Fisiologia Humana- Sistema Respiratorio

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SISTEMA RESPIRATÓRIO
INTRODUINTRODUÇÇÃOÃO
� O sistema respiratório humano é
constituído por um par de pulmões e por 
vários órgãos que conduzem o ar para 
dentro e para fora das cavidades 
pulmonares.
� FUNÇÃO
� Trocas Gasosas
� Defesa
� Regulação da temperatura
� Fonação
� Manutenção do equilíbrio ácido-básico
ANANÁÁTOMOTOMO--FISIOLOGIA DO FISIOLOGIA DO 
SISTEMA RESPIRATSISTEMA RESPIRATÓÓRIORIO
� Divisão Estrutural do Sistema Respiratório
� Sistema Respiratório Superior
� Nariz, Faringe e estruturas associadas
� Sistema Respiratório Inferior
� Laringe, Traquéia, Brônquios e Pulmões 
ANANÁÁTOMOTOMO--FISIOLOGIA DO FISIOLOGIA DO 
SISTEMA RESPIRATSISTEMA RESPIRATÓÓRIORIO
� Divisão Funcional do Sistema Respiratório
� Porção Respiratória
� Responsável pelas trocas gasosas;
� Inclui os bronquíolos respiratórios, os ductos e sacos 
alveolares;
� Bronquíolos respiratórios – possuem alvéolos em 
suas parede;
� Ductos e sacos alveolares – possuem alvéolos
PORPORÇÇÃO RESPIRATÃO RESPIRATÓÓRIARIA
ANANÁÁTOMOTOMO--FISIOLOGIA DO FISIOLOGIA DO 
SISTEMA RESPIRATSISTEMA RESPIRATÓÓRIORIO
� Cavidade Nasal
� Tem a função de aquecer e filtrar o ar que 
entra no sistema respiratório.
� Faringe
� É uma estrutura que conduz o ar e alimento;
� O ar vai para a laringe;
� O alimento vai para o esôfago;
� A epiglote é uma estrutura que tapa a laringe, 
não permitindo a passagem de comida para os 
pulmões;
ANANÁÁTOMOTOMO--FISIOLOGIA DO FISIOLOGIA DO 
SISTEMA RESPIRATSISTEMA RESPIRATÓÓRIORIO
� Laringe
� Conduz o ar;
� Local onde fica as cordas focais – importante para a 
fala;
� Traquéia
� Principal via aérea condutora;
� Grande tubo constituído por pequenos anéis de 
cartilagem;
� Revestimento – células secretoras e muco e células 
ciliadas (remoção de partículas estranhas);
� Contém músculo liso.
ANANÁÁTOMOTOMO--FISIOLOGIA DO FISIOLOGIA DO 
SISTEMA RESPIRATSISTEMA RESPIRATÓÓRIORIO
� Brônquios
� São formados pela divisão da traquéia;
� Entram nos pulmões e ali sofrem inúmeras 
bifurcações; 
� Divisão
� Brônquio Principal Direito – pulmão direito; vertical; 
curto; mais largo;
� Brônquio Principal Esquerdo – pulmão esquerdo
BRÔNQUIOS
ANANÁÁTOMOTOMO--FISIOLOGIA DO FISIOLOGIA DO 
SISTEMA RESPIRATSISTEMA RESPIRATÓÓRIORIO
� Bronquíolos
� Pequenos canais de 
ar
� Bifurcação em 
bronquíolos menores, 
terminando em 
pequenas dilatações 
denominadas 
alvéolos.
ANANÁÁTOMOTOMO--FISIOLOGIA DO FISIOLOGIA DO 
SISTEMA RESPIRATSISTEMA RESPIRATÓÓRIORIO
� Pulmões
� Localização dos Pulmões
� São órgãos pares – localizados no interior da 
caixa torácica, formada na frente pelo esterno, 
atrás pela coluna vertebral e fechada 
inferiormente pelo diafragma.
� Pleuras parietal e visceral
� Envolvem e protegem cada pulmão
� Pleura parietal – lâmina superficial reveste a parede 
da cavidade torácica;
� Pleura visceral – lâmina profunda recobre os 
próprios pulmões
PLEURAS
ANANÁÁTOMOTOMO--FISIOLOGIA DO FISIOLOGIA DO 
SISTEMA RESPIRATSISTEMA RESPIRATÓÓRIORIO
� Alvéolos
� São pequenos sacos que ficam no final dos 
menores bronquíolos;
� Os alvéolos são envolvidos por uma série de 
vasos sanguíneos. 
