AULAS 13, 14 e 15 Sistema Respiratório

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Fisiologia Respiratória
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Introdução
O2 
Respiração Externa X Respiração Interna
Oxidação de nutrientes (célula)
Energia (ATP)
H2O
CO2
Eliminado
Sistema Respiratório
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Composição do Sistema Respiratório
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Composição do Sistema Respiratório
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Funções do Sistema Respiratório
Respiração
Proteção
Auxilia no equilíbrio ácido-básico
Fonação
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Respiração
Funções
Eventos principais da respiração
Ventilação Pulmonar
Difusão de O2 e CO2 entre os alvéolos e o sangue
Transporte de O2 e CO2 no sangue e nos outros líquidos corporais
Regulação nervosa da respiração
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Ventilação Pulmonar
Definição
Pulmões estrutura elástica 
Caixa Torácica
Esterno
Coluna Vertebral
Costelas
Diafragma
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Ventilação Pulmonar
Pressões Pulmonares
Pressão Pleural
Pressão Alveolar
Pressão Transpulmonar
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Pressão Pleural 
Pressão do líquido situado entre as pleuras visceral e parietal
Pressão negativa: - 5 mmHg
Mantém os pulmões distendidos
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Pressão Alveolar
Pressão no interior dos alvéolos pulmonares
Glote aberta
Pressão alveolar
Pressão Atmosférica (760mmHg)
=
 Inspiração: P. Alveolar < Pressão atmosférica
 Expiração: P. Alveolar > Pressão atmosférica
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Pressão Alveolar
Alvéolos pulmonares
Surfactante (Lipoproteína)
 Tensão Superficial nos pulmões
Evita o colapso do pulmão
Pneumócitos tipo II
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Pressão Transpulmonar
P. Transpulmonar= P. alveolar – P. Pleural
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Fases da Ventilação Pulmonar
Inspiração
Expiração 
* Ciclo respiratório
1 inspiração
1 expiração
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Fases da Ventilação Pulmonar
Inspiração
Contração do diafragma
Contração dos mm intercostais externos
 Diâmetro da caixa torácica
 P. pleural
 Dilatação dos pulmões
 Entrada de ar nos pulmões
 P. Alveolar (P. Al < P. Atm.) 
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Fases da Ventilação Pulmonar
Inspiração
Contração do diafragma
Contração dos mm intercostais externos
 Diâmetro da caixa torácica
 P. pleural
 Dilatação dos pulmões
 Entrada de ar nos pulmões
 P. Alveolar (P. Al < P. Atm.) 
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Fases da Ventilação Pulmonar
Inspiração
Contração do diafragma
Contração dos mm intercostais externos
 Diâmetro da caixa torácica
 P. pleural
 Dilatação dos pulmões
 Entrada de ar nos pulmões
 P. Alveolar (P. Al < P. Atm.) 
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Fases da Ventilação Pulmonar
Inspiração
Contração do diafragma
Contração dos mm intercostais externos
 Diâmetro da caixa torácica
 P. pleural
 Dilatação dos pulmões
 Entrada de ar nos pulmões
 P. Alveolar (P. Al < P. Atm.) 
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Fases da Ventilação Pulmonar
Inspiração
Contração do diafragma
Contração dos mm intercostais externos
 Diâmetro da caixa torácica
 P. pleural
 Dilatação dos pulmões
 Entrada de ar nos pulmões
 P. Alveolar (P. Al < P. Atm.) 
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Fases da Ventilação Pulmonar
Inspiração
Contração do diafragma
Contração dos mm intercostais externos
 Diâmetro da caixa torácica
 P. pleural
 Dilatação dos pulmões
 Entrada de ar nos pulmões
 P. Alveolar (P. Al < P. Atm.) 
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Inspiração
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Fases da Ventilação Pulmonar
