Fisiologia da Respiração

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Fisiologia I - capítulo 37 (guilherme ferreira morgado)
	A respiração pode ser dividida em quatro funções principais: ventilação pulmonar, que é o influxo e efluxo de ar; difusão de oxigênio e de dióxido de carbono entre alvéolos e sangue; transporte desses gases no sangue e líquidos corporais; e a regulação da ventilação pulmonar. 
	Os pulmões podem ser expandidos e contraídos de duas maneiras. A primeira por movimento de subida e descida do diafragma, para aumentar ou diminuir a caixa torácica; já a segunda forma é através da elevação e depressão das costelas, alterando o diâmetro ântero-posterior da cavidade torácica. 
A respiração tranquila normal é realizada quase totalmente da primeira forma. Durante a inspiração o diafragma puxa para baixo o pulmão, já na expiração o diafragma relaxa e o recuo elástico dos pulmões, da parede torácica e de estruturas abdominais comprime o pulmão. Mas na respiração vigorosa somente essas forças elásticas não são suficientes, então, a musculatura abdominal se contrai, empurrando o conteúdo abdominal e comprimindo os pulmões. 
A elevação da caixa torácica ajuda a expandir os pulmões, já que com ela as costelas se projetam para frente, o que empurra o esterno para mais longe das costelas. Os músculos que fazem essa expansão são os intercostais externos, mas outros auxiliam como o esternocleidomastóideo, os serráteis anteriores e os escalenos. Enquanto que os músculos que puxam a caixa torácica para baixo na expiração são o reto abdominal e os intercostais internos. 
Não existem conexões do pulmão com a caixa torácica, exceto onde ele é suspenso no hilo a partir do mediastino. Então, o pulmão flutua na cavidade torácica sendo cercado por uma fina camada de líquido pleural que lubrifica o movimento desse órgão na cavidade. A sucção contínua do excesso de líquido para o interior dos canais linfáticos mantém uma tração entre o folheto visceral e parietal da pleura pulmonar. Logo, os pulmões são presos como se estivessem colados. 
A pressão pleural é a pressão do líquido no estreito espaço entre a pleura visceral e a pleura parietal. Essa é uma pressão negativa e mantém os pulmões abertos. 
A pressão alveolar é a pressão do ar dentro dos alvéolos. Quando a glote está aberta e não há fluxo de ar, a pressão na árvore respiratória é a pressão atmosférica. Então, para causar um influxo de ar, a pressão alveolar deve cair; já na expiração a pressão deve aumentar. 
A diferença entre a pressão pleural e a alveolar é a pressão transpulmonar, sendo uma medida das forças elásticas dos pulmões que tendem a colapsá-los, o que é chamada de pressão de recuo. 
A extensão na qual os pulmões se expandirão por cada unidade de aumento na pressão transpulmonar é chamada de complacência pulmonar. O diagrama de complacência relaciona o volume pulmonar com as mudanças da pressão transpulmonar, sendo que essa relação muda na expiração e na inspiração. As características do diagrama são determinadas pelas duas forças elásticas. A primeira é a força do tecido pulmonar, já a segunda é causada pela tensão superficial do líquido que reveste os alvéolos. 
A força elástica do tecido é dada pelas fibras de elastina e colágeno que se entrelaçam, mas essa força representa um terço da elasticidade total pulmonar. Já a força de tensão superficial representa os outros dois terços, ela faz uma força contrária à tensão superficial, que tenta colapsar o alvéolo. 
O surfactante é um agente ativo de superfície na água, ou seja, ele reduz a tensão superficial, sendo formado por fosfolipídios, proteínas e íons. 
Caso as vias aéreas estejam bloqueadas, a tensão superficial do alvéolo tende a colapsá-lo, o que cria uma pressão positiva alveolar. Mas, como os pulmões possuem surfactante a tensão superficial é diminuída, logo, a pressão positiva alveolar também, com isso menos força é necessária para expandir os pulmões. 
O raio do alvéolo é inversamente proporcional à pressão gerada, logo, quanto menor o alvéolo maior a pressão. Isso é significativo em recém-nascidos prematuros, que possuem alvéolos com raios pequenos e pouco surfactante, assim, os pulmões tendem a entrar em colapso, o que é chamado de síndrome de angústia respiratória do recém-nascido. 
A caixa torácica tem suas próprias características elásticas e viscosas semelhantes às dos pulmões. Durante a respiração normal e tranquila todas as contrações dos músculos respiratórios ocorrem na inspiração, já a expiração é um processo passivo. O trabalho da inspiração é dividido em três partes. Primeiro para expandir o pulmão contra as forças elásticas do pulmão e tórax, trabalho de complacência ou elástico, o segundo para sobrepujar a viscosidade pulmonar e da parede torácica, trabalho de resistência tecidual, e o último para superar a resistência aérea ao movimento de ar para dentro dos pulmões, trabalho de resistência das vias aéreas. 
Volumes pulmonares:
Volume corrente é o volume de ar inspirado ou expirado a cada respiração normal.
Volume de reserva inspiratório é o volume extra de ar que pode ser inspirado acima do volume normal.
Volume de reserva expiratório é o volume máximo de ar que pode ser expirado numa expiração forçada.
