Fisiologia pulmonar Resumo

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Fisiologia pulmonar
Estrutura e função: 
Sua função primária é permitir que o oxigênio se mova do ar até́ o sangue venoso e que o dióxido de carbono faça o movimento contrário. 
O pulmão também realiza outras funções. Metaboliza alguns compostos, filtra materiais não desejados da sua circulação e age como um reservatório para o sangue. Entretanto, a sua função cardinal é trocar gases. Portanto, abordaremos inicialmente a membrana alvéolo-capilar, onde ocorre a troca gasosa.
Vias Aéreas e Fluxo Aéreo
As vias aéreas condutoras começam na traqueia e se ramificam. As primeiras 16 gerações de passagens formam a zona de condução das vias aéreas, que transporta gás a partir de e para as vias aéreas superiores previamente descritas. Esses ramos são compostos por brônquios, bronquíolos e bronquíolos terminais.
 Todos esses brônquios formam os ductos condutores. Sua função é levar o gás inspirado para as regiões pulmonares de troca gasosa. Zonas respiratória, onde ocorre a troca de gases, compostas de bronquíolos transicionais e respiratórios, ductos alveolares e alvéolos 
Os bronquíolos terminais se dividem em bronquíolos respiratórios, os quais ocasionalmente possuem alvéolos nas suas paredes. Por fim, chegamos nos ductos alveolares, os quais são completamente recobertos por alvéolos. 
Essa região alveolar, onde ocorre a troca gasosa, é conhecida como zona respiratória.
Durante a inspiração, o volume da cavidade torácica aumenta e o ar é puxado para dentro do pulmão. 
O aumento no volume se dá́ em parte pela contração diafragmática, com movimento descendente do pulmão, e em parte pela ação dos músculos intercostais, os quais elevam as costelas, aumentando a área de secção transversal da caixa torácica.
Uma inspiração normal de cerca de 500 ml, durante inspiração normal, um fluxo de 1L/s
Idealização das vias aéreas humanas de acordo com Weibel. 
Músculos da Respiração
Inspiração
O músculo mais importante da inspiração é o diafragma, 
O qual consiste em uma lâmina muscular fina, em forma de cúpula, inserida nas costelas inferiores. É suprido pelos nervos frênicos provenientes dos segmentos cervicais 3, 4 e 5. 
Quando se contrai, os conteúdos abdominais são forçados para baixo e para frente, aumentando a dimensão vertical da cavidade torácica. Além disso, as margens costais são elevadas e movimentadas para fora, promovendo aumento no diâmetro transverso do tórax. 
Os músculos intercostais externos conectam as costelas adjacentes e inclinam-se para baixo e para frente. Quando se contraem, as costelas são tracionadas para cima e para frente, promovendo o aumento dos diâmetros lateral e anteroposterior do tórax. A dimensão lateral aumenta em função do movimento de “alça a de balde” das costelas. Os músculos intercostais são supridos pelos nervos intercostais provenientes da medula espinal no mesmo nível. 
A paralisia dos músculos intercostais por si só não afeta gravemente a respiração, pois o diafragma é muito eficiente. 
Os músculos acessórios da inspiração incluem os músculos escalenos, os quais elevam as duas primeiras costelas, e o esternomastoide, que realiza a elevação do esterno. A atividade desses músculos é pequena, se é que existe alguma, durante a respiração tranquila, entretanto, com o exercício, eles podem se contrair com vigor. 
Outros músculos que desempenham mínima função são os da asa do nariz, que promovem a abertura das narinas, e os pequenos músculos da cabeça e do pescoço. 
Expiração
Os músculos mais importantes da expiração são os da parede abdominal, englobando o reto abdominal, os oblíquos internos e externos e o transverso.
Quando esses músculos se contraem, a pressão intra-abdominal se eleva e o diafragma é empurrado para cima. Esses músculos também se contraem forçadamente durante a tosse, a êmese e a defecação. 
Os músculos intercostais internos auxiliam a expiração ativa tracionando as costelas para baixo e para dentro (em oposição à ação dos músculos intercostais externos), diminuindo, desse modo, o volume torácico. Além disso, eles tensionam os espaços intercostais para evitar que se salientem para fora durante a expiração. Estudos experimentais demonstram que as ações dos músculos respiratórios, em especial os intercostais. 
Complacência 
A complacência se desenvolve devido à tendência do tecido de retomar sua posição original depois que uma força aplicada tenha sido removida. A inclinação da curva pressão-volume, ou a modificação de volume por unidade de pressão alterada, é conhecida como complacência.
A redução da complacência é causada por aumento de tecido fibroso no pulmão (fibrose pulmonar). Além disso, o edema alveolar, que não permite a insuflação de alguns alvéolos, diminui a complacência. A complacência também reduz se o pulmão permanecer não ventilado por um longo período, em especial se o volume for baixo. Em parte, isso pode ser causado por atelectasia (colapso) de algumas unidades, porém aumentos na tensão superficial também ocorrem. Até certo ponto, a complacência também sofrerá redução se a pressão pulmonar venosa for elevada ou se o pulmão se tornar ingurgitado com sangue. 
O aumento da complacência ocorre em caso de enfisema pulmonar e no envelhecimento normal do pulmão. Nas duas situações, é provável que a causa seja de uma alteração no tecido elástico do pulmão. O aumento da complacência também acontece durante uma crise de asma, porém o motivo é desconhecido. células que revestem os alvéolos secretam um material que reduz de maneira acentuada a tensão superficial do liquido de revestimento alveolar. O surfactante é um fosfolipídio, e o dipalmitoil fosfatidilcolina (DPFC) é um constituinte importante.
