Respiratório

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FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO
Universidade de Cruz Alta
Curso de Medicina Veterinária
Disciplina de Fisiologia Veterinária II - Especial
Prof. Vitor Sperotto
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SISTEMA RESPIRATÓRIO
Principal função do sistema respiratório é o transporte de oxigênio (O2) e dióxido de carbono (CO2) entre o meio ambiente e os tecidos.
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Estruturas e Funções
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Narinas
Aberturas pares externas a passagem do ar
Mais flexíveis e dilatáveis no eqüino e + rígidas nos suínos
Adaptação
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Cavidades Nasais
Separadas pelo septo nasal
Separadas da boca pelo palato duro e mole
Possui ossos turbinados (conchas)
Projeção para o interior das paredes dorsal e lateral
Dividem a narina em passagem de ar
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Cavidades Nasais
Meato dorsal 
Meato médio 
Meato comum 
Meato ventral 
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Cavidades Nasais
Funções:
Condução do ar.
Esfriamento do sangue que supre o encéfalo.
Epitélio olfatório localizado na porção caudal
Percepção de odores (função não respiratória)
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Faringe
Caudal às cavidades nasais
Via comum para passagem de ar e alimento
Glote (continuação à passagem de ar)
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Laringe
Caudal a glote
Órgão de fonação dos mamíferos
Produz som pela passagem controlada do ar, que faz a vibração das cordas vocais
Seringe: órgão de fonação das aves, localizado onde a traquéia se divide para formar os brônquios.
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Árvore Traqueobrônquica
Via primária de passagem do ar para os pulmões
Vias aéreas Maiores:
Traquéia e brônquios (direito e esquerdo)
Possuem até 24 ramos revestidos por epitélio ciliado secretor
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Árvore Traqueobrônquica
Possuem paredes com anéis cartilaginosos
Previne colapso
Anéis incompletos (permite variação no diâmetro)
Vias aéreas Menores:
Bronquíolos
Não apresentam cartilagem
Nem revestimento de tecido conjuntivo
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Árvore Traqueobrônquica
Ambas vias aéreas são revestidas por músculo liso (regula diâmetro)
Broncoconstrição
Substâncias irritantes inaladas (poeira)
Mediadores inflamatórios (histamina e leucotrienos)
Broncodilatação
Noradrenalina
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Árvore Traqueobrônquica
Traquéia  Brônquios  Bronquíolos  Bronquíolos Terminais  Bronquíolos Respiratórios  Duto Alveolar  Saco Alveolar  Alvéolo 
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Alvéolos Pulmonares
Local onde ocorre a difusão gasosa entre o ar e o sangue
Epitélio alveolar e Endotélio capilar estão intimamente associados
Local em que o sangue venoso da artéria pulmonar torna-se arterial
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Surfactante Pulmonar
Reduz a tensão superficial do revestimento alveolar
Forças de tensão superficial tentam colapsar os alvéolos
Mistura de lipídeos e proteínas
Dipalmitoilfosfatidilcolina: 
Componente lipídico + abundante
Responsável pela redução da tensão superficial
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Surfactante Pulmonar
Produzido nas células alveolares do tipo II.
Expiração   volume pulmonar  área de superfície alveolar se contrai  moléculas de surfactante concentram-se na superfície alveolar   a tensão superficial  evita colapso alveolar.
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Surfactante Pulmonar
Animais nascidos prematuramente possuem  surfactante  possuem dificuldade de insuflar os pulmões.
Produzido e liberado na fase final da gestação.
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Pulmões
Principais estruturas do sistema respiratório
Pares
Possuem seis lobos (bronquiolobar)
Localizados na cavidade torácica
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Pleura
Pleura Visceral
Envolve cada pulmão (direito e esquerdo)
Pleura Parietal
Envolve ambos os pulmões
Reveste as costelas
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Pleura
As duas superfícies pleurais são mantidas em estreita oposição por uma fina camada de Líquido Pleural.
Pulmão e caixa torácica interagem mecanicamente.
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Mediastino
Fica dorsalmente entre os dois pulmões.
Local de passagem da veia cava, duto linfático torácico, esôfago, aorta e traquéia.
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Fluxo Sanguíneo Pulmonar
Pulmão recebe fluxo sanguíneo de dois sistemas
Circulação Pulmonar:
Recebe o débito total do ventrículo direito.
Artéria pulmonar.
Perfunde os capilares alveolares.
Participa da troca gasosa.
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Fluxo Sanguíneo Pulmonar
Circulação Brônquica:
Ramo da circulação sistêmica.