� Como a parede dos alvéolos é fina, as trocas 
gasosas ocorrem nesse local;
� Cada pulmão contém aproximadamente 300 
milhões de alvéolos.
ALVALVÉÉOLOSOLOS
VASCULARIZAVASCULARIZAÇÇÃO DOS ALVÃO DOS ALVÉÉOLOSOLOS
VENTILAVENTILAÇÇÃO PULMONARÃO PULMONAR
� Processo pelo qual os gases são trocados 
entre a atmosfera e os alvéolos.
� O ar flui entre a atmosfera e os pulmões 
devido às diferença alternadas de pressão 
criadas pela contração e relaxamento dos 
músculos respiratórios.
LEI DE BOYLELEI DE BOYLE
� Existe uma relação inversa entre volume 
pressão.
VENTILAVENTILAÇÇÃO PULMONARÃO PULMONAR
� INSPIRAÇÃO
� Entrada de ar para os pulmões;
� Processo ativo.
� Antes de cada inspiração a pressão do ar 
dentro do pulmão – igual a pressão 
atmosférica (760 mmHg = 1 atm);
� Para o ar entrar nos pulmões – a pressão 
dentro dos alvéolos deve ser menor do que a 
pressão atmosférica.
VENTILAVENTILAÇÇÃO PULMONARÃO PULMONAR
� INSPIRAÇÃO
� Contração dos músculos inspiratórios
� Principal músculo é o diafragma (responsável por 2/3 
de ar que entra nos pulmões);
� Aumenta as dimensões vertical, anteroposterior e 
lateral da caixa torácica;
� Outro mm. importante é o intercostal externo –
aumentam o vol. anteroposterior do tórax;
� Inspirações forçadas profundas – músculos 
acessórios (esternocledoimastóideo, escalenos).
� À medida que o volume dos pulmões aumenta o ar 
flui de uma região de pressão mais alta para uma 
região de pressão mais baixa.
MMÚÚSCULOS RESPIRATSCULOS RESPIRATÓÓRIOSRIOS
VENTILAÇÃO PULMONAR
� Expiração 
� Saída de ar para os pulmões.
� Processo passivo (não estão envolvidos 
contrações musculares) – retração elástica;
� Forças que contribuem para expiração
� Retração das fibras elásticas – esticadas durante a 
inspiração;
� Tração (para dentro) da tensão superficial devido 
à película de líquido alveolar.
VENTILAÇÃO PULMONAR
� Diminuição da caixa torácica e pulmões
� Músculos inspiratórios relaxam – reduzindo o 
volume do pulmão e aumentando a pressão 
alveolar
� Saída de ar devido à pressão positiva que se 
forma no interior dos pulmões em relação ao 
ar atmosférico;
� A expiração se torna ativa quando há a 
necessidade de se expelir um volume de ar 
além do normalmente expelido (exercício) –
contração dos mm. respiratórios.
Fatores Que Afetam a Ventilação 
Pulmonar
� Tensão superficial do líquido alveolar
� Origina-se em todas as interfaces ar-água –
moléculas polares de água são mais 
fortemente atraídas umas as outras do que as 
moléculas gasosas no ar;
� Quando o líquido circunda uma esfera de ar –
alvéolo – a tensão superficial – força para 
dentro – tendendo a colabamento alveolar;
� Durante a respiração a tensão superficial deve 
ser superada para expandir os pulmões; 
Fatores Que Afetam a Ventilação 
Pulmonar
� Tensão superficial do 
líquido alveolar
� Surfactante
� É uma mistura complexa 
de diversos fosfolipídios, 
proteínas e íons.
� Função: Diminuir a tensão 
superficial dos alvéolos.
Fatores Que Afetam a Ventilação 
Pulmonar
� Complacência dos Pulmões
� Refere-se a quanto esforço é necessário para 
expandir os pulmões e a parede torácica;
� Complacência alta – pulmões e a parede 
torácica fácil expansão;
� Complacência baixa – resistência à expansão;
� Fatores que afetam a complacência –
elasticidade e tensão superficial.
Fatores Que Afetam a Ventilação 
Pulmonar
� Resistência da Via Aérea
� Durante a inspiração – redução da resistência 
das vias aéreas a passagem do ar;
� Durante a expiração – aumento da resistência 
das vias aéreas com a redução do diâmetro 
dos bronquíolos.
