Aula 19 -ok Princípios físicos de troca.ppt

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Princípios Físicos de Troca Gasosa na Membrana Respiratória
Professora Ms. Janne Marques Silveira
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Pressões gasosa em uma mistura – Pressões Parciais
- Pressão: impacto que as moléculas exercem em uma
superfície
Número de moléculas Concentração Pressão
- Pressão Parcial: pressão que as moléculas do gás exerce
numa mistura (PO2=21%, PN2= 79%)
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Determinantes da pressão parcial de um gás dissolvido
- CO2 – 20x mais solúvel que o O2 (maior afinidade pela água)
Pressão parcial = Concentração do gás dissolvido
 Solubilidade do gás
 
Solubilidade
O2 0,024
CO2 0,57
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Pressão de vapor de água
- Umidificação do ar que entra nos alvéolos e evaporação da 
água da superfície alveolar
- Após a umidificação, tendência das moléculas de se escaparem da 
água e voltar para a fase gasosa
- Pressão parcial de vapor de água: 47mmHg
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Difusão
- Os gases de importância respiratória são altamente solúveis em lipídios 
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Fatores determinantes da difusão
Leis de Difusão
- Diferença de concentração (ΔP)
- Solubilidade do gás no líquido (S)
- Área de membrana (A)
- Espessura da membrana (d)
- Temperatura do líquido
D ε ΔP x S x A
 d x PM (peso molecular)
Coeficiente de difusão
O2 1,0
CO2 20,3
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