Sistema Respiratório

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14/04/2013
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CENTRO UNIVERSITÁRIO SÃO CAMILO
SISTEMA RESPIRATÓRIOSISTEMA RESPIRATÓRIO
MECÂNICA MECÂNICA VENTILATÓRIAVENTILATÓRIA
TRANSPORTE DE GASESTRANSPORTE DE GASES
Profª Ms. Mariana Doce Passadore
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
A respiração tem por objetivo fornecer oxigênio aos 
tecidos e remover o dióxido de carbono.
Para isso, a respiração pode ser dividida em 4 grandes 
eventos funcionais:
- ventilação pulmonar
- difusão de O2 e CO2 entre os alvéolos e o sangue
- transporte de O2 e CO2 no sangue e nos líquidos corporais
- regulação da ventilação
Cílios Músculo 
Liso
Cartilagem
Zona 
Condutora
Traquéia Sim Sim Sim
Brônquios Sim Sim Irregular
Bronquíolos Sim Sim Não
Zona 
Respiratória
Bronquíolos
respiratórios
Alguns Alguns Não
Ductos alveolares Não Alguns Não
Sacos alveolares Não Não não
ESTRUTURA DO SISTEMA RESPIRATÓRIOESTRUTURA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO
1. Zona Condutora
- função: conduzir o ar para a zona respiratória; além de aquecer, 
filtrar e umidificar o ar
- céls. secretoras de muco + céls. ciliadas
- músculo liso
- inervação SNS (broncodilatação) e SNP (broncoconstrição)
ESTRUTURA DO SISTEMA RESPIRATÓRIOESTRUTURA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO
2. Zona Respiratória
- função: realizar as trocas gasosas
- Possui três tipos celulares:
� Pneumócitos tipo I – responsáveis pelas trocas gasosas
� Pneumócitos tipo II – sintetizam o surfactante
� Macrófagos alveolares – responsáveis pela defesa 
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Ventilação Pulmonar depende:
• Movimento do Diafragma
• Movimento das Costelas
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MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Músculos Responsáveis pela Expansão e Retração 
dos Pulmões:
INSPIRATÓRIOS:
Acessórios:
- esternocleidomastóideo
- escaleno
Principais:
- paraesternal
- intercartilaginosos
- intercostais externos
- diafragma
EXPIRATÓRIOS:
Intercostais internos
Músculos abdominais 
- reto abdominal
- oblíquo externo
- oblíquo interno
- transverso abdominal
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Mecanismo de Inspiração:
Os músculos inspiratórios (diafragma, músculos intercostais 
externos e pequenos músculos no pescoço) têm por função 
expandir a caixa torácica. Então, eles se contraem e 
expandem subitamente a caixa torácica. Assim, ocorre uma 
diminuição das pressões alveolar e pleural, tornando-as 
negativas (-1mmH2O nos álveolos e -7,5mmH2O nas 
pleuras). Essa pressão negativa se espalha por todas as vias 
aéreas médias e superiores até chegar ao nariz. Essa 
pressão por ser negativa em relação à pressão atmosférica 
“puxa” o ar para dentro dos pulmões.
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Mecanismo de Expiração:
Os músculos expiratórios (músculos retos 
abdominais e intercostais internos) têm por função 
diminuir a caixa torácica. Então, eles se contraem e 
diminuem subitamente a caixa torácica. Assim, ocorre um 
aumento da pressão alveolar (+ 1mmH2O nos alvéolos). 
Essa pressão positiva faz com que o ar seja “empurrado” 
para fora dos pulmões.
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Complacência Pulmonar: Refere-se ao grau de 
expansão (distensibilidade) dos pulmões que ocorre para 
cada unidade de aumento de pressão transpulmonar.
Forças elásticas dos pulmões:
1. Forças elásticas do próprio tecido pulmonar
2. Forças elásticas causadas pela tensão superficial
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PRINCÍPIO DA TENSÃO SUPERFICIALPRINCÍPIO DA TENSÃO SUPERFICIAL
Moléculas de líquido ou água sofrem atração umas pelas outras.
Alvéolos tendem a se colabar e entrar em colapso.
P = 2T
r
Onde:
T = tensão superficial
r = raio do alvéolo
P = pressão no interior dos alvéolos
SURFACTANTESURFACTANTE
• É uma substância tensoativa superficial 
secretada por pneumócitos tipo II
• Formada por:
Lipídeos
� Fosfolipídeos
- Fosfatidilcolina
- Dipalmitoil fosfatidilcolina
- Fosfatidilglicerol
- Fosfatidiletanolamina
� Lipídeos neutros
� Glicolipídeos
85 a 95%
85 a 90%
70 a 80%
45 a 50%
7 a 10%
3 a 5%
5%
5 a 10%
Proteínas 10 a 15%
Adaptado de: Berne et al, 2004.