� Fluxo= Pressão/Resistência
Volumes Pulmonares
� Volume corrente – vol. de ar que entra e sai do 
pulmão durante a inspiração e expiração normal 
(repouso) – 500 ml
� Volume de reserva inspiratório – vol. extra de ar 
que pode ser inspirado além do volume corrente –
3100 ml
� Volume de reserva expiratório – vol. de ar que 
ainda pode ser expirado de maneira forçada após 
expiração normal – 1200 ml
� Volume de residual – vol. de ar que ainda 
permanece nos pulmões após expiração forçada. 
Representa o ar que não pode ser removido dos 
pulmões - 1200 ml.
Capacidades Pulmonares
� Capacidade inspiratória – Vol. corrente + vol. de 
reserva inspiratório. Quantidade máxima de ar que 
uma pessoa pode inspirar a partir do final da 
expiração – 500+3100= 3600 ml;
� Capacidade funcional residual – vol. de reserva 
expiratório + vol. residual– 1200+1200= 2400 ml
� Capacidade vital – vol. de ar que ainda pode ser 
expirado de maneira forçada após expiração normal 
– 4800 ml (VRInsp+Vc+VRExp)
� Capacidade pulmonar total – vol. de ar contido nos 
pulmões no final de uma inspiração máxima - 5800 
ml.
Ventilação Alveolar
� É a quantidade de ar novo que alcança as áreas 
pulmonares de troca gasosa – alvéolos, sacos alveolares, 
ductos alveolares e os bronquíolos respiratórios;
� Respiração normal (repouso) – volume de ar corrente 
preenche até bronquíolos terminais muito pouco atinge os 
alvéolos;
� Como é o que o ar fresco se movimenta nesta última e 
curta distância dos bronquíolos terminais até os alvéolos?
� Difusão – provocada pelo movimento cinético das moléculas, cada 
molécula de gás se movimentando em alta velocidade por entre as 
outras moléculas.
� A ventilação alveolar = FR x volume corrente → VA = 
12x500 = 6000 ml/min;
Efeito do Espaço Morto sobre a 
Ventilação Alveolar
� Espaço morto: vias respiratórias onde não 
ocorrem as trocas gasosas.
� Ar que entra nas via respiratória, mas 
nunca alcança as zonas de troca gasosa.
� Volume normal do espaço morto é de 150 
mililitros
� VA = 12 x (500-150) = 4200 ml/min.
Troca de Oxigênio e Dióxido de 
Carbono
� O O2 do ar penetra nos alvéolos, difunde-se 
para o sangue - tecido;
� O CO2 se difunde dos tecidos para o sangue 
- alvéolos - ar atmosférico
� Difusão dos Gases Através da Membrana 
Respiratória
� Para a difusão dos gases, estes devem transpor 
a membrana respiratória;
TRANSPORTE ATRAVTRANSPORTE ATRAVÉÉS DA S DA 
MEMBRANAMEMBRANA
Troca de Oxigênio e Dióxido de 
Carbono
� Fatores que podem afetar a difusão
� Espessura da membrana; 
� Fibrose, edema pulmonar - ⇑ espessura, ⇓ difusão
� Área superficial da membrana; 
� Enfisema pulmonar - ⇓ área de superfície, ⇓ difusão
� Velocidade de difusão do gás específico;
� Diferença de pressão entre os dois lados a 
membrana
MSc Lorena Almeida de Melo
Troca de Oxigênio e Dióxido de 
Carbono
� Lei de Dalton
� Cada gás em uma mistura de gases exerce sua própria 
pressão como se todos os outros gases não estivessem 
presentes;
� Pressão Parcial – pressão parcial de um gás específico 
em uma mistura;
� Ar atmosférico = PN2 + PO2+ PH2O + PCO2 + P outros 
gases;
� Importância das pressões parciais 
� Determinam o movimento do oxigênio e gás carbônico 
entre a atmosfera – pulmões – sangue – células 
corporais;
� O gás se propaga de uma área de maior pressão parcial 
para uma com menor pressão parcial.
RESPIRAÇÃO EXTERNA E 
INTERNA
Respiração Externa e Interna
� Respiração Externa
� Troca de O2 e CO2 entre o ar nos alvéolos dos 
pulmões e o sangue nos capilares.
