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Universidade de Cruz Alta Centro de Ciências da Saúde e Agrárias Fisiologia Humana FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO A ventilação e circulação pulmonar Transporte de O² e de CO² no sangue e nos líquidos corporais. Profa. Luana Possamai Menezes 09 de Novembro de 2016 INSPIRAÇÃO - Fase ativa da respiração - Início: atividade neural coordenada nos centros de controle respiratório no tronco cerebral - Impulsos motores > nervos frênicos e medula espinhal - Estimular a contração do diafragma e músculos intercostais externos - Contração muscular > expansão da cavidade torácica e redução da pressão no espaço pleural - Pressão > expansão pulmonar e da pressão no espaço aéreos terminais (ductos alveolares e alvéolos) - Pressão > ar fresco > vias aéreas > espaços aéreos terminais EXPIRAÇÃO - Fase passiva da respiração - Relaxamento das paredes musculares do tórax e pulmões - pressão pleural e alveolar - Ar flui para fora dos pulmões PULMÕES - Estrutura elástica - Expele o ar através da traquéia - Flutua na cavidade torácica > camada delgada de líquido pleural > lubrifica movimentos dos pulmões - Presos a parede torácica - Deslizam livremente > caixa torácica se expande ou se contrai PRESSÃO PLEURAL - Pressão do líquido no espaço entre a pleura visceral e a pleura parietal - Início da inspiração: pressão pleural = -5 cm de água - Durante a inspiração: pressão pleural = -7,5 cm de água - Expansão da cavidade torácica PRESSÃO ALVEOLAR - Pressão no interior dos alvéolos pulmonares - Glote aberta > não tem entrada e saída de ar nos pulmões - Pressão vias respiratórias = pressão atmosférica - Entrada de ar (inspiração) > pressão - Final da inspiração > pressão ESPIROMETRIA - Avaliar a ventilação pulmonar - Registra o volume de ar em movimento para dentro e para fora dos pulmões VOLUMES PULMONARES Volume corrente: - Volume de ar inspirado ou expirado em cada respiração normal - VR: 500 mililitros Volume de reserva inspiratória: - Volume extra de ar que pode ser inspirado além do volume corrente normal - VR: 3.000 mililitros Volume de reserva expiratória: - Quantidade extra de ar que pode ser expirada forçadamente ao final do volume corrente normal - VR: 1.100 mililitros Volume residual: - Volume de ar que permanece nos pulmões após expiração vigorosa - VR: 1.200 mililitros CAPACIDADES PULMONARES Capacidade inspiratória: - Volume corrente + volume de reserva inspiratória - Quantidade de ar que uma pessoa pode inspirar - VR: 3.500 mililitros Capacidade funcional residual: - Volume residual + volume reserva expiratória - Quantidade de ar que permanece nos pulmões após expiração normal - VR: 2.300 mililitros Capacidade vital: - Volume corrente + volume de reserva inspiratória + volume de reserva expiratória - Quantidade máxima de ar que uma pessoa pode expelir dos pulmões após ter inspirado ao máximo - VR: 4.600 mililitros Capacidade pulmonar total: - Capacidade vital + volume residual - Volume máximo de expansão pulmonar com o maior esforço inspiratório possível - VR: 5.800 mililitros Volume respiratório por minuto: - Quantidade total de ar fresco que se movimenta pelas vias respiratórias a cada minuto Ventilação pulmonar: - Renovação contínua do ar nas áreas pulmonares de trocas gasosas > (ductos alveolares, alvéolos, sacos alveolares e bronquíolos respiratórios) - Intensidade com que o ar atinge as áreas alveolares = ventilação alveolar VR: VC X FR (frequência respiratória) 500 x 12 = 6.000 mililitros Espaço morto: - Parte do ar inspirado nunca alcança as áreas de trocas gasosas - Permanece nas vias respiratórias onde não ocorre trocas gasosas Ar do espaço morto: - Ar que permanece nas vias respiratórias onde não ocorre trocas gasosas Ventilação alveolar por minuto: - Volume de ar fresco que penetra nos alvéolos a cada minuto VA = FR X (VC – V espaço morto) VA = 12 X (500-150) VA = 4.200 mililitros CONTROLE NERVOSO dos brônquios e bronquíolos SNS: - Controle direto fraco - Ocorre liberação de norepinefrina e epinefrina pela glândula adrenal em resposta a estimulação simpática causando dilatação dos bronquios e dos bronquíolos causando SNP: - Liberação de acetilcolina - Causa constrição leve ou moderada dos bronquíolos ASMA: constrição - Estimulação nervosa parassimpática > constrição Ex: atropina – bloqueia efeitos da acetilcolina - relaxamento (vias respiratórias) REVESTIMENTO MUCOSO X CÍLIOS - Vias respiratórias (nariz > bronquíolos terminais) - Umedecidas> camada de muco (reveste superfície inteira) Muco: - Manter superfície úmida - Reter pequenas partículas (inspiradas com o ar) Remoção do muco: - Vias respiratórias possuem epitélio ciliado - Esses cílios possuem a função de transportar o muco o qual retém as partículas até a faringe para que ocorra a deglutição ou a excreção. - Cílios do pulmão - Cílios do nariz faringe> deglutidas ou expelidas REFLEXO DA TOSSE - laringe, traquéia (carina) e brônquios > sensíveis a qualquer