☺Produção de surfactante a 
partir da 20ª. semana gestacional
☺Intensifica-se nas 2 últimas 
semanas antes do nascimento
SURFACTANTESURFACTANTE
• Mecanismo de ação: parte do surfactante é hidrofóbica 
e se orienta em direção ao ar
• Vantagens fisiológicas:
- diminuição do trabalho respiratório, pela redução nas 
forças de tensão superficial
- evita o colapso e aderência dos alvéolos na expiração
TENSÃO SUPERFICIAL x SURFACTANTETENSÃO SUPERFICIAL x SURFACTANTE
Tensão superficial:
- água pura = 72 dinas/cm²
- líquidos nos alvéolos sem surfactante = 50 dinas/cm²
- líquidos nos alvéolos com surfactante = 5 a 30 dinas/cm²
VOLUMES E CAPACIDADES PULMONARESVOLUMES E CAPACIDADES PULMONARES
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VOLUMES PULMONARESVOLUMES PULMONARES
• Volume corrente (Vc): Volume de ar inspirado e 
expirado a cada respiração normal (500ml).
• Volume de reserva inspiratória (VRI): Volume 
máximo adicional de ar que ainda pode ser inspirado além 
do volume corrente (3000ml).
• Volume de reserva expiratória (VRE): Volume 
máximo adicional de ar que ainda pode ser expirado por 
expiração forçada após expiração normal (1100ml).
• Volume residual (VR): Volume de ar que permanece 
nos pulmões após esforço expiratório máximo (1200ml).
CAPACIDADES PULMONARESCAPACIDADES PULMONARES
• Capacidade inspiratória (CI)
Vc + VRI (3500ml)
• Capacidade residual funcional (CRF)
VRE + VR (2300ml)
• Capacidade vital (CV)
VRI + VC + VRE ou CI + VRE (4600ml)
• Capacidade pulmonar total (CPT)
CI + CRF (5800ml)
Berne et al, 2004.
ESPAÇO MORTOESPAÇO MORTO
É o volume de ar, nas vias aéreas, que não participa das 
trocas gasosas.
Espaço morto anatômico x Espaço morto fisiológico
REFLEXO DA TOSSE E DO ESPIRROREFLEXO DA TOSSE E DO ESPIRRO
• Brônquios e traquéia são muito sensíveis à partículas 
estranhas
• Impulsos aferentes chegam ao bulbo via vago
• 2,5L de ar são inspirados
• Epiglote se fecha e pregas vocais cerram-se para 
aprisionar o ar
• Músculos abdominais contraem-se vigorosamente
• Músculos expiratórios também se contraem
• É gerada uma pressão de 100mmHg dentro dos pulmões
• As pregas vocais e a epiglote se abrem e expulsam o ar 
(120-160Km/h)
* Espirro – iniciado nas vias aéreas superiores
TROCAS GASOSASTROCAS GASOSAS
� A ventilação alveolar determina 
pressões parciais de O2 e CO2
para as trocas gasosas.
� A perfusão pulmonar determina a 
quantidade de sangue que 
receberá o O2 dos alvéolos e 
cederá o CO2 para eles.
� A eficiência pulmonar depende de 
como essas 2 variáveis se 
relacionam.
RELAÇÃO VENTILAÇÃORELAÇÃO VENTILAÇÃO--PERFUSÃOPERFUSÃO
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EQUILÍBRIO ENTRE VEQUILÍBRIO ENTRE VAA e Qe Q
� A ventilação alveolar (VA) mede a quantidade de ar 
que passa pelos alvéolos em 1 minuto.
� A perfusão pulmonar (Q) mede a quantidade de 
sangue que passa pelos pulmões em 1 minuto.
REGIÕES PULMONARESREGIÕES PULMONARES
� Devido a essas 
diferentes pressões 
em virtude da 
gravidade, cada 
pulmão pode ser 
dividido em 3 zonas 
com diferentes fluxos 
e ventilações.
TRANSPORTE DE OTRANSPORTE DE O22 NO SANGUENO SANGUE
• 97% do O2 – combinação química com a hemoglobina
• 3% do O2 – estado dissolvido no plasma 
O O2 combina-se de modo 
reversível com a porção heme 
da hemoglobina.