� Finalidade: conversão de sangue desoxigenado 
(vem do lado direito do coração) para sangue 
oxigenado (retorna para o lado esquerdo do 
coração).
� O sangue desoxigenado é bombeado pelo 
ventrículo D (artérias pulmonares) para os 
capilares pulmonares que circundam o alvéolo;
Respiração Externa e Interna
� Respiração Externa
� As pressões parciais dos gases 
� PO2 sangue desoxigenado = 40 mmHg
� PO2 do ar alveolar = 105 mmHg
� Por diferença de pressão há difusão efetiva de O2 dos 
alvéolos para os capilares até que seja alcançado o 
equilíbrio.
� A pressão de O2 do sangue agora oxigenado aumenta 
para 105 mmHg;
� Como o sangue sai dos capilares próximos dos alvéolos 
mistura-se com o pequeno volume de sangue que flui 
pelas partes condutoras do sistema respiratório onde não 
ocorre troca gasosa – a PO2 nas veias pulmonares = 100 
mmHg;
TRANSPORTE DE O2
Respiração Externa e Interna
� Respiração Externa
� CO2 se difunde na direção 
oposta – sangue 
desoxigenado → alvéolo
� PCO2 do sangue 
desoxigenado = 45 
mmHg;
� PCO2 do ar alveolar = 40 
mmHg
Respiração Externa e Interna
� Respiração Interna
� Troca de oxigênio e dióxido de carbono entre os capilares 
sistêmicos e as células teciduais.
� Finalidade: conversão do sangue oxigenado em sangue 
desoxigenado.
� PO2 sangue oxigenado nos capilares teciduais = 100 mmHg
� PO2 células teciduais = 40 mmHg.
� Devido à diferença na PO2 o oxigênio se difunde do sangue 
oxigenado – líquido intersticial – células teciduais.
� Enquanto o O2 se difunde dos capilares teciduais para as 
células o CO2 se difunde na direção oposta
Respiração Externa e Interna
� Respiração Interna
� PCO2 sangue oxigenado nos capilares teciduais = 
40 mmHg.
� PCO2 células teciduais = 45 mmHg.
� O sangue desoxigenado retorna para o coração e é
bombeado para os pulmões – respiração externa
Respiração Interna
Transporte de O2 e CO2 no 
Sangue
� Transporte de Oxigênio
� Após a difusão do O2 dos alvéolos para o 
sangue, ele é transportado para os tecidos;
� 98,5 % são transportados em combinação com 
a hemoglobina;
� 1,5 % dissolvidos no plasma (baixa solubilidade 
em água)
Transporte de O2 e CO2 no 
Sangue
Transporte de O2 e CO2 no 
Sangue
� Transporte de Gás Carbônico
� É transportado dos tecidos para o sangue;
� Formas de transporte
� Dissolvido no plasma (7%);
� Compostos carbamino (23%)
� Combinação com o grupos amino dos aminoácidos e 
proteínas presente no sangue (hemoglobina) – composto 
carabamino;
� O CO2 é transportado ligado aos aminoácidos da parte 
globina da hemoglobina – carbaminoemoglobina (HbCO2)
� Íon bicarbonato (HCO3)
TRANSPORTE DE GÁS CARBÔNICO
Transporte de O2
� Hemoglobina
� Proteína do tipo globina.
� Grupo Heme
� Íon Ferro
Relação entre a Hemoglobina e 
a Pressão Parcial de oxigênio
� O fator mais importante que determina quanto 
do O2 se combina com a hemoglobina – PO2 - ↑
PO2 mais O2 se combina com Hb.
