Fisiologia do Sistema Respiratório

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FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO
FUNÇÕES
Trocas gasosas entre a atmosfera e o sangue
Regulação homeostásica do pH corporal
Proteção contra substâncias irritantes e patógenos
Vocalização (timbre)
Fonação
Defesa imunológica
Controle térmico
A respiração pode ser dividida em quatro eventos principais: (1) ventilação pulmonar, que se refere a entrada e saída de ar entre a atmosfera e os alvéolos pulmonares, (2) difusão de oxigênio e de dióxido de carbono entre os alvéolos e o sangue, (3) transporte de oxigênio e de dióxido de carbono no sangue e nos líquidos corporais, para e das células, e (4) regulação da ventilação e de outros aspectos da respiração.
ESTRUTURA DA ÁRVORE RESPIRATÓRIA
Zona de Transporte
Sistema condutor de ar
Vias aéreas superiores aquecer, umidificar, e filtrar o ar 
+ função olfatória
Células secretoras de muco
Células ciliadas 
Sistema Nervoso Aut
ônomo 
 Simpático relaxamento
 Parassimpático contração
Noradrenalina, Adrenalina Receptores β adrenérgicos Broncodilatação
NANC excitatório Neurocinina A, substância P e peptídeos relacionados com o gene da calcitonina
NANC inibitório NO Broncoconstricção
Zona de Transição
Desaparecimento das células ciliadas
Poucos sacos alveolares
Canais de Lambert (comunicação direta com os alvéolos)
Zona Respiratória
Trocas gasosas
Camada fina de células epiteliais + membrana basal + pneumócitos I e II + macrófagos
OBS: Substância Surfactante não deixa a pressão no interior dos alvéolos subir demais, impedindo que os mesmos colabem!
OBS: Os pneumócitos do tipo II tem a capacidade de se regenerar e se transformar em tipo I quando ele é lesionado!
 Gradiente de pressãoÁrea de Secção Transversa "Quanto maior a secção transversal, maior a área para trocas gasosas"
VENTILAÇÃO PULMONAR
Difusão de O₂ e CO₂ entre os alvéolos e o sangue
Transporte de O₂ e CO₂ no sangue e nos líquidos corporais e suas trocas com as células de todos os tec. do corpo
Regulação da ventilação e de outros aspectos da respiração
OBS: Complacência é a capacidade que o pulmão tem de se estirar, já elasticidade, se trata da capacidade dele voltar ao repouso após ser estirado.
OBS: Ventilação pulmonar é o ato de inspirar e expirar; Respiração pulmonar representa a troca de gases (hematose)
MECÂNICA RESPIRATÓRIA
Dentro do espaço pleural existe um pequeno volume de líquido pleural (pressão negativa) que mantém o pulmão aderido na parede torácica e permite o deslizamento das membranas durante a respiração. A partir disso, o gradiente de pressão transmural permite a dilatação do pulmão em conjunto com a caixa torácica.
Quando o volume do tórax aumenta, a pressão alveolar diminui e o ar flui para dentro do sistema respiratório. Quando o volume do tórax diminui, a pressão alveolar aumenta e o ar flui para a atmosfera. 
Músculos da Inspiração
	Principais
	Acessórios
	Intercostais externos e internos (parte intercondral) e Diafragma
	Esternocleidomastóideo, grupo dos Escalenos e Peitoral menor
Músculos da Expiração (respiração forçada)
	Respiração Passiva
	Respiração Ativa
	A expiração é resultante de um recuo elástico passivo dentro dos pulmões, gradil costal e diafragma
	Intercostais internos (exceto a parte intercondral), Abdominais e Quadrado Lombar
Resistência das Vias Aéreas ao Fluxo de Ar
R 
 resistência
n 
 viscosidade (normalmente é constante)
L 
 comprimento
R 
 raio"A razão entre o gradiente de pressão necessário para levar o ar do ambiente até os alvéolos e o fluxo aéreo"
Quanto maior o raio, menor a resistência	
Velocidade (cm/s)
Quanto maior a área da secção transversal, menor a velocidade
F
 
 fluxo
A 
 área total da secção transversal
Fluxo de Ar nas Vias Aéreas
Quanto maior for a Re, maior a probabilidade de turbulência
Re
 < 2000: laminar
Re
 > 2000: maior probabilidade de turbulência
Re
 > 3000: quase sempre ocorre turbulência
 
 densidade
D 
 diâmetro
n 
 viscosidad
eNúmero de Reynolds
	
Características Físicas da Árvore Respiratória
	Vias Aéreas Centrais
	Vias Aéreas Periféricas
	↓ A secção
	↑ A secção
	↑ Resistência
	↓ Resistência
	↓ Fluxo
	↑ Fluxo
	Velocidade
	↓ Velocidade
	Turblhonamento
	
