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Troca ITroca I Atmosfera paraAtmosfera para os pulmõesos pulmões Troca IITroca II Pulmões para Pulmões para o sangueo sangue Vias aéreasVias aéreas AlvéoloAlvéolo pulmonarpulmonar CirculaçãoCirculação Funções vitais Circulação Transporte deTransporte de gases no sanguegases no sangue Troca IIITroca III Sangue paraSangue para As célulasAs células CirculaçãoCirculação pulmonarpulmonar CirculaçãoCirculação sistêmicasistêmica CélulasCélulas RespiraçãoRespiração celularcelular NutrientesNutrientes Circulação Respiração Outras funçõs do sistema respiratório: Regulação do pH sanguíneo, Vocalização, Proteção contra substâncias irritantes e patógenos inalados Profa. Cláudia Herrera TambeliProfa. Cláudia Herrera Tambeli Silverthorn Silverthorn –– Página 496 a 519Página 496 a 519 MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Objetivo: Estudar os processos mecânicos responsáveis Objetivo: Estudar os processos mecânicos responsáveis pela ventilação pulmonarpela ventilação pulmonar Roteiro: 1. Constituintes do sistema respiratório 2. Mecânica da ventilação pulmonar:2. Mecânica da ventilação pulmonar: 2.1. Interação entre o pulmão e a parede torácica 2.2. Movimentos e músculos responsáveis pela ventilação pulmonar 2.3. Fatores determinantes do fluxo de ar Gradiente de pressão entre o ar atmosférico e o pulmão Relação entre pressão e volume pulmonar – Complacência pulmonar Resistência das vias aéreas 3. Medidas da ventilação pulmonar e de sua eficiência 4. Relação entre a ventilação e a perfusão através dos capilares pulmonares CONSTITUINTES DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Vias aéreasVias aéreas Cavidade torácicaCavidade torácica PulmãoPulmão PleuraPleura Zona condutoraZona condutora DuctoDucto AlveolarAlveolar AlvéoloAlvéolo DuctoDucto AlveolarAlveolar SacoSaco AlveolarAlveolar Bronquíolo Bronquíolo RespiratórioRespiratório Bronquíolo Bronquíolo TerminalTerminal Zona respiratóriaZona respiratória VIAS AÉREAS: FUNÇÕES VIAS AÉREAS: FUNÇÕES PROTETORASPROTETORAS 1 1 -- Aquecer, umidificar e filtrar o arAquecer, umidificar e filtrar o ar 2 2 -- Bloquear a inalação de partículas irritantes:Bloquear a inalação de partículas irritantes: Pêlos do narizPêlos do nariz EspirroEspirro TosseTosse Secreção de mucoSecreção de mucoSecreção de mucoSecreção de muco Revestimento epitelial ciliadoRevestimento epitelial ciliado Traquéia Cavidade Nasal Faringe Vias aéreas Cavidade torácica Pulmão Pleura Pulmão Direito Diafragma Pulmão Esquerdo Traquéia Pleura Parietal Pleura Visceral Espaço intrapleural Pulmão Diafragma Traquéia Faringe Laringe Brônquio Esquerdo Brônquio Direito PT Fatores responsáveis pela pressão negativa do liquido intrapleural Propriedades elástica do pulmão e da cavidade torácica Equilíbrio de forças entre o pulmão e a cavidade torácica é mantido pela pressão negativa do líquido intrapleural REPT -3 • Crescimento diferencial do tórax e pulmão • Bombeamento contínuo do líquido intrapleural para os vasos linfáticos Pressão intrapleural Rompimento do equilíbrio de Rompimento do equilíbrio de forças entre o pulmão e a forças entre o pulmão e a parede torácicaparede torácica pneumotóraxpneumotórax PNEUMOTORAX PNEUMOTORAX -- Expansão torácica e colapso pulmonarExpansão torácica e colapso pulmonar • A Pressão Pleural normalmente é negativa (-3mmHg). Assim, os alvéolos são mantidos abertos. Se houver perfuração da pleura, o pulmão colabará devido à PNEUMOTORAX PNEUMOTORAX -- Expansão torácica e colapso pulmonarExpansão torácica e colapso pulmonar o pulmão colabará devido à entrada de ar e ao extravasamento de líquido. Não haverá mais pressão negativa que unia as duas pleuras. Então, a pleura parietal acompanha a caixa torácica e a visceral acompanha o pulmão que