Resumo Fisiologia Respiratória

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Fisiologia do Sistema Respiratório 
 
 Função: troca de oxigênio e de dióxido de carbono 
 
 Estrutura do Sist. Respiratória: 
 
 Zona condutora (via de condução): 
-Nariz, nasofaringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos, bronquíolos terminais. 
-Conduz o ar, umidifica, aquece e filtra. 
-Traqueia é a principal via de condução  2 brônquios 
- As vias são revestidas de células ciliadas e secretoras de muco  remoção de 
partículas. 
- As paredes da via de condução conte m. liso  inervação pelo SNA 
 SNS  B2  Relaxa musculatura. 
 SNP  M3  Contrai musculatura. 
 OBS: 
Uso de propranolol  broncodilatação em tratamento de asma. 
 
 Zona Respiratória: 
- Estruturas revestidas por alvéolos  fazem troca gasosa 
- Bronquíolos Respiratórios (contem um pouco de m. liso e cílios e ocasionalmente 
fazem troca), Condutos Alveolares (completamente revestidos por alvéolos), Sacos 
Alveolares. 
- Alvéolos  Evaginações em forma de bolsa. Onde ocorre a troca gasosa rapidamente, 
pois possuem parede delgada e grande área superficial e  Formado por Pneumócitos, 
contem também macrófagos (para proteção). 
Pneumócitos I 
Pneumócitos II  produção de Surfactante  diminui a tensão alveolar  impede 
o colabamento dos alvéolos. 
 
 Fluxo Sanguíneo: 
- Fluxo Sanguíneo Pulmonar = DC direito. 
- Efeito Gravitacional: 
De pé = fluxo sanguíneo menor no ápice do pulmão e maior na base. 
 
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- Regulação do Fluxo Sanguíneo Pulmonar  Resistencia Arteriolar Pulmonar que 
altera pela concentração de O2 no local. 
- Circulação Brônquica = quantidade de sangue para as vias condutoras (uma parte do 
fluxo sanguíneo pulmonar) 
 
 Volumes e Capacidade Pulmonares: 
- Volumes Pulmonares: 
Volume de Corrente = volume expirado e inspirado em respiração suave, Vt. Cerca 
de 500 ml. 
Volume Inspiratório de Reserva = volume inspirado a mais na inspiração forçada. 
Cerca de 3000 ml. 
Volume Expiratório de Reserva = volume expirado a mais na expiração forçada. 
Cerca de 1200 ml. 
Volume de Reserva = volume que fica nos pulmões após expiração. Cerca de1200 ml. 
Não pode ser medido por espirometria. 
 
- Capacidades Pulmonares: 
 Capacidade Inspiratória = V. Corrente + V. Inspiratório de Reserva. 
 Capacidade Funcional Residual = V. Expiratório de Reserva + V. Residual. = 
Volume que permanece nos pulmões ter expirado v. de corrente normal = vol. De 
equilíbrio dos pulmões. 
 Capacidade Vital = vol. Que pode expirado após inspiração máxima  depende do 
sexo, idade, condicionamento fisiológico. 
 Capacidade Pulmonar Total = todos os volumes = Capacidade vital + vol. Residual. 
 Capacidade vital forçada = vol. de ar que pode ser expirado à força após inspiração 
máxima. 
- A relação VEF1/CVF de uma pessoa normal é de 0,8 (80% da capacidade vital) 
- A relação VEF1/CVF em pessoa com DPOC está diminuída (VEF diminui mais) 
- A relação VEF1/CVF em Doença Pulmonar Restritiva esta normal ou aumentada 
(CVF diminui mais) 
 
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- Espaço morto: 
 Volume que não participa das trocas gasosas. Refere-se ao espaço morto funcional e 
anatômico 
- Espaço Morto Anatômico: 
É o volume de ar que não atinge 
as vias de troca respiratória, ou 
seja, que permanece nas vias de 
condução. 
 
É o primeiro ar a chegar aos 
alvéolos na próxima inspiração, 
mas não participa da troca 
gasosa. 
 