PROPRIEDADES ELÁSTICAS
Arranjo geométrico dos componentes elásticos do tecido pulmonar (fibras elásticas e colágenas)
Interligação de todos os componentes pelo tecido conjuntivo pulmonar - INTERDEPENDÊNCIA (contribui para manter todos os alvéolos abertos)
Tensão superficial do líquido surfactante (ligação muito próxima entre as moléculas) - Força elástica da tensão superficial
A pressão nos alvéolos menores seria maior que nos maiores, acarretando em alvéolos colapsados e outros hiperinsuflados. Isso não ocorre em pulmões normais, pois a tensão superficial do surfactante alveolar é consideravelmente menor que a da solução salina que recobre as mucosas pulmonares. Outra função do surfactante pulmonar é colaborar para evitar o edema intersticial. Os fosfolipídios são os principais componentes deste líquido, que vive em constante renovação.
Alvéolos menores: ↓ tensão superficial Alvéolos maiores: ↑ tensão superficial
OBS: Em bebês prematuros há uma deficiência na produção do surfactante, caracterizando a Síndrome da Angústia Respiratória!
Composição do Surfactante: Apoproteínas surfactantes, fosfolipídios e íons Ca⁺⁺
VOLUMES E CAPACIDADES PULMONARES
Volume Corrente Quantidade de ar inspirada ou expirada espontaneamente em cada ciclo respiratório
Volume de Reserva Inspiratório Volume máximo que pode ser inspirado voluntariamente a partir do final de uma inspiração espontânea
Volume de Reserva Expiratório Volume máximo que pode ser expirado voluntariamente a partir do final de uma expiração espontânea
Volume Residual Volume de gás que permanece no interior dos pulmões após a expiração máxima.
Capacidade Vital Quantidade de gás mobilizada entre uma inspiração e uma expiração máximas. É a soma de três volumes primários: corrente, de reserva inspiratório e de reserva expiratório
Capacidade Inspiratória Volume máximo inspirado a partir do final de uma expiração espontânea. Corresponde à soma dos volumes corrente e de reserva inspiratório.
Capacidade Residual Funcional Quantidade de gás contida nos pulmões no final de uma expiração espontânea. Corresponde à soma dos volumes de reserva expiratório e residual.
Capacidade Pulmonar Total Quantidade de gás contida nos pulmões ao final de uma inspiração máxima. Equivale à adição dos quatro volumes primários.
Volume Minuto Respiratório: Ventilação Alveolar por Minuto:
 VC x FR (VC - VEM) x FR
FR frequência VC volume corrente VEM volume do espaço morto
OBS: O Espaço Morto Anatômico é a área em que não há trocas gasosas significativas (zonas de transporte e transição), enquanto que, o Espaço Morto Fisiológico é, na realidade, a soma do EMA com outros volumes gasosos pulmonares que não participam da troca de gases. Conclui-se então que o espaço morto fisiológico sempre será maior que o anatômico.
INFLUÊNCIA DO MÚSCULO LISO NA RESISTÊNCIA DO FLUXO DE AR
O menor fluxo de ar provoca um ↑CO₂ na área e relaxamento do músculo liso (dilatação das vias aéreas locais), diminuindo as resistências e causando o aumento do fluxo de ar. Em contrapartida, a ↓O₂ na área provoca contração do músculo liso arteriolar pulmonar local (constrição dos vasos sanguíneos), aumentando a resistência vascular e diminuindo o fluxo de sangue. Ambos mecanismos ajudam a equilibrar o maior fluxo sanguíneo.
O menor fluxo de sangue provoca ↓CO₂ na área e contrai o músculo liso (constrição das vias aéreas locais), aumentandoa resistência e diminuindo o fluxo de ar. Em contrapartida, o ↑O₂ na área provoca o relaxamento do músculo liso arteriolar pulmonar local (dilatação dos vasos sanguíneos), diminuindo a resistência vascular e aumentando o fluxo de sangue. Ambos mecanismos ajudam a equilibrar o maior fluxo de ar.
CENTROS RESPIRATÓRIOS E CONTROLE DA RESPIRAÇÃO
Localizados na base do cérebro, são encarregados de controlar a cada instante a respiração
Modulação (ritmo da respiração)
Centro Pneumático
Cent
ro 
Apnêutico
Complexo 
Pré-Botzinger
Inspiração
Expiração
Inspiração
Grupo Respiratório Dorsal
Grupo Respiratório Ventral
2 
seg
Inspiração
se contrai
Ativo
3 
seg
GRD
Expiração
relaxa
Inativo
Respiração de
Repouso
Músculos
Inspiração forçada
Inspiratórios acessórios
Inspiratória
GRV
Respiração
Ativa
Expiração forçada
Intercostais internos e abdominais
Expiratória
OBS: Centros Pontinos / Centro Pneumotáxico influenciam e modificam a atividade dos neurônios bulbares
FATORES QUE AFETAM A DIFUSÃO DOS GASES ATRAVÉS DA MEMBRANA RESPIRATÓRIA
Diferença de pressão
Espessura da membrana (↑ espessura + difícil difusão)
Área da superfície da membrana (↓ área ↓ difusão)
Coeficiente de difusão (rapidez com que o gás pode se difundir)
CORREÇÃO RESPIRATÓRIA DE ACIDOSE
A acidose respiratória é definida como uma acidose (redução do pH sanguíneo) resultante de uma ventilação reduzida dos alvéolos pulmonares, levando a uma alta concentração de dióxido de carbono (PaCO2).
↑ H⁺ ↓pH ↑ ventilação pulmonar
 ↓ H⁺ ↓ ventilação pulmonar