Fisiologia do Sistema Respiratório - CESMAC (RESUMO)

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Carolina Targino – 2018/1 
Fisiologia do Sistema Respiratório
Funções: 
Internalizar o O2 
Exteriorizar o CO2
Anatomicamente formado pelas:
Vias aéreas: conduzir o ar do ambiente para os alvéolos 
Pulmões: Promover a hematose (trocas gasosas entre o ar e o sangue)
Vias Aéreas
 Divisão entre superior e inferior é importante, pois os componentes estão sujeitos a diferentes pressões.
Superiores: Fora da caixa torácica
Cavidade nasal:
Características: possui grande vascularização, não é lisa (possui ondulações) e produz muco (segura água)
 Funções: condução, filtrar o ar (partículas de grande e médio tamanho), umidificar o ar e aquecer o ar (controlar a perda do calor).
Faringe:
Função: condução do ar da cavidade nasal para a laringe.
Laringe: ultimo componente.
Função: selecionar o que pode entrar nas vias aéreas inferiores e conduzir o ar da faringe para a traquéia.
Inferiores: Dentro da caixa torácica (árvore respiratória) conduz o ar da laringe para os alvéolos e filtra as partículas de pequeno tamanho. Possuem cartilagem que impedem o seu fechamento durante a expiração, por causa da pressão (exceto os bronquíolos terminais que não possuem cartilagem).
Traquéia: primeiro componente.
Características da traquéia seguindo para o resto da árvore: Bifurca-se em dois brônquios e após em ramos lobares em seguida ramos segmentares. Depois que a traquéia se divide 23 vezes de forma sucessiva ela da origem aos bronquíolos terminais, que são os últimos componentes da árvore respiratória. 
Obs.: na traquéia há maior resistência do que nos bronquíolos terminais, porém por eles possuírem músculo é onde comumente há problemas.
 
Pulmões: 
Obs.: Os bronquíolos terminais continuam se dividindo.
Características: formados por bronquíolo respiratório, ducto alveolar e o saco alveolar (cacho de uva)
Função: hematose. 
Obs.: Parede do alvéolo: formado pelos pneumócito tipo 1 e pneumócito tipo 2( produz o surfactante ) e o macrófago (eliminam partículas de pequeníssimo tamanho) 
Hematose
Pequena respiração: ventrículo direito > tronco pulmonar > capilares que estão na parede dos alvéolos > veias pulmonares > átrio esquerdo...
Membrana respiratória: Parede entre o ar e o sangue. Componentes: do alvéolo para o capilar 
Camada liquida com o surfactante: caso seja retirada não haverá a troca, melhora a absorção do O2; sem o surfactante dificulta a inspiração
Epitélio do alvéolo
Membrana basal do epitélio alveolar
Espaço intersticial: não deve existir, apesar de estar presente em alguns casos (componente virtual)
Membrana basal do endotélio capilar
Endotélio do capilar
Mecânica da Respiração
Fatores físicos:
Caixa torácica: os pulmões estão presos dentro do tórax pelas pleuras 
Pleura visceral: em contato com os pulmões
Pleura parietal: em contato com a caixa torácica
Espaço pleural: existe líquido pleural que cola as pleuras diminuindo o atrito entre elas durante a respiração
 
Obs.: Acúmulo de líquido pode ser causado por câncer ou tuberculose (derrame pleural).
Obs.: Pneumotórax é o ar no espaço pleural e Hemotórax é sangue no espaço pleural.
 *Hemotórax
Obs.: A pressão intrapleural é mais baixa que a atmosférica, por isso caso haja uma perfuração torácica na cavidade pleural ocorre pneumotórax (entrada de ar). 
Obs.: Sem estar nem inspirando ou expirando a pressão pulmonar é igual à atmosférica. P. atmosférica: 760 mmHg; P. alveolar: 760 mmHg; P. intrapleural: 756 mmHg.
Inspiração: entrada de ar nos alvéolos
Expiração: saída de ar
Inspiração em repouso: processo ativo, ordenado abaixo
Começa com a contração do diafragma: expansão da caixa torácica no sentido vertical.
Contração dos músculos intercostais externos: expansão da caixa torácica no sentido Antero posterior e latero-lateral.