Recebe 2% do débito do ventrículo esquerdo.
Artérias broncoesofágica e brônquica apical direita.
Fornece suprimento sanguíneo para as vias aéreas.
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Músculos que Auxiliam na Respiração
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Diafragma
Principal músculo inspiratório.
Lâmina musculotendínea em forma de cúpula.
Separa a cavidade torácica da abdominal.
Inervado pelo nervo frênico.
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Diafragma
Consiste em:
Porção costal se origina no processo xifóide.
Junções costocondrais da oitava à décima segunda costela.
Porção crural se origina da superfície ventral das primeiras 3 ou 4 vértebras lombares e se estende até o centro tendíneo do diafragma.
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Diafragma
Ápice da cúpula diafragmática se estende rostralmente até o 7º ou 8º espaço intercostal ao nível da base do coração.
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Músculos Intercostais Externos
Unem as costelas.
Ativos durante a inspiração.
Contração move as costelas rostralmente e para fora.
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Músculos Abdominais
Músculos expiratórios.
Aumenta a pressão abdominal.
Força o diafragma.
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Músculos Intercostais Internos
Músculos expiratórios.
Contração diminui o tamanho do tórax.
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MECÂNICA DA RESPIRAÇÃO
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Ciclos Respiratórios
Consiste de uma fase inspiratória seguida de uma expiratória.
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Ciclos Respiratórios
Inspiração:
Envolve alargamento do tórax e pulmões com um conseqüente refluxo de ar.
Tórax expande-se pela contração do diafragma.
Direção caudal.
Músculos intercostais.
Expandem o tórax para frente e para fora.
Requer + esforço que a expiração.
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Ciclos Respiratórios
Expiração:
Ato passivo da inspiração.
Processo ativo quando:
Respiração acelerada.
Obstruções na saída de ar.
Músculos intercostais contraem para auxiliar.
Músculos abdominais contraem as vísceras contra o diafragma.
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Tipos de Respiração
Abdominal:
Caracterizada por movimentos visíveis do abdômen.
Distende (inspiração).
Contrai (expiração).
Dor torácica.
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Tipos de Respiração
Costal:
Pronunciado movimento das costelas.
Dor abdominal.
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Estados de Respiração
Variações na freqüência dos ciclos respiratórios, na profundidade ou ambos.
Eupnéia: murmúrio respiratório normal, com ausência de desvio na freqüência ou profundidade.
Dispnéia: respiração difícil com visível esforço para respirar.
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Estados de Respiração
Hiperpnéia: caracterizada pelo aumento na profundidade, na freqüência ou ambos (exercício físico).
Polipnéia: respiração rápida e superficial.
Apnéia: cessação da respiração (estado transitório de parada respiratória).
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Volumes Pulmonares
Volume Corrente (VC): é a quantidade de ar respirado para dentro ou para fora durante um ciclo respiratório.  depende da necessidade de ventilação.
Volume Inspiratório de Reserva (VIR): é a quantidade de ar que pode ainda ser inspirado após inalação do volume corrente.
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Volumes Pulmonares
Volume Expiratório de Reserva (VER): é a quantidade de ar que pode ainda ser expirado após a exalação do volume corrente.
Volume Residual (VR): é a quantidade de ar que se mantém nos pulmões após a expiração mais forçada.
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Capacidades Pulmonares
Capacidade Total Pulmonar (CTP): é a soma de todos os volumes.
Capacidade Vital (CV): é a soma de todos os volumes menos VR.
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Capacidades Pulmonares
Capacidade Inspiratória (CI): é a soma do VC e VIR.
Capacidade Residual Funcional (CRF): é a soma do VER e VR (este é o volume pulmonar que é ventilado pelo VC).
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Freqüência Respiratória
É o número de ciclos respiratórios a cada minuto
Fatores que afetam:
Tamanho do corpo
Idade
Exercício
Excitação
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Freqüência Respiratória
Fatores que afetam:
Temperatura ambiente
Gestação
Grau de preenchimento do trato digestivo
Estado de saúde
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Pressões Respiratórias*
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Pressões Respiratórias
Pressão:
Concentração de um gás ou mistura de gases em uma determinada área. Os gases difundem-se de uma área com  pressão para uma com  pressão.
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Pressões Respiratórias
Pressão Parcial:
Considerando o equilíbrio de dois gases misturados, separados por uma membrana permeável, é a pressão exercida por um gás em particular na mistura.
