Biofísica Médica - Aula Biofísica do Sistema Respiratório 2013

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Profa Ana Eliza Andreazzi
“A principal função da respiração é obter O2 para uso das células corporais e eliminar
o CO2 que as células produzem”. Lauralee Sherwood
O sistema respiratório não participa de todos os 
passos da respiração
 A respiração abrange dois processos distintos, mas
relacionados:
Respiração celular
Respiração externa: sequência de eventos na troca de
O2 e CO2 entre o ambiente externo e as células do
corpo.
 O sistema respiratório não realiza todos os passos da
respiração externa – ele está envolvido somente na
ventilação e na troca de O2 e CO2 entre os pulmões e o
sangue.
Respiração celular
Respiração externa
1) Ventilação ou trocas gasosas entre a
atmosfera e os alvéolos.
2) Troca de O2 e CO2 entre os alvéolos e o
sangue.
3) Transporte de O2 e CO2 pelo sangue
entre pulmões e os tecidos.
4) Troca de O2 e CO2 entre os capilares
sistêmicos e as células dos tecidos.
Estrutura do sistema respiratório
Estrutura do sistema respiratório
Espaço intrapleural separa os pulmões da parede torácica
Fluido intrapleural
Mecânica respiratória - pressões
Pressão atmosférica= 760mm Hg
Pressão intra-alveolar= 760mm
Hg no intervalo entre duas
respirações
Pressão intrapleural= 756mm Hg
Os pulmões normalmente são estirados para 
ocupar o tórax aumentado
 Força de coesão do fluido intrapleural
 Gradiente de pressão transmural
O fluxo de ar para dentro e fora dos pulmões ocorre por
causa de mudanças cíclicas na pressão intra-alveolar
Inspiração: diafragma e os músculos intercostais externos
Expiração: processo passivo
A resistência das vias aéreas influencia as taxas de 
fluxo de ar
 Fluxo (Q) é diretamente proporcional à diferença de
pressão entre a boca ou nariz e os alvéolos, e é
inversamente proporcional à resistência das vias
aéreas.
 Resistência: lei de Poiseuille
 A resistência se torna um impedimento importante ao
fluxo de ar quando o interior das vias aéreas se tornam
anormalmente estreitados pelo acúmulo de muco ou
por doença obstrutiva crônica (bronquite crônica,
asma).
Alterações da resistência das vias aéreas
 Sistema nervoso autônomo
• Estímulo parassimpático produz constrição da
musculatura lisa dos brônquios.
• Estímulo simpático produz relaxamento.
Complacência pulmonar
 Descreve a distensibilidade do sistema;
 Refere-se à variação de volume dos pulmões para uma
dada mudança de pressão;
 A complacência dos pulmões e da caixa torácica tem
relação inversa com as propriedades elásticas, ou
elastância;
 Quanto maior a quantidade de tecido elástico, maior é
a força de recuo, menor é a complacência.
Alterações da complacência pulmonar
 Enfisema pulmonar: aumento da complacência por 
destruição das fibras elásticas.
Tensão superficial dos alvéolos e surfactante
O surfactante é produzido a partir de ácidos graxos pelas células alveolares do tipo
II. O constituinte mais importante é a dipalmitil fosfatidilcolina (DPPC), são
anfipáticos.
Síndrome da angústia respiratória neonatal.
P= pressão de retração sobre o alvéolo
T= tensão superficial
r = raio do alvéolo
Tensão superficial nos alvéolos – influencia 
o comportamento elástico dos pulmões
Molécula de detergente - tensoativo
Rompendo a tensão superficial
Volumes pulmonares
TROCAS GASOSAS
Pressão – força por unidade de área.
Líquidos e gases exercem pressão sobre o seu continente
Pressão parcial de um gás
Numa mistura gasosa, cada componente da mistura exerce uma determinada pressão
parcial sobre as superfícies em contato com a mistura, a qual é proporcional à
concentração desse gás na mistura.
Trocas gasosas
Trocas gasosas
Pressão parcial de um gás misturado em um líquido 
A pressão parcial de um gás no líquido é proporcional à concentração do gás,
mas depende do coeficiente de solubilidade.
O coeficiente de solubilidade (CS) determina o grau de afinidade ou repulsão
que um gás apresenta em relação ao líquido.
Quanto menor for o CS, maior será a pressão parcial exercida pelo gás na
superfície do líquido.
 Já que o CS do O2 é muito baixo, como esse
gás é transportado no sangue?
Transporte de oxigênio pelo sangue
 O2 dissolvido: 2% do conteúdo total de O2 no sangue 
 Oxiemoglobina: maior parte do O2 no sangue 
• Hemoglobina S: anemia falciforme
Transporte de dióxido de carbono no sangue
 CO2 dissolvido: 5% do conteúdo total de CO2 no
sangue
 Carbaminoemoglobina: 3% do conteúdo total de CO2
 HCO3
- : 92% do total de CO2