Expiração
Relaxamento do diafragma
Retração elástica dos pulmões e da caixa torácica
Retorno ao Diâmetro da caixa torácica e dos pulmões
 P. Alveolar (P. Al > P. Atm.) 
 Saída de ar para a atmosféra
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Expiração
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Fases da Ventilação Pulmonar
Em condições de repouso
Inspiração processo ativo
Expiração processo passivo
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Tipos de Respiração
Respiração Costal (torácica)
Respiração Abdominal (diafragmática)
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Volumes e Capacidades Pulmonares
Volumes Pulmonares
Volume corrente (VC)
Volume de reserva inspiratória (VRI)
Volume de reserva expiratória (VRE)
Volume Residual (VR)
Vol. de ar inspirado e expirado durante a respiração normal. ( 500 mL)
Vol. de ar q/ ainda pode ser inspirado ao final da inspiração normal. ( 3.000 mL)
Vol. de ar q/ ainda pode ser exalado ao final da expiração do VC normal. ( 1.100 mL)
Vol. de ar q/ permanece nos pulmões mesmo após uma expiração forçada. ( 1.200 mL)
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Volumes e Capacidades Pulmonares
Volumes Pulmonares
Volume corrente (VC)
Volume de reserva inspiratória (VRI)
Volume de reserva expiratória (VRE)
Volume Residual (VR)
Vol. de ar inspirado e expirado durante a respiração normal. ( 500 mL)
Vol. de ar q/ ainda pode ser inspirado ao final da inspiração normal. ( 3.000 mL)
Vol. de ar q/ ainda pode ser exalado ao final da expiração do VC normal. ( 1.100 mL)
Vol. de ar q/ permanece nos pulmões mesmo após uma expiração forçada. ( 1.200 mL)
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Volumes e Capacidades Pulmonares
Volumes Pulmonares
Volume corrente (VC)
Volume de reserva inspiratória (VRI)
Volume de reserva expiratória (VRE)
Volume Residual (VR)
Vol. de ar inspirado e expirado durante a respiração normal. ( 500 mL)
Vol. de ar q/ ainda pode ser inspirado ao final da inspiração normal. ( 3.000 mL)
Vol. de ar q/ ainda pode ser exalado ao final da expiração do VC normal. ( 1.100 mL)
Vol. de ar q/ permanece nos pulmões mesmo após uma expiração forçada. ( 1.200 mL)
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Volumes e Capacidades Pulmonares
Volumes Pulmonares
Volume corrente (VC)
Volume de reserva inspiratória (VRI)
Volume de reserva expiratória (VRE)
Volume Residual (VR)
Vol. de ar inspirado e expirado durante a respiração normal. ( 500 mL)
Vol. de ar q/ ainda pode ser inspirado ao final da inspiração normal. ( 3.000 mL)
Vol. de ar q/ ainda pode ser exalado ao final da expiração do VC normal. ( 1.100 mL)
Vol. de ar q/ permanece nos pulmões mesmo após uma expiração forçada. ( 1.200 mL)
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Volumes e Capacidades Pulmonares
Volumes Pulmonares
Volume corrente (VC)
Volume de reserva inspiratória (VRI)
Volume de reserva expiratória (VRE)
Volume Residual (VR)
Vol. de ar inspirado e expirado durante a respiração normal. ( 500 mL)
Vol. de ar q/ ainda pode ser inspirado ao final da inspiração normal. ( 3.000 mL)
Vol. de ar q/ ainda pode ser exalado ao final da expiração do VC normal. ( 1.100 mL)
Vol. de ar q/ permanece nos pulmões mesmo após uma expiração forçada. ( 1.200 mL)
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Volumes e Capacidades Pulmonares
Capacidades Pulmonares
Capacidade Inspiratória (CI)
Capacidade Residual Funcional (CRF)
Capacidade Vital (CV)
Capacidade Pulmonar Total (CPT)
CI = VC + VRI
CRF = VR + VRE
CV = VRI + VC + VRE
CPT = CV + VR
 3.500 mL
 2.300 mL
 4.600 mL
 5.800 mL
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Volumes e Capacidades Pulmonares
Espirometria
Registro das variações do volume pulmonar
Espirômetros
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Volumes e Capacidades Pulmonares
Espirograma
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Frequência Respiratória (FR)
FR: 12 respirações por minuto 
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Volume Minuto Respiratório (VMR)
Volume total de ar novo que penetra no trato respiratório por minuto.
