FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA glívia

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FISIOLOGIA DO SISTEMA 
RESPIRATÓRIO
“Mecanismos envolvidos no ato da 
respiração e na troca gasosa”
Profa. M.Sc. Glívia Barros*
*Graduação em Fisioterapia- UFPE
*Mestre em Patologia– Núcleo de Pós-Graduação em Patologia/UFPE
*Coordenadora de Fisioterapia- Santa Casa de Misericórdia de Recife
*Coordenadora do Curso de Especialização em Fisioterapia em Terapia Intensiva/FAMEC
* Docente Estácio- Recife – 2011 - Atual
* Membra da ASSOBRAFIR- Regional/PE
Introdução
Funções do Sistema Respiratório
Troca de gases
Filtração (pêlos e cílios)
Aquecimento (capilares sanguíneos)
Umidecimento (glândulas da mucosa)
Defesa do organismo
Metabolizam ou modificam substâncias vasoativas
Termoregulação
Equilíbrio ácido-base
ANATOMIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO:
VIAS AÉREAS SUPERIORES – Filtração, Umidecimento , 
Aquecimento e Condução 
ANATOMIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO:
VIAS AÉREAS INFERIORES – Condução e trocas gasosas 
do sangue / ar alveolar 
“O pulmão não é um 
conjunto de tubos cada vez 
mais estreitos colocados em 
paralelo, mas uma sequencia 
infinita de superfícies 
crescentes dispostas em 
série...” 
Geometria espacial 
do pulmão
“A fisioterapia 
Respiratória está 
integrada ao modelo 
físico-matemático”
(Guy Postiaux, 2016)
23 gerações
Modelo morfométrico de Weibel
Anatomia do Sistema Respiratório
ZONA DE CONDUÇÃO
Espaço morto anatômico ( até bronquílos terminais ) = 150 mL
Anatomia do Sistema Respiratório
Sistema Mucociliar – Remoção das partículas inaladas + Muco
Zona Condutora
10-15 mm/min (saudáveis)
6 mm/min (tabagistas)
Camada Gel e Sol
Batimento ciliar 
Movimento Metacronal
Foster, 2002.
Schans , 2007.
Depuração de vias aéreas
B2-agonistas
Exercícios
Narcose
Sedativos
Viscosidade
ITR 
Discinesias
Imobilidade
2-10mícrons
Rubin, 2002.
densa e viscosa,  proteína
Fluida e  água
Anatomia do Sistema Respiratório
ZONA RESPIRATÓRIA- HEMATOSE
PULMÃO PROFUNDO
Bronquíolos respiratórios – Ductos alveolares – Alvéolos – Saco alveolar ou Ácino
Anatomia do Sistema Respiratório
OS ALVÉOLOS E O SURFACTANTE
(Estabilidade dos Alvéolos)
Reveste a camada interna alveolar
Reduz a tensão superficial (previne
colabamento expiratório)
Pneumócitos
tipo II
• Mecânica ventilatória – Tensão superficial
– Surfactante – (produzido pelos pneumócitos tipo II) 
atua diminuindo a tensão superficial do líquido que 
envolve os alvéolos 
Lei de Laplace:
“A pressão no interior do alvéolo é diretamente 
proporcional à tensão superficial e inversamente 
proporcional ao raio.”
P = 4T
r
Surfactante
Anatomia do Sistema Respiratório
ZONA DE CONDUÇÃO X RESPIRATÓRIA
PRINCÍPIO DE BERNOULLI
Dinâmica de fluidos dos gases: Com 
fluxo e sem fluxo
MOVIMENTO BROWNIANO
 Até a 4ª geração tem fluxo turbulento
 Da 5ª a 10ª geração tem fluxo 
laminar
 A partir da 7ª geração tem-se área 
puramente estéreo, livre de 
aerocontaminantes.
 A partir da 10ª geração (área de 
secção de 80-140m²), caracterizada 
por PULMÃO PROFUNDO (85%), não 
existe fluxo, o ar vai se renovar por 
movimento Browniano 
(Guy Postiaux, 2015)
Fisiologia do Sistema Respiratório
Pode ser dividida em 4 grandes eventos funcionais:
1. Ventilação Pulmonar
2. Difusão de O2 e CO2 entre os alvéolos e o sangue 
(troca gasosa)
3. Transporte de O2 e CO2 no sangue
4. Regulação da Ventilação
VENTILAÇÃO
• É o movimento de gás para dentro e para fora do pulmão. 
Envolve movimentos das paredes da caixa torácica e seu 
assoalho, o diafragma.
Mecânica Ventilatória 
Pressões Respiratórias
Pleuras
INSPIRAÇÃO
EXPIRAÇÃO
externos
internos
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
O CICLO RESPIRATÓRIO
O CICLO RESPIRATÓRIO
O CICLO RESPIRATÓRIO
O CICLO RESPIRATÓRIO
O CICLO RESPIRATÓRIO
PROPRIEDADES ELÁSTICAS DO 
PULMÃO
• Complacência: capacidade de expandir-se contra as 
forcas elásticas do pulmão.
• Elasticidade: capacidade de retornar ao estado normal
• Resistência: forças que se opõe ao fluxo aéreo
Histerese Pulmonar
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
É a resistência ao fluxo de ar, pelas vias aéreas 
condutoras do pulmão
Fluxo laminar
Fluxo turbulento
Volumes e Capacidades Pulmonares
500mL
3000mL
4.600mL
3.500mL
1.200mL
1.100mL
2.300mL
5.800mL
DIFUSÃO DOS GASES:
Trocas Gasosas – Lei de Fick
Vgas = A.(P1-P2).K
E
DIFUSÃO DOS GASES:
Espessura de membrana;
Área de superfície da membrana;
Coeficiente de difusão do gás;
Diferença de pressão entre os dois 
lados da membrana respiratória.
