Sistema Respiratório - Resumo

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Sistema Respiratório 
Função: troca de oxigênio e dióxido de carbono entre o ambiente e as células do corpo. 
	
Vias aéreas
Estruturas subdivididas em:
Zona de condução: traz o ar para dentro e para fora dos pulmões
Zona respiratória: onde ocorrem as trocas gasosas
Zona de condução
- Nariz, nasofaringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos e bronquíolos terminais.
- Levam o ar para dentro e para fora da zona respiratória onde ocorre a troca gasosa, com aquecimento, umidificação e filtragem do ar, antes que ele chegue à região de trocas gasosas.
- A traqueia é a principal via condutora aérea. Ela se divide em dois brônquios, um para cada pulmão, que se dividem em brônquios menores, que se dividem de novo. 
- As vias de condução aérea são revestidas por células secretoras de muco e células ciliadas, que atuam na remoção de partículas inaladas. Pequenas partículas podem penetrar nas vias aéreas, onde são captadas por muco que são levadas para cima pelo batimento rítmico dos cílios. 
 Zona respiratória
- Inclui as estruturas com alvéolos e participam das trocas gasosas: os bronquíolos respiratórios, os ductos alveolares e os sacos alveolares.
- Os bronquíolos respiratórios são estruturas de transição, possuem cílios e musculatura lisa, mas são considerados parte da região de trocas gasosas porque brotam ocasionalmente alvéolos de suas paredes.
- Os ductos alveolares são completamente revestidos com alvéolos, mas não contém cílios e apenas pouca musculatura lisa.
- Os alvéolos são evaginações, na forma de sacos, das paredes dos bronquíolos respiratórios, dos ductos alveolares e dos sacos alveolares.
- As trocas gasosas entre o gás alveolar e o sangue do capilar pulmonar podem ocorrer, rápida e eficientemente, através dos alvéolos porque as paredes alveolares são delgadas, tendo grande área de superfície para a difusão.
Fluxo sanguíneo pulmonar
- É o débito cardíaco do lado direito do coração.
- As artérias pulmonares se ramificam em artérias progressivamente menores.
- A regulação do fluxo sanguíneo pulmonar é realizada pela alteração da resistência das arteríolas pulmonares, controlada por fatores locais, principalmente, O2.
Transporte de Oxigênio no Sangue
- Formas de O2 no sangue: dissolvido e ligado à hemoglobina.
- A hemoglobina é necessária para o transporte de oxigênio, pois ele dissolvido no sangue é inadequado para suprir a demanda metabólica dos tecidos.
O O2 Dissolvido
- Oxigênio dissolvido é 2% do total de O2 no sangue.
- Oxigênio dissolvido é a única forma de O2 que produz pressão parcial que estimula a difusão de O2.
- O O2 ligado à hemoglobina não contribui para a pressão parcial do oxigênio.
O O2 Ligado à Hemoglobina
- Os 98% remanescentes do conteúdo total de O2 no sangue são reversivelmente ligados à hemoglobina.
- A hemoglobina é proteína globular, consistindo de quatro subunidades. Cada subunidade contém um domínio heme, que é uma porfirina ligada ao íon ferro, e uma cadeia polipeptídica que é designada como α e β.
- A hemoglobina é chamada . Cada subunidade pode ligar-se a uma molécula de O2, para o total de quatro moléculas de O2 por molécula de hemoglobina.
Transporte de Dióxido de Carbono no Sangue
- Formas de CO2 no sangue: dissolvido como carbaminoemoglonia e como bicarbonato.
- A forma de bicarbonato (HCO3-) é quantitativamente a mais importante.
CO2 Dissolvido
- 5% do conteúdo total de CO2 no sangue
Carbaminoemoglobina
- O CO2 se liga aos grupos terminais amina nas proteínas (hemoglobina e albumina). Quando o CO2 está ligado à hemoglobina, é chamado de carbanimoemoglobina, que responde por cerda de 3% do total de CO2.
- O CO2 se liga à hemoglobina em sítio distinto ao utilizado pelo O2.
- A ligação do CO2 à hemoglobina reduz a sua afinidade pelo O2, por outro lado o O2 ligado à hemoglobina muda sua afinidade pelo CO2, e, quando existe menos O2 ligado, a afinidade da hemoglobina pelo CO2 aumenta.