VMR = VC X FR
VMR = 500 x 12
VMR = 6.000 mL (6L)
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Espaço Morto (EM)
SR
EM parte do trato resp. onde não ocorre trocas
 gasosas
Unidade Respiratória parte do trato resp. 
 onde pode ocorrer trocas gasosas
Constituído por:
 - Bronquíolos Respiratórios
 - Ductos alveolares
 - Sacos alveolares
 - Alvéolos
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Espaço Morto (EM)
Valor normal do vol. do espaço morto
Homem jovem: 150 mL
EM Anatômico (EMA)
EM
EM Fisiológico EMA + EM Alveolar
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Ventilação Alveolar (VA)
É o vol. de ar do volume corrente que é capaz de realizar trocas gasosas
VA= VC – VEM
VA = 500 – 150
VA = 350 mL
Onde:
VC= Vol. Corrente
VEM = Vol. Espaço Morto
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Ventilação Alveolar Minuto (VAM)
É o vol. Total de ar fresco que penetra nos alvéolos a cada minuto
VAM= FR x (VC – VEM)
VA = 12 x (500 – 150)
VA = 12 x 350
VA = 4.200 mL/min.
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Difusão dos gases através da Membrana Respiratória
Etapa da Respiração
Difusão
 O2: Alvéolos Sangue (Capilares Alveoláres)CO2: Sangue Alvéolos
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Difusão dos gases através da Membrana Respiratória
Pressões Parciais dos Gases
Pressão Parcial de um gás
Ex.: Pressão total de gases – 100 mmHg	
Mistura 
A pressão total é a soma das pressões parciais individuais.
Cada gás contribui p/ a pressão total em proporção direta à sua concentração.
Pressão exercida por esse gás, enquanto fizer parte de uma mistura de gases. 
60% de N2 PN2: 60 mmHg
40% de O2 PO2: 40 mmHg
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Difusão dos gases através da Membrana Respiratória
Composição do Ar Alveolar
Ar Alveolar
Mistura de:
Ar inspirado 
Gás Carbônico excretado do sangue
Vapor d`água 
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Pressões Parciais (em mmHg) e Concentração Percentual dos Gases Respiratórios, na Atmosfera e nos alvéolos
Gás Ar Atmosférico Ar Alveolar
N2	 597,0 (78,62 %)	 569,0 (74,9 %)
O2		 159,0 (20,84 %)		 104,0 (13,6 %)
CO2		 0,15 (0,04 %) 40,0 ( 5,3 %)
H2O		 3,85 (0,5 %) 47,0( 6,2 %)
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Difusão dos gases através da Membrana Respiratória
Unidade Respiratória
Composta por:
 - Bronquíolos Respiratórios
 - Ductos alveolares
 - Átrios
 - Sacos alveolares
 - Alvéolos
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Difusão dos gases através da Membrana Respiratória
Membrana Respiratória (Membrana Pulmonar)
Ar Alveolar
Sangue Capilar
Trogas gasosas
Membrana Respiratória
* Aréa total da membrana respiratória: 70 m2
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Difusão dos gases através da Membrana Respiratória
Membrana Respiratória (Membrana Pulmonar)
 Camadas que compõem a membrana Respiratória
 Camada de líquido com surfactante
 Epitélio Alveolar
 Membrana Basal do Epitélio
 Espaço Intersticial
 Membrana Basal do Capilar
 Endotélio Capilar
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Ultra-estrutura da membrana respiratória vista em
cone transversal.
Alvéolo
Capilar
Cai
Camada de líquido com surfactante
Epitélio Alveolar
Membrana Basal Epitélial
Espaço Intersticial
Membrana Basal Capilar
Cai
Endotélio Capilar
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Difusão dos gases através da Membrana Respiratória
Difusão dos gases
 O que determina o sentido predominante da difusão de um gás?
Movimento de moléculas de regiões de maior para as de menor concentração.
