apostila 1 FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO

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FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO
José Francisco Manta Bragança
UNOESC
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RESPIRAÇÃO
Soma de processos pelos quais os gases respiratórios são transferidos do ambiente para os tecidos;
Metabolismo:
Processos que consomem substratos para a geração de energia para a realização das funções do organismo;
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RESPIRAÇÃO
Processo pelo qual os animais obtém e utilizam o oxigênio e eliminam o dióxido de carbono;
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RESPIRAÇÃO
Conjunto de absorção, transporte e expulsão de substâncias gasosas;
No intercâmbio gasoso intervém:
Oxigênio: útil para oxidação dos alimentos nas células;
Dióxido de carbono: produto final do metabolismo;
Sangue: união entre intercâmbio gasoso entre pulmões e células (função respiratória) unido a função circulatória;
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Fisiologia da respiração
Compreende ainda:
Metabolismo gasoso nas células;
Transporte de O2 e CO2 pelo sangue;
Função dos órgãos respiratórios;
Determinando teores de O2 e CO2 do sangue arterial e venoso de um órgão, conhecemos o consumo de O2 e a produção de CO2 do tecido;
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RESPIRAÇÃO INTERNA: 
intercâmbio gasoso entre as células e os capilares sanguíneos;
Troca gasosa na superfície mitocondrial;
RESPIRAÇÃO EXTERNA: 
troca de O2 e CO2 entre o sangue que chega aos pulmões e o ar externo;
Trocas gasosas na superfície alveolar;
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Órgãos respiratórios
Captação de odor das substâncias: 
receptores da mucosa olfativa transmite as informações;
Produção de sons: 
permite a comunicação entre pares;
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RESPIRAÇÃO INTERNA
Respiração celular constitui uma cadeia de reações bioquímicas;
CADEIA RESPIRATÓRIA:
Transporte de elétrons de uma substância oxidável a outra que ao captar elétrons fica reduzida;
Substância reduzida cede elétrons a outra nova substância (primeiro reduzida e depois oxidada);
Processo: OXIDAÇÃO – REDUÇÃO;
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Consumo de O2 e formação de CO2 nos animais de produção
Depende:
Da produção em que se encontram submetidos;
Material combustível empregados: 
carboidrato, gorduras;
Com aporte maior de proteínas: 
alguns Aa;
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Em fase de crescimento: 
O2 consumido depende dos aumentos diários de peso;
Fêmeas lactentes: 
quantidade de leite produzida (20 lts/dia, 4.200 lts O2/dia- 4000 lts CO2/dia);
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Maioria do O2 empregado no interior da célula para a OXIDAÇÃO DO HIDROGÊNIO (mitocôndrias);
Enzimas da cadeia respiratória:
Flavino enzimas;
Ubiquinona;
Citocromos;
Citocromoxidasa;
Enzimas que contém NAD e fosfato inorgânico; 
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Figure 1 Oxidative phosphorylation network and composition of 
mitochondrial respiratory chain enzyme complexes 
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OXIDAÇÃO
DO H2
ATP
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
ADP + FOSFATO
INORGÂNICO
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Aumento
do trabalho
corporal
Consumo de 
ATP
Consumo
aumentado
de O2
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Quantidade de oxidação de H2 e consumo de O2 depende:
Estado funcional do tecido a considerar;
Tecidos com elevado número de mitocôndrias: elevado consumo de energia e O2;
Miocárdio, células ganglionares, células renais;
miocárdio
ganglionares
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O CO2: 
deriva da quebra de grupos carboxilas com a ajuda das carboxilases;
Descarboxilização dos ácidos graxos pelas ceto-ácido-descarboxilases;
Dos Aa: 
pelas amino-ácido-descarboxilases;
Intercâmbio gasoso entre o sangue capilar e as células depende da pressão do gás no sangue e extensão de superfície de contato;
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(Eckert, Fig. 13-1)
Gas transfer system of vertebrates
Low PO2
High PO2
High PCO2
Low PCO2 
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Respiração envolve difusão