Fatores que afetam a velocidade de 
difusão dos gases através da membrana 
respiratória
Organização morfofuncional
ZONA DE CONDUÇÃO X RESPIRATÓRIA
Gerações da árvore brônquica - Lei de Fick
PERFUSÃO:
É caracterizada pela passagem do sangue pelo capilar 
pulmonar, carreando o O2 para nutrir os tecidos.
VENTILAÇÃO / PERFUSÃO 
Efeito Shunt
Efeito Espaço Morto
TRANSPORTE 
97% O2 + Hb HbO2 
(Oxiemolobina)
3%  O2 + Plasma
7%  CO2 + Plasma
23%  CO2 + HbHbCO2 
(Carboemolobina)
70%  na forma de bicarbonato 
O2 CO2
TRANSPORTE DOS GASES NA CIRCULAÇÃO
• O2 - transportado dissolvido ou ligado à Hb
• Dissolvido - Obedece a Lei de Henry
• “A solubilidade de um gás em determinado líquido, a 
determinada temperatura é diretamente proporcional à 
pressão parcial do gás sobre a solução e à constante de 
solubilidade deste gás naquele líquido” 
C = K x P
C = quantidade de gás dissolvido
K = constante de solubilidade
P = pressão parcial do gás
• O2 Dissolvido - Lei de Henry: C = K x P
– K do O2 no plasma = 0,003 
– Para cada 1 mmHg de pressão parcial, haverá 
0,003 ml de O2 em 100 ml de plasma
– Obs: 100mmHg de pressão parcial - 0,3ml de O2 em 
100 ml de plasma (4.000 ml de plasma 24 ml O2) 
(insuficiente para as necessidades) 
TRANSPORTE DOS GASES NA CIRCULAÇÃO
• CO2 Dissolvido - Lei de Henry: C = K x P
– K do CO2 no plasma = 0,06, ou seja 20 vezes mais 
solúvel que o O2 (0,003)
• CO2 na forma de Bicarbonato:
– CO2 + H2O  H2CO3 H+ + HCO3
-
– É a forma mais importante de transporte de CO2
TRANSPORTE DOS GASES NA CIRCULAÇÃO
• Avaliação Clínica da Oxigenação
• Hb é Violácea (roxa) e para ser detectada 
cianose é necessário > 5 g% de Hb
•  Anemia intensa é difícil detectar cianose (ex:
Insuficiência Renal Crônica ~ Hb = 6 g.dl-1) 
•  Poliglobulia podemos detectar cianose com muita 
facilidade (ex: DBPOC ~ Hb = 20 g.dl-1)
• Curva de dissociação da Hb
• Representação gráfica da pressão parcial de O2
versus o teor de O2 ligado á Hb e sofre influência 
de fatores:
–  de CO2,  Temperatura,  2,3 DPG e acidose -
deslocam a curva para direita (facilitando a liberação 
do O2 para os tecidos) 
TRANSPORTE DOS GASES NA CIRCULAÇÃO
• Curva de dissociação da Hb
TRANSPORTE DOS GASES NA CIRCULAÇÃO
MEDIDA DOS GASES NA CIRCULAÇÃO
• Medida da Saturação da Hb pelo O2:
– Gasometria arterial - pH, PaO2, PaCO2, BE, SaO2, 
HCO3
-
– Oximetria de Pulso - Espectofotômetro com 
comprimento de onda específico para Hb e HbO2
em tecido pulsátil (plestimógrafo)
Circulação pulmonar
• Dupla e com capacidade de acomodar
grandes volumes de sangue à baixa
pressão.
Circulação pulmonar
Efeitos gravitacionais
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
• Distribuição do Fluxo Sangüíneo Pulmonar
Zonas de 
West 
Ritmo é controlado pelos:
Centros respiratórios - centro inspiratório e expiratório 
localizados na ponte e bulbo. Essescentros são ativados 
por:
1. Quimiorreceptores centrais respondem a alteração de 
pH no LCR, pH baixo aumenta a Ventilação
2. Quimiorreceptores periféricos – arco aórtico e 
carótidas ( PaO2, PaCO2 e pH)
CONTROLE DA RESPIRAÇÃO
Controle Neurológico da Ventilação
Ritmo - controlado pelos centros respiratórios.
Bulbo – centro inspiratório e expiratório
Ponte – controla freqüência e profundidade
Centro apnêustico – inspirações profundas e prolongadas
Centro pneumotáxico – padrão da respiração
Quimiorreceptores centrais – bulbo – LCR – pH –
pulmão (profundidade e freqüência)
Quimiorreceptores periféricos – arco aórtico e carótidas 
( PaO2, PaCO2 e pH)
Proprioreceptores – músculos e articulações
Barorreceptores – corpos aórticos e carotídeos
“DRIVE” RESPIRATÓRIO: COMANDO NEURAL RESPIRATÓRIO
Inervação Pulmonar e da Musculatura 
Torácica
• Inervação Somática: nervos frênicos e intercostais
• Inervação Autônoma: nervos vagos 
– Vias eferentes – nn.laríngeos recorrentes
– Vias aferentes – reflexo vagovagal e receptores J
• Controle da Ventilação Pulmonar
• Controle Central (ponte, bulbo)
• Sensores Efetores
• (Quimiorreceptores, pulmão (Músculos 
e outros receptores) respiratórios)