fisiologia da respiração (1)

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Principal Função:
Garantir as trocas gasosas com o meio ambiente.
 
 O processo de troca gasosa no pulmão, dióxido de carbono
por oxigênio, é conhecido como hematose pulmonar.
 
 
Mas também ajuda a regular a temperatura corpórea, o pH
do sangue e liberar água
Processo pelo qual os gases são trocados
entre a atmosfera e os alvéolos pulmonares.
 
 
 
 
 Diferenças alternadas de pressão (criada
pela contração e relaxamento dos
músculos respiratórios).
 
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
1.
2.
Os pulmões podem ser expandidos e contraídos de
duas maneiras:
 
Pelo movimento do diafragma para baixo e para cima,
alongando ou encurtando a cavidade torácica.
 
Pela elevação e depressão das costelas, aumentando e
diminuindo o diâmetro ântero-posterior da cavidade
torácica.



 Tensão Superficial dos alvéolos
 
 Complacência Pulmonar
 
 Resistência das Vias Aéreas
 
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AR ENTRA
Pressão do ar nos pulmões  MENOR
Pressão Atmosférica.
 
AR SAI
Pressão do ar nos pulmões  MAIOR 
Pressão Atmosférica.
 
� Respiração para dentro (inalação).
 
Essa condição é conseguida aumentando-
se o volume dos pulmões.
 
 
� OBS.:1 Logo antes de cada inspiração, a
pressão do ar dentro dos pulmões é igual
á pressão atmosférica.
 
Pressão Atmosférica  760 mmHg (1 atm)
ao nível do mar.
 
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OBS.:2 Lei de Boyle (Pressão de um gás)
 
VOLUME PRESSÃO
 
 
A pressão de um gás (em um recipiente
fechado) é inversamente proporcional ao
volume do recipiente.
 
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INSPIRAÇÃO
 
 
 
PULMÕES SE EXPANDEM
 
 
 
AUMENTA O VOLUME
 
 
 
DIMINUI A PRESSÃO NOS PULMÕES (até
abaixo da atmosférica)
 
 
� OBS.: O primeiro estágio na expansão dos
pulmões envolve a contração do principal
músculo da respiração  DIAFRAGMA.
 
Espaço pleural
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É a pressão entre as duas lâminas
pleurais. É sempre subatmosférica.
Antes da Inspiração: Cerca de 4 mmHg
menor que a pressão atmosférica
(756 mmHg).
À medida que o diafragma se contrai e o
tamanho total da cavidade torácica
aumenta, o que leva a pressão intrapleural
a diminuir para 754 mmHg.
 
 
 
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É a pressão dentro dos pulmões
 
Volume dos pulmões  Pressão alveolar
aumenta (760mmHg)  diminui ,cai (758
mmHg)
 
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Músculo esquelético, em forma de
abóbada, que forma o assoalho da
cavidade torácica.
Inervação: Fibras dos nervos frênicos
(emergem da medula espinhal, nos níveis
cervicais 3, 4 e 5).
 
CONTRAÇÃO DO DIAFRAGMA 
AUMENTA A DIMENSÃO VERTICAL DA
CAVIDADE TORÁCICA.
 
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OBS.: Durante a respiração calma normal,
o diafragma desce cerca de 1 cm,
produzindo uma diferença de pressão de
1 a 3 mmHg e a inalação de cerca de 500
ml.
 
Respiração Normal  1 cm  1 a 3
mmHg  500 ml.
 
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Na respiração forçada o Diafragma pode
descer 10 cm, o que produz uma diferença
de pressão de 100mmHg e a inalação de 2 a
3 litros de ar.
 
Respiração forçada  10 cm  100 mmHg
 2 a 3 litros de ar.
 
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ESTERNOCLEIDOMASTÓIDEO
Eleva o esterno.
 
ESCALENOS
Elevam as duas costelas superiores.
 
PEITORAL MENOR
Eleva da terceira até a quinta costela.
 
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Respiração para fora (exalação). A
pressão nos pulmões é MAIOR que a
pressão da atmosfera.
 
EXPIRAÇÃO NORMAL: Processo passivo
(não estão envolvidas contrações
musculares).
 
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OBS.: A expiração resulta da retração
elástica da parede do tórax e pulmões. Há
tendência natural a retornar à sua posição
após terem sidos esticados.
 
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1)
2)
FATORES QUE CONTRIBUEM PARA A
RETRAÇÃO ELÁSTICA:
 
Retração das fibras elásticas (que foram
esticadas durante a inspiração).
Tração para dentro da tensão superficial.
 
