Aula 09 - Fisioliogia Respiratoria

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FISIOLOGIA 
RESPIRATÓRIA
Respiração
Processo de trocas gasosas, em que um organismo obtém oxigênio do meio 
ambiente e lhe devolve gás carbônico. 
• Respiração – função
• Etapas das trocas de gases
� respiração externa
� transporte pelo sangue
� respiração interna
� respiração celular
Anatomia funcional do aparelho respiratório
• Aparelho respiratório
�pulmão
�tórax
Função do aparelho respiratório
�ventilação
�trocas alvéolo-respiratórias
Divisão anatômica do aparelho respiratório
a)Trato respiratório Superior
�cavidade nasal
�seios paranasais
�nasofaringe.
Função:
�filtrar, umedecer e ajustar a temperatura do ar inspirado
� Contém receptores para a olfação
� Câmaras de ressonância para a fala
� É massa óssea do esqueleto facial.
Divisão anatômica do aparelho respiratório
b)Trato respiratório Inferior
�laringe
�traquéia
�vias menores até os alvéolos.
Função: � permitir a troca passiva de gases entre a atmosfera e o sangue
Divisão funcional do aparelho respiratório
a) Sistema condutor
� Fossas nasais 
� Faringe 
� Laringe
� Traquéia 
� Brônquios
� Brônquios secundários,Terciários e menores
� Bronquíolos 
� Bronquíolos terminais
b) Unidade respiratória
� Bronquíolos respiratórios
� Ductos alveolares
� Sacos alveolares
� Alvéolos
c) Membrana respiratória:
�líquido contendo surfactante
�epitélio alveolar (tipo I)
�membrana basal do alvéolo
�espaço intersticial
�membrana basal do capilar
�endotélio capilar
Movimentos respiratórios
I – Movimentos torácicos
�inspiração
�expiração (passiva)
II – Variações dos eixos torácico
a) Eixo vertical
�inspiração
�expiração 
b) Eixo antero-posterior e transversal
�repouso
�inspiração
• Músculos Inspiratórios:
�Diafragma, 
�Intercostais externos, 
�Escaleno, 
�Esternocleidosmastódeo
• Músculos Expiratórios:
�Intercostais internos, 
�Oblíquos externo e interno,
�Abdominais Reto e Transverso.
Tipos de respiração conforme movimento da caixa torácica
a) Respiração torácica:
Movimenta as últimas costelas.Homem e cão
b) Respiração abdominal:
Ruminante e eqüino
c) Respiração costoabdominal:
crianças Movimentos respiratórios acessórios:
�batimento das asas nasais
�movimento dos flancos
�movimento do anus
Pressões respiratórias
a) Pressão intra-alveolar
-3mmHg e +3mmHg
b) Pressão do líquido intrapleural
-10mmHg
c) Pressão intratorácica
-4mmHg
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Pulmão X Colabamento
a) Fatores que pré-dispõem:
� Fibras elásticas pulmonares
� Tensão superficial do revestimento líquido dos alvéolos
b) Fatores que se opõem:
�surfactante
a) Composição
� Fosfolipídio dipalmitol-lecitina
� Apoproteínas
� Íons Ca++
b) Células produtoras:
pneumócitos tipo II
c) Mecanismo de ação
Instabilidade dos alvéolos
� Interdependência
� Tecido fibroso
� Surfactante:
�Reduz tensão superficial
�Alvéolos maiores esvaziam nos menores
Capacitância (complacência)
Ela é o grau de expansão que os pulmões para cada unidade
de aumento na pressão transpulmonar (Ptp) �Ptp= Pa-Ppl
C = variação de volume
Ptp
a) Causa
� Fibra elástica 
� surfactante
Trabalho respiratório
Durante inspiração -contração do diafragma
-retração elástica pulmonar
-elasticidade da caixa
-pressão visceral abdominal
-viscosidade tecidual
a.1. para expandir a caixa torácica
a.2. para expandir os pulmões
b) Durante a expiração
b.1. para reduzir a caixa
b.2. para reduzir os pulmões
INERVAÇÃO DA ZONA CONDUTORA
SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO
SIMPÁTICO
RECEPTOR β2
ADRENALINA
RELAXAMENTO E DILATAÇÃO 
PARASSIMPÁTICO
RECEPTOR MUSCARÍNICO
ACETILCOLINA
CONTRAÇÃO E CONSTRIÇÃO 
VOLUMES 
PULMONARES
Ventilação pulmonar ou volume minuto
Volume corrente
volume de ar inspirado e expirado em 
cada ciclo ventilatório normal.