vai colabar. (Visceral não mais acompanha Parietal) Ar atmosférico Alvéolos INSPIRAÇÃO e EXPIRAÇÃO • Trabalho contra forças que se opõem ao enchimento pulmonar (resistência da elasticidade dos pulmões, resistência das vias aéreas ao fluxo de ar )resistência das vias aéreas ao fluxo de ar ) • Gasto energético: 3 a 5 % do metabolismo (ventilação normal) 50 vezes maior durante o exercício físico FLUXO DE AR = P R Durante a ventilação o fluxo de ar depende do gradiente de pressãoDurante a ventilação o fluxo de ar depende do gradiente de pressão FLUXO DE AR = FLUXO DE AR = PP R R FLUXO DE AR = FLUXO DE AR = PP R R Lei de BoyleLei de Boyle (P(P11.V.V11=P=P22.V.V22)) 3.2=1.63.2=1.6 6=66=6 Diafragma Variações das pressões intra-alveolar e intrapleural durante o ciclo respiratório 0 -3 -6 -1 InspiraçãoA B PIPPIPPIPPIP PIAPIAPIAPIA MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Fatores determinantes do fluxo de ar durante a ventilação pulmonar Pressão IntraPressão Intra-- AlveolarAlveolar -- Na Inspiração, a Na Inspiração, a Palv é negativa Palv é negativa -4 0 -3+1 Expiração C D Palv é negativa Palv é negativa (ar entra no (ar entra no pulmão)pulmão) -- Na Expiração a Na Expiração a Palv é positiva Palv é positiva (ar sai do (ar sai do pulmão)pulmão) -- Quando não há Quando não há fluxo de ar, a fluxo de ar, a Palv= 0mm HgPalv= 0mm Hg MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Fatores determinantes do fluxo de ar durante a ventilação pulmonar Representação gráfica das variações das pressões intra-alveolar e intrapleural durante o ciclo respiratório A1A1-- Nivel de repousoNivel de repouso A2A2-- P ficou negativaP ficou negativa A3A3-- P=0P=0 A4A4-- P ficou positivaP ficou positiva A5A5-- Ar saiu, volta ao normalAr saiu, volta ao normalA5A5-- Ar saiu, volta ao normalAr saiu, volta ao normal B1B1-- Nível de repousoNível de repouso B2B2-- Pleura Visceral foi puxada Pleura Visceral foi puxada por Parietal (inspiração)por Parietal (inspiração) B3B3-- Final da ExpiraçãoFinal da Expiração VV-- Volume está diretamente Volume está diretamente relacionado ao ar nos relacionado ao ar nos alvéolosalvéolos Grau de variação do volume pulmonar para uma dada alteração da pressão. Capacidade do pulmão se distender • Complacência Pulmonar- é inversamente proporcional à elastância • Complacência X Elastância Se diminuída, há Se diminuída, há dificuldade de inspirardificuldade de inspirar Se Se diminuidadiminuida, há , há dificuldade de expirardificuldade de expirar Caso de enfisemaCaso de enfisema EnfisemaEnfisema A complacência pulmonar depende:A complacência pulmonar depende: 1/3 – fibras elásticas dos pulmões 2/3 – tensão superficial SURFACTANTE:SURFACTANTE: Reduz a tensão superficialReduz a tensão superficial • Diminuir a tensão superficial na superfície líquida que reveste os alvéolos Funções do surfactante reveste os alvéolos • Diminuir a força necessária para a expansão dos pulmões, reduzindo o esforço muscular necessário à respiração • Estabilização do tamanho dos alvéolos Como o surfactante contribui com a estabilização do tamanho dos alvéolos MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Doenças pulmonares restritivasDoenças pulmonares restritivas Síndrome de angústia respiratóriaSíndrome de angústia respiratória Baixa complacência pulmonar em bebês prematurosBaixa complacência pulmonar em bebês prematuros causada por quantidades inadequadas de surfactante pulmonarcausada por quantidades inadequadas de surfactante pulmonar MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Doenças associadas a baixa complacência pulmonar Pulmão normal Pulmão com insuficiência de surfactantePulmão normal Pulmão com insuficiência de surfactante MECÂNICA DAVENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Doenças associadas a