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Sistem� Respiratóri� aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa� Beatriz Ignacio Carvalho - @beasroutine 1. VIAS AÉREAS SUPERIORES ………….NARIZ………….. Órgão especializado no sistema respiratório que consiste em uma parte externa visível e uma externa, chamada de cavidade nasal. Estrutura óssea: frontal, ossos nasais e maxilas. Estrutura cartilaginosa: cartilagem do septo nasal, cartilagens nasais acessórias e cartilagens alares. As estruturas internas do nariz possuem três funções: 1. Aquecimento, umidificação e filtragem do influxo de ar; 2. Detecção de estímulos olfatórios; 3. Modificação das vibrações da fala à medida que elas passam pelas grandes e ocas câmaras de ressonância. O septo nasal divide a cavidade nasal nos lados direito e esquerdo. A parte anterior é composta por cartilagem hialina. O restante é formado pelos ossos vômer, lâmina perpendicular do etmóide, maxila e palatinos. Cavidade nasal: Anteriormente: cavidade nasal se funde ao nariz. Posteriormente: comunica-se com a faringe pelas duas aberturas (coános). - Ductos dos seios paranasais - drenam muco - Ductos lacrimonasais - drenam lágrimas Ossos do crânio que contém os seios paranasais: - Frontal - Esfenoide - Etmoide - Maxila As paredes laterais da cavidade nasal são formadas por: - Etmoide - Maxila - Lacrimal - Palatino - Concha nasal inferior OBS: Palatino e processos palatinos da maxila formam o palato duro e constituem o assoalho da cavidade nasal. Circulação do ar pelas narinas: O ar entra pelas narinas, passa pelo vestíbulo do nariz que contém pêlos grossos (filtram as grandes partículas de poeira). Depois, passa pelas conchas nasais superior, inferior e média e pelos meatos. O arranjo das conchas aumenta a área de superfície da cavidade nasal e evita a desidratação por aprisionamento de gotículas de água durante a expiração. Além disso, também ajuda no aquecimento do ar pelo sangue dos capilares presentes ali. O muco secretado pelas células caliciformes umedece o ar e retém partículas de poeira. A drenagem do ducto lacrimonasal também ajuda a umedecer o ar e às vezes é assistida por secreções dos seios paranasais. Os cílios movem o muco e as partículas de poeira retidas em direção à faringe, onde podem ser engolidas ou cuspidas, As células receptoras olfatórias, as células de sustentação e as células basais se encontram na região respiratória, que está perto da concha nasal superior e septo adjacente. Essas células formam o epitélio olfatório. Este contém cílios, mas não há células caliciformes. ……. FARINGE … …. Tubo em forma de funil. Começa nos coános e se estende para o nível da cartilagem cricóidea, a cartilagem mais inferior da laringe. Encontra-se discretamente posterior às cavidades nasais e oral, superior à laringe e anterior às vértebras cervicais. Parede constituída por músculos esqueléticos e revestida por túnica mucosa. A contração desses músculos ajuda na deglutição e o relaxamento ajuda a manter a faringe patente. Atua como passagem para ar, comida, fornece câmara de ressonância para os sons e abriga as tonsilas (participam das reações imunológicas). Regiões anatômicas: 1. Nasofaringe: encontra-se posterior à cavidade nasal e vai até o palato mole. O palato mole forma a porção posterior do céu da boca. É uma partição muscular em forma de arco entre as partes nasal e oral da faringe que é revestida por túnica mucosa. Há cinco aberturas na sua parede: dois cóanos, dois óstios que conduzem às tubas auditivas e a abertura para a parte oral da faringe. A parede posterior também contém a tonsila faríngea. Por meio dos cóanos, a parte nasal da faringe recebe o ar da cavidade nasal, juntamente com o muco com pó. A parte nasal da faringe é revestida por epitélio colunar pseudoestratificado ciliado, e os cílios movem o muco para baixo em direção à parte mais inferior da faringe. A nasofaringe também troca pequenos volumes de ar com as tubas auditivas para equalizar a pressão do ar entre a orelha média e a atmosfera. 2. Orofaringe: posterior à cavidade oral e se estende desde o palato mole inferiormente até o nível do hioide. Ela tem apenas uma abertura, a fauce (abertura da boca). Esta porção tem funções respiratórias e digestórias, servindo como uma via comum para o ar, a comida e a bebida. É revestida por epitélio escamoso estratificado não queratinizado. As tonsilas palatina e lingual, são encontradas na orofaringe. 3. Laringofaringe: começa no nível hióide. Em sua extremidade inferior, se abre posteriormente no esôfago e anteriormente na laringe. ……… LARINGE ……… Pequena conexão entre a parte laríngea da faringe e a traqueia. Encontra- se na linha média do pescoço anteriormente ao esôfago e às vértebras cervicais IV a VI A parede da laringe é composta por nove fragmentos de cartilagem. Três ocorrem isoladamente - Cartilagem tireóidea: ligada à cartilagem cricóidea pelo ligamento cricotireóideo. - Epiglote: cartilagem elástica coberta por epitélio que pode fechar a glote. - Cartilagem cricóidea: anel de cartilagem hialina que forma a parede inferior da laringe. Marco para fazer a traqueotomia. Três ocorrem em pares - Cartilagem aritenóidea: formada por cartilagem hialina e localizada na margem posterior superior da cartilagem cricóidea. Formam as articulações sinoviais e têm ampla gama de mobilidade. - Cartilagem cuneiforme: Anteriores às corniculadas. Apoia as pregas vocais e as faces laterais da epiglote. - Cartilagem corniculada: localizadas no ápice de cada aritenóidea. Das cartilagens pares, as aritenóideas são as mais importantes porque influenciam as mudanças na posição e na tensão das pregas vocais (cordas vocais verdadeiras). Os músculos extrínsecos da laringe conectam as cartilagens a outras estruturas na garganta e os músculos intrínsecos conectam as cartilagens entre si. A cavidade da laringe é o espaço que se estende desde a entrada da laringe até a margem inferior da cartilagem cricóidea. A parte da cavidade da laringe acima das pregas vestibulares (cordas vocais falsas) é chamada de vestíbulo da laringe. A parte da cavidade da laringe abaixo das pregas vocais é chamada de cavidade infraglótica. A cartilagem tireóidea (pomo de Adão) consiste em duas lâminas fundidas de cartilagem hialina que formam a parede anterior da laringe e conferem a ela um formato triangular. Maior em homens por influência dos hormônios sexuais masculinos em seu crescimento durante a puberdade. O ligamento que liga a cartilagem tireóidea ao hioide é chamado membrana tíreo hióidea. A epiglote é um segmento grande de cartilagem elástica em forma de folha que é recoberta por epitélio. Existe uma parte inferior afilada (pecíolo epiglótico) que está conectada à margem anterior da cartilagem tireóidea. A parte superior ampla em forma de “folha” da epiglote (cartilagem epiglótica) não está presa a nenhuma estrutura e se move para cima e para baixo como um alçapão. Durante a deglutição, a faringe e a laringe se movem para cima. A elevação da faringe amplia- a para receber alimentos ou bebidas; a elevação da laringe faz com que a epiglote se mova para baixo e cubra a glote, fechando -a. A glote é composta por um par de pregas de túnica mucosa, as pregas vocais (cordas vocais verdadeiras) na laringe, e o espaço entre elas é chamado de rima da glote. O fechamento da laringe desta maneira durante a deglutição desvia líquidos e alimentos para o esôfago e os mantêm fora da laringe e das vias respiratórias. Quando pequenas partículas de poeira, fumaça, alimentos ou líquidos passam para a laringe, ocorre um reflexo de tosse, geralmente expelindo o material. …….. PRODUÇÃO DOS SONS ……. As pregas vocais são as principais estruturas envolvidas na produção da voz. Profundamente à túnica mucosa das pregas vocais, estão faixas de ligamentos elásticos entre as rígidas cartilagens da laringe. Músculos intrínsecos da laringe se inserem tanto às cartilagens rígidas quanto às pregas vocais. Quando os músculos se contraem, eles movem as cartilagens, que tensionam os ligamentos elásticos, e issodistende as pregas vocais para fora para as vias respiratórias, de modo que a rima da glote é estreitada. Contrair e relaxar os músculos varia a tensão nas pregas vocais, de modo semelhante a soltar ou apertar uma corda de violão. O ar que passa pela laringe vibra as pregas e produz som (fonação) pela criação de ondas de som na coluna de ar na faringe, no nariz e na boca. A variação do tom do som está relacionada com a tensão nas pregas vocais. Quanto maior a pressão do ar, mais alto o som produzido pela vibração das pregas vocais. Quando os músculos intrínsecos da laringe se contraem, eles puxam as cartilagens aritenóideas, o que faz com que as cartilagens girem e deslizem. A contração dos músculos cricoaritenóideos posteriores, por exemplo, afasta as pregas vocais (abdução), abrindo assim a rima da glote. Por outro lado, a contração dos músculos cricoaritenóideos laterais aproximas as pregas vocais uma da outra (adução), fechando assim a rima da glote. Outros músculos intrínsecos podem alongar (e colocar tensão sobre) ou encurtar (e relaxar) as pregas vocais. A produção dos sons das vogais é feita pela constrição e relaxamento dos músculos da parede da faringe. Já os músculos da face, língua e lábios nos ajudam a pronunciar a palavra, possibilitando a fala das consoantes. Além disso, há a diferença de tom do som, que é controlado pelas pregas vocais. Se estas estiverem esticadas pelos músculos, vibram mais rápido (frequência maior) e resultam em um tom maior (mais agudo). Se houver a diminuição dessa tensão muscular, elas vibram mais lentamente (menor frequência) e produzem tons mais baixos (mais graves). O que diferencia a fala dos homens e das mulheres? Essa diferença, basicamente, consiste no fato do homem ter a voz mais grave e, a mulher, mais aguda. Isso ocorre por causa da influência de andrógenos (hormônios sexuais masculinos), os quais atuam na laringe dos homens durante a adolescência, fazendo com que as pregas vocais fiquem mais espessas e maiores e, por isso, vibrem mais lentamente e produzem o som mais grave, além de ter menor variação do tom do que nas mulheres. …….. TRAQUEIA ……. Via tubular para o ar. Localizada anteriormente ao esôfago e se estende desde a laringe até a margem da vértebra T V, onde se divide em brônquios primários direito e esquerdo. As camadas da parede: - Túnica mucosa (camada de epitélio colunar pseudoestratificado ciliado e uma camada de lâmina própria que contém fibras elásticas e reticulares). - Tela submucosa - Cartilagem hialina - Túnica adventícia (tecido conjuntivo areolar) ……. BRÔNQUIOS …… No ponto em que a traqueia se divide em brônquios principais direito e esquerdo, uma crista interna chamada de carina é formada por uma projeção posterior e um pouco inferior da última cartilagem traqueal. A túnica mucosa da carina é uma das áreas mais sensíveis de toda a laringe e traqueia para desencadear um reflexo da tosse. OBS: O alargamento e distorção da carina é um sinal grave, pois geralmente indica um carcinoma dos linfonodos ao redor da região onde a traqueia se divide. Ao entrar nos pulmões, o brônquio principal se divide formando brônquios menores – os brônquios lobares, uma para cada lobo do pulmão. OBS 2: O pulmão direito tem três lobos, o pulmão esquerdo tem dois. Os brônquios lobares continuam ramificando -se, formando brônquios ainda menores, chamados brônquios segmentares, que irrigam segmentos broncopulmonares específicos dentro dos lobos. Os brônquios segmentares então se dividem em bronquíolos. Os bronquíolos também se ramificam repetidamente e o menor dos ramos ramifica se em tubos ainda menores chamados bronquíolos terminais. Estes bronquíolos contêm células exócrinas bronquiolares, células colunares não ciliadas intercaladas entre as células epiteliais. As células exócrinas bronquiolares podem proteger contra os efeitos nocivos de toxinas inaladas e substâncias cancerígenas, produzem surfactante (discutido em breve) e funcionam como células tronco (células estaminais), que dão origem a várias células do epitélio. Os bronquíolos terminais representam o fim da zona de condução do sistema respiratório. Esta extensa ramificação da traqueia até os bronquíolos terminais se assemelha a uma árvore invertida e é comumente chamada de árvore bronquial. À medida que a ramificação se torna mais extensa na árvore bronquial, várias mudanças estruturais podem ser observadas. 1. A túnica mucosa na árvore bronquial muda de epitélio colunar pseudoestratificado ciliado nos brônquios principais, lobares e segmentares para epitélio colunar simples ciliado com algumas células caliciformes nos bronquíolos maiores. Nos bronquíolos menores, muda para epitélio cúbico simples ciliado sem células caliciformes. Nos terminais muda para epitélio cúbico simples não ciliado. OBS 3: Em regiões com epitélio cúbico simples não ciliado, as partículas inaladas são removidas por macrófagos. 2. As lâminas de cartilagem gradualmente substituem os anéis incompletos de cartilagem nos brônquios principais e desaparecem nos bronquíolos distais. 3. À medida que a quantidade de cartilagem diminui, a quantidade de músculo liso aumenta. Este circunda o lúmen em faixas espiraladas e ajuda a manter a permeabilidade OBS 4: Como não há cartilagem no suporte, espasmos musculares podem fechar as vias respiratórias. Isso ocorre na asma brônquica. OBS 5: durante o exercício, a atividade na parte simpática da divisão autônoma do sistema nervoso (SNA) aumenta e a medula da glândula suprarrenal libera os hormônios epinefrina e norepinefrina; estes dois eventos causam o relaxamento do músculo liso nos bronquíolos, que dilata as vias respiratórias. Como o ar chega aos alvéolos mais rapidamente, a ventilação pulmonar melhora. A parte parassimpática do SNA e os mediadores de reações alérgicas, como a histamina, têm efeito oposto, causando contração do músculo liso brônquico, o que resulta em constrição dos brônquios distais. 2. VIAS AÉREAS INFERIORES ……. PULMÕES …… Órgãos cônicos, separados um do outro pelo coração e por outras estruturas do mediastino. Pleura: camada dupla serosa que protege cada pulmão. Pleura parietal: camada superficial que reveste a parede da cavidade torácica Pleura visceral: camada profunda que recobre os pulmões propriamente ditos. Cavidade pleural: entre as duas pleuras. Contém um pequeno volume de líquido lubrificante que é secretado pelas membranas. Este líquido reduz o atrito entre as membranas. O líquido pleural também faz com que as duas membranas adiram uma à outra, um fenômeno chamado de tensão superficial. Histologia dos pulmões ➔ Pleura Temos a visceral e a parietal. Ambos os folhetos são formados por mesotélio e uma fina camada de tecido conjuntivo, com fibras colágenas e elásticas. ➔ Brônquios A mucosa que reveste os brônquios é do tipo pseudo-estratificado cilíndrico ciliado com células caliciformes. A lâmina própria é constituída de tecido conjuntivo frouxo rico em fibras elásticas. Abaixo da mucosa há uma camada muscular lisa que circunda completamente os brônquios, ela é constituída por feixes musculares dispostos em espiral. Externamente a essa camada muscular encontram-se a submucosa constituída de tecido conjuntivo frouxo, e com a presença das glândulas seromucosas. Externamente observa-se a túnica adventícia constituída por tecido conjuntivo frouxo contendo placas cartilaginosas que diminuem de tamanho com a diminuição do calibre dos brônquios. ➔ Bronquíolos Não há a presença de cartilagem nas suas paredes. Epitélio é cilíndrico simples ciliado nas porções iniciais, e nas finais é cúbico simples. As células caliciformes diminuem em número, podendo estar ausentes no final. A lâmina própria da mucosa dos bronquíolos é delgada e rica em fibras elásticas. Em torno da mucosa, há uma camada de músculo liso cujas células se entrelaçam com as fibras elásticas. ➔ Bronquíolos terminais Última parte da porção condutora. Sua estrutura é semelhante à dos bronquíolos, tendo, porém, parede mais delgada, revestidainternamente por epitélio colunar baixo ou cúbico, com células ciliadas e não ciliadas. O epitélio dos bronquíolos terminais apresenta células bronquiolares secretoras não ciliadas. PARTE RESPIRATÓRIA ➔ Bronquíolos respiratórios e ductos alveolares O bronquíolo respiratório é um tubo curto, às vezes ramificado, com estrutura semelhante à do bronquíolo terminal. A diferença é as várias descontinuidades na parede do bronquíolo respiratório, pelas quais seu lúmen se comunica diretamente com os alvéolos. A superfície interna dos bronquíolos respiratórios é revestida por epitélio simples, que varia de colunar baixo a cuboide, podendo apresentar cílios na porção inicial. Esse epitélio simples não apresenta células caliciformes. Quando a parede passa a ser constituída quase só de saídas de alvéolos, o tubo passa a ser considerado um ducto alveolar. ➔ Ductos alveolares Os ductos alveolares são revestidos por epitélio simples cúbico, mas um epitélio simples pavimentoso pode ser observado em suas extremidades. Uma matriz rica em fibras elásticas e contendo também fibras reticulares constitui o suporte para os ductos e os alvéolos. ➔ Sacos alveolares e alvéolos O ducto alveolar termina em um alvéolo único, ou mais comumente em sacos alveolares, que são espaços nos quais se abrem diversos alvéolos Os alvéolos são pequenas bolsas semelhantes aos favos de uma colmeia e apresentam uma abertura. Assim como os sacos alveolares, quase sempre a parede de um alvéolo é comum a dois alvéolos adjacentes, sendo denominada parede alveolar ou septo interalveolar. O septo interalveolar é composto por duas camadas de células epiteliais separadas por uma delgada lâmina de tecido conjuntivo formado de fibras reticulares e elásticas, substância fundamental e células do conjuntivo. ➔ Septos interalveolares Revestidos por dois tipos de células: pneumócitos tipo I e II. Tipo I: célula pavimentosa, com citoplasma muito delgado e núcleo achatado. Facilita a passagem dos gases. Tipo II: células arredondadas frequentemente vistas em grupos de duas ou três células nos pontos em que as paredes alveolares se tocam, e o núcleo esférico é maior e mais claro em relação às demais células da parede interalveolar. Produzem surfactante. OBS: Surfactantes - diminuir a tensão superficial ar- líquido, manter a estabilidade alveolar impedindo o seu colapso no final da expiração, diminuir a vasoconstrição do leito sanguíneo pulmonar, diminuir a resistência vascular pulmonar aumentando assim a perfusão pulmonar. Posição anatômica dos pulmões Os pulmões se estendem desde o diafragma até a região discretamente superior às clavículas e encontra -se contra as costelas anterior e posteriormente. A larga parte inferior do pulmão, a base, é côncava e se encaixa sobre a zona convexa do diafragma. A parte superior estreita do pulmão é o ápice. A superfície do pulmão apoiada sobre as costelas, a face costal, coincide com a curvatura arredondada das costelas. A face mediastinal (medial) de cada pulmão contém uma região, o hilo do pulmão, por meio da qual os brônquios, os vasos sanguíneos pulmonares, os vasos linfáticos e os nervos entram e saem. Estas estruturas são mantidas unidas pela pleura e tecido conjuntivo e constituem a raiz do pulmão. Medialmente, o pulmão esquerdo também contém uma concavidade, a incisura cardíaca, em que o vértice do coração se encontra. Em razão do espaço ocupado pelo coração, o pulmão esquerdo é aproximadamente 10% menor do que o pulmão direito. Embora o pulmão direito seja mais espesso e mais largo, é também um pouco mais curto do que o pulmão esquerdo, porque o diafragma é maior no lado direito, acomodando o fígado que se encontra inferiormente a ele. Curiosidade: A remoção do excesso de líquido na cavidade pleural pode ser feita sem lesionar o tecido pulmonar por meio da inserção de uma agulha anteriormente através do 7o espaço intercostal, em um procedimento chamado de toracocentese. A agulha é passada ao longo da margem superior da costela inferior para evitar danos aos nervos intercostais e vasos sanguíneos. Inferiormente ao 7o espaço intercostal há o perigo de penetrar o diafragma. Lobos, fissuras e lóbulos Uma ou duas fissuras dividem cada pulmão em lobos. Cada lobo recebe seu próprio brônquio lobar. Assim, o brônquio principal direito dá origem a três brônquios lobares chamados brônquios lobares superior, médio e inferior; o brônquio principal esquerdo dá origem aos brônquios lobares superior e inferior. No pulmão, os brônquios lobares dão origem aos brônquios segmentares, que são constantes tanto em origem quanto em distribuição. O segmento de tecido pulmonar que cada brônquio segmentar supre é chamado segmento broncopulmonar. Cada segmento broncopulmonar dos pulmões tem muitos pequenos compartimentos, chamados lóbulos, e cada lóbulo é envolvido por tecido conjuntivo elástico e contém um vaso linfático, uma arteríola, uma vênula e uma ramificação de um bronquíolo terminal. Os bronquíolos terminais subdividem- se em bronquíolos respiratórios. Eles também têm alvéolos ramificando- se de suas paredes. Os alvéolos participam das trocas gasosas, portanto, os bronquíolos respiratórios iniciam a zona respiratória do sistema respiratório. Conforme os bronquíolos respiratórios penetram mais profundamente nos pulmões, o revestimento epitelial passa de cúbico simples para escamoso simples. Os bronquíolos respiratórios por sua vez se subdividem em vários ductos alveolares, que consistem em epitélio escamoso simples. Alvéolos Alvéolo: bolsa revestida por epitélio escamoso simples e apoiada por uma membrana basal fina e elástica. Saco alveolar: constituído por dois ou mais alvéolos que compartilham uma abertura comum Presença de pneumócitos tipos I e II, já explicados na parte de Histologia acima. Associados à parede alveolar estão os macrófagos alveolares, que removem partículas finas de poeira e outros detritos dos espaços alveolares. Também são encontrados fibroblastos, que produzem fibras reticulares e elásticas. Subjacente à camada de células alveolares do tipo I está uma membrana basal elástica. Na face externa dos alvéolos, as arteríolas e vênulas do lóbulo se dispersam em uma rede de capilares sanguíneos que consistem em uma camada única de células endoteliais e membrana basal. A troca de O2 e CO2 entre os alvéolos nos pulmões e o sangue se dá por difusão através das paredes alveolares e capilares, que juntos formam a membrana respiratória. Estendendo se do alvéolo ao plasma sanguíneo, a membrana respiratória é composta por quatro camadas: 1. Camada de células alveolares dos tipos I e II e macrófagos alveolares 2. Membrana basal epitelial 3. Membrana basal capilar 4. Endotélio capilar Irrigação sanguínea dos pulmões Os pulmões são irrigados por dois conjuntos de artérias: ● Artérias pulmonares ● Ramos bronquiais da parte torácica da aorta. O sangue venoso passa pelo tronco pulmonar, que se divide em uma artéria pulmonar esquerda que entra no pulmão esquerdo e uma artéria pulmonar direita que entra no pulmão direito. OBS: As artérias pulmonares são as únicas artérias do corpo que transportam sangue desoxigenado. O retorno do sangue oxigenado para o coração ocorre pelas quatro veias pulmonares, que drenam para o átrio esquerdo. Uma característica única dos vasos sanguíneos pulmonares é a sua constrição em resposta à hipoxia (baixo nível de O2) localizada. Em todos os outros tecidos do corpo, a hipoxia provoca a dilatação dos vasos sanguíneos para aumentar o fluxo sanguíneo. Nos pulmões, no entanto, a vasoconstrição em resposta à hipoxia desvia sangue pulmonar de áreas dos pulmões com pouca ventilação para regiões bem ventiladas para possibilitar trocas gasosas mais eficientes. Este fenômeno é conhecido como equilíbrio ventilação perfusão, porque a perfusão (fluxo sanguíneo) para cada área dos pulmões corresponde à extensão da ventilação (fluxo de ar) para os alvéolos nessa área. Os ramos bronquiais da parte torácica da aorta levam sangue oxigenado aos pulmões. Estesangue perfunde principalmente as paredes musculares dos brônquios e bronquíolos. No entanto, existem conexões entre os ramos bronquiais e os ramos das artérias pulmonares; a maior parte do sangue retorna ao coração por meio das veias pulmonares. Um pouco de sangue drena para as veias bronquiais, ramos do sistema ázigo, e retorna ao coração por meio da veia cava superior. Ventilação pulmonar A ventilação pulmonar, ou respiração, é a inspiração (inalação) e expiração (exalação) do ar e envolve a troca de ar entre a atmosfera e os alvéolos dos pulmões. A respiração externa (pulmonar) é a troca de gases entre os alvéolos dos pulmões e o sangue nos capilares pulmonares através da membrana respiratória. Neste processo, o sangue capilar pulmonar ganha O2 e perde CO2. A respiração interna (tecidual) é a troca de gases entre o sangue nos capilares sistêmicos e as células teciduais. Nesta etapa, o sangue perde O2 e ganha CO2. Dentro das células, as reações metabólicas que consomem O2 e liberam CO2 durante a produção de ATP são denominadas respiração celular. Na ventilação pulmonar, o ar flui entre a atmosfera e os alvéolos dos pulmões em decorrência das diferenças de pressão alternadas produzidas pela contração e pelo relaxamento dos músculos respiratórios. ➔ Inspiração Para o ar fluir para os pulmões, a pressão intra -alveolar tem que se tornar mais baixa do que a pressão atmosférica. Essa condição é alcançada ao aumentar o tamanho dos pulmões. Diferenças de pressão causadas por alterações no volume do pulmão forçam o ar para dentro dos pulmões quando inspiramos e expiramos. Para que a inspiração ocorra, os pulmões precisam se expandir, o que aumenta o volume pulmonar e, assim, diminui a pressão nos pulmões para níveis inferiores aos da pressão atmosférica. O primeiro passo na expansão dos pulmões durante a inspiração tranquila normal envolve a contração do principal músculo inspiratório, o diafragma, com a resistência dos intercostais externos. ➔ Expiração Ocorre quando a pressão dos pulmões a pressão nos pulmões é maior do que a pressão atmosférica. A expiração resulta da retração elástica da parede torácica e dos pulmões, sendo que ambos têm uma tendência natural de retornar à posição inicial depois de terem sido distendidos. Duas forças dirigidas para dentro contribuem para a retração elástica: 1. A retração das fibras elásticas que foram distendidas durante a inspiração 2. A força para dentro da tensão superficial decorrente da película de líquido alveolar. A expiração começa quando a musculatura inspiratória relaxa. À medida que o diafragma relaxa, sua cúpula se move superiormente, graças a sua elasticidade. Fatores que influenciam na ventilação pulmonar 1. Tensão superficial do líquido alveolar 2. Complacência pulmonar - esforço necessário para distender os pulmões e a parede torácica. 3. Resistência das vias respiratórias VOLUMES E CAPACIDADES PULMONARES …. . O volume de uma respiração é chamado volume corrente (VC). A ventilação minuto (VM) – o volume total de ar inspirado e expirado a cada minuto – é dada pela frequência respiratória multiplicada pelo volume corrente: VM = 12 ciclos/min × 500 ml/respiração = 6 l/min OBS: O aparelho utilizado para medir o volume de ar trocado durante a respiração e a frequência respiratória é o espirômetro. - Volume de reserva inspiratório: ar adicional inspirado. - Volume de reserva expiratório: expirar com o máximo de força possível faz expirar mais ar do que o normal. - Volume expiratório forçado no primeiro segundo (VEF1): volume de ar que pode ser expirado pelos pulmões em 1 s, ao esforço máximo depois de uma inspiração máxima. - Volume residual: ar que permanece nas vias respiratórias não colabáveis A capacidade inspiratória é a soma do volume corrente e do volume de reserva inspiratório. A capacidade residual funcional é a soma do volume residual e do volume de reserva expiratório. A capacidade vital é a soma do volume de reserva inspiratório, volume corrente e volume de reserva expiratório. A capacidade pulmonar total é a soma da capacidade vital e do volume residual. …….. TROCA DE O2 E CO2 ……. A troca de oxigênio e dióxido de carbono entre o ar alveolar e o sangue pulmonar ocorre por meio da difusão passiva, regida pelo comportamento dos gases, como descrito por duas leis dos gases, a lei de Dalton e a lei de Henry. Lei de Dalton: cada gás em uma mistura de gases exerce a sua própria pressão como se não houvesse outros gases. Lei de Henry: afirma que o volume de um gás que se dissolve em um líquido é proporcional à pressão parcial do gás e à sua solubilidade. A taxa de trocas gasosas pulmonar e sistêmica depende de vários fatores: 1. Diferença de pressão parcial dos gases. 2. Área de superfície disponível para as trocas gasosas. 3. Distância de difusão. 4. Peso molecular e solubilidade dos gases. Transporte de Oxigênio O oxigênio, inspirado ao nível dos pulmões, difunde-se para o interior dos capilares pulmonares, para o sangue, onde irá ser transportado até às células, sob duas formas: dissolvido no plasma ou ligado à hemoglobina, no interior dos glóbulos vermelhos. O principal modo de transporte deste gás respiratório é concretizado através da sua associação à hemoglobina, molécula com a qual tem grande afinidade, estabelecendo uma reação reversível, em que se forma oxiemoglobina (hemoglobina associada ao oxigénio). Cada molécula de hemoglobina é capaz de transportar quatro moléculas de oxigênio. Nos capilares sanguíneos, junto às células receptoras, o oxigénio desliga-se da hemoglobina e liberta-se do plasma, difundindo-se para as células dos tecidos e órgãos, onde a sua concentração é mais baixa. Relação entre a hemoglobina e a pressão parcial de oxigênio: O fator mais importante para determinar quanto O2 que se liga à hemoglobina é a PO2; quanto maior for a PO2, mais O2 se combina à Hb. Quando a hemoglobina reduzida (Hb) é completamente convertida em oxi- hemoglobina (Hb O2), diz -se que a hemoglobina está totalmente saturada; quando a hemoglobina é constituída por uma mistura de Hb e Hb O2, está parcialmente saturada. Fatores que afetam a afinidade da hemoglobina ao oxigênio: 1. Acidez (pH): Conforme a acidez aumenta (pH diminui), a afinidade da hemoglobina ao O2 diminui, e o O2 se dissocia mais facilmente da hemoglobina. 2. Pressão parcial de dióxido de carbono: um aumento na PCO2 produz um ambiente mais ácido, o que ajuda na liberação de O2 da hemoglobina. 3. Temperatura: conforme a temperatura aumenta, o mesmo acontece com a quantidade de O2 liberado da hemoglobina. 4. BPG: Uma substância encontrada nos eritrócitos chamada 2,3 bisfosfoglicerato (BPG) diminui a afinidade da hemoglobina pelo O2 e, assim, ajuda a descarregar o O2 da hemoglobina. Transporte de gás carbônico 1. CO2 dissolvido. Uma pequena porcentagem está dissolvida no plasma sanguíneo. Ao alcançar os pulmões, o CO2 dissolvido se difunde no ar alveolar e é expirado. 2. Íons bicarbonato. O maior percentual de CO2 é transportado no plasma sanguíneo como íons bicarbonato (HCO3–). Conforme o CO2 se difunde para os capilares sistêmicos e entra nos eritrócitos, ele reage com a água na presença da enzima anidrase carbônica (AC) para formar o ácido carbônico, que se dissocia em H+ e HCO3–. O efeito líquido destas reações é que o CO2 é removido das células teciduais e transportado para o plasma sanguíneo como HCO3–. Conforme o sangue passa pelos capilares pulmonares nos pulmões, todas estas reações se revertem e o CO2 é expirado. A quantidade de CO2 que pode ser transportada no sangue é influenciada pela porcentagem de saturação da hemoglobina com oxigênio. Quanto menor a quantidade de oxi hemoglobina (Hb O2), maior a capacidade de transporte de CO2 do sangue, uma relação conhecida como efeito de Haldane. 3. DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA RESPIRATÓRIO - EMBRIOLOGIA 4a semana de desenvolvimento: o sistema respiratório começa como uma excrescência do intestino anterior (precursor de alguns órgãos digestórios) discretamenteinferior à faringe. Esta excrescência é chamada de divertículo respiratório ou broto pulmonar A endoderme que reveste o divertículo respiratório dá origem a epitélio e glândulas da traqueia, brônquios e alvéolos. A mesoderme que circunda o divertículo respiratório dá origem a tecido conjuntivo, cartilagem e músculo liso destas estruturas. O epitélio que reveste a laringe se desenvolve a partir da endoderme do divertículo respiratório; as cartilagens e os músculos se originam do 4o e 6o arcos faríngeos, proeminências na superfície do embrião. Conforme o divertículo respiratório se alonga, sua extremidade distal se alarga para formar um broto traqueal globular, que dá origem à traqueia. Logo depois, o broto traqueal se divide em gomos brônquicos, que se ramificam repetidamente e se desenvolvem em brônquios. 6a a 16a semanas após a fertilização: todos os principais elementos dos pulmões já se formaram, exceto aqueles envolvidos nas trocas gasosas (bronquíolos respiratórios, ductos alveolares e alvéolos). Como a respiração não é possível nesta fase, os fetos nascidos durante este período não são capazes de sobreviver. 16a a 26a semanas após a fertilização: o tecido pulmonar torna -se altamente vascularizado e os bronquíolos respiratórios, ductos alveolares e alguns alvéolos primitivos se desenvolvem. Por volta da 24a semana após a fertilização: 17 sequências de ramos se formaram e bronquíolos respiratórios se desenvolveram. A partir da 26a semana até o nascimento: muitos outros alvéolos primitivos se desenvolvem. Eles consistem em células do tipo I alveolares e células do tipo II produtoras de surfactante. Os capilares sanguíneos também estabelecem um contato estreito com os alvéolos primitivos. 30a semana: desenvolvem -se alvéolos maduros. No entanto, estima- se que apenas aproximadamente um sexto do conjunto completo de alvéolos se desenvolva antes do nascimento, e o restante se desenvolve após o nascimento, durante os primeiros 8 anos de vida. À medida que os pulmões se desenvolvem, eles adquirem seus sacos pleurais. A pleura visceral e a pleura parietal se desenvolvem a partir da mesoderme. O espaço entre as camadas pleurais é a cavidade pleural. Durante o desenvolvimento, os movimentos respiratórios do feto provocam a aspiração de líquido para dentro dos pulmões. Este líquido é uma mistura de líquido amniótico, muco das glândulas brônquicas e surfactante. Ao nascer, aproximadamente metade dos pulmões estão preenchidos por líquido. Quando a respiração se inicia no momento do nascimento, a maior parte do líquido é rapidamente reabsorvida pelos capilares sanguíneos e linfáticos e uma pequena quantidade é expelida pelo nariz e boca durante o parto.