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Pressões Respiratórias
Pressão Parcial  P
Pressão Parcial de Oxigênio  Po2
Pressão Parcial de Oxigênio no Sangue Arterial  Pao2
Pressão Parcial de Oxigênio no Sangue Venoso  Pvo2
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Pressões Respiratórias
Pressão Total:
É a soma das pressões parciais dos gases em uma mistura.
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Pressões Respiratórias
Ar Atmosférico:
Em condições ideais de temperatura e pressão 760 mmHg = 1 atm
21% O2 (Po2; 159 mmHg)
0,03% CO2 (Pco2; 0,23 mmHg)
79% N2 (PN2; 600 mmHg)
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Pressões Respiratórias
TOTAL = 760 mmHg composição ideal de ar atmosférico seco.
Pressão parcial de vapor d’água (PH2O) pode causar alteração (diluição) nas quantidades de gases.
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Pressões Respiratórias
Ar Alveolar
O processo de ventilação não evacua os alvéolos completamente em cada movimento respiratório
Composição aproximada do ar alveolar:
Po2 = 104 mmHg (159)
Pco2 = 40 mmHg (0,23)
PN2 = 569 mmHg (600)
PH2O = 47 mmHg (0,00)
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Pressões Respiratórias
TOTAL = 760 mmHg
PH2O de 47 mmHg representa 100% de umidificação do ar alveolar.
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Ventilação Pulmonar
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Ventilação Pulmonar
É o processo no qual ocorre troca de gás das vias aéreas e alvéolos pelo gás do ambiente.
A principal função da respiração é o favorecimento da ventilação.
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Ventilação do Espaço Morto
Espaço Morto Anatômico:
São as vias aéreas condutoras (narinas, cavidade nasal, faringe, laringe, traquéia, brônquios e bronquíolos) que levam até aos alvéolos, neste local não ocorre troca gasosa.
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Ventilação do Espaço Morto
Espaço Morto Alveolar:
Alvéolos com baixa perfusão capilar, a ventilação destes alvéolos não produz alterações significativas nos gases do sangue.
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Ventilação do Espaço Morto
Espaço Morto Fisiológico:
É a soma do espaço morto anatômico e espaço morto alveolar.
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Ventilação do Espaço Morto
Auxilia no resfriamento do corpo.
Auxilia na umidificação do ar inalado.
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Pressões que Favorecem a Ventilação
Pressão Intrapulmonar (PIPUL)
Interior dos pulmões.
Inspiração: o ar flui para dentro dos pulmões devido PIPUL < PATM.
Expiração: o ar flui para fora dos pulmões devido PIPUL > PATM.
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Pressões que Favorecem a Ventilação
Pressão Intrapleural (PIPLE)
Entre pleura visceral e parietal.
Auxilia os movimentos respiratórios PIPUL.
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Geração de Alterações de Pressão
PIPUL  durante a inspiração devido  do volume dos pulmões
PIPLE  devido o  do espaço intrapleural causado pela contração do diafragma e dos músculos intercostais
Relaxamento do diafragma permite a expiração
PIPLE é sempre negativa (<PATM)
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Pneumotórax
Entrada de ar atmosférico no espaço intrapleural.
Procedimentos cirúrgicos.
Acidentes traumáticos.
Contrações diafragmática não geram vácuo suficiente para inflar os pulmões.
Necessidade de ventilador mecânico.
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Pressão Mediastínica
Inspiração
 PIPLE.
 pressão do espaço mediastínico.
Ocorre  da pressão no interior das estruturas distendíveis desse espaço: veias cavas, duto linfático torácico e esôfago.
Auxilia no retorno venoso e linfático.
Associada a uma inspiração exagerada com o fechamento da glote auxilia no processo de ruminação dos ruminantes.
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Troca de O2 e CO2 entre Tecidos e Plasma
Ocorre por Difusão.
Movimento passivo em favor de um  gradiente de concentração.
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Difusão dos Gases Respiratórios
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Transporte de Oxigênio
Maior parte transportada pela hemoglobina
Uma molécula de hemoglobina combina-se com 4 de O2
O2  solubilidade no plasma (água)
Pequena quantidade é transportada em solução no plasma
20mL/dL de O2 no sangue arterial (20% volume)
Consumido 25% (atividade normal)
25% Coeficiente de Utilização
Atividades extenuantes consomem até 75%
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Transporte de Dióxido de Carbono
Transportado no sangue em solução ou em combinação química.
Quantidade produzida (céls.) excede a transportada (sangue).