- Espaço Morto Fisiológico: 
 É o volume total que não participa das trocas gasosas. Inclui o espaço morto 
anatômico mais o espaço morto funcional alveolar. 
Sendo que os alvéolos não participam da troca gasosa quando ocorre desencontro há 
desencontro entre a perfusão sanguínea e ventilação. Em pessoas saudáveis o espaço 
morto fisiológico é igual ao anatômico. 
 
 
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Obs: A fração da equação de Espaço Morto corresponde a diluição da PCO2 alveolar 
pelo espaço morto, que não participa da troca gasosa, e, portanto não contribui para o 
CO2 expirado. 
 
- Intensidade da ventilação = Frequência de Ventilação: 
É o volume de ar que se move para dentro e fora dos pulmões por unidade de tempo. 
 Pode ser dada por: 
 
 
 
 
 
 
 O volume de ar fresco que atinge os alvéolos, em cada ciclo respiratório, nesse 
problema é 0,45 L (vol. corrente – espaço morto) que é 90% de cada volume 
corrente. Sendo assim o espaço morto são 10 % do volume corrente. 
 
Ventilação por minuto (ml/min) = vol. Corrente (ml) x Respirações/minuto. 
Ventilação Alveolar (é a ventilação por minuto corrigida pelo espaço morto fisiológico) = 
(Vol. de corrente – Espaço morto) x Respirações/min. 
 
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- Equação da Ventilação Alveolar: 
Descreve a relação inversa entre ventilação alveolar e PCO2, ou seja, a influência da 
ventilação sobre PCO2. 
 
 A partir da equação temos que o aumento a ventilação 
pulmonar provoca diminuição da PCO2, sendo que a 
ventilação alveolar se altera com a relação a produção de CO2, por exemplo no 
exercício físico extenuante. 
 
- Equação dos Gases Alveolares: 
Permite prever a PO2 a partir da PCO2. 
** O Fator de correção é ignorado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Mecânica da Respiração 
- Músculos Inspiração: 
Diafragma = mais importante para a inspiração  contração = conteúdo 
abdominal vai para baixo e costelas para cima e fora  aumentando o tórax e 
diminuído a pressão intratorácica  ar entra nos pulmões 
Músculos Intercostais Externos e Músculos acessórios  fazem parte da 
inspiração forçada. Ex. exercício físico. 
 
- Músculos Expiração: 
 Expiração = processo passivo  ar sai por causa da Pressão que se torna maior 
nos alvéolos que na atmosfera. 
 Músculos Acessórios (m. abdominais que comprimem a cavidade abdominal e 
empurra diafragma para cima) e Músculos intercostais Internos (puxam as costelas 
para dentro e baixo)  fazem Expiração Forçada. Ex. Asma = resistência de vias 
aéreas está aumentada. 
 
- Complacência: 
 Descreve a distensibilidade do sistema respiratório  mudança de volume do 
pulmão devido a mudança de pressão. 
 É inverso a elastância (quantidade de tecido elástico) e a rigidez. 
** Pressão transmural = pressão atreves de estrutura  Pressão Transpulmonar = 
diferença de pressão interalveolar e intrapleural. 
** Pressão Pulmonar = Pressão Atmosférica = 0, quando acima (+), quando abaixo 
(-). 
 
 
 
 
 
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 Complacência dos pulmões: 
- Quando a pressão intrapleural é negativa, e vai se tornando mais negativa, o volume 
do pulmão aumenta  inspiração  a pressão de expansão é maior  os alvéolos se 
tornam mais rígidos e menos complacentes. 
- Quando a pressão intrapleural é positiva o pulmão sofre colapso volume diminui  
Expiração. 
- A inclinação das curvas  Complacência. 
- Histerese  insuflação e esvaziamento do pulmão seguem 
curvas diferentes. 
o As curvas são diferentes por causa da tensão superficial da 
interface liquido ar do pulmão cheio de ar  as forças de 
atração entre as moléculas de liquido que revestem o pulmão 
são maiores que as moléculas de liquido e de ar. Na 
inspiração as moléculas de liquido estão mais próximas e as 
forcas intermoleculares são maiores, para que a insuflação ocorra é preciso romper 
essa força. 
o Já na expiração o começo é com alto volume pulmonar e assim as forças 
intermoleculares são baixas e não precisam ser rompidas. 
o Quando faz as mesmas curvas com o pulmão cheio de agua as curvas são as 
mesmas. 
- Na faixa media das pressões  Complacência é maior  pulmão + distensível. 
- Na altapressão  Complacência é menor  pulmão menos distensível  inclinação 
menor da curva. 
 