Volume residual é o volume que fica nos pulmões após uma expiração forçada. 
Capacidades pulmonares:
Capacidade inspiratória é a quantidade máxima de ar que a pessoa pode inspirar (VC + VRI).
Capacidade residual funcional é a quantidade de ar que fica no pulmão após uma expiração normal (VRE + VR). 
Capacidade vital é a quantidade máxima de ar que uma pessoa expele após uma inspiração forçada (VC + VRI + VRE). 
Capacidade pulmonar total é o volume máximo que o pulmão pode ser expandido após uma inspiração forçada (CV + VR). 
	A ventilação-minuto é a quantidade ar novo movido para o interior das vias aéreas a cada minuto, ou seja, é igual ao volume corrente vezes a frequência respiratória. A velocidade com que esse ar novo alcança as áreas de troca gasosa é chamada de ventilação alveolar. Sendo que uma parte do ar não chega a essas áreas de troca gasosa preenchendo as vias respiratórias, esse ar é chamado de ar do espaço morto, já que não participa da troca gasosa. Essa região das vias respiratórias é chamada de espaço morto anatômico. Mas alguns alvéolos podem ser não-funcionantes ou parcialmente funcionantes, por causa da ausência de fluxo sanguíneo ou da sua diminuição. Logo, esses alvéolos também devem ser considerados espaços mortos, sendo que quando esses alvéolos são incluídos tem-se o espaço morto fisiológico. 
	A ventilação alveolar por minuto é o volume total de ar novo que entra nos alvéolos e áreas adjacentes de trocas gasosas a cada minuto. Essa taxa é um dos principais fatores que determinam as concentrações de oxigênio e dióxido de carbono nos alvéolos. 
	O ar é distribuído nos pulmões pela traquéia, brônquio e bronquíolos. Para evitar o colabamento da traquéia há os anéis cartilaginosos, já nas paredes brônquicas existem placas cartilaginosas encurvadas, que desaparecem no bronquíolo, então, esse não está livre de colabar, mas se mantém pela pressão transpulmonar. Nas áreas em que não há cartilagem está presente músculo liso, já no bronquíolo a maior parte é desse músculo, menos no bronquíolo respiratório. 
	O controle direto dos bronquíolos pelas fibras nervosas simpáticas é fraco, já que poucas dessas fibras penetram na região central do pulmão. Então, essas vias são sensíveis à norepinefrina e epinefrina, liberadas na corrente sanguínea pela adrenal e que possuem ação dilatadora. Poucas fibras parassimpáticas penetram no parênquima pulmonar; essas causam constrição das vias. Além disso, duas substâncias produzidas no pulmão fazem constrição bronquiolar: a histamina e a substância de reação lenta da anafilaxia. Ambas são liberadas pelos mastócitos em reações alérgicas. 
	Todas as vias respiratórias são mantidas úmidas por uma camada de muco que recobre toda a superfície e que é secretado por células caliciformes.O muco umidifica as superfícies e aprisiona as pequenas partículas evitando que cheguem aos alvéolos. Além disso, as vias são revestidas por um epitélio ciliado que bate em direção à faringe, então, o muco é engolido ou tossido para o exterior. 
	Toda a via respiratória é sensível ao toque, então, impulsos neurais aferentes passam para a medula oblonga, que vai desencadear uma sequência de acontecimentos para gerar a tosse. Primeiro, o ar é inspirado rapidamente, a glote e as cordas vocais se fecham, o que aprisiona o ar nos pulmões. Depois, os músculos abdominais se contraem empurrando o diafragma; assim como os intercostais internos se contraem com força. Isso faz com que a pressão nos pulmões aumente rapidamente, então, as cordas vocais e epiglote se abrem subitamente de forma ampla e o ar que estava sob alta pressão explode em direção ao exterior carregando qualquer material estranho presente nos brônquios e nas traquéias. 
	Já o estímulo do espirro é iniciado por uma irritação nas vias nasais. A sequência de eventos é semelhante ao reflexo da tosse, mas a úvula é deprimida, assim o ar passa pelas cavidades nasais. 
	As cavidades nasais possuem três funções: aquecer, umidificar e filtrar o ar. Essas funções são chamadas de funções de condicionamento do ar das vias respiratórias superiores. Os pêlos na entrada do nariz filtram grandes partículas, mas o principal mecanismo é o de precipitação turbulenta, ou seja, o ar choca-se com as conchas, septo e parede da faringe. Ao se chocar muda de direção e as partículas suspensas que possuem mais massa não mudam de direção rapidamente, então, se chocam com as estruturas obstrutivas sendo capturadas pelo muco. 
	A fala envolve o sistema respiratório, centros da fala no córtex, centros de controle respiratório e estruturas de articulação e ressonância da boca e cavidades nasais. A fala é dividida em fonação, que ocorre na laringe e articulação, que é obtida na boca. 
	Na laringe estão as cordas vocais que se movem juntas, de forma que a passagem do ar entre elas produz uma vibração. O tom da vibração é determinado pelo grau de estiramento das cordas vocais. Os três principais órgãos da articulação são: língua, lábios e palato, já os ressonadores são boca, nariz, seios paranasais e faringe.