HCO3- 
- Quase todo o CO2 transportado no sangue está na forma quimicamente modificada, HCO3-, correspondendo por mais de 90% do total de CO2. 
- A formação do bicarbonato vem da reação entre o CO2 e a água, catalisada pela anidrase carbônica, formando H2CO3. Esse ácido se dissocia em H+ e em HCO3-.
1. Nos tecidos, o CO2 é produzido a partir do metabolismo aeróbico. Se difunde através das membranas plasmáticas, e cruza a parede capilar para o interior do eritrócito. Essa difusão simples ocorre por causa da pressão parcial do CO2.
2. A anidrase carbônica é encontrada em elevada concentração nos eritrócitos. Ela catalisa a hidratação do CO2 para formar ácido carbônico.
3. Nas hemácias, o H2CO3 se dissocia em H+ e HCO3-. O H+ permanece nas hemácias e vai ser tamponado pela deoxiemoglobina, e o HCO3- é transportado para o plasma, por troca de Cl-. 
4. O sangue chega ao terminal venoso dos capilares, a hemoglobina está na sua forma desoxigenada. O H+ gerado a partir do CO2 tecidual faz com que a hemoglobina libere O2 mais rapidamente para os tecidos.
5. O HCO3- é transportado até os pulmões no plasma do sangue venoso. A troca de Cl- e HCO3- é executada por proteína trocadora de ânions, chamada proteína da banda três.
Fluxo Sanguíneo Pulmonar
Fluxo Sanguíneo Pulmonar, Pressão e Relações de Resistência
- O fluxo cardíaco sanguíneo pulmonar é diretamente proporcional ao gradiente de pressão entre a artéria pulmonar e o átrio esquerdo e é inversamente proporcional à resistência da vasculatura pulmonar. 
- A razão do fluxo sanguíneo sistêmico é que as pressões e resistências pulmonares são proporcionalmente menores que as pressões e resistências periféricas.
Regulação do Fluxo Sanguíneo Pulmonar
- O fluxo sanguíneo é regulado pela alteração da resistência das arteríolas. As alterações são reguladas pela variação do tônus da musculatura lisa arteriolar; na circulação pulmonar são mediadas por substâncias vasoativas locais, principalmente O2.
- O fator que regula o fluxo sanguíneo é a pressão parcial do O2, no gás alveolar, PAO2. A redução da pressão produz vasoconstrição pulmonar, vasoconstrição hipóxica. 
- A vasoconstrição hipóxica é um mecanismo adaptativo, reduzindo o fluxo sanguíneo pulmonar para áreas mal ventiladas, onde o fluxo sanguíneo seria “desperdiçado”. Dessa forma, o fluxo sanguíneo pulmonar é direcionado para longe de regiões com alvéolos pouco ventilados, onde as trocas gasosas seriam inadequadas, em direção às regiões bem ventiladas do pulmão, e as trocas gasosas serão melhores.
 - O mecanismo da vasoconstrição hipóxica envolve a ação direta da PO2 alveolar sobre a musculatura lisa das arteríolas. A musculatura lisa vascular detecta a hipóxia, vasocontrai e reduz o fluxo sanguíneo pulmonar para a região.
Controle da Respiração
- A respiração é controlada por centros no tronco encefálico. Existem quatro componentes desse sistema de controle: (1) quimiorreceptores para O2 ou CO2; (2) mecanorreceptores, nos pulmões e articulações; (3) centros de controle parar a respiração no tronco encefálico (bulbo e ponte); e (4) músculos respiratórios, cuja atividade é controlada por centros no tronco encefálico.
- Controle neural da respiração.
Dois mecanismos básicos independentes controlam a respiração:
Controle voluntário: localizado no córtex cerebral e envia impulsos aos neurônios motores pelos tratos corticoespinhais.
Controle automático: localizado na ponte e no bulbo e a saída eferente proveniente desse sistema para os neurônios motores está localizado na substancia branca da medula espinhal, entre os tratos corticoespinhais lateral e ventral 
O Tronco Encefálico No Controle Da Respiração
- Respirar é o processo involuntário que é controlado pelo bulbo e pela ponte no tronco encefálico. A frequência da respiração normal e involuntária é controlada por três grupos de neurônios ou centros do tronco encefálico: o centro respiratório bulbar, o centro apnêustico e o centro pneumotáxico.
