Aula 12 Mecânica da Respiração, Fluxo Sanguíneo Pulmonar e Transporte de Oxigênio e Gás Carbônico

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Mecânica da Respiração, 
Fluxo Sanguíneo Pulmonar e 
Transporte de Oxigênio e Gás Carbônico 
Professor Daniel Delani
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Sistema Respiratório
Função 
- Suprir o oxigênio para os tecidos;
- Remover o gás carbônico. 
Ventilação Pulmonar 
Os alvéolos se expandem na inspiração enquanto que, na expiração o ar é forçado para fora do corpo, até o exterior.
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FOSSAS NASAIS
Epitélio de revestimento: células produtoras de muco e células ciliadas  também presentes nas porções inferiores das vias aéreas (traquéia, brônquios e porção inicial dos bronquíolos).
Funções: filtrar, umedecer e aquecer o ar.
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LARINGE
Tubo sustentado por peças cartilaginosas  situado na parte superior do pescoço, em continuação à faringe. 
Epiglote  funciona como válvula  quando nos alimentamos, a laringe sobe e sua entrada é fechada pela epiglote  impede que o alimento ingerido penetre nas vias respiratórias.
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LARINGE
O epitélio que reveste a laringe apresenta pregas, as cordas vocais  capazes de produzir sons durante a passagem de ar.
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PULMÃO
O papel desempenhado pela estrutura básica do pulmão é o de aerar o sangue e permitir a reposição do oxigênio e a remoção do gás carbônico. 
Pulmões 
O objetivo da respiração é o de promover, de forma contínua, o movimento de ar para dentro e para fora dos alvéolos. 
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Estrutura e Função do Sistema Respiratório
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Movimentos Respiratórios
O mecanismo normal para a insuflação dos pulmões é por sucção. 
A expiração, em seguida a uma inspiração, pode ser passiva em decorrência do recolhimento elástico, ou pode ser ativamente auxiliada pela contração muscular. 
Uma bomba de sucção requer uma cavidade torácica fechada na qual a pressão do ar durante a inspiração seja menor que a pressão atmosférica.
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Inspiração e Expiração
Pressão Alveolar
-3 
Pressão Alveolar
+3 
Inspiração 
Tórax é expandido para inspiração 
Expiração 
Costelas e esterno retornam para baixo, o diafragma relaxa e é empurrado para cima, e o tecido pulmonar recua
pressão de repouso:  pressão 
pulmonar = pressão atmosférica.
Contração dos músculos: pulmões se expandem: 
pressão pulmonar  <
pressão atmosférica.
Inspiração: ar se apressa em pulmão para equilibrar a pressão.
após a inspiração, o tórax se expande, a pressão pulmonar = 
pressão atmosférica.
O tórax retorna para dimensões de descanso: pressão pulmonar > pressão atmosférica
expiração: o ar corre para fora dos pulmões para equilibrar a pressão
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Durante um exercício físico a quantidade de sangue que passa pela circulação pode estar aumentada de até 5 a 7 vezes a quantidade normal 
 Velocidade do sangue nos pulmões 
Pressão arterial aumenta apenas 50%
Os vasos pulmonares dilatam para acomodar qualquer volume de sangue que é necessário flui. 
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Pulmões x Alvéolos
O pulmão dos seres humanos é muito mais amplamente subdividido em pequenos sacos delicados, os alvéolos, que aumentam enormemente a área de superfície disponíveis para trocas gasosas.
A grande área de superfície é essencial para alta taxa de tomada de oxigênio necessária para manter a elevada taxa metabólica de animais de sangue quente.
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A troca de gases no pulmão ocorre nos alvéolos; a traquéia, os brônquios e suas ramificações são apenas tubos conectores.
O volume de ar nas vias respiratório reduz a quantidade de ar fresco que entra no pulmão e é chamado de espaço morto.
O volume de ar inalado em uma única respiração é o volume corrente.
Um individuo normal em repouso tem um volume corrente aproximadamente 500m³. Como o espaço morto é de aproximadamente 150m³, apenas 350m³ de ar fresco alcançarão os pulmões.
O resultado é que a composição do gás alveolar permanece constante, em torno de 25% de oxigênio e 5% de dióxido de carbono
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Membrana Respiratória
0,2 mm 
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Quanto maior for a diferença de pressão entre uma face da membrana e a outra, maior vai ser a intensidade (velocidade) da difusão;
Quanto maior for a área da membrana respiratória maior será a quantidade de gás que pode difundir, em determinado período de tempo;
Quanto mais delgada for a membrana, maior será a intensidade da difusão do gás. 
Quanto maior for a solubilidade do gás na membrana respiratória, tanto maior será a velocidade (intensidade) com que o gás irá difundir.
Difusão dos gases através da Membrana Respiratória
Oxigênio = 1
Gás Carbônico = 20
Nitrogênio = 0,5
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Circulação Pulmonar
Algumas semelhanças com a circulação sistêmica...
Algumas diferenças:
Baixas pressões – pouca transudação que
 aumentaria a barreira alvéolo - capilar
- Baixa resistência
Vasos:
Os vasos da circulação pulmonar contém 450ml de sangue. Os capilares tem apenas 70ml.
São distensíveis podendo aceitar o aumento do débito de VD, sem aumento da pressão.