 Complacência da Parede Torácica: 
- A parede torácica também complacência  percebida no Pneumotórax (ar no espaço 
intrapleural). 
- Pressão intrapleural é negativa = menor que a P atm.  Resultado da tração do espaço 
intrapleural pelas forças elásticas do pulmão que tendem a colapsar o pulmão e das 
forças forcas elásticas da parede que tendem a expandir. 
- Com o pneumotórax  pressão intrapleural passa a ser igual pressão Atm.  Pulmões 
colapsam e parede torácica expande (a força de tração que existia não existe mais). 
 
 
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o A complacência do sistema é menor do que a complacência isolada do pulmão 
ou da parede torácica. 
o CRF = capacidade residual = v. no pulmão após expiração 
o Quando volume é a CRF o sistema pulmão e parede torácica está em equilíbrio, 
sendo que a pressão nas vias é igual a pressão atm. Que é igual a 0. (ponto preto 
no gráfico). 
o Quando o volume no sistema é menor que a CRF (pessoa expira forçadamente) 
existe menos volume nos pulmões e a forca de retração dos pulmões é menor, a 
força de expansão da parede é maior, e a parede e o sistema combinado querem 
expandir. 
o Quando o volume no sistema é maior que a CRF (pessoa inspira forçadamente) 
existe mais volume nos pulmões e a força de retração dos pulmões é maior, a 
força de expansão da parede é menor, e a parede e o sistema combinado querem 
retrair. Nos volumes de pulmão mais altos ambos pulmão e parede querem 
retrair. 
 Alterações na complacência: 
 
 Enfisema: 
- Perda de fibras elásticas = aumenta complacência = maior inclinação da curva de 
volume x pressão do pulmão  a força de retração do pulmão está diminuída  
 
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tendência do pulmão de se retrair é menor que da parede torácica de expandir  a CRF 
é mais alta. 
 Fibrose: 
- Rigidez do parênquima pulmonar e diminuição da complacência  diminui a 
inclinação da curva de volume x pressão do pulmão  a tendência do pulmão de retrair 
é maior que da parede expandir  a CRF é mais baixa. 
 
 Tensão Superficial dos Alvéolos: 
- Os alvéolos são muito pequenos = dificuldade de manter aberto 
- Os alvéolos são revestidos por camada liquida fina em que a forca de atração entre as 
moléculas do liquido cria uma Tensão Superficial  forca que tende a retrair o alvéolo. 
- Como as moléculas do liquido que recobre os alvéolos estão fortemente unidas e a 
área superficial passa a ser menor e o Alvéolo ganha a forma de esfera. 
- Cria-se uma pressão colapsante, que segue a Lei de Laplace: 
 
 
 
 
 
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o Nos Alvéolos grandes tem maior raio =baixa pressão de colapso fácil mantê-
los abertos. 
o Nos Alvéolos pequenos tem menos raio = maior pressão de colapso  mais 
difícil de mantê-los abertos. 
o Surfactante: 
- Sintetizado pelo Pneumocito II  principal componente dipalmitil 
fosfatidilcolina (DPPC), molécula anfipática. 
- Mistura de fosfolipídios que reveste os alvéolos  DPPC rompe as forças 
intermoleculares do liquido que reveste os alvéolos  Reduz a Tensão 
Superficial = impede a Atelectasia e, também, aumenta a Complacência, o que 
reduz o trabalho de expansão dos pulmões na inspiração. 
- Síndrome do desconforto respiratório neonatal  falta de surfactante  
atelectasia e dificuldade reinsulflar o pulmão e hipoxemia. 
 
- Relação entre Fluxo de Ar, Pressão e Resistencia: 
 Fluxo de Ar: 
- é proporcional a diferença de pressão entre a boca/nariz e os alvéolos  o fluxo 
corre por essa diferença de pressão, que se estabelece quando o diafragma contrai 
na inspiração 
- é inversamente proporcional a resistência das vias aéreas  maior a resiscencia 
das vias áreas = menor é o fluxo de ar. 
 