Esquema da hemoglobina
HEMOGLOBINAHEMOGLOBINA
Porção heme
• Constituída por 4 cadeias polipeptídicas (globina)
• 4 grupos heme(1 porfirina e 1 ferro)
• O ferro do grupo heme tem 6 valências:
- 4 ligações com a porfirina
- 1 ligação com a globina
- 1 ligação livre para se ligar ao O2
TRANSPORTE DE OTRANSPORTE DE O22 NO SANGUENO SANGUE
Curva de Dissociação do O2 para Hemoglobina
PO2 = 95mmHg ⇒⇒⇒⇒ 97%
PO2 = 40mmHg ⇒⇒⇒⇒ 75%
TRANSPORTE DE OTRANSPORTE DE O22 NO SANGUENO SANGUE
• 15g Hb/100mL sangue
• Cada grama Hb se liga a 1,34mL de O2
Assim: 
Hb (100mL sangue) – combina-se com 20,1mL de O2
(Hb 100% saturada)
No sangue arterial normal, com saturação de 97%:
- a quantidade total de O2 ligado a Hb = 19,4mL
Nos tecidos, com saturação de 75%:
- a quantidade total de O2 ligado a Hb = 14,4mL
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TRANSPORTE DE COTRANSPORTE DE CO22 NO SANGUENO SANGUE
Em condições normais, são transportados cerca de 4mL 
de CO2 dos tecidos para os pulmões em cada 100mL de 
sangue.
Transporte de CO2:
1. Dissolvido – 7%
2. Quimicamente modificado (HCO3-) – 70%
3. Ligado a Hb – 23%
EFEITO TAMPÃO DA HEMOGLOBINAEFEITO TAMPÃO DA HEMOGLOBINA
*2,3-DPG = 2,3-difosfoglicerato
QUOCIENTE RESPIRATÓRIOQUOCIENTE RESPIRATÓRIO
QR = [CO2] eliminado
[O2] captado
C6H12O6 +6O2 ⇒⇒⇒⇒ 6CO2 + 6H20 QR = 6 = 1,0
6
C18H34O2 + 51O2 ⇒⇒⇒⇒ 18CO2 + 17H2O
2
QR = 18 = 0,7
25,5
Ex1: glicose
Ex2: ácido esteárico
CONTROLE DA RESPIRAÇÃOCONTROLE DA RESPIRAÇÃO
A respiração é controlada por:
• controle involuntário do tronco encefálico
• controle voluntário do córtex cerebral
Freqüência da respiração
Volume de ar inspirado e expirado
PaO2 e PaCO2 normais
CENTROS DO TRONCO ENCEFÁLICOCENTROS DO TRONCO ENCEFÁLICO
1. Centro Respiratório Bulbar
• Centro Inspiratório (dorsal)
- Controla o ritmo básico da respiração
• Centro Expiratório (ventral)
- Responsável pela expiração
- No repouso, existe inatividade
2. Centro Apnêustico
3. Centro Pneumotáxico
- Desliga a inspiração, limita o valor do Vc
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CENTROS DO TRONCO ENCEFÁLICOCENTROS DO TRONCO ENCEFÁLICO QUIMIOCEPTORES CENTRAISQUIMIOCEPTORES CENTRAIS
QUIMIOCEPTORES PERIFÉRICOSQUIMIOCEPTORES PERIFÉRICOS
- Diminuição da PO2
- Aumento da PCO2
- Diminuição do pH arterial
Questões para estudo
1. Qual a função da zona condutora?
2. Qual a função da zona respiratória?
3. Descreva o mecanismo da inspiração.
4. Descreva o mecanismo da expiração.
5. O que é tensão superficial?
6. Como o sistema respiratório consegue diminuir a tensão superficial?
7. Defina os volumes pulmonares.
8. Defina as capacidades pulmonares.
9. O que é espaço morto? 
10. Diferencie espaço morto anatômico do espaço morto fisiológico.
11. Qual a importância do reflexo da tosse e do espirro?
12. Explique como ocorrem as trocas gasosas.
13. O que é relação ventilação-perfusão?
14. Como é a relação V/Q nas 3 zonas?
15. Como é feito o transporte de O2 pelo sangue?
16. Explique como funciona a curva de dissociação da hemoglobina.
17. Como é feito o transporte de CO2 pelo sangue?
18. Qual a relação entre a PCO2 e o pH do sangue?
19. Como é a regulação da respiração?