material estranho - Impulsos são transmitidos das vias respiratórias para o bulbo - 2,5 L de ar são inspirados - Epiglote e cordas vocais se fecham - Músculos abdominais e músculos intercostais internos se contraem - pressão nos pulmões - Epiglote e cordas vocais se abrem rapidamente - Ar é liberado para o exterior levando com ele materiais estranhos > brônquios e traquéias CAVIDADE NASAL Funções nasais: aquecer o ar (conchas e septos) filtrar o ar (funções de condicionamento do ar) Filtração nasal: - Pêlos na entrada das narinas - Grandes partículas sejam filtradas - Removidas através do muco - Transportado pelos cílios até a faringe para serem deglutidas VOCALIZAÇÃO 1) Sistema respiratório 2) Centros nervosos de controle da fala> córtex cerebral 3) Centros nervosos de controle da respiração> bulbo e ponte 4) Estruturas de articulação e ressonância - A fala decorre: fonação > laringe articulação> estruturas da boca FONAÇÃO: - Laringe> atua como um vibrador - Elementos vibratórios> cordas vocais - Durante a respiração as cordas vocais se afastam, permitindo a passagem do ar - Durante a fonação as cordas vocais se aproximam, permitindo e causando com que a passagem do ar cause vibração e com isso a fonação. FLUXO SANGUÍNEO PULMONAR = DÉBITO CARDÍACO - Fatores que controlam débito cardíaco que são fatores periféricos também vão controlar a frequência respiratória - Vasos pulmonares> distensíveis DÉBITO CARDÍACO X EXERCÍCIO - Exercício - Fluxo sanguíneo pulmonar > acomodado nos pulmões número capilares dilatados velocidade do fluxo sanguíneo - Pressão arterial pulmonar - Pressão capilar pulmonar EDEMA PULMONAR - Aumenta a pressão no capital pulmonar Levando ao aumento do transporte de líquido nos espaços intersticiais pulmonares e alvéolos Causas: - Insuficiência cardíaca esquerda e doença da válvula mitral pressão capilar pulmonar levando ao líquido espaços intersticiais e alvéolos - Lesão membrana capilares pulmonares, devido a processos infecciosos como a pneumonia,ou uso de certas drogas saída de pt e líquidos dos capilares VENTILAÇÃO PULMONAR Difusão de oxigênio (alvéolos > sangue) Difusão de gás carbônico (sangue > alvéolos) Energia (movimento cinético das moléculas) Fatores que afetam a difusão: - Pressão pressão do gás é em uma área e em outra área - Solubilidade gases (oxigênio, dióxido de carbono e nitrogênio) solúveis em lipídios > membranas celulares pouco solúvel em água > tecidos Obs: difusão de um gás através dos tecidos (membrana respiratória) = difusão de um gás através da água O2 = 1,0 CO2 = 20,3 N = 0,53 Mais solúvel em água do que o O2 VENTILAÇÃO ALVEOLAR - inspiração: 350 mililitros de ar fresco > alvéolos - Expiração: 350 mililitros de ar Importância: impedir variações bruscas nas concentrações gasosas no sangue PO2 ALVEOLAR > 104 mmHg PCO2 ALVEOLAR > 40 mmHg UNIDADE RESPIRATÓRIA X DIFUSÃO DE GASES Composta por: bronquíolo respiratório, alvéolos, átrios, ductos alveolares Membrana: membrana respiratória ou pulmonar Membrana respiratória (permite a difusão) Difusão do oxigênio > alvéolos > sangue Difusão do gás carbônico > sangue > alvéolos FATORES X VELOCIDADE DIFUSÃO GASOSA X MEMBRANA RESPIRATÓRIA - Espessura da membrana - Área superficial da membrana - Velocidade de difusão do gás no tecido da membrana - Diferença de pressão entre os dois lados da membrana Espessura da membrana espessura da membrana > difusão de um gás Ex: edema > líquidos fibrose > espessura em algumas áreas da membrana OBS: 2-3 x = prejudica as trocas gasosas Área superficial da membrana área da membrana respiratória > difusão dos gases Ex: retirada de um pulmão enfisema > alvéolos coalescem > parede alveolar Obs: 1/3 ou ¼ da área membrana > prejudica trocas gasosas (repouso) qualquer da área membrana > prejudicial > exercícios extenuantes Velocidade de difusão do gás - Depende da solubilidade do gás - Velocidade de difusão de um gás através da membrana respiratória = velocidade de difusão do gás em água Ex: CO2 se difunde 20 x mais rápido do que o O2 Diferença de pressão - Depende da pressão do gás nos alvéolos e da pressão do gás no sangue Ex: CO2 O2 CAPTAÇÃO DO O2 X EXERCÍCIO - fluxo sanguíneo pulmonar - ventilação alveolar - necessidade de oxigênio - débito cardíaco - tempo que o sangue permanece nos capilares pulmonares O sangue consegue ser bem oxigenado? - velocidade de difusão do oxigênio (3x) através da membrana respiratória ( número capilares envolvidos na difusão) - o sangue permanece nos capilares pulmonares (respiração normal em repouso) cerca de 3x o tempo necessário para ocorrer a oxigenação total. HEMOGLOBINA X TRANSPORTE O2 NO SANGUE - 97% do O2 é transportado dos pulmões para os tecidos ligado a hemoglobina - 3% transportados dissolvidos na água do plasma e células - PO2 baixa (capilares teciduais) - PO2 alta (capilares pulmonares) Referência Guyton AC, Hall J E. Tratado de Fisiologia Médica. Editora: Guanabara Koogan. 2011.
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