 
 
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 Resistencia das Vias Aéreas: 
- Determinada pela Lei de Poiseuille: 
  Em que há forte relação entre Resistencia e o raio 
(à quarta potencia) 
  Bronquíolos de Tamanho Médio tem maior 
Resistencia e não os menores, por que, esses últimos se 
dispõem de forma paralela, o que diminui a resistência. 
(em paralelo a resistência total é menor que as 
individuais). 
 
 Fatores que modificam a resistência das vias aéreas: 
- SNA  Contração ou relaxamento da musculatura lisa brônquica: 
SNS = agonista B2 (uso de isoproterenol na asma) relaxa m. liso aumentam 
o raio = diminui a Resistencia ao fluxo de ar. 
SNP = agonista M3  contrai m. liso  diminui o raio = aumenta a resistência 
ao fluxo de ar. 
- Volume Pulmonar  variações do volume pulmonar modica a resistência porque leva 
a alterações na tração radial 
Altos volumes = maior tração = diminuição da resistência  pacientes com 
asma (resistência aumentada) respiram com volumes de ar aumentados para 
superar a resistência. 
Baixos volumes = menor tração = maior resistência 
- Viscosidade/densidade do gás: 
Aumento da viscosidade (mergulho) = aumento da resistência 
Diminuição da viscosidade (expirar gás hélio – de baixa densidade) = diminui a 
resistência. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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- Ciclo Respiratório: 
 
 
 
 
 
 
 
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Doenças pulmonares: 
 
 
 
 Trocas Gasosas: 
O mecanismo de troca dos gases se baseia nas propriedades fundamentais dos gases. 
Lei Geral dos gases: 
 
 
Sendo ao aplicar essa lei: 
- na fase gasosa, usa-se BTPS: temperatura em 37º C (310K), pressão ambiente e gás 
saturado com vapor de agua. 
- na fase liquida usa-se: CNTPS. 
- para gases dissolvidos no sangue usa-se CNTPS: temperatura 0º C (273 K), pressão de 
760 mmHg e gás seco. 
 
Lei de Boyle: 
 
 
 
 P(mmHg)V(L) = n (mol)R(constante de gases)T(Kelvin) 
P1V1 = P2V2 
 
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Lei das Pressões Parciais de Dalton: 
 
 Pela Lei de Dalton conclui-se que: 
- a soma das pressões parciais de todos 
os gases de uma mistura é igual a 
pressão dessa mistura. Sendo assim, a 
Pressão bariométrica é a soma das 
pressões dos gases contidos no ar. 
 
 
 
Lei das Concentrações de gases dissolvidos de Henry: 
 
 
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 A quantidade de gás dissolvido em uma solução, por exemplo, o sangue, é 
proporcional a sua pressão parcial. As unidades de concentração para um gás 
dissolvido são ml de gás / 100 ml de sangue. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lei de Fick – Difusão dos gases 
- A transferência de gases através das membranas celulares ou das paredes dos capilares 
ocorre por difusão simples. 
- A intensidade de Difusão dos gases segue a seguinte lei: 
 
 
 
 
 
 
 
 
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- Para que a difusão ocorra é necessária uma forca impulsionadora = diferença de 
pressão. 
- Capacidade de difusão pulmonar  refere-se ao coeficiente de difusão do gás, a área 
de superfície da membrana e sua espessura. 
- No enfisema a capacidade de difusão esta diminuída  destruição dos alvéolos = 
menor área de superfície. 
- No edema e na fibrose a capacidade de difusão esta diminuída  maior espessura da 
área. 
- No exercício físico a capacidade de difusão aumenta  maior perfusão capilar = 
maior superfície de membrana. 
 
- Formas de solução dos gases: 
-Os gases em solução são transportados em forma: 
 Dissolvido  sendo que as moléculas de gás dissolvido que exercem a pressão 
parcial do Gás (Lei de Henry) 
 Gás Ligado  Oxigênio, Dióxido de carbono e monóxido de carbono se ligam a 
proteínas do sangue, sendo que o oxigênio e o monóxido de carbono se ligam a 
molécula porfirina da hemoglobina das hemáciase são transportadas por essas 
hemácias. 
 Gás quimicamente modificado  CO2 em forma de Bicarbonato. 
 