 
Expiração
 
Relaxamento dos mm. Inspiratórios
 
Diafragma (cúpula se move para cima)
 
Diminuição da cavidade torácica (vertical e
ântero-posterior)
 
Diminuição do volume do pulmão
 
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OBS.: A pressão alveolar aumenta para
cerca de 762 mmHg.
Durante o exercício, ou ao tocar um
instrumento de sopro, a expiração torna-
se ATIVA .
 
Músculos da Expiração:
Abdominais
Intercostais Internos
 
�
�
 
ABDOMINAIS: Movem as costelas para
baixo( e comprime as vísceras
abdominais e força o diafragma para cima)
.
 
INTERCOSTAIS INTERNOS: Se estendem
inferior e posteriormente entre as costelas
adjacentes; puxam as costelas para baixo.
 
�
 
 
OBS.: Embora a pressão intrapleural seja
sempre menor do que a pressão alveolar,
ela pode, exceder a pressão atmosférica
forçada, como durante a tosse.
 
A- Tensão Superficial do Líquido Alveolar
 
B- Complacência Pulmonar
 
C- Resistência das vias aéreas
 
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Fina lâmina de líquido alveolar que
recobre a face luminal (superfície do
lúmen) dos alvéolos, e exerce uma força
conhecida como TENSÃO SUPERFICIAL.
 
Origina-se: Em todas as interfaces AR-
ÁGUA.
 
 
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OBS.: “Quando o líquido circunda uma
esfera de ar, como o alvéolo, a tensão
superficial produz uma força direcionada
para dentro.”
 
Nos pulmões a tensão superficial leva o
alvéolo a assumir o menor diâmetro
possível.
 
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Durante a respiração, a tensão superficial
deve ser superada para expandir os
pulmões, durante cada inspiração.
 
É responsável por 2/3 da retração elástica
do pulmão, que diminui o tamanho dos
alvéolos durante a expiração.
 
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SURFACTANTE
 
Presente no líquido alveolar, reduz a
tensão superficial até abaixo da tensão
superficial da água pura.
 
Ex.: Síndrome da Angústia Respiratória do
recém-nascido(deficiência do surfactante).
 
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Refere-se a quanto esforço é necessário
para estirar os pulmões e a parede
torácica.
 
Complacência ALTA- Expansão Facilitada
Complacência BAIXA- Resistência à
Expansão
 
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
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Fatores que influenciam a Complacência
Pulmonar:
 
Elasticidade
Tensão Superficial (o surfactante, no
líquido alveolar, reduz a tensão superficial).
 
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�
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Cicatrizes no tecido pulmonar. Ex.:
Tuberculose.
Tecido pulmonar cheio de líquido. Ex.:
Edema pulmonar.
Deficiência do surfactante.
Diminuição da expansão do pulmão, por
motivos variáveis. Ex.:paralisia dos
músculos intercostais.
 
 
•
 
Enfisema Pulmonar (destruição das
fibras elásticas situadas nas paredes dos
alvéolos).
 
�
�
A velocidade do fluxo de ar pelas vias
aéreas depende tanto da diferença de
pressão quanto da resistência:
 
Fluxo de ar = Pressão entre os alvéolos -
Atmosférica / Resistência
As paredes das vias aéreas,
especialmente dos bronquíolos oferecem
resistência ao fluxo de ar normal dentro e
fora dos pulmões.
 
 
Durante a inalação
 
 
Expansão dos pulmões
 
 
Dilatação dos bronquíolos
 
�
�
�
Vias aéreas com diâmetros maiores tem
menor resistência.
 
A resistência das vias aéreas aumenta
durante a exalação, a medida que o
diâmetro dos bronquíolos diminui.
 
O grau de contração ou relaxamento da
musculatura lisa nas paredes das vias aéreas
regula o diâmetro das vias aéreas e, assim, a
resistência.
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Sinais aumentados, provenientes do
sistema simpático (sistema nervoso
autônomo) relaxamento músculo liso
 broncodilatação  diminuição da
resistência.
Qualquer condição que diminua ou
obstrua as vias aéreas  aumento da
resistência e mais pressão será
necessária para manter o mesmo fluxo de
arDPOC.
 
�
 
Em repouso, o adulto saudável respira
cerca de 12 vezes por minuto (média),
com cada inspiração e expiração
movimentando cerca de 500 ml de ar para
dentro e para fora dos pulmões.
 
 
 
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Volume Corrente (VC) = Volume de uma
respiração.
 
Ventilação – minuto (VM) = Volume totalde ar inalado e exalado em um minuto – é
a frequência respiratória multiplicada
pelo volume corrente:
VM = 12 Respiração / minuto X 500 ml = 6
litros / min.
 
�
�
Ventilação por minuto abaixo da normal
indica usualmente um sinal de mau
funcionamento pulmonar.
 