(~500ml)
Volume de reserva inspiratória 
(VRI):
volume de ar que ainda pode ser 
inspirado ao final da inspiração do 
volume corrente normal (~3.000ml)
Volume de reserva expiratória 
(VRE):
volume de ar que, por meio de uma 
expiração forçada, ainda pode ser exalado 
ao final da expiração do volume corrente 
normal
(~1.100ml)
Volume residual (VR):
volume de ar que permanece nos pulmões mesmo ao final 
da mais vigorosa das expirações (~1.200ml).
Capacidade inspiratória (CI): VT + VRI
quantidade de ar que uma pode ser inspirado, 
partindo do nível expiratório basal e enchendo 
ao máximo os pulmões (~3.500ml).
Capacidade Residual Funcional (CRF):
VRE+ VR
Essa quantidade de ar (~2.300ml) é a que permanece 
nos pulmões ao final da expiração normal.
Capacidade Vital (CV):
VRI + VT + VRE
É a maior quantidade de ar que pode ser 
expelido dos pulmões após tê-los enchido ao 
máximo e, em seguida, expirado 
completamente (~4.600ml)
Capacidade Pulmonar Total (CPT):
VRI + VT + VRE + RV
É o maior volume que os pulmões podem 
alcançar (~5.800ml) ao final do maior esforço 
inspiratório possível.
Vol. 
Residual 
Vol.
corrente 
V.R.I. V.R.E. C.P.
Total 
C.P 
Vital 
Homem 1,25 0,5 2,0 2,0 5 a 6 3,7 
Eqüino 10 a 12 4 a 6 10 a 12 10 a 12 40 a 42 30 
Eqüino em 
exercício
75
Bovino 8 a 9 3,5 ? ? ? ? 
Cão(Pequeno
a Grande)
0,25-0,75 1 a 3 ? ? 110ml
ALGUMAS MEDIDAS DE VOLUME E CAPACIDADE EM LITROS 
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Animal Condição Variação Média 
Eqüino Em estação 10-14 12 
Vaca Leiteira Em estação 26-35 29 
Em decúbito esternal 24-50 35 
Bezerro de vaca leiteira (3 
semanas de idade) 
Em estação 18-22 20 
Deitado 21-25 22 
Suíno (23 a 27 Kg) Deitado 32-58 40 
Cão Dormindo (24°C) 18-25 21 
Em estação 20-34 24 
Gato Dormindo 16-25 22 
Deitado acordado 20-40 31 
Carneiro Em estação, ruminando (18°C) 20-34 25 
Iguais condições em (10°C) 16-22 19 
FREQÜÊNCIAS RESPIRATÓRIAS DE VÁRIAS ESPÉCIES EM 
DIFERENTES SITUAÇÕES 
Fórmula para calcular a Freqüência Respiratória ���� 70 x Kg 0,25
sendo Kg = peso do animal 
• Eupnéia: respiração normal.
• Taquipnéia: aumento na freqüência 
respiratória;
• Bradpnéia: diminuição na freqüência 
respiratória;
• Dispnéia: Encurtamento da respiração e 
respiração não regular.(Respiração laboriosa, sensação 
subjetiva de dificuldade respiratória)
Volume-minuto respiratório
V min = VC x Freqüência Respiratória
VC = 500 ml FR = 12 - 17/min
Vmin = 500 x 12 = 6.000 ml/min
Volume alveolar-minuto
VA min = VA x Freqüência Respiratória
VA = 1/3 do VC (~160 ml/min)
I- Importância da Va.