OXIGÊNIO
difusão de O2 e CO2 através das membranas celulares
Respiração
PROCESSO PASSIVO: DEPENDE DA EXISTÊNCIA DE UM Δ DE CONCENTRAÇÃO
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Termos 
HIPÓXIA: 
aporte de O2 as células está diminuído;
Leva a transtornos funcionais do sistema nervoso (sensível a falta de O2);
Manifesta pela falta de equilíbrio, perda de consciência;
ANÓXIA: 
aporte de O2 totalmente interrompido;
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Funções do Sistema Respiratório
Trocas gasosas;
Aquecimento, umidificação e filtração do ar inspirado;
Deglutição;
Fonação;
Olfato;
Reservatório sangüíneo;
Filtração do sangue;
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Funções do Sistema Respiratório
Defesa contra agressores ambientais;
Produção de surfactante;
Equilíbrio ácido base;
Termorregulação;
Síntese, liberação, remoção, inativação de substâncias bioativas: serotonina, prostaglandinas, histamina, noradrenalina, citocinas etc;
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RESPIRAÇÃO EXTERNA
VIAS DE CONDUÇÃO AÉREA:
Levam o ar externo até os alvéolos (lugar de troca de gases com o sangue);
Narinas;
Fossas nasais;
Faringe;
Laringe;
Traquéia;
Brônquios; 
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NARINAS:
Aberturas pares, externas a passagem do ar;
Flexíveis e dilatáveis no cavalo; 
Rígidas no suíno;
Flexibilidade facilita captação maior de ar no esforço;
Exceção do cavalo todos os animais tomam e expulsam o ar pelas narinas ou a boca;
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CAVIDADES NASAIS:
Separadas pelo septo nasal e da boca pelos palatos duro e mole;
Osso turbinados (conchas): Formam os meatos dorsal, médio, ventral e comum;
Mucosa vascularizada dos ossos serve para aquecer e umidificar o ar inalado;
Pregas nasais eqüino
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O esfriamento do sangue que chega ao encéfalo (<2° a 3°C);
Epitélio olfatório localizado na porção caudal da cavidade (percepção de odores por inspirações e expirações rápidas);
Cavidade nasal do suíno
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FARINGE:
Caudal as cavidades nasais;
Via comum ao respiratório e digestivo;
Aberturas para a faringe: 
coanas nasais, duas trompas de Eustáquio, boca (cavidade oral), laringe e esôfago;
Glote: 
abertura entre cordas vocais e faringe;
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LARINGE:
Caudal à glote;
Órgão da fonação (produz o som);
Som: passagem controlada de ar causando vibração das cordas vocais na laringe;
Órgão de fonação nas aves: SERINGE;
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TRAQUÉIA:
Passagem de ar aos pulmões;
Contínua à Laringe cranialmente; 
Divide-se caudalmente para formar os Brônquios;
Estrutura anelada cartilaginosa (previne colapso);
Anéis não completos permitem
variações no diâmetro
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Traquéia na espécie Suína
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BRÔNQUIOS:
Direito e esquerdo;
Continuam até os alvéolos (porção final);
Traquéia, brônquios, bronquíolos, bronquíolos terminais, bronquíolos respiratórios, duto alveolar, saco alveolar e alvéolos;
Epitélio ciliado da traquéia
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Corte transversal da cartilagem traqueal
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PULMÕES:
Situados na cavidade torácica e recobertos pela;
Principal função: promover troca gasosa contínua entre ar inspirado e circulação pulmonar ;
PLEURA;
Membrana serosa, com tecido conjuntivo, elástico e fibras musculares lisas;
Contato com tecido intersticial;
Mantém tensão necessária para expansão e contração rítmica do órgão;
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Ramos arteriais e venosos
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Pulmões da espécie bovina
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Tecido intersticial, divide o parênquima pulmonar em lóbulos cada vez menores;
Passam vasos sanguíneos, linfáticos e nervos;
Além de guardar gânglios linfáticos e leucócitos que fagocitam partículas estranhas;
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PLEURA VISCERAL
Envolve ambos pulmões;
Encontram-se à linha média retorna pela parede interna do tórax e contribui para sua cobertura:
PLEURA PARIETAL;
Espaço MEDIASTINO: 
entre as duas pleuras viscerais;
No seu interior: 
veia cava, ducto linfático torácico, esôfago, aorta e traquéia;
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Tuberculose bovina
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ALVÉOLOS: 
principais sítios de difusão gasosa; 
Situados em fila, separados por delgado tabique que finalizam em sacos alveolares;
Revestidos por células alveolares epiteliais (epitélio respiratório);
Células ricas em mitocôndrias e fagocitose;
Epitélio alveolar: contato direto com endotélio da rede capilar dos pulmões (troca gasosa- ar alveolar e sangue);
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Sangue venoso da artéria pulmonar torna-se arterial e retorna ao átrio esquerdo pelas veias pulmonares;
Coloração púrpura escura do venoso torna-se vermelho brilhante do sangue arterial;
Saturação da hemoglobina por
O2 novo que difunde dos alvéolos (O2 para venoso transforma em arterial);
Alvéolos pulmonares 
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Estruturas pulmonares
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ACINOS
São as unidades funcionais dos pulmões;
Incluem todas as estruturas desde o bronquíolo respiratório até o alvéolo (ductos alveolares, sacos alveolares e alvéolos);
Diâmetro médio: 
0,75 mm (homem, 20,000 a 300 milhões de alvéolos); um lóbulo em geral contém de 3 a 5 bronquíolos terminais e suas estruturas distais;
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Histologia das paredes alveolares
Pneumócitos tipo I (ou membranosos)
Cobrem de 80 a 95% da superfície alveolar;
Representam apenas 40% das células epiteliais do alvéolo;
Não têm capacidade regenerativa;
Controlam o movimento de fluídos entre o interstício e a região aerada do alvéolo;
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Histologia das paredes alveolares 
Pneumócitos tipo II ( ou granulosos)
Representam 60% das células epiteliais;
Cobrem ao redor de 3% das superfícies alveolares;
Responsáveis pela produção de surfactante pulmonar;
Têm capacidade regenerativa;
Podem substituir tipo I quando estes são lesados;
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Histologia das paredes alveolares 
Macrófagos alveolares
Linha de defesa celular no espaço alveolar;
Corpos neuroepiteliais
Agregados de células neuroendócrinas nos alvéolos;
Ligadas à resposta vasoconstritora à hipóxia;
Poros de Khon (interalveolares)
Funcionam como conexões entre alvéolos;
Provendo ventilação colateral;
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Poros de Khon
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Porções ligadas aos alvéolos que facilitam a respiração
Surfactante: composto químico formado por lipoproteínas (dipalmitoil-fosfatidilcolina);
Impede o colapso pulmonar;
Afinidade pela superfície de revestimento alveolar;
Interrompem as forças coesivas entre moléculas de água do fluído alveolar;
Diminui a tensão superficial do fluído alveolar;
Reduz o trabalho necessário para expandir os alvéolos (pulmões) durante a respiração (inspiração);
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Proteínas do surfactante: SPA, SPB, SPC e SPD;
SPA e SPD: 
capacidade de unir-se a superfície dos patógenos e dirigir-los à superfície ou aos macrófagos;
Certas proteínas e peptídeos apresentam essa ação antimicrobiana;
Ação de macrófagos
Proteínas surfactantes
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Consideração Clínica:
Síndrome Uivante:
Pela baixa produção de surfactante que ocorre em eqüinos e suínos jovens;
Sinais:
Gemidos expiratórios, dispnéia e cianose;
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Principais benefícios fisiológicos do surfactante
Aumento na complacência pulmonar como um todo;
Redução na tendência dos pequenos alvéolos se esvaziarem nos maiores, levando ao colapso pulmonar;
Redução da passagem de fluídos dos capilares para dentro do alvéolo, uma vez que a tensão superficial agiria para aumentar o gradiente de pressão hidrostática do capilar para o alvéolo;
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Síndrome do sofrimento respiratório do recém nascido;
Surfactante começa a ser liberado em estágio avançado de gestação (ovinos 85% da gestação);
Partos prematuros podem ser acompanhados por desconforto respiratórios.