Expansão da pleura parietal: está colada na caixa torácica
Expansão da pleura visceral: está aderida pelo liquido pleural da pleura parietal
Expansão dos pulmões
Diminuição da pressão intrapulmonar, caindo dois mmHg (760 para 758)
Movimento do ar do meio ambiente para dentro dos pulmões
Inspiração no exercício:
Contração do diafragma, M. intercostais externos e M. acessórios (esternocleidomastóideos, serráteis, escalenos)
Expansão da caixa torácica 
Expansão da pleura parietal
Expansão da pleura visceral
Expansão dos pulmões
Diminuição da pressão intrapulmonar dependendo da intensidade do exercício 
Entrada do ar nos pulmões
Expiração no repouso: Passiva
Obs.: Tensão superficial (Maior atração entre as moléculas de água na superfície em contato com o ar. Na camada superficial a tensão é maior) provoca uma tendência ao colabamento dos alvéolos, que é diminuida pelo surfactante que são fosfolipídios que se colocam entre as moléculas de água (boa na expiração e ruim na inspiração). 
Obs.: Surfactante alveolar diminui a tensão superficial.
Relaxamento dos M. diafragma e dos intercostais externos diminuindo a expansão torácica
Contração/ diminuição da caixa torácica
Contração da pleura parietal
Contração da pleura visceral
Contração dos pulmões (presença da tensão superficial) 
Aumento da pressão intrapulmonar (de 760 para 762)
Movimento do ar para o meio ambiente 
Expiração no exercício: Ativo 
Relaxamento do diafragma, dos MM. Intercostais externos e dos acessórios, acompanhado da contração dos MM. Intercostais internos e abdominais
Contração da caixa torácica
Contração da pleura parietal 
Contração da pleura visceral
Contração dos pulmões
Aumento da pressão intrapulmonar dependendo da intensidade do exercício
Saída do ar para o meio ambiente
Avaliar a função Pulmonar
Espirometria: é usada para medir volumes e capacidade pulmonares, não é diagnóstica.
Volume corrente: que entra ou sai dos pulmões na respiração em repouso = 500 ml
Volume de reserva expiratória: é o volume de ar colocado para fora dos pulmões, além do volume corrente, durante uma expiração forçada = 1100 ml
Volume de reserva inspiratória: é o volume de ar colocado para dentro dos pulmões, além do volume corrente, durante uma inspiração forçada = 3000 ml (homem 1,70 m)
Volume Residual: é o volume de ar que permanece nos pulmões após uma expiração máxima = 1200 ml
Capacidade respiratória: é a soma dos volumes pulmonares
Capacidade inspiratória = VC + VRI
Capacidade residual funcional = VRE + VR 
Capacidade vital = VRI + VC + VRE
Capacidade total pulmonar =VRI + VC + VRE +VR
Obs.: O espirometro não mede a capacidade residual.
Espirografia: tem a função de definir se a doença pulmonar é obstrutiva ou restritiva. 
Volume respiratório forçado em 1s 
VF1 é o percentual da capacidade vital que é colocado para fora no primeiro segundo de uma expiração forçada = entre 75 e 85% da capacidade vital 
Doença pulmonar obstrutiva: Afeta as vias aéreas 
Asma brônquica
Enfisema
Doença pulmonar restritiva: Afeta os alvéolos
Pneumonia
Tumores
	
	D.P Restritiva
	D.P Obstrutiva
	Capacidade Vital
	Diminuída
	Normal
	VEF1
	Normal
	Diminuído
Ventilação pulmonar: é a quantidade de ar renovado nos pulmões durante 1min. Não da uma boa ideia de como está à respiração.
VP = FR x VC
Ventilação Alveolar: o ar renovado durante 1min, dá uma boa ideia de como está a respiração.
VA = FR x (VC x VEM)
Obs.: Volume do espaço morto = 150 ml (VEM)
Trocas e Transporte dos Gases no Sangue 
Pressão parcial de um gás: dentro de uma mistura corresponde a pressão gerada pelas suas partículas de forma isolada 
Pressão atmosférica (760mmHg) = PN2 + PO2 + PH2O + PCO2 + P outros gases
Obs.: a pressão de um gás não depende do tamanho da molécula, mas da quantidade de partículas. 
Obs.: 20 moléculas de um gás correspondem a 30 mmHg.