II- Espaço Morto
a)Volume do espaço morto
b)Função do EM:
�produzir som
�regular temperatura corpórea
�olfato
�umidificar o ar inspirado.
VI- Renovação do ar alveolar
1/7 do ar que fica no pulmão é renovado a cada respiração.
Importante para: 
�Evitar o aumento ou diminuição excessiva na oxigenação dos tecidos
�Alterações súbitas da concentração de CO2 tecidual
�Alterações excessivas do pH do sangue e tecidos, quando a respiração é 
interrompida.
VII- Ar expirado
VIII- Ar inspirado
COMPOSIÇÃO DO AR ATMOSFÉRICO
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Ar 
atmosférico
Ar 
umidificado
Ar alveolar Ar expirado
N2 597 563,4 569 566
O2 159 149,3 104 120
C02 0,3 0,3 40 27
H20 3,7 47,0 47,0 47,0
total 760 760 760 760
Concentração dos gases Fatores que afetam a velocidade de difusão dos gases 
através da membrana respiratória
• Espessura de membrana;
• Área de superfície da membrana;
• Coeficiente de difusão do gás;
• Diferença de pressão entre os dois lados da membrana respiratória.
• As trocas gasosas através da barreira alvéolo/ capilar pulmonar podem ser 
limitadas pela difusão ou pela perfusão
Fatores que afetam a ventilação alveolar
a) Va = freq. Resp. X (VC-VEM)
b) Aporte sangüíneo capilar/min e a composição do sangue:
� Va aumentada+ Q inalterado-alvéoloshiperventilados(alta 02 e baixa C02)
� Va normal + Q reduzido-alvéolo hiperventilado alta conc. 02 e baixa de C02
�Va baixo + Q inalterado- alvéolo hipoventilado baixa conc. 02 e alta de C02
�Va normal + Q aumentado-alvéolo hipoventilado
Freqüência respiratória
a)Fatores que afetam:
�tamanho corporal
�idade
�exercícios
�excitação
�temperatura ambiente
�grau de enchimento do sist. digestório
�estado de saúde animal
b) Polipnéia
• Pressão do líquido intersticial X pressões 
pulmonares
�Força que drena líquido do capilar�interstíco
p.capilar...............................................7 mmHg
p.coloidosmótica do l.intersticial.......14mmHg
p. negativa do liquido..........................8mmHg
total.....................................................29mmHg
�Força que drena para o capilar
p.coloidosmótica do plasma...............28mmHg
�Força efetiva de FILTRAÇÃO : 1mmHg
Difusão dos gases através da membrana respiratória
• Diâmetro do capilar X hemácia
• Equilíbrio alvéolo-capilar
PERFUSÃO PULMONAR
A perfusão pulmonar refere-se ao fluxo sanguíneo da circulação 
pulmonar disponível para a troca gasosa
DIFUSÃO DO OXIGÊNIO DE UM 
CAPILAR TECIDUAL PARA CÉLULAS
CAPTAÇÃO DO DIÓXIDO DE CARBONO 
PELO SANGUE NOS CAPILARES
Shunt Venoso
• O coração esquerdo recebe uma pequena quantidade de sangue venoso 
das artérias brônquicas (1% do DC) e veias que drenam o VE.
• Quantidade de oxigênio no sangue arterial é menor que no capilar 
pulmonar.
TRANSPORTE DE O2 PELO SANGUE
• O2 é transportado pelo sangue sob duas formas:dissolvido e combinado 
à Hemoglobina
Variações na afinidade O2-Hemoglobina podem ocorrer:
�O efeito de redução do pH com a liberação de O2 é conhecido como Efeito Bohr.
����A capacidade, do sangue desoxigenado, transportar mais CO2 é chamada de 
EFEITO HALDANE. 
