SISTEMA RESPIRATÓRIO_II_12_09

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SISTEMA RESPIRATÓRIO - II
FISIOLOGIA GERAL
Prof. Paulo H. C. Soares
SISTEMA RESPIRATÓRIO
PNEUMOTÓRAX: abertura entre a cavidade intrapleural e 
a atmosfera, entra ar na cavidade pleural e libera o fluido 
pleural. O pulmão se colapsa, tornando-se incapaz de 
funcionar.
• Existem os póros de Kohn e canais de Lambert, que ao 
permitir a passagem de ar de um alvéolo para o outro, 
geram uma melhor distribuição de ar (ventilação colateral 
ou fluxo aéreo colateral);
• A superfície desta membrana basal alveolar é recoberta por 
um líquido o surfactante. Esta substância diminui a tensão 
superficial dos alvéolos, evitando seu colabamento e sua 
posterior diminuição da troca gasosa.
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
• Os pulmões produzem o surfactante, que reduz a 
tensão superficial do fluido que recobre os alvéolos 
(interrompem as forças que unem as moléculas de 
água);
• É mais concentrado nos alvéolos menores;
• É sintetizado e secretado para dentro do espaço 
alveolar pelas células alveolares tipo II.
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
Alcalose e acidose respiratória e metabólica
Acidose metabólica: Perda de bicarbonato (HCO3) ou 
acúmulo de algum ácido no sangue;
Alcalose metabólica: Causada por existir perda 
excessiva de substâncias ácidas e ganho excessivo de 
base
Acidose respiratória: acúmulo de dióxido de carbono 
(CO2) em doenças que afetam a respiração, diarréia, 
doenças renais, infecção generalizada, intoxicação por 
substâncias ácidas;
Alcalose respiratória: Ocorre quando o nível de dióxido 
de carbono (CO2) está baixo no sangue, provocada por 
ansiedade ou estresse. 5
SISTEMA RESPIRATÓRIO
Alcalose e acidose respiratória e metabólica
Acidose metabólica: HCO3 sérico baixo e pH arterial 
baixo; 
Alcalose metabólica: HCO3 sérico elevado e um pH 
arterial elevado;
Acidose respiratória: PCO2 arterial elevado e um pH 
arterial baixo;
Alcalose respiratória: PCO2 arterial baixo e pH arterial 
elevado.
OBS: Gasometria
 pH: 7,35 a 7,45 – abaixo acido; acima alcalino;
 PCO2 : 35 a 45 - abaixo alcalose; acima acidose; 
 HCO3 : 22 a 26 - abaixo acidose; acima alcalose. 6
SISTEMA RESPIRATÓRIO
Alcalose e acidose respiratória e metabólica
Gasometria Arterial
 pH: 7,35 a 7,45 – abaixo acido; acima alcalino;
 PCO2 : 35 a 45 - abaixo alcalose; acima acidose; 
 HCO3 : 22 a 26 - abaixo acidose; acima alcalose.
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
Volumes e capacidades pulmonares
Testes de função pulmonar: espirômetro (instrumento que 
mede o volume de ar que é movimentado em cada 
respiração).
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
Volumes e capacidades pulmonares
Volumes pulmonares: variam de acordo com a idade, 
sexo e tamanho do indivíduo:
 · Volume corrente (VC): É o volume de ar inspirado ou 
expirado num ciclo respiratório. VC = 500 ml;
 · Volume de reserva inspiratória (VRI): É o máximo 
volume de ar que ainda pode ser inspirado após uma 
inspiração basal. VRI= 3000 ml;
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
 · Volume de reserva expiratória (VRE): É todo o 
volume que se consegue expirar após uma expiração 
basal. VRE=1100 ml;
 · Volume residual (VR): É o volume de ar que 
permanece nos pulmões após uma expiração máxima 
e forçada. VR=1200 ml .
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
(500 mL)
(1100 mL)
(1200 mL)
(3000 mL)
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
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Volumes e Capacidades
SISTEMA RESPIRATÓRIO
(3500 mL)
(4600 mL)
(2300 mL)
1200 mL
1100 mL
500 mL
3000 mL
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
• Frequência e profundidade da respiração: eficiência da 
respiração;
• Efetividade da respiração é determinada pela ventilação 
pulmonar total ou volume minuto (volume de ar movido 
para dentro e para fora dos pulmões a cada minuto);
• Ventilação pulmonar total = frequência da ventilação x 
volume corrente.