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Circulação Pulmonar
Pressões Vasculares Pulmonares:
P. artéria pulmonar sistólica: 22 mmHg
P. artéria pulmonar diastólica: 8 mmHg
Média: 13 mmHg
P. no átrio esquerdo: 5 mmHg 
P. capilar pulmonar média: 8 mmHg 
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Anormalidades da Circulação Pulmonar
 
Congestão Pulmonar 
Excesso de sangue e de líquidos nos pulmões 
Atelectasia
Significa o colapso de um pulmão ou de parte de um pulmão. Sua causa mais comum é o bloqueio de um ou mais bronquios, o que impede o fluxo de ar.
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Persistencia do canal arterial 
Doença Cardíaca Congênita sobre a Circulação Pulmonar
Durante a vida fetal normal, a maior parte do sangue que é bombeado pelo ventrículo direito não passa pelos pulmões fluindo da artéria pulmonar diretamente para a aorta, por meio do canal arterial que é fechado logo após o nascimento. 
Em 1 de 2.000 recém-nascidos esse canal não fecha dando lugar a condição de Persistência do Canal arterial.
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Doença Cardíaca Congênita sobre a Circulação Pulmonar
Tetralogia de Fallot - A “Criança azul”
				Muito pouco sangue passa para artéria
 pulmonar e o sangue não é aerado 
 É uma doença caracterizada por 
 quatro anomalidades do coração:
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O trasnporte global do oxigênio dos alvéolos para a célula tecidual implica três eventos distintos:
Difusão do oxigênio dos alvéolos para o sangue pulmonar;
Transporte do sangue pelas artérias até os capilares teciduais;
Difusão do oxigênio dos capilares para as células teciduais.
Quadro - pressões gasosos nos alvéolos e no sangue, concentração do ar inspirado e expirado.
Transporte de gases pelo sangue
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Transporte de Gases pelo Sangue
Transporte de oxigênio
95% hemácias
5% plasma
Transporte de gás carbônico
23% hemácias
7 % plasma
70% íons bicarbonato
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TROCAS GASOSAS
Os gases sanguíneos alcançam, no pulmão, um equilíbrio aproximado com os gases do ar alveolar, porque a membrana que os separa é extremamente delgada, permitindo livre difusão dos gases. 
 Em repouso, o sangue arterial que abandona os pulmões apresenta uma pO2 de cerca de 100 mmHg e uma pCO2 em torno de 40 mmHg
 Nos tecidos onde o O2 está sendo utilizado, sua pO2 é relativamente baixa (< que 30 mmHg) e como nestes locais está se produzindo CO2, a sua pCO2 é alta (50 a 70 mmHg)
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pO2 e pCO2 no Sangue
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Cada hemoglobina pode combinar-se com 4 moléculas de O2.
Cada heme combina-se com uma molécula de O2.
O oxigênio é transportado pela hemoglobina, por uma ligação reversível das pulmões para os tecidos. 
HbA possui duas cadeias alfa e duas beta – cada uma com um grupo heme.
Heme é formado por protoporfirina e um íon Ferroso – local para ligação de oxigênio.
Fatores que alteraram a conformação especial da molécula, aumentam
ou reduzem a afinidade do oxigênio pelo heme.
Transporte de O2 no Sangue
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Oxiemoglobina – oxigênio liga à molécula
Desoxiemoglobina – oxigênio ausente
Metemoglobina – oxidação do ferro ferroso (Fe2+) em férrico (Fe3+) = não é funcional.
A afinidade da hemoglobina pelo CO é 20X maior que pelo O2.
CO desloca O2 e satura a hemoglobina = redução marcante no transporte de O2 para os tecidos. 
Caboxiemoglobina - hemoglobina saturada com monóxido de carbono.
Hemoglobina
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Monócido de Carbono como Veneno para Hemoglobina
O monócido de carbono combina-se com a hemoglobina de forma quase identica a do oxigênio. Porém é cerca de 210 vezes mais tenaz, o que limita o transporte de O2 e pode promover a morte do indivíduo.
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A extensão pela qual o O2 é ligado à hemoglobina varia com a pressão parcial do gás, pO2.
	 pO2 – pequena quantidade de O2 é ligada a hemoglobina.
	 pO2 – grande quantidade de O2 é ligada a hemoglobina.
Com essa propriedade, a hemoglobina pode atuar como transportador de oxigênio, saturando-se na superfície respiratória (região de pO2 alta) e descarregando-se nos tecidos (região de pO2 baixa).
Se todos os locais na molécula de hemoglobina são ocupados pelo O2, o sangue está 100% saturado e o conteúdo de oxigênio no sangue é igual a sua capacidade de oxigenação.
Transporte de O2 no sangue
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Transporte de CO2 no sangue
- Dissolvido no plasma – pouca quantidade por causa da baixa solubilidade;
- Combinado com a hemoglobina – uma porcentagem ainda relativamente baixa, formando a carbamino-hemoglobina (HbCO2); 
- Como bicarbonato (HCO3-) – a maioria das moléculas deslocam-se como este íon. Nos glóbulos vermelhos a enzima anidrase carbônica hidrata o CO2 transformando-o em HCO3-. 
pCO2  nos tecidos = produção ácido carbônico (H2CO3), que se ioniza em HCO3-
No pulmão, as reações são revertidas e o CO2 é liberado para os alvéolos. 
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