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PCO2 =45 mm Hg
PCO2 =40 mm Hg
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Fatores que determinam a velocidade da difusão de gases através da membrana respiratória
A diferença de pressões entre os dois lados da membrana
 Qto  for a  de pressão entre uma face da membrana e a outra
  a velocidade da difusão do gás
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Fatores que determinam a velocidade da difusão de gases através da membrana respiratória
A área da membrana respiratória
 Qto  for a área da membrana respiratória
  será a quantidade de gás q/ pode difundir, em determinado período de tempo
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Fatores que determinam a velocidade da difusão de gases através da membrana respiratória
A espessura da membrana respiratória
 Qto mais delgada for a membrana respiratória
 Maior será a intensidade da difusão do gás
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Fatores que determinam a velocidade da difusão de gases através da membrana respiratória
Solubilidade do gás na membrana respiratória
 Qto  for a solubilidade do gás na membrana respiratória
  será a velocidade com q/ o gás irá se difundir
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Transporte dos gases no sangue e em outros líquidos corporais
Etapa da Respiração
Transporte
 O2: Sangue Células Teciduais
 CO2: Células Teciduais Sangue
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Transporte dos gases no sangue e em outros líquidos corporais
Etapa da Respiração
Transporte
 O2: Sangue Células Teciduais
 CO2: Células Teciduais Sangue
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Transporte dos gases no sangue e em outros líquidos corporais
As Pressões de O2 e CO2 no sangue e nos tecidos
	Os gases podem mover-se de um ponto a outro por meio do processo de DIFUSÃO e a causa deste movimento é sempre uma diferença de pressões entre os dois pontos. (Guyton, 2000)
O transporte de O2 e CO2 pelo sangue depende tanto da DIFUSÃO quanto do FLUXO DE SANGUE.
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Transporte de O2 no Sangue Arterial
Fluxo de desvio
Fluxo de sangue que não é exposto ao ar alveolar.
Transporte dos gases no sangue e em outros líquidos corporais
PULMÕES
 
Circulação brônquica
Fluxo de desvio
AÓRTA
CORAÇÃO
(AE-VE)
PO2 95 mmHg
 
Sangue sai com PO2 40 mmHg
Sangue com PO2 104 mmHg
Capilares alveolares
Mistura de Sang.
 v. pulmonares
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Mudanças na PO2 do sangue, demonstrando o efeito da “mistura venosa”.
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Transporte dos gases no sangue e em outros líquidos corporais
Difusão de O2 dos capilares teciduais para as células dos tecidos
As Pressões de O2 e CO2 no sangue e nos tecidos
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
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Transporte dos gases no sangue e em outros líquidos corporais
Difusão de CO2 das células dos tecidos para os capilares teciduais 
As Pressões de O2 e CO2 no sangue e nos tecidos
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
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Efeito do fluxo sanguíneo e da taxa de consumo de oxigênio na PO2 tecidual.
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Transporte dos gases no sangue e em outros líquidos corporais
Transporte de O2 no sangue
Dos pulmões para os tecidos
A combinação reversível do O2 com a Hb
Quando a PO2  (capilares pulmonares) O2 se liga a Hb
Quando a PO2  (capilares teciduais) O2 se dissocia Hb
Transporte de O2 e CO2 no sangue
97% do O2 associados com a Hemoglobina
3% do O2 dissolvido no Plasma
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Transporte dos gases no sangue e em outros líquidos corporais
Transporte de O2 no sangue
A curva de saturação da Hb com o O2
Transporte de O2 e CO2 no sangue
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
Sangue arterial: PO2 = 95 mm Hg 97%
Sangue venoso: PO2 = 40 mm Hg 70% 
Saturação O2 - Hb
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curva de saturação da Hb com o O2
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Fatores que Desviam a Curva de Saturação de Oxigênio-Hemoglobina – Sua importância no Transporte de Oxigênio 
Desvio da curva de saturação de oxigênio-hemoglobina para a direita causado por um aumento na concentração de íons hidrogênio (queda no pH)
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Efeito BOHR
Desvio da curva de dissociação de oxigênio-hemoglobina p/ a direita 
em resposta a um aumento de CO2 e dos íons H+ no sangue 
Importância
Aumentar o transporte de O2 para os tecidos
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Transporte dos gases no sangue e em outros líquidos corporais
Transporte de CO2 no sangue
Dos tecidos para os pulmões
Transporte de O2 e CO2 no sangue
23% do CO2 associados com a Hemoglobina
7% do CO2 dissolvido no Plasma
70% do CO2 na forma de HCO3
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Transporte de CO2 no sangue
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