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Regulação da Ventilação
Controlada pela pressão de:
O2
CO2
H+
Centro Respiratório (Tronco Encefálico)
Possui quatro regiões específicas:
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Regulação da Ventilação
Centro Pneumotorácico:
Modulador da sensibilidade
Ativa o término da inspiração e facilita a expiração
Centro Apnêustico
Associado a inspiração profunda
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Regulação da Ventilação
Grupo Respiratório Dorsal
Inflação dos pulmões
Grupo Respiratório Ventral
Possui neurônios inspiratórios e expiratórios
Auxilia na inspiração (iniciada pelos NGRD)
Auxilia na expiração
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Controle Nervoso
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Reflexos de Hering-Breuer (RHB)
Receptores localizados no pulmão (brônquios e bronquíolos).
Receptores dos RHB geram impulso nervoso.
Transmitidos até o centro respiratório por fibras do nervo vago.
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Reflexos de Hering-Breuer (RHB)
Efeito da estimulação dos receptores de inflação:
Inibir a inspiração.
Estimulação dos neurônios do grupo respiratório dorsal.
Estimulação dos neurônios do grupo respiratório ventral.
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Receptores Cutâneos
Excitatório para o centro respiratório.
Inspiração mais profunda (centro apnêustico).
Animais recém nascidos.
Inicia o ciclo respiratório.
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Reflexos de Proteção
Receptores nas vias aéreas.
Inibem a Respiração:
Deglutição de alimento
Animais mergulhadores quando submergem
Tosse (estimulação da membrana mucosa da laringe)
Espirros (estimulação da membrana mucosa nasal)
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Controle Humoral
Níveis de concentração nos líquidos corpóreos de:
CO2
H+
O2
Influenciam a ventilação alveolar:
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Controle Humoral
CO2
 - aumento da ventilação alveolar.
 - diminuição da ventilação alveolar.
Mediado por áreas quimiossensíveis no líquido intersticial e tronco encefálico.
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Controle Humoral
H+
 - aumento da ventilação alveolar.
 - diminuição da ventilação alveolar.
mediado por áreas quimiossensíveis no líquido intersticial e tronco encefálico.
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Controle Humoral
O2
 - diminuição da ventilação alveolar.
 - aumento da ventilação alveolar.
Mediado pelo corpo aórtico e carotídeos.
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DEPURAÇÃO RESPIRATÓRIA
Remoção de partículas inaladas.
Área de superfície interna dos pulmões é 125 x > que a área de superfície do corpo.
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Depuração do Trato Respiratório Superior
Remoção de partículas depositadas cranialmente aos dutos alveolares.
Auxiliada pelas forças gravitacionais e inerciais.
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Depuração do Trato Respiratório Superior
Coluna Mucosa
Células secretoras de muco
Líquido alveolar
Cílios das células epiteliais 
Impulsiona em direção a faringe (15mm/min)
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Depuração Alveolar
Partículas que escapam as forças gravitacionais e inerciais
Partículas < que 1m de diâmetro
Líquido alveolar
Penetram espaço intersticial
Macrófagos (fagocitação)
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Depuração Alveolar
Podem ser dissolvidas e transferidas em solução são drenadas até os linfonodos ou seguem na circulação sanguínea
Partículas insolúveis e não fagocitáveis
Estimulam reação local do tecido conjuntivo
Seqüestro da partícula (isolamento)
Asbestose, silicose, antracose
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Funções Não-respiratórias
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Ofegar
Presente em diversas espécies (cão)
Centro respiratório responde ao centro de temperatura corpórea
Dissipação de calor pelo aumento da ventilação do espaço morto
Ocorre evaporação de água pelas membranas mucosas
Diminuição da temperatura corpórea
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Ronronar
Presente em alguns membros da família dos felídeos (gato)
Produzido pela alternância:
Contração do diafragma e relaxamentodos músculos da laringe.
Relaxamento do diafragma e contração dos músculos da laringe.
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Termos Descritivos
Anóxia: falta de oxigênio nos tecidos corporais.
Hipóxia: diminuição de oxigênio nos tecidos corporais.
Hipercapnia: aumento excessivo nas concentrações de CO2 no sangue.
Hipocapnia: diminuição nas concentrações de CO2 no sangue.
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Termos Descritivos
Cianose: refere-se a uma coloração azulada ou púrpura da pele e membranas mucosas. Coloração indica grau de desoxigenação da hemoglobina.
Asfixia: condição de hipóxia combinada à hipercapnia.
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Termos Descritivos
Enfisema: condição em que há destruição das membranas alveolares, resultando numa menor área viável para troca gasosa.
Pneumonia: condição inflamatória dos pulmões em que os alvéolos se preenchem de fluídos e debris celulares.
Atelectasia: é um colapso de alvéolos.