 
- Transporte de gases no pulmão: 
 
- No ar inspirado a PO2 é de aproximadamente 
160 mmHg (calculado pela pressão barométrica 
 760 x 21 % de O2 na atm.) A PCO2 no ar 
inspirado é 0. 
 
 
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- No ar úmido da traqueia, o ar fica saturado com vapor de agua, sendo a P H2O é de 
47 mmHg, a pressão de O2 passa a ser de 150 mmhg ( [760 -47] x 21). 
- No ar alveolar  ocorre alterações nas pressões de O2 e de CO2, devido a passagem 
de oxigênio para o sangue e de dióxido de carbono para o alvéolo. Dessa forma, a 
quantidade de O2 transferido é igual ao consumo de O2 pelo organismo e a quantidade 
de CO2 transferido é igual a produção pelo organismo. 
- O sangue que entra nos capilares alveolares é sangue venoso vindo do coração direito 
 reflete a atividade metabólica dos tecidos  a PO2 é baixa porque os tecidos 
captaram o oxigênio e o consumiram, e a PCO2 é alta porque os tecidos produziram e 
liberam dióxido de carbono no sangue venoso. 
- Sangue que sai dos capilares pulmonares é sangue arterializado  troca de O2 e CO2 
entre o ar arveolar e o sangue venoso  forma o Sangue Arterial Sistêmico que volta ao 
coração pelas AE e é bombeado aos sistemas pelo VE. 
- existe uma pequena discrepância entre o ar alveolar e o sangue arterial  corresponde 
a porção de sangue pulmonar que não passou pelos alvéolos e não foi arterializado  
Derivação Filológica  é aumentada nos Defeitos de Ventilação / Perfusão. 
 
- Trocas Gasosas Limitadas pela Perfusão e pela Difusão 
 
 
 
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 - Em condições normais a 
transferência de oxigênio é 
limitada pela perfusão, mas em 
condições como fibrose e 
exercício extenuante é limitada 
pela difusão. 
- Na fibrose a difusão é limitada 
porque a parede alveolar se 
torna mais espessa, e a 
velocidade de difusão diminui. 
Sendo assim, o gradiente de 
pressão se mantem por todo o 
capilar. 
-Em grandes altitudes a Pressão Barométrica é reduzida, mas a fração dos gases se 
mantem. Nessas condições o gradiente de pressão é bem menor  a difusão é reduzida 
= o equilíbrio ocorrerá mais lentamente. 
 
 
 
 
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 Transporte de Oxigênio pelo sangue: 
- O Oxigênio é transportado no sangue em duas formas: dissolvido e ligado a 
hemoglobina. 
- Oxigênio Dissolvido: 
2% do oxigênio do sangue 
É a forma de oxigênio responsável 
pela Pressão de O2 que impulsiona a 
difusão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Oxiemoglobina: 
- O oxigênio se liga de forma reversível com a hemoglobina. 
- Hemoglobina: 
3. Hemoglobina S 
 É uma variante anormal da hemoglobina 
 As subunidades alfa são normais e as subunidades beta são anormais  
A2
s
. 
 
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 Na forma desoxigenada a hemoglobina forma cristais semelhantes a 
bastonetes curvos  forma de foice  oclusão de pequenos vasos e menor 
afinidade pelo oxigênio. 
 
5. Distribuição de Oxigênio aos tecidos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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-Curva de Dissociação Hemoglobina: 
 
 
 
 
 
 
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- Alterações na Curva de 
Dissociação de Oxiemoglobina: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Transporte de Monóxido de Carbono pelo sangue: 
- CO2 é transportado no sangue em três formas: 
CO2 dissolvido (pequena quantidade) que se encontra livre em solução 
Carbamino-hemoglobina (pequena quantidade) que é o CO2 ligado a 
hemoglobina 
HCO3 (bicarbonato pela hidratação de CO2 nas hemácias)  é a principal 
forma (90%). 
 
 
 
 
 
 
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 Circulação Pulmonar: 
 
 
 
 
 
 
 
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 Distúrbios da Relação Ventilação/Perfusão: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Controle da respiração: 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Respostas Integradas do Sistema Respiratório: 
 
 
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