Fisiologia do Sistema Respiratório

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Fisiologia do Sistema Respiratório 
Revestimento Mucoso – Aquece, umidifica e filtra o ar 
Mucosa respiratória – Cavidade nasal D. e E. até bronquíolos terminais; 
Células caliciformes/glândulas submucosas – Secreção contínua de muco. 
Processo de difusão – O2 “chegando” mais rápido e eficaz dentro do alvéolo. 
o Aquecimento – Maior agitação molecular leva um maior choque entre as 
moléculas que culmina em energia mecânica que vai causar o 
deslocamento. 
o Umidificação – Mais moléculas de águas causa maior agitação molecular 
que leva a um maior choque entre as moléculas que culmina em energia 
mecânica que vai causar o deslocamento. 
 
➢ A contração do musculo liso aumenta a resistência à passagem de ar, 
consequentemente há a necessidade de mais força de inspiração. 
 
❖ A inspiração é um processo ativo 
Necessita de ação muscular (diafragma, intercostal externo). 
❖ A expiração é um processo passivo 
Não exige ação muscular e acontece por diferença de pressão. 
❖ A expiração forçada é um processo ativo (Tosse, sopro) 
Necessita de ação muscular (abdominais, intercostal interno) 
Pleuras – Espaço pleural determina a pressão 
 
Propriedades da Complacência e Elastância 
 Início da inspiração Final da inspiração 
Pressão Pleural -5cm H2O -7,5cm H2O 
 
Pressão alveolar = Glote aberta sem entrada ou saída de ar 
 
Complacência – Pulmão expandido, maior volume de ar 
Significa remover o volume de ar do ambiente externo para dentro do pulmão. 
(500 ml em repouso). Para ocorrer essa remoção de 500ml por ex., o pulmão 
deve expandir. 
Elastância – Pulmão retraído, menor volume de ar 
Significa remover o volume de dentro dele para o ambiente externo. Ele expulsa 
os 500ml por ex., para isso ocorrer o pulmão deve retrair. 
➢ Quando o diafragma contrai, há o tracionamento da pleura parietal e isso 
causa o aumento do espaço e natural diminuição da pressão no espaço 
pleural. 
Ao final da inspiração – Pulmão expandido, pleura visceral está se 
aproximando da pleura parietal, o espaço diminuirá e a pressão aumentará. 
Porém, proporcionalmente, o deslocamento da pleura parietal é maior do que a 
pleura visceral, então o espaço aumenta e a pressão diminui. 
Pressão alveolar – No exato momento no qual acaba a expiração, não há 
entrada nem saída de ar dos pulmões. Nessa fração de segundo há a pressão 
de 0 nos alvéolos. É chamado ponto de igual pressão. 
Se a pressão está 0 no alvéolo e 0 na atmosfera, não há entrada nem saída de 
ar dos pulmões. 
1. Pressão alveolar – durante a inspiração será de -1cm H2O para entrada 
de ar nos pulmões 
2. Movimentação de 0,5l de ar para os pulmões durante 1/2 segundos. 
3. Pressão alveolar – ao final da inspiração será de +1cm H2O 
4. Saída de 0,5l de ar dos pulmões durante 2 ou 3 segundos da expiração. 
A pressão alveolar torna-se maior do que a atmosférica e, então, há saída de ar 
dos pulmões. (Diferença de pressão - Passiva) 
Há diferença de 1 segundo na inspiração e expiração. 
Substância Surfactante – dentro dos alvéolos existem moléculas de O2 e H2O, 
portanto existe a possibilidade de acontecer uma tensão superficial, pois na 
presença de O2 as moléculas de água tendem a se aglutinar, podendo colabar 
as paredes dos alvéolos, impedindo a passagem do ar. Porém em 10% da área 
alveolar é revestida por pneumócitos tipo II que secretam surfactante, que 
destrói/reduz a tensão superficial deixando o alvéolo aberto para receber o ar 
inspirado. Na expiração, a quantidade de ar faz pressão alveolar subir, para a 
retirada de ar, portanto se houver colabamento a pressão alveolar será negativa. 
➢ Quem não tem surfactante? – Recém-nascidos pré-maturos. É injetado 
surfactante exógeno até o mesmo desenvolver seus pneumócitos tipo II. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Regulação da ventilação – Sistema neurogênico 
Determina uma respiração mais rápida ou mais lenta. 
Centro respiratório – ajuste de velocidade da ventilação alveolar de acordo com 
a necessidade do organismo. 
PaO2 – Pressão arterial de O2 
PaCO2 – Pressão arterial de CO2 
Valores de referência 
✓ Valor PaO2 – de 80 a 100 cmH2O (quando este valor está abaixo do valor 
de referência é necessário aumentar a inspiração e quando está acima é 
somente caso de paciente entubado) 
✓ Valor PaCO2 – de 35 a 45 cmH2O (se houver aumento de CO2, há 
necessidade de uma expiração lenta para voltar aos valores fisiológicos) 
O sistema é localizado na transição de ponte e bulbo, sempre bilateral, 
onde é encontrado 3 grandes grupos de neurônios. 
➢ Dorsal respiratório – Localizado na região dorsal do bulbo, é 
responsável por comandar a inspiração, envia informações para 
contração do diafragma. 
➢ Ventral respiratório – Localizado no ventrelateral do bulbo, é 
responsável por comandar tanto a inspiração quanto a expiração, porém 
quando ela é forçada, por exemplo: durante a atividade física onde a 
demanda ventilatória é maior. 
➢ Centro pneumotáxico – Localizado na região dorsal superior da ponte, 
é responsável por controlar a frequência respiratória (FR) e o padrão 
respiratório. Ou seja, tempo inspiratório e indiretamente o tempo 
expiratório também. O centro pneumotáxico mantem uma frequência 
respiratória ou padrão ventilatório. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tanto em sangue venoso quanto 
arterial existe O2 e CO2 
Valor de referência de FR – de 12 a 20 (inspirar e expirar conta como 1) 
Exemplo 
Se inspirar em 1s FR é de 15 em 1min porém se inspirar em 3s FR é de 
Se expirar em 2s e expirar em 4s 12 em 1min 
Padrões respiratórios 
➢ Eupneico: FR de 12 a 20 (fisiológico) 
➢ Taquipneico: FR de 21+ (patológico) 
➢ Biodipneico: FR menor que 12 (patológico) 
 