baixa complacência pulmonar Doenças pulmonares restritivasDoenças pulmonares restritivas Fibrose pulmonarFibrose pulmonar FLUXO DE AR = FLUXO DE AR = PP R R FLUXO DE AR = FLUXO DE AR = PP R R MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Resistência das vias aéreas Lηηηη r 4 R = η = viscosidade do ar inspirado L = comprimento da via aérea R = raio da via aérea Fatores que aumentam a resistência ao fluxo de ar: • Bronquioconstrição – Resposta parassimpática à inalação de irritantes – Administração de acetilcolina • Outros fatores: – Tumores obstrutivos – Acúmulo de muco – Prostaglandinas, leucotrienos, histamina r 4 R = raio da via aérea FLUXO DE AR = FLUXO DE AR = PP R R FLUXO DE AR = FLUXO DE AR = PP R R MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Resistência das vias aéreas Lηηηη r 4 R = η = viscosidade do ar inspirado L = comprimento da via aérea R = raio da via aérea Fatores que diminuem a resistência ao fluxo de ar: • Bronquiodilatação – Estimulação simpática – Agonistas adrenérgicos – Anti-histamínicos – > CO2 no ar alveolar r 4 R = raio da via aérea MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Doenças associadas a alta resistência ao fluxo de ar Doenças pulmonares obstrutivasDoenças pulmonares obstrutivas AsmaAsma VM = VC x F (no ciclos / min ) VENTILAÇÃO PULMONAR TOTAL VENTILAÇÃO PULMONAR TOTAL = VOLUME MINUTO= VOLUME MINUTO PULMONARPULMONAR MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Medidas da eficiência respiratória Logo: VM = 6 litros/min VM = 500ml x 12 VM = VOLUME MINUTO VC = VOLUME CORRENTE F = FREQUÊNCIA RESPIRATÓRIA VA = (VC – VEM) x F (no ciclos / min ) VENTILAÇÃO ALVEOLARVENTILAÇÃO ALVEOLAR MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Medidas da eficiência respiratória VEM = Volume do espaço morto Logo: VA = 4,2 litros/min VA = (500 – 150) x 12 VEM = Volume do espaço morto Anatômico = 150 ml (nariz a bronquíolos terminais) Fisiológico – alvéolos não funcionantes VENTILAÇÃO Está relacionada com a perfusão através dos capilares pulmonares MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Relação entre a ventilação e a perfusão através dos capilares pulmonares Desequilíbrio na relação ventilação/perfusão leva a formação do espaço morto fisiológico que ocorre quando o alvéolo é: 1. Ventilado, mas não perfundido 2. Perfundido, mas não ventilado MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONARMECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Relação entre a ventilação e a perfusão através dos capilares pulmonares Estudamos os processos mecânicos Estudamos os processos mecânicos Estudamos os processos mecânicos Estudamos os processos mecânicos responsáveis pela ventilação pulmonarresponsáveis pela ventilação pulmonar Existe um equilíbrio de forças entre o pulmão e a cavidade torácica que é mantido pela pressão negativa do líquido intrapleural A ventilação resulta dos movimentos respiratórios de inspiração e expiraçao Músculo que participam da inspiração: diafragma, intercostais externos, escalenos, esternocleidomastoideo Músculos que participam da expiração ativa: intercostais internos e abdominais O fluxo de ar pulmonar é determinado pelo gradiente de pressão entre o ar atmosférico e os pulmões Esse gradiente de pressão é criado a partir das variáções de volume pulmonar decorrentes da contração dos músculos respiratórios Quanto menor a resitência das vias aéreas maior é o fluxo de ar nos pulmões Medidas da função e da eficiência pulmonar possuem valor de diagnóstico considerável O fluxo sanguíno pulmonar é controlado pela PO2 alveolar. Patologias pulmonares • Pneumotórax • Doença pulmonar fibrótica• Doença pulmonar fibrótica • Enfisema • Asma • Síndrome da angústia respiratória do recém-nascido
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