O aparelho usado para medir o volume de
ar trocado durante a respiração e a
freqüência respiratória é o
RESPIRÔMETRO ou ESPIRÔMETRO.
 
� O Volume Corrente varia de pessoa por
pessoa e na mesma pessoa, em épocas
diferentes.
 
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Respirando profundamente podemos
inspirar mais ar do que 500 mL. Este ar
inalado é chamado  Volume de Reserva
Inspiratória (VRI)  3100 ml.
Se inalarmos normalmente e após,
exalarmos forçadamente devemos por
para fora cerca de 1200 ml de ar, além dos
500 mL de ar corrente  Volume de
Reserva Expiratória (VRE) Volume
expiratório forçado em 1 seg.
 
� OBS.: A DPOC reduz muito o VEF pois há
aumento da resistência das vias aéreas.
 
� Mesmo após o volume de reserva ser
expelido, quantidade considerável de ar
permanece nos pulmões, porque a
pressão intrapleural subatmosférica
mantém os alvéolos ligeiramente inflados
e um pouco de ar permanece nas vias
aéreas não passíveis de colapso 
Volume Residual  cerca de 1200ml.
 
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CAPACIDADE INSPIRATÓRIA
Volume de Reserva inspiratória  Volume
Corrente (3100  500  3600 ml).
CAPACIDADE FUNCIONAL
Volume Residual e Volume de Reserva
Expiratório (1200  1200  2400 ml).
 
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CAPACIDADE VITAL  Soma do Volume
de Reserva Inspiratório  Volume
Corrente  Volume de Reserva
Expiratória (3100  500  1200  4800
ml).
CAPACIDADE PULMONAR  Soma de
todos os volumes (3100  500  1200
 1200  6000 ml).
 
Difusão de Gases
Ocorre de uma área de maior concentração para
uma de menor concentração.
Unidade Respiratória
É composta por bronquíolo respiratório, ductos
alveolares, átrios e alvéolos (cerca de 300 milhões
nos dois pulmões).
 
As paredes alveolares são extremamente finas e
existe rede extremamente densa de capilares
interconectados.
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As trocas de oxigênio e dióxido de
carbono, entre o ar e os alvéolos e o
sangue pulmonar, ocorrem por meio de
Difusão Passiva.
Leis Gasosas: Lei de Dalton e Lei de Henry.
 
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LEI DE DALTON
Importante para a compreensão de como
os gases se movem ao longo de suas
diferenças de pressão (através da difusão)
.
“Cada gás, em uma mistura de gases,
exerce sua própria pressão como se
todos os outros gases não estivessem
presentes”.
 
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�
A pressão de um gás específico, em uma
mistura é chamada Pressão Parcial (Px).
 
OBS.: A pressão total da mistura é
calculada somando todas as pressões
parciais.
 
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Ex: O Ar Atmosférico (mistura de gases):
nitrogênio (N2), oxigênio (O2), vapor
d‘água ( H2O), dióxido de carbono (CO2) e
outros gases.
 
Pressão atmosférica (760 mmHg) = PN2
+ PO2 + PH2O+ PCO2 + P outros gases.
 
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

As pressões parciais determinam o
movimento de O2 e CO2:
Entre a atmosfera e os pulmões
Entre os pulmões e o sangue
Entre o sangue e as células teciduais
 
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�
“Quanto maior a diferença da pressão
parcial, mais rápida será a velocidade da
difusão”.
 
Cada gás propaga-se com velocidade
determinada por sua própria pressão
parcial.
 
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Explica como a solubilidade de um gás se
relaciona com a sua difusão.
“A quantidade de gás que se dissolve em
um líquido é proporcional à pressão
parcial do gás e a seu coeficiente de
solubilidade”.
Quanto maior o coeficiente de
solubilidade, mais gás permanecerá na
solução.
 
�
�
�
Ex.: Em comparação com o oxigênio:
muito mais CO2 dissolvido no plasma.
Coeficiente de Solubilidade do CO2 é 24
vezes maior que o de O2.
OBS.: O ar que respiramos contém quase
79% de N2. Porém na pressão ao nível do
mar, ele pouco se dissolve no plasma
sangüíneo. Seu coeficiente de
solubilidade é muito baixo.
 
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RESPIRAÇÃO EXTERNA (Pulmonar)
Troca de O2 entre o ar nos alvéolos dos
pulmões e o sangue nos capilares
pulmonares.
Resulta na conversão de:
Sangue Desoxigenado (proveniente do
lado direito do coração)  Sangue
Oxigenado (que retorna para o lado
esquerdo do coração).
 