Controle químico do centro respiratório 
O hidrogênio é considerado o maior ou único estimulante. Porém ele não penetra 
na zona quimiossensível, pois existe uma barreira entre o sangue e o liquido do 
crânio, chamada de barreira hemato cefálica. Esta barreira é totalmente 
impermeável a íons de hidrogênio, mas é totalmente permeável ao CO2, que ao 
chegar na zona quimiossensível (que é banhada pelos líquidos 
CR/Intersticial/Céfalo raquidiano, ricos em H2O) do bulbo e do líquido cérebro 
espinal, também ricos em H2O. 
➢ Quando o CO2 entra em contato com o H2O, há uma reação química 
transformando em H2CO3 (ácido carbônico), que se dissocia em íons de 
hidrogênio e íons bicarbonato. 
Com essa reação, os íons H+ estarão na zona quimiossensível e a 
colocarão para funcionar, pois a zona é muito rica em quimiorreceptores 
muito sensíveis ao hidrogênio. 
Como resultado, temos a estimulação ou depreciação dos grupos de 
neurônios do centro respiratório responsáveis pela inspiração. 
Centro pneumotáxico – é responsável por verificar a igualdade de 
concentrações de H+ e CO2. O centro pneumotáxico repassa a informação (que 
há mesma quantidade de H+ e CO2, contraindo o diafragma para a inspiração) 
para o centro dorsal respiratório para uma inspiração basal de 1 ou 2 segundos 
(fisiológicos). 
➢ Quando a concentração de H+ está muito alta – o centro pneumotáxico 
repassa a informação para o centro dorsal respiratório, este deve 
aumentar a FR e eliminar o CO2, pois é ele que reage com H2O formando 
o ácido carbônico. 
➢ Quando a quantidade de H+ está muito baixa – existe a necessidade 
de conservação de CO2, então deve-se diminuir a FR. Novamente pela 
informação repassada do centro pneumotáxico ao centro dorsal 
respiratório. 
 
