecidos corporais, o sangue cede o gás oxigênio obtido nos pulmões e adquire gás carbônico.
Transporte do oxigênio - Mirian
O termo "transporte do O2" engloba todos os processos envolvidos na mobilização do oxigênio desde o ar inspirado até a mitocôndria. 
Um fornecimento contínuo de oxigênio é necessário para a manutenção da integridade e função normal das diversas células do organismo. Esse oxigênio serve como aceptor final de elétrons na cadeia respiratória mitocondrial, processo acoplado à fosforilação oxidativa que gera ATP. Essa é a principal via metabólica pela qual o organismo consome oxigênio. 
Transporte do oxigênio
O movimento das moléculas de O2 da atmosfera às mitocôndrias requer o funcionamento integrado dos pulmões, coração, sangue e rede vascular que compõem um complexo sistema de transporte de massa capaz de suportar variações no consumo de oxigênio (VO2) tão grandes quanto 15 a 20 vezes. 
Transporte do oxigênio
É por difusão que as moléculas de O2 movem-se do gás alveolar para o sangue que percorre os capilares pulmonares. É também por difusão que esse gás move-se do capilar sistêmico até as mitocôndrias nos diversos órgãos sistêmicos. O movimento do CO2 é no sentido oposto, mas também processa-se por difusão. Ambos os gases sofrem reações na corrente sanguínea no início e no fim de suas jornadas entre os pulmões e os tecidos periféricos. 
Transporte do oxigênio
Transporte de Hemoglobina 
A eficiência do processo de difusão simples pela membrana alvéolo-capilar é grandemente aumentada pela rápida renovação circulatória do sangue em contato com os capilares dos alvéolos pulmonares e dos tecidos pelas rápidas reações químicas que sofrem os gases respiratórios assim que atingem o sangue. 
FIM