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Troca de O2 e CO2 entre os capilares
sistêmicos e as células teciduais.
 Resulta na conversão:
Do Sangue Oxigenado  Sangue
Desoxigenado.
OBS.: O VE bombeia sangue para a aorta e
pelas artérias sistêmicas para os
capilares sistêmicos e, finalmente para as
células teciduais.
 
Transporte de Oxigênio no Sangue
Normalmente, cerca de 97% do oxigênio transportado dos
pulmões para os tecidos são transportados em combinação
química com a hemoglobina nos eritrócitos.
 
 
Os 3% restantes encontram-se no estado dissolvido, na
água do plasma e das células.
 
 
Em condições normais, o oxigênio é levado aos tecidos
quase totalmente pela hemoglobina.
A molécula de oxigênio combina-se frouxamente e de modo
reversível, com a hemoglobina.
 
Quando a Pressão de O2 está elevada – como nos capilares
pulmonares, o oxigênio liga-se à hemoglobina;
 
 
Quando a pressão de O2 está baixa - o oxigênio dissocia-se da
hemoglobina.
Combinação Reversível do Oxigênio com a
Hemoglobina
Hematose - nos alvéolos pulmonares
Nos tecidos ocorre um processo inverso.
 
Cerca de 23% do gás carbônico liberado pelos tecidos
associam-se à própria hemoglobina, formando a
carboemoglobina. O restante se dissolve no plasma.
A maior parte do gás carbônico (cerca de 70%) liberado pelas
células no líquido tissular penetra nas hemácias e reage com
a água, formando o ácido carbônico, que logo se dissocia e
dá origem a íons H+ e bicarbonato, difundindo-se para o
plasma sanguíneo onde ajuda a manter a acidez do sangue.
A maior parte do gás carbônico (cerca de 70%) liberado pelas células
no líquido tissular penetra nas hemácias e reage com a água,
formando o ácido carbônico.
Cerca de 23% do gás carbônico
liberado pelos tecidos
associam-se à própria
hemoglobina, formando a
carboemoglobina. O restante
se dissolve no plasma.
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A frequência respiratória – 16 bat/min
Controle – centro respiratório localizado no
bulbo ( possui células nervosas sensíveis às
mínimas variações das concentrações
sanguíneas de CO2 e O2.
Quando o CO2 aumenta no sangue → acidose
→ CO2 + H2O → (H2CO3) ácido carbônico →
libera íons H+ que se a acumulam no sangue →
ph < 7,4
 
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Bulbo → estimula músculos intercostais e o
diafragma → intensificam a frequência cardíaca
 ( taquipinéia) → eliminam o excesso de CO2
Se a concentração de O2 ↓ no sangue (hipóxia)
→ os quimiorreceptores localizados nas
paredes da artéria aorta e das carótidas são
estimuladas e enviam impulsos ao bulbo →
aciona os músculos respiratórios → ↑
frequência e a captura do O2 do ar.
 
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CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3-
RESPIRAÇÃO = CONTROLE DO pH DO
SANGUE
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 ACIDOSE
Desloca reação para
direita
EXCITA centro
respiratório
> Freq. Resp. + Mov.
Resp.
>Produção de CO2
> pH até valor normal
 
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�
 ALCALOSE
Desloca reação para
esquerda
DEPRIME centro
respiratório
< Freq. Resp. + Mov.
Resp.
>Retenção de CO2
< pH até valor normal
 
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CONTROLE
AUTOMÁTICO PELO
CENTRO RESPIRATÓRIO
(BULBO)
QUIMIORRECEPTORES
PARA pH DO PLASMA
CONTROLE NERVOSO
DO DIAFRAGMA E
MUSCUSCULOS
RESPIRATÓRIOS
 
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Para trabalho sedentário 300 litros
Para trabalho físico leve 350 litros
Para trabalho físico médio 500 litros
Para trabalho físico intenso 600 litros
 
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◦
◦
Elevação da pressão do líquido intersticial
pulmonar da faixa negativa para positiva.
 
Causas de edema pulmonar
Insuficiência cardíaca esquerdaLesão da membrana capilar pulmonar
 
 
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Bloqueio da drenagem linfática
Redução acentuada da pressão
Ruptura das membranas capilares
 
 
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Inflamação da laringe, mais freqüentemente
causada por infecção respiratória, agentes
irritantes ou grito ou tosse excessivos.
Impede a contração das pregas ou produz
tumefação e elas não conseguem vibrar.
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Incisão na cartilagem
cricóidea e introdução
de tubo na traquéia
Obstrução
Muco
 
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Contrações espasmódicas do diafragma,
seguida pelo fechamento espasmódico da
laringe que produz um som agudo na inspiração.
Estímulo pela irritação das terminações
nervosas sensitivas do TGI
Indigestão, ingestão muito rápida, com muito ar
Susto X adrenalina
 
FIM!