Grupo de neurônios ventral respiratório – É ativadoquando há uma demanda 
muito acima do normal de CO1. 
A zona quimiossensível avisa o ventral respiratório, que repassa a informação 
para potencializar o trabalho do centro dorsal respiratório, aumentando ou 
diminuindo a FR, mas se mesmo assim não eliminar o CO2, ele age sozinho, 
mandando a informação para os músculos abdominais, tendo assim, um volume 
expiratório maior. 
Em outros casos – O aumento de CO2 também pode significar o alto consumo 
de O2 pelas células, pois eliminam o CO2 como lixo metabólico. Neste caso a 
tendência é a PaO2 cair. 
Quimiorreceptores periféricos dos corpos aórticos – Está presente na aorta 
e são sensíveis ao O2 (PaO2). Percebem alterações da PaCO2 e PaO2, 
transformam a informação em impulso elétrico repassando ao nervo vago, para 
depois repassar para o núcleo do trato solitário e substância reticular, localizados 
na ponte e bulbo. Após, passa informação para o centro dorsal respiratório, 
pneumotáxico ou ventral, agindo conforme a necessidade do organismo. 
Quimiorreceptores periféricos dos corpos carotídeos – Está presente na 
carótida e mandam a mesma informação de alterações de PaO2 ou PaCO2, 
porém mandam, inicialmente para o nervo Hering, que repassa ao 
glossofaríngeo e repassa, finalmente, para o núcleo do trato solitário ou 
substância reticular. 
➢ Se o CO2 estiver exagerado – É recrutado o ventral respiratório. 
Reflexo de Hering-Breuer 
Brônquios e bronquíolos possuem receptores que são sensíveis ao grau de 
estiramento dos brônquios e bronquíolos, caso estejam em sua normalidade, 
esses receptores não são ativos. Eles transmitem sinais para o nervo vago que 
repassa para os neurônios do grupo dorsal respiratório e determina o nível de 
insuflação pulmonar. 
Se o grau de estiramento estiver muito alto os receptores do reflexo de Hering-
breuer captam a informação e em forma de impulso elétrico repassa para o nervo 
vago, que repassa para neurônios do grupo dorsal respiratório, que 
imediatamente interrompe o impulso elétrico do diafragma, relaxando o músculo, 
e então, diminuindo o grau de estiramento/distensão. 
Ventilação alveolar 
No primeiro segundo da inspiração o ar consegue atingir no máximo até os 
bronquíolos respiratórios. O ar só consegue chegar aos ductos alveolares, sacos 
alveolares e alvéolos por meio da difusão. 
➢ Quando o volume de ar chega nos bronquíolos respiratórios, ocorre a 
agitação molecular (que gera calor) fazendo com que as moléculas se 
colidam umas com as outras e com a parede dos bronquíolos, 
aumentando a pressão, carregando o ar até os alvéolos. 
Ventilação alveolar e troca gasosa 
Assim que o O2 chega aos alvéolos é necessário passar para a membrana 
alveolar para poder entrar nos capilares. 
 
 Passa O2 
Alvéolos (membrana alvéolo capilar) Capilar 
 Retira CO2 
 
 
➢ Se a membrana estiver espessa, dificulta a difusão do O2 para o capilar, 
por exemplo: edema pulmonar (patológico) 
➢ Se a membrana estiver delgada/fina, facilita a passagem do O2 para o 
capilar (fisiológico) 
Equilíbrio VQ – Equilíbrio de ventilação/perfusão necessários para 
respiração celular. 
➢ Também é necessário a chegada de sangue no capilar e membrana 
delgada para manter o equilíbrio 
➢ Prejudica a VQ quando a membrana está espessa, ou quando não 
chega sangue nos capilares (CO2 baixo) ou membrana íntegra, 
sangue no capilar, porém alvéolo está lesado (DPOC) ou ductos, 
bronquíolos, sacos obstruídos por secreção (pneumonia). 
 Espaço morto anatômico – Existência de volume de ar no espaço ventilatório, 
porém não ocorre a troca gasosa, pois está fora dos alvéolos. (Fisiológico) 
Volume minuto = VT x FR 
o Volume minuto = 500 x 12 (basal) = 6 litros 
Ventilação alveolar = VT - espaço morto 
o Ventilação alveolar = 500ml - 150ml = 350ml 
Ventilação alveolar por minuto = Va x FR 
o Ventilação alveolar por minuto = 350ml x 12 = 4,12L 
Dos 500ml inspirados apenas 350ml chegam aos alvéolos, os outros 150ml 
chegam no espaço morto. No primeiro segundo da expiração é lavado (retirado 
o O2 que não houve troca gasosa). 
Espaço morto fisiológico – Alvéolos que possuem capilares com baixa 
perfusão (chega pouco sangue nestes capilares). 
 
VT = Volume corrente – 
quantidade de ar ‘’novo’’ 
que entra no SR (basal) 
SR = Sistema respiratório 
Volume e capacidade pulmonares 
➢ Volume corrente (VT) = 500ml – Volume de ar inspirado ou expirado 
em cada ventilação normal; 
➢ Volume de reserva inspiração (VRI) = 3000ml – volume extra de ar 
inspirado além do volume corrente (VT); 
➢ Volume de reserva expiração (VRE) = 1100ml – volume extra de ar 
expirado ao final do VT forçadamente; 
➢ Volume residual (VR) = 1200ml – volume de ar que permanece nos 
pulmões após a expiração forçada. (Os alvéolos necessitam dessa 
reserva para não colabar). 
 
Capacidades pulmonares 
➢ Capacidade inspiração (CI) = 3500ml – VT + Volume de reserva 
inspirado (quantidade máxima de ar inspirado a partir da expiração 
normal). 
➢ Capacidade residual funcional (CRF) = 2300ml – Volume residual + 
volume reserva expirado (quantidade de ar que permanece nos 
pulmões ao final da expiração ‘’normal’’). 
➢ Capacidade Vital (CV) = 4600ml – Volumes de reserva + VT (máxima 
expiração após máxima inspiração. 
➢ Capacidade pulmonar total (CPT) = 5800ml – volumes residuais + 
capacidade total (volume máximo de expansão pulmonar com maior 
inspiração possível).