Pressão parcial do O2: 160 mmHg
Pressão parcial do CO2: 0,3 mmHg
Pressão do O2 no ar alveolar: 104 mmHg (diminui por que ele é transportado para o sangue)
Pressão do CO2 no ar alveolar: 40 mmHg 
Obs.: Quando maior a altitude menor a pressão parcial do O2, e quanto menor a altitude maior a pressão(inversamente proporcional)
Para que haja uma adaptação em casos de baixa pressão ocorre o aumento de hemácias através do mecanismo de produção de eritropoietina (hormônio que age na medula óssea para estimular a produção de hemácias) pelas células justaglomerulares. (Há Tb um aumento de hemoglobinas)
Trocas e transporte do O2
Trocas pulmonares do O2 
Do alvéolo para o interior do sangue: A permeabilidade da membrana permite que o O2 vá do alvéolo para o sangue, porém também permite o contrario dependendo da diferença de pressão. (Pressão O2 venoso = 40 mmHg) Essa alta permeabilidade permite que o sangue saia saturado antes de chegar na metade do capilar. 
 Obs.: Os gases trabalham de forma independente um do outro.
Transporte do O2 no sangue: 
 Dissolvido no plasma: 3%
 Ligado à hemoglobina: 97%
Obs.: Hemoglobina possui quatro átomos de ferro que é onde o O2 se liga. Caso não haja uma ingestão adequada de ferro ocorre anemia. Cada átomo de ferro se liga a uma molécula de O2. 
Qualquer fator que desvie a curva da hemoglobina pra direita diminui a afinidade da hemoglobina pelo O2. 
Toda vez que a célula precisa de O2 o sangue deve solta-lo desviando para a direita utilizando de algum fator que avise a hemoglobina a fazer isso, diminuindo a sua afinidade. 
Fatores de afinidade: 
Temperatura: todo fator como metabolismo da célula aumentado, aumenta a temperatura e desvia a curva pra direita. 
PCO2: quanto mais intenso o metabolismo da célula maior produção de CO2, o aumento da pressão do CO2 no sangue desvia a curva pra direita.
pH: Aumentando a concentração de CO2 diminui o pH e desvia a curva pra direita.
DPG (difosfoglicerato): o aumento dele faz com que a curva desvie para a direita. Na hemácia na falta de O2 o piruvato é formado em DPG.
	
	Desvia para direita quando ocorre:
	Temperatura
	Aumento
	PCO2
	Aumento
	pH
	Diminuição
	DPG
	Aumento
Trocas teciduais do O2:
 As trocas periféricas ocorrem em duas etapas:
1ª etapa: passagem do sangue do capilar periférico para o interstício. 
A membrana do capilar periférico é bastante permeável ao O2, por isso depende da diferença de pressão entre o interstício (pressão intersticial = 40mmHg) e o capilar (pressão arterial periférica = 98mmHg), o sangue quando se torna venoso a pressão do O2 se torna = 40mmHg.
2ª etapa: passagem do O2 do espaço intersticial para o interior da célula. 
A membrana plasmática é bastante permeável ao O2, a pressão do O2 no interior da célula é de 26mmHg e por causa dessa diferença de pressão (26 e 40) o O2 entra na célula.
Trocas e transporte do CO2: 
Trocas periféricas: é a passagem do CO2 do interior da célula para o interior do capilar periférico. Ocorre em duas etapas:
1ª etapa: passagem do CO2 do interior da célula para o espaço intersticial. 
A membrana plasmática é 40x mais permeável ao CO2 do que ao O2. E por ser muito permeável é necessário que haja uma diferença de pressão, a pressão do CO2 na célula é 46mmHg e no interstício é 45mmHg.
2ª etapa: passagem do CO2 do espaço intersticial para o interior do capilar periférico.
A membrana do capilar periférico é também muito permeável, por isso sempre é importante a ddp. A pressão no espaço intersticial é 45mmHg (PCO2 arterial) e no capilar é 40mmHg(PCO2 venoso). (Sempre do ambiente de maior pressão para o de menor). 