O fosfolipídio DPFC é sintetizado no pulmão a partir de ácidos graxos tanto extraídos do sangue quanto sintetizados pelo próprio pulmão. A síntese é rápida, assim como turnover do surfactante. 
Vantagens fisiológicas do surfactante? Primeiro, a redução da tensão superficial nos alvéolos aumenta a complacência do pulmão e reduz o trabalho da expansão a cada respiração. Em seguida, a estabilidade do alvéolo é promovida.
A terceira função do surfactante é ajudar a manter os alvéolos secos. Exatamente como as forças de tensão superficial tendem a colapsar os alvéolos, elas também apresentam tendência a sugar liquido para fora dos capilares. Na prática, a tensão superficial da superfície curva dos alvéolos reduz a pressão hidrostática no tecido do lado externo dos capilares. Ao diminuir essas forças superficiais, o surfactante evita a transudação do liquido.
A deficiência de surfactante é uma causa importante da síndrome do desconforto respiratório do recém-nascido (SDRRN, também conhecida como doença da membrana hialina), a doença pulmonar grave que se desenvolve em lactentes nascidos antes que seu sistema de surfactante esteja funcional. A tensão superficial nos pulmões desses neonatos é alta, e os alvéolos são colapsados em muitas áreas (atelectasia). Um fator adicional na SDRRN é a retenção de liquido nos pulmões. 
Volumes e capacidades pulmonares
Os pulmões conseguem expandir e retrair durante a ventilação pulmonar e como ocorrem as patologias do sistema respiratório é importante que tenhamos em mente os conceitos e práticas sobre os volumes e capacidades pulmonares, ou seja, os limites inspiratórios e expiratórios. A todo momento, os pulmões estão submetidos a pressões externas e internas para que o ar possa entrar e sair, e assim manter as trocas gasosas entre o ar ambiente e os pulmões. Este movimento que permite que o ar entre e saia dos pulmões é denominado ventilação pulmonar e compreende duas fases, a inspiração (entrada do ar nos pulmões) e a expiração (saída de ar dos pulmões). Quando realizamos uma inspiração seguida de uma expiração teremos um ciclo ventilatório, que deve ser contínuo durante toda a vida do indivíduo. 
A quantidade de ciclos ventilatórios que realizamos em 1 minuto é chamada frequência respiratória (FR), e em condições normais a FR é de cercade 12 a 16 respirações por minuto (RPM). Sendo assim, os volumes de ar que entram e saem dos pulmões são extremamente variáveis de acordo com a idade, sexo, atividade física ou doença. Temos 4 volumes que agem sobre os pulmões, são eles: o volume corrente (VC), o volume de reserva inspiratório (VRI), o volume de reserva expiratório (VRE) e o volume residual (VR). 
Volumes Pulmonares 
Volume Corrente (VC): é a quantidade de ar que entra e sai dos pulmões durante um ciclo ventilatório (inspiração e expiração) e corresponde a cerca de 500ml; 
Volume de Reserva Inspiratório (VRI): é a quantidade de ar que pode entrar nos pulmões após uma inspiração corrente, e em uma inspiração máxima o VRI pode chegar a 3000ml; 
Volume de Reserva Expiratório (VRE): é a quantidade de ar que pode sair dos pulmões após uma expiração corrente, e em uma expiração máxima o VRE pode chegar a 1100ml; 
Volume Residual (VR): é a quantidade de ar que permanece no interior dos pulmões, mesmo após uma expiração forçada máxima. O VR é de cerca de 1200ml. 
Capacidades Pulmonares 
Representam a soma de dois ou mais volumes pulmonares, e são importantíssimos durante a prova de função pulmonar (espirometria), para detectar doenças obstrutivas e/ou restritivas do sistema respiratório. 
Capacidade Inspiratória (CI): é a soma do VC e do VRI; 
Capacidade Residual Funcional (CRF): é a soma do VRE e do VR; 
Capacidade Vital (CV): é a soma do VC, do VRI e do VRE; 
Capacidade Pulmonar Total (CPT): é a soma de todos os volumes pulmonares (VC, VRI, VRE e VR) e em condições normais é de cerca de 5800ml.
Referência: West, John B. Fisiologia respiratória: princípios básicos. 9.ed. Porto Alegre: Artmed, 2013. 232p., il; 
Guyton, Arthur C.; Hall, John E. Tratado de fisiologia médica. 10.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002. 973p., il.
Resumo
O ar entra no sistema respiratório pelas vias aéreas superiores, prossegue as vias aéreas condutoras, e daí́ então para as vias aéreas que terminam nos alvéolos. A área de secção transversal das vias aéreas aumenta pela zona de condução, e depois cresce rapidamente durante a transição das zonas condutoras para as respiratórias.
O transporte mucociliar nas vias aéreas condutoras ajuda a manter partículas fora da zona respiratória.
Há várias medidas importantes de volume pulmonar, incluindo: volume corrente; volume inspiratório; volume de reserva expiratório; capacidade vital forcada (CVF); volume expiratório forcado no primeiro segundo (VEF1); volume minuto respiratório e ventilação voluntária máxima.
A “pressão efetiva” liquida para o movimento de ar para dentro do pulmão inclui a forca da contração muscular, a complacência pulmonar (∆P/∆V) e a resistência das vias aéreas.
O surfactante diminui a tensão superficial nos alvéolos e ajuda a prevenir sua desinsuflação.
Nem todo o ar que entra nas vias aéreas está disponível para troca de gases. As regiões onde os gases não são trocados nas vias aéreas são designadas como “espaço morto”. As vias aéreas condutoras representam o espaço morto anatômico. Espaço morto aumentado pode ocorrer em resposta à doença que afeta a troca de gases na zona respiratória (espaço morto fisiológico).
O gradiente de pressão na circulação pulmonar é muito menor que na circulação sistêmica.