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Alvéolo
Músculo liso
Vaso 
Bronquíolo 
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Fibras de elastina:
Presentes no tecido conjuntivo entre as células do epitélio alveolar;
Criam uma elasticidade quando os pulmões são estirados;
Outras estruturas envolvidas na troca de gases:
Músculos e ossos da cavidade torácica e abdominal;
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Músculos e ossos da cavidade torácica e abdominal
Intercostais externos: 
envolvidos na INSPIRAÇÃO;
Intercostais internos e abdominais: 
envolvidos na EXPIRAÇÃO;
Diafragma: 
principal músculo INSPIRATÓRIO;
Alteram o tamanho da caixa torácica e a pressão no seu interior favorecendo o processo respiratório;
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Outros músculos inspiratórios
Intercartilaginosos externos: 
Puxam a costela para cima;
Transversais das costelas: 
dilatação do tórax;
Elevadores das costelas: 
elevam as costelas;
Serrato anterior: 
elevação das costelas;
Escaleno da 1° costela: 
imobiliza 1° costela e eleva demais;
Escaleno supracostal: 
elevação das costelas
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Outros músculos expiratórios
Intercartilaginosos internos: 
puxam costelas para atrás e para dentro (retração da caixa torácica);
Torácico transverso: 
retrai tórax;
Serrato posterior: 
tração das costelas para atrás;
Intercostal comum: 
imobilização das costelas;
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Oblíquo abdominal externo: 
aumentam a pressão intra-abdominal; empurram as vísceras abdominais e diafragma até a frente;
Obliquo abdominal interno: igual anterior;
Transverso abdominal: igual anterior;
Reto abdominal: igual anterior;
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DIAFRAGMA: 
Principal músculo respiratório;
Separa cavidade torácica da abdominal;
Formado por uma porção muscular e uma tendinosa;
Porção muscular: 
inserido nas vértebras lombares, costelas e esterno;
Porção tendinosa: 
no período de repouso (após expiração) vira em direção a cavidade torácica;
Está mais inclinado no sentido crânio-ventral nos animais de muitas falsas costelas (cavalo, porco);
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Perfuração diafragmática canina
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Mecânica respiratória
CICLOS RESPIRATÓRIOS
Consiste de uma fase inspiratória seguida por uma fase expiratória;
A inspiração envolve um alargamento do tórax e pulmões com refluxo de ar;
Tórax expande-se pela contração do diafragma e pela dos intercostais apropriados;
Contrações do diafragma expandem o tórax em direção caudal e a dos músculos intercostais expandem para frente e para fora;
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Sob condições normais inspiração requer mais esforço do que expiração;
Expiração pode tornar-se processo ativo, particularmente durante momentos de respiração acelerada e em casos de obstrução de saída de ar;
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Músculos intercostais apropriados contraem-se para auxiliar na expiração;
Músculos abdominais ajudam na inspiração ou expiração;
Contraídos forçam as vísceras abdominais para frente comprimindo a diafragma que por sua vez diminui o volume torácico;
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TIPOS DE RESPIRAÇÃO
COSTO ABDOMINAL:
Tipo de respiração normal dos animais;
Embora costo-abdominal: cão e homem, predomínio costal;
Eqüino e Bovino: predomínio abdominal;
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TIPOS DE RESPIRAÇÃO
ABDOMINAL:
Caracterizada por maior movimentação do abdome;
Ocorre por dores no tórax e arreios mal colocados;
COSTAL OU TORÁCICA:
Caracterizada por pronunciada movimentação das costelas;
Ocorre por respiração dificultada e afecções abdominais dolorosas;
Gestação e gases; 
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Em repouso: 
homem, cavalo e cão, predomina a respiração torácica;
Nos ruminantes: 
predomina a abdominal;
Conhecimento do tipo de respiração: não sempre fácil, depende das condições alimentares, estado da pelagem, e posição do corpo;
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Movimentos acessórios 
Movimentos dos orifícios nasais: 
no cavalo em esforço, corrida;
Da glote: 
movimentos laríngeos aumentam a glote e descida da laringe na inspiração, expiração eleva laringe e estreita a glote;
Dos flancos: 
movimentos visíveis do obliquo abdominal externo (enfisema hipertrofia);
Do ânus;
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Estados da respiração
Além dos diferentes tipos, existem variações devidas a freqüência dos ciclos respiratórios, profundidade da respiração ou ambos;
EUPNÉIA: descreve o murmúrio respiratório normal, com ausência de desvio na freqüência ou profundidade;
DISPNÉIA: respiração difícil, esforço visível para respirar;
HIPERPNÉIA: aumento na freqüência, profundidade ou ambos, relacionado ao esforço físico (exercício);
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POLIPNÉIA: respiração rápida e superficial, algumas vezes similar a ofegante;
O animal não está consciente de seu estado;
É semelhante à hiperpnéia em relação a freqüência, mas é diferente em relação à profundidade;
APNÉIA: cessação da respiração, quando usado clinicamente, refere-se ao estado transitório de parada respiratória;
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Asfixia: condição de hipoxia combinada com hipercapnia (aumento de CO2 no sangue);
Cianose: refere-se a uma coloração que vai de azulada a púrpura das membranas mucosas;
Oxigenação hiperbárica: fornecimento de oxigênio ao corpo sobre pressões parciais de oxigênio relativamente
altas;
Atelectasia: refere-se ao colapso dos alvéolos;
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