Organização morfofuncional do sistema respiratório

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Sistema Respiratório Organização e Mecânica Respiratória, Biofísica dos Gases 
Organização morfofuncional do sistema respiratório; 
biofísica dos gases; mecânica respiratória 
 
Introdução 
Respiração é o processo global de captação, transporte e utilização de O2 e troca 
de CO2 com o ambiente. 
Genericamente, o processo de respiração inclui os processos ambientais, a 
ventilação, a difusão e transporte de gases e a respiração celular. A Fisiologia estuda 
basicamente a ventilação, a difusão e o transporte de gases, analisando a mecânica 
ventilatória e o controle da ventilação, bem como o transporte sanguíneo, a difusão 
alvéolo-capilar e a relação ventilação-perfusão, que, fisiopatologicamente, compreende 
a função primária de integração com o meio, além de gerar os gradientes de pressão dos 
gases. Por essas razões, é grande a interface alvéolo-capilar (aproximadamente 70 m2), 
que coloca em contato o ar atmosférico com o sangue e permite as trocas gasosas. Daí a 
eficiência da anestesia inalatória, que rapidamente se difunde até o SNC, provocando o 
efeito desejado. Da mesma forma, o indivíduo pode recobrar, em poucos minutos, a 
consciência, retirando-se a anestesia e voltando a respirar o ar atmosférico. 
O Sistema Respiratório é composto pelas vias respiratórias e o parênquima 
pulmonar, assessorado pela caixa torácica, cujos limites são o músculo diafragma, as 
costelas e o esterno, e a coluna em sua porção torácica. 
- Vias aéreas superiores: 
Fossas nasais, cavidade oral, 
naso e orofaringe, laringe (limite 
inferior – glote). 
- Vias aéreas inferiores: 
Traquéia, brônquios (lobares, 
lobulares, segmentares), 
bronquíolos terminais. 
As vias aéreas inferiores, 
progressivamente, vão perdendo 
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o revestimento cartilaginoso, até que nos bronquíolos terminais não existe cartilagem. 
O pulmão possui um revestimento seroso, a pleura, que é composta de duas 
camadas (parietal e visceral) que deslizam entre si, lubrificadas pelo líquido pleural, de 
forma a evitar o atrito durante os movimentos respiratórios. 
 
A musculatura que permite a respiração é composta, fundamentalmente, pelo 
diafragma; aliados a ele, músculos do pescoço, como esternocleidomastóideo, escalenos, 
além de músculos paravertebrais, como o eretor da espinha, intercostais e musculatura 
abdominal. 
O sangue com baixa PO2 sai do ventrículo direito pelas artérias pulmonares, 
chega à região dos capilares alveolares, onde sofre hematose e é drenado pelas veias 
pulmonares até o átrio esquerdo. 
 
Estrutura Alveolar 
O alvéolo é uma estrutura globular formada por tecido epitelial, membrana basal e 
endotélio (formando a membrana alvéolo-capilar). As células presentes são os 
macrófagos, com função de fagocitose, os pneumócitos tipo I, que formam o 
revestimento epitelial interno, e os pneumócitos tipo II, que são os produtores de 
surfactante, uma substância composta basicamente de fosfolipídeos, com função de 
diminuir a tensão superficial entre as moléculas de água que recobrem o alvéolo 
internamente, impedindo seu colabamento (fechamento). 
As doenças pulmonares restritivas caracterizam-se pela diminuição da 
complacência do sistema respiratório, que pode ocorrer, por exemplo, por baixa 
produção de surfactante alveolar. Um exemplo comum é em neonatos prematuros, 
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quando os pneumócitos tipo II ainda não estão maduros. A diminuição da complacência 
pode ocorrer também por fibrose do interstício pulmonar, provocada por inalação de 
substâncias inorgânicas (carbono, sílica), inflamação ou fibrose cística. 
Na membrana respiratória, a passagem de CO2 e O2 se dá por difusão simples, a 
favor do seu respectivo gradiente. 
 
 
Biofísica dos gases 
Pressão parcial de um gás é a pressão que cabe àquele gás numa mistura. O 
somatório das pressões parciais dos gases numa mistura formam a pressão barométrica. 
Quanto maior a movimentação e a concentração das moléculas de um 
determinado gás, maior será sua pressão parcial. 
PV = nRT
A variável mais relevante, fisiologicamente, é o número de moléculas por volume, 
ou seja, a concentração daquele gás. Quanto maior a concentração, maior a pressão, e 
maior a probabilidade de uma molécula passar de um compartimento para o outro, no 
caso do alvéolo para o capilar, ou vice-versa. 
Dentro de um líquido, uma mesma concentração de moléculas pode gerar 
diferentes pressões, dependendo do coeficiente de solubilidade daquele gás. 
A pressão parcial de Oxigênio no ar atmosférico é de, aproximadamente, 21%, 
numa pressão barométrica de 760 mmHg ao nível do mar, o que equivale a 
aproximadamente 150 mmHg. No sangue oxigenado à pressão parcial atmosférica, a 
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quantidade de moléculas de Oxigênio é muito menor que a do ar, devido à sua baixa 
solubilidade. 
O sangue venoso que chega aos capilares alveolares tem uma pressão parcial de 
O2 de 40 mmHg, contra aproximadamente 100 mmHg no alvéolo, gerando um gradiente 
alvéolo-capilar de 60 mmHg; para o CO2 esse gradiente é de apenas 6 mmHg. Entretanto, 
devido à sua maior solubilidade, a velocidade com que o CO2 passa pela membrana 
alvéolo-capilar é 20 vezes maior que o Oxigênio. 
A solubilidade de um gás é determinante na pressão parcial e, portanto, do 
conteúdo dessa molécula dentro do sangue. 
 
Ventilação 
É o processo mecânico de entrada e saída de ar das vias respiratórias. 
O movimento de expansão da caixa torácica gera uma pressão negativa na 
cavidade pleural, que provoca a expansão do pulmão, visto que as lâminas da pleura 
colabam entre si, tracionando o parênquima radialmente. No caso de um pneumotórax 
aberto, o ar atmosférico entra pela perfuração e não permite a geração de pressão 
negativa. 
A inspiração pressupõe a geração de um gradiente de pressão, provocado ou pelo 
aumento da pressão externa (no caso de uma ventilação artificial), ou diminuição da 
pressão interna, que é o que ocorre com a expansão da caixa torácica (contração da 
musculatura inspiratória), provocando uma sucção de ar, um "vácuo" nos alvéolos. 
A expiração ocorre com o relaxamento da musculatura inspiratória, e a 
restauração da pressão intrapleural a um nível mais positivo (ou melhor, menos negativo), 
processo esse que ocorre passivamente, quando em repouso. Qualquer processo que 
requeira maior velocidade na respiração (falar, cantar, ou mesmo hiperventilar) demanda 
a contração da musculatura expiratória, que atua na contração da caixa torácica. 
 
 
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