Centros Respiratórios do Bulbo
- Localizado na formação reticulare é composto por dois grupos de neurônios: centro inspiratório e centro expiratório.
- Centro inspiratório: localizado no grupo dorsal de neurônios respiratórios e controla o ritmo básico para a respiração pelo ajuste da frequência da inspiração. O centro inspiratório envia informação de saída motora para o diafragma pelo nervo frênico. O padrão de atividade no nervo frênico inclui o período de quiescência, seguido por conjunto de salvas (burst) de potenciais de ação que aumentam de frequência por alguns segundos, e então volta à quiescência.
- Centro expiratório: localizado nos neurônios respiratórios ventrais e é responsável pela expiração. Já que a expiração é, normalmente, processo passivo, esses neurônios estão inativos durante a respiração calma.
Centro Apnêustico
- Apneuse é o padrão de respiração, anormal, produzido por inspirações arfantes prolongadas, seguidas por breve movimento expiratório. A estimulação do centro apnêustico excita o centro inspiratório no bulbo, produzindo longo período de potenciais de ação no nervo frênico, e prolongamento acentuado da contração do diafragma.
Centro Pneumotáxico
- O centro pneumotáxico desliga a inspiração, limitando a salva de potenciais de ação, no nervo frênico. Localizado nos níveis mais altos da ponte, limita o volume corrente e regula, secundariamente, a frequência respiratória. Ritmo da respiração persiste na ausência desse centro.
Córtex Cerebral
- Os comandos do córtex cerebral podem, temporariamente, sobrepor-se aos centros automáticos do tronco encefálico.
- A pessoa pode hiperventilar voluntariamente, por exemplo. A consequência é a redução da pressão do gás carbônico, o que causa aumento do pH arterial. No entanto, é autolimitante porque a redução da PCO2 produzirá inconsciência e a pessoa vai reverter para o padrão respiratório normal
Quimiorreceptores
- O tronco encefálico controla a respiração pelo processamento da informação motora ao diafragma.
- As informações mais importantes são aquelas que envolvem a PaCO2, PaO2 e o pH arterial.
Os Quimiorreceptores Centrais
- Os quimiorreceptores centrais, localizados no tronco encefálico, na superfície central do bulbo, são os mais importantes para o controle, minuto a minuto, da respiração. Se comunicam diretamente com o centro inspiratório.
- São sensíveis às mudanças de pH do líquido cerebrospinal (LCE).
- Baixas no pH do LCE produzem aumento na frequência respiratória (hiperventilação), e as elevações do pH do LCE produzem reduções na frequência de respiração (hipoventilação).
- O objetivo dos quimiorreceptores centrais é manter a PCO2 arterial dentro das faixas normais, se possível.
Quimiorreceptores Periféricos
- Existem quimiorreceptores periféricos para O2, CO2 e H+ nos corpos carotídeos localizados na bifurcação das artérias carótidas comuns e nos corpos aórticos acima e abaixo dos arcos aórticos. 
- A informação sobre a PO2, o PCO2 e o pH é transmitida aos centros inspiratórios que orquestram a variação apropriada da frequência respiratória.
- A responsabilidade mais importante dos quimiorreceptores periféricos é a detectar alterações da PO2 arterial. Se a PO2 arterial cair para menos de 60 mmHg, a frequência respiratória aumenta de modo muito acentuado e linear. Nessa faixa de PO2, os quimiorreceptores são, intensamente, sensíveis ao O2.
- Os quimiorreceptores periféricos detectam aumentos da PCO2, mas o efeito é menos importante que sua resposta às reduções de PCO2. A detecção de variações da PCO2 pelos quimiorreceptores periféricos também é menos importante que a detecção de mudanças da PCO2 central pelos quimiorreceptores centrais.
- Reduções do pH arterial também causam aumento da ventilação, mediado pelos quimiorreceptores periféricos para o H+. Na acidose metabólica, os quimirreceptores são estimulados, diretamente, para aumentar a frequência ventilatória.