� Hb + O2 ↔ HbO2
� Quando a hemoglobina reduzida (Hb -
desoxiemoglobina) é convertida em HbO2 –
hemoglobina saturada. Ex: capilares pulmonares
� Acidez
� à medida que a acidez aumenta (↓ pH) a afinidade da 
hemoglobina com o O2 diminui e o O2 se separa mais 
facilmente da hemoglobina;
� Pressão parcial do dióxido de carbono
� ↑ PCO2 a Hb libera o O2 mais facilmente;
� Temperatura
� Um aumento na temperatura corporal aumenta a 
quantidade de O2 liberado pela hemoglobina;
� BPG (2,3-bifosfoglicerato)
� Substância encontrada nas células sangüíneas vermelhas 
– diminui a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio;
Fatores que afetam a afinidade 
de hemoglobina pelo Oxigênio 
TRANSPORTE DE TRANSPORTE DE 
COCO22
Ligado a HBLigado a HB
MSc Lorena Almeida de Melo
ÍÍons Bicarbonato (70%)ons Bicarbonato (70%)
� O CO2 é transportado no plasma como íons bicarbonato 
(HCO3-);
� CO2 + H20 ↔ H2C03 ↔ H+ + HCO3-
� Quando o CO2 se difunde para os capilares teciduais e entra 
nas células sangüíneas vermelhas – reage com a água –
ação da enzima anidrase carbônica (AC) – ácido carbônico –
H+ + HCO3-
� Com o acúmulo de HCO3- nas células sangüíneas vermelhas 
– parte se difunde para fora (plasma) baixando gradiente de 
concentração;
� Entrada de íons cloreto – do plasma para as células 
sangüíneas vermelhas;
� O efeito final dessas reações é que o CO2 é removido das 
células teciduais e transportado no plasma como HCO3- ;
� Nos pulmões o CO2 se difunde do plasma para o alvéolo;
AC
TRANSPORTE DE CO2
SAÍDA DO TECIDO
TRANSPORTE DE CO2
REAÇÃO COM A H2O
TRANSPORTE DE CO2
HB E CLORETO
TRANSPORTE DE CO2
HB E CLORETO
TRANSPORTE DE CO2
H+ e HCO3-
TRANSPORTE DE CO2
CHEGADA AO ALVÉOLO
REGULAÇÃO DA RESPIRAÇÃO
� O sistema nervoso ajusta a ventilação às necessidades do 
corpo, de modo que as pressões parciais de O2 e CO2 no 
sangue arterial pouco se alteram; mesmo durante exercícios 
extenuantes.
� Repouso – 200 ml de O2 – usados pelas célulascorporais;
� Exercício – aumenta 15-20 vezes o consumo de O2;
� Papel do Centro Respiratório
� Centro respiratório: área na qual os impulsos nervosos são enviados 
para os músculos respiratórios;
� Consiste – aglomerados de neurônios – bilateralmente no bulbo e na 
ponte do encéfalo;
� Divisão Funcional dos Neurônios 
� Área de periodicidade bulbar – bulbo;
� Área pneumotáxica – ponte;
� Área apnêustica – ponte
CENTRO RESPIRATÓRIO
ÁREA DE PERIODICIDADE 
BULBAR
� Controla o ritmo básico da respiração –
repouso – 2” de inspiração e 3” expiração.
� Dentro da área de periodicidade bulbar –
neurônios inspiratórios e expiratórios.
� O ritmo básico da respiração inicia com os 
impulsos nervosos gerados na área 
inspiratória.
ÁREA DE PERIODICIDADE 
BULBAR
CENTRO RESPIRATÓRIO
� Área Pneumotáxica
� Ajuda a coordenar a transição entre a inspiração e a 
expiração;
� Transmite impulsos inibidores para área respiratória –
desliga a área inspiratória antes que os pulmões 
fiquem completamente cheios de ar (limitam a 
duração da inspiração facilitando o inicio da 
expiração).
� Área Apnêustica
� Esta área envia impulsos estimulatórios para a área 
inspiratória que ativa e prolonga a inspiração –
inibindo a expiração.
REGULAÇÃO DO CENTRO 
RESPIRATÓRIO
� Regulação do Centro Respiratório
� O ritmo respiratório pode ser modificado em repostas a 
influxo provenientes de outras regiões do encéfalo e de 
receptores situados na parte periférica do sistema 
nervoso.
� Fatores que influenciam a regulação da respiração 
� Influências Corticais na Respiração 
� Podemos controlar nosso padrão respiratório por 
curto período de tempo – conexões do córtex com 
o centro respiratório.
� Limitada pelos níveis de CO2 e H+ - impulsos 
nervosos são enviados ao longo dos nervos frênicos 
e intercostais para os músculos inspiratórios e a 
respiração recomeça.
REGULAÇÃO DO CENTRO 
RESPIRATÓRIO
� Regulação do Centro Respiratório
� Regulação Química da Respiração 
�O sistema respiratório funciona para manter 
níveis adequados de CO2 e O2.
�Quimiorreceptores centrais (bulbo) e 
quimiorreceptores periféricos (paredes das 
artérias sistêmicas).
REGULAÇÃO DO CENTRO 
RESPIRATÓRIO
REGULAÇÃO DO CENTRO 
RESPIRATÓRIO