A. A perfusão é reduzida nos ápices devido à força gravitacional�permite os alvéolos serem 
plenamente expandidos. Essa expansão pode comprimir os vasos sanguíneos diminuindo 
mais a perfusão sanguínea
Relação entre o tamanho das vias aéreas e fluxo sanguíneo regional na posição ortostática
B. A perfusão é aumentada nas bases pulmonares devido à gravidade.
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Variações na afinidade O2-Hemoglobina -causas do efeito Bohr:
�aumento da PCO2 e queda no pH
�aumento da temperatura
�aumento do 2,3-Difosfoglicerato
Variações na afinidade O2-Hemoglobina -causas do efeito haldane:
�queda na PCO2 e aumento de pH
�redução da temperatura
�redução do 2,3-Difosfoglicerato
TRANSPORTE DE CO2 PELO SANGUE
Transporte do CO2 pelo sangue:CO2 dissolvido,Carbamino-hemoglobina(CO2 –Hb)
E Bicarbonato (HCO3
-)
TRANSPORTE DE DIÓXIDO DE CARBONO NO 
SANGUE
CONTROLE DA RESPIRAÇÃO
• a respiração e a freqüência é um processo involuntário controlado pelo
bulbo e pela ponte, no tronco encefálico.
CONTROLE NERVOSO DA RESPIRAÇÃO
Centros do tronco encefálico:
• Centro respiratório bulbar
• Centro apnêustico
• Centro pneumotáxico
I - Centro respiratório bulbar
-Controla o ritmo básico da respiração 
a) grupo respiratório dorsal
-desencadeia as inspirações
b) grupo respiratório ventral
-como a expiração, normalmente é um processo passivo, ficam inativos 
durante a respiração normal em repouso
• Descarga inspiratória rítmica do GRD
• Sinal inspiratório em rampa
III. Centro apnêustico
APNÉUSTICO
(inspiratório)
PP
SE
C. INSPIRATÓRIO
PNEUMOTÁCICO
(expiratório)PPSI
VAGO
PP
SI
C. EXPIRATÓRIO
PP
SE
P
O
N
T
E
B
U
L
B
O
Centro pneumotáxico
• Transmite impulsos inibitórios para a área inspiratória
• auxiliam a desligar a área inspiratória antes que os pulmões se tornem muito 
cheios de ar. 
Centro apnêustico
• Ajuda na coordenação da respiração
• Estimula a área inspiratória a prolongar a inspiração, inibindo assim a 
expiração.
CONTROLE NERVOSO DA RESPIRAÇÃO
I - Córtex cerebral
Córtex � via neuronal � diretamente nos músculos respiratórios
II– Centros diencefálicos
Polipnéia � tem centro no hipotálamo
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CONTROLE REFLEXO DA RESPIRAÇÃO
I - Reflexo da insuflação:
• É um mecanismo protetor que impede a hiperinsuflação dos pulmões.
• brônquios e bronquíolos com mecanoceptores que são sensíveis ao estiramento.
II – Reflexo de desinsuflação
III – Reflexo da superfície cutânea
IV – Reflexo respiratório a partir das vias respiratórias aéreas superiores
V – Dor
CONTROLE QUÍMICO CENTRAL DA RESPIRAÇÃO
ZONA QUÍMIOSSENSÍVEL DO CENTRO RESPIRATÓRIO:
�Mecanismo de estimulação da ZQS:
�PCO2 X neurônios da ZQS (efeito indireto)
� Duração do efeito da conc. de CO2 sangüínea na atividade respiratória
� Efeito da PO2 no controle direto do CR
Sistema quimiorreceptor periférico para controlar a atividade 
respiratória
� Captam alteração sangüínea
� Localização dos quimiorreceptores
� Queda na conc. de O2 X quimiorreceptores periféricos�Efeito menor que o 
esperado� Efeito opositor do CO2
CONTROLE RESPIRATÓRIO NO EXERCÍCIO
Há aumento da ventilação antes de iniciar o exercício propriamente dito
� Participação cortical
� Proprioceptores articulares
Durante o exercício, quem mantém a ventilação:
� Temperatura
� Adrenalina
� Proprioceptores articulares
� Fator químico