Transporte de CO2 no sangue: o CO2 é transportado no sangue de 3 maneiras:
Dissolvido no plasma = 7% (mais solúvel que o O2)
Ligado a hemoglobina = 23% (se liga na carboxila da hemoglobina)
Como íon bicarbonato = 70% {o CO2 na hemácia reage com a H2O na presença da enzima da anidrase carbônica formando ácido carbônico que se dissocia originando H+ e HCO3-, o bicarbonato se dissolve no plasma e o Cl ocupa seu lugar (se não ele inibe a anidrase) e o H+ se liga a hemoglobina através de tamponamento}.
Obs.: CO (monóxido de carbono) têm mais afinidade com a hemoglobina do que o O2 se ligando também ao ferro.
Trocas pulmonares do CO2
A membrana respiratória (entre o capilar pulmonar e o alvéolo) é bastante permeável ao CO2 (mais uma vez a importância da Ddp). A pressão no interior do capilar pulmonar é de 45mmHg e no interior do alvéolo é 40mmHg, passando do capilar para o alvéolo.
O primeiro CO2 a sair é o dissolvido, o segundo é o ligado a hemoglobina, e o terceiro é o íon bicarbonato (o bicarbonato volta para hemoglobina e o Cl sai para inverter a reação inicial, formando novamente o ácido carbônico e depois o CO2 e a H2O).
Regulação da Respiração
Controle da Respiração:
Controle neural:
Córtex cerebral: controle voluntário
Tronco encefálico (centro respiratório): controle fundamental (onde os neurônios respiratórios estão) está no bulbo e na ponte. Os neurônios formam 5 núcleos nervoso:
Grupo respiratório dorsal: Fica localizado na região dorsal do bulbo, seus neurônios geram potenciais de ação de forma crescente durante 2s e em seguida passam 3s em silêncio, durante sua fase de atividade ocorre a ativação do neurônios motores responsáveis pela contração dos músculos diafragma e intercostais externos provocando a inspiração.
Obs.: Mal de Ondina: alguma coisa provoca a destruição (bloqueios de arteríolas) dos neurônios do grupo respiratório dorsal.
Grupo respiratório ventral: Está localizado na região média e anterior do bulbo e é dividido em duas regiões (superior e inferior). A parte superior fica ativa durante a inspiração no exercício e é responsável pela ativação dos neurônios motores responsáveis pela contração dos músculos acessórios da inspiração. A parte inferior fica ativa durante a expiração no exercício e é responsável pela contração dos músculos abdominais e intercostais internos. 
Área apnêustica: Fica localizada na região inferior da ponte e quando está ativa prolonga o período de ativação da área respiratória dorsal.
Àrea pneumotáxica: Está localizado na região superior da ponte e quando está ativo inibe a área apnêustica e a área respiratória dorsal.
O quinto é nervoso, mas não faz parte desses grupos.
Controle Químico: na região anterior do bulbo existe uma área chama de área quimiosensível que detecta os níveis de O2, CO2 e H. Quando seus neurônios ficam ativos eles estimulam a área respiratória dorsal promovendo aumento da ventilação pulmonar.
Área quimiosensível: (sensibilidade amortecida) - BULBO
O2: aumento de O2 no bulbo diminui a ventilação (pouco)
CO2: aumento de CO2 no bulbo aumenta a ventilação (pouco)
pH: diminuição do pH aumenta a ventilação (muito) – PRINCIPAL NO BULBO
PCO2 arterial: aumento de CO2 aumenta a ventilação (muito) – PRINCIPAL NO SANGUE
PO2 arterial: diminuição de O2 aumenta a ventilação (pouco)
pH: diminuição do pH aumenta a ventilação (pouco)
Controle da respiração pelos quimioreceptores: na bifurcação da carótida e na curva da aorta existem quimioreceptores que são extremamente sensíveis ao O2. Toda vez que a PO2 fica reduzida no sangue arterial o sangue carotídeo e aórtico ficam ativos e estimulam a área respiratória dorsal.
Mecânico: A presença de líquido no alvéolo estimula os receptores J promovendo hiper ventilação
Receptores J: A presença de líquido no alvéolo estimula os receptores J promovendo hiperventilação (condição de edema do pulmão)
Reflexo de Hering – Breuer: principalmente nos bronquíolos existem receptores que detectam o seu estiramento quando isso acontece, eles inibem a área respiratória dorsal bloqueando a inspiração.