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
• Frequência = 12 a 20 respirações/min (adulto);
• VC = 500mL;
• Em frequência lenta: 12 x 500 = 6 l/min;
• Uma parte do ar que entra no trato respiratório não chega 
aos alvéolos (cerca de 150 mL), ficando nas vias aéreas 
condutoras (brônquios e traquéia), locais onde não há 
trocas gasosas (espaço morto anatômico).
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
• O ar fresco que entra no sistema respiratório em cada 
respiração (500ml) empurra o ar contido no espaço morto 
anatômico (150ml) para os alvéolos (entram nos alvéolos 
350ml de ar fresco somados aos 150ml de ar velho);
• O espaço morto é preenchido com 150ml de ar fresco, que 
na expiração é substituído por 150ml de ar velho; esse ar 
velho entra nos alvéolos na próxima inspiração;
• Dos 500ml de ar que chegam aos alvéolos a cada 
respiração, 350ml são de ar fresco e 150ml de ar velho do 
espaço morto anatômico.
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
• Ventilação Alveolar = volume de ar fresco que chega aos 
alvéolos por minuto;
• Ventilação alveolar = frequência respiratória x (volume 
corrente – volume do espaço morto anatômico); 
- É afetada pela frequência e profundidade da respiração.
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
• Trocas de gases nos pulmões 
• Trocas gasosas: ocorrem rapidamente depende dos 
fatores abaixo:
• Taxa de difusão: diretamente proporcional ao gradiente 
de pressão parcial (concentração);
• Diretamente proporcional à superfície de área disponível; 
• Inversamente proporcional à espessura das membranas; 
é mais rápida em distâncias curtas;
• A quantidade de oxigênio e dióxido de carbono que se 
dissolve no plasma depende da sua solubilidade 
(constante) e do gradiente de pressão parcial do gás; 
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DIFUSÃO DOS GASES
SISTEMA RESPIRATÓRIO
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
Regulação da ventilação/respiração
• Respiração: processo rítmico que ocorre sem o controle 
consciente;
• A contração do diafragma e dos músculos intercostais 
externos é iniciada por um grupo de neurônios localizados no 
bulbo, que têm padrão gerador central, com atividade rítmica 
intrínseca.
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
Regulação da ventilação
• Os neurônios do bulbo controlam a respiração: o 
padrão gerador central funciona automaticamente 
durante toda a vida e pode ser controlado 
voluntariamente até certo ponto;
• Interações sinápticas complicadas entre neurônios 
da rede criam ciclos rítmicos de inspiração e 
expiração, influenciados de modo contínuo por 
estímulos provenientes de receptores para dióxido de 
carbono, oxigênio e hidrogênio (o padrão da 
ventilação depende em parte dessas concentrações 
no sangue).
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
Divisão funcional dos neurônios
• Área de periodicidade bulbar – bulbo;
• Área pneumotáxica – ponte;
• Área apnêustica – ponte.
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CONTROLE DA VENTILAÇÃO
SISTEMA RESPIRATÓRIO
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
Centro Respiratório
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
Neurônios respiratórios:
Dois bulbares e dois pontinos:
1. Núcleo Respiratório Dorsal - bulbar: contém a 
maioria dos neurônios inspiratórios (neurônios I), que 
controlam os músculos intercostais externos e o 
diafragma;
2. Núcleo Respiratório Ventral - bulbar: contém 
neurônios que controlam a expiração ativa (neurônios 
E) e neurônios I+, que controlam a inspiração maior que 
a normal.
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
Neurônios respiratórios:
Dois bulbares e dois pontinos:
3. Área Pneumotáxica – Potenciais de ação que 
passam pelo nervo frênico, efetivamente limitando a 
expansão pulmonar e regulando a frequência 
respiratória; aumenta a frequência respiratória mas, 
diminui a amplitude respiratória na mesma proporção;
4. Área Apnêustica – envia impulsos estimulatórios 
para a área inspiratória que ativa e prolonga a 
inspiração – inibindo a expiração.
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
Área de Periodicidade Bulbar
Inspiração em repouso: neurônios inspiratórios do núcleo 
respiratório dorsal aumentam estímulo gradualmente para os 
músculos inspiratórios por 2 segundos; 
• O disparo desses neurônios recruta outros neurônios 
inspiratórios e mais fibras musculares esqueléticas são 
recrutadas – o diafragma secontrai e a caixa torácica se 
expande.
• Ao final de 2 segundos os neurônios cessam abruptamente 
seu estímulo e os músculos inspiratórios relaxam, nos 
próximos 3 segundos ocorre expiração passiva, devido à 
elasticidade do tecido pulmonar. 29
SISTEMA RESPIRATÓRIO
• Os neurônios expiratórios e os I+ do núcleo 
ventilatório ventral geralmente permanecem inativos 
durante a respiração em repouso. 
• Na respiração forçada a atividade aumentada dos 
neurônios respiratórios dorsais aumenta a atividade 
dos neurônios I+ do grupo ventilatório ventral. 
• Esses neurônios I+ ativam os músculos acessórios 
inspiratórios (ex: escalenos, esternocleidomastoideo), 
que aumenta a expansão do tórax e empurra o esterno 
e as costelas superiores.
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
• Na expiração ativa os neurônios E do grupo respiratório 
ventral ativam os músculos intercostais internos e os 
abdominais;
• Os neurônios I inibem os neurônios E durante a inspiração 
e os neurônios E inibem os neurônios I durante a expiração 
ativa (inibição recíproca);
• A atividade respiratória está sujeita à modulação contínua 
de acordo com a concentração de dióxido de carbono no 
sangue (mais importante), além do oxigênio e do pH.
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
• Quimiorreceptores para dióxido de carbono e oxigênio, 
associados à circulação arterial;
• Pouco oxigênio no sangue arterial (que vai para os tecidos): 
a frequência e a profundidade da respiração aumentam;
• Se a taxa de dióxido de carbono produzida pelas células é 
maior do que aquela removida do sangue pelos pulmões, a 
ventilação aumenta.
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
Quimiorreceptores periféricos – aorta (corpúsculo 
aórtico) e carótida (corpúsculo carotídeo): detectam as 
mudanças na concentração de oxigênio, de dióxido de carbono 
e de pH do sangue arterial. 
Quando são ativados pela redução do oxigênio, do pH ou 
aumento do dióxido de carbono enviam potenciais de ação 
através dos neurônio sensitivos até o tronco encefálico. 
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
Os centros respiratórios enviam sinais pelo neurônio motor 
somático para os músculos esqueléticos que controlam a 
ventilação, aumentando a ventilação.
OBS.: o oxigênio não é um fator modulador importante – a 
PO2 deve se menor que 60 mmHg para estimular a ventilação- 
o equivalente a uma altitude de 3000m. Tomam parte da 
regulação em condições fisiológicas incomuns e em 
patologias.
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
• Quimiorreceptores centrais: o mais importante 
controlador químico da respiração é o dióxido de carbono, 
mediado por quimiorreceptores centrais localizados no 
bulbo. 
• Esses receptores determinam o ritmo respiratório e 
fornecem estímulo contínuo para o padrão gerador central.
• O dióxido de carbono cruza a barreira hematoencefálica e 
ativa os quimiorreceptores centrais, que sinalizam o padrão 
gerador central para aumentar a profundidade e a 
frequência da respiração. 
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
Na verdade, os quimiorreceptores respondem a mudanças 
de pH. O dióxido de carbono que se difunde para ao líquido 
cérebroespinhal é convertido em bicarbonato e H+ :
• CO2 + H2O H+ + HCO3
- 
• OBS.: o H+ livre no plasma não consegue atravessar a 
barreira hematoencefálica
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
- Centros encefálicos superiores afetam os padrões de 
ventilação: centros superiores no hipotálamo e cérebro 
podem alterar a frequência e profundidade da respiração.
OBS: o centro superior de controle não é essencial para 
a respiração.
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
- A respiração também é afetada pelo sistema 
límbico: atividades emocionais ou autônomas 
também podem afetar a velocidade e a 
profundidade da respiração;
- Temporariamente pode-se alterar a respiração 
voluntariamente, porém não se pode sobrepor 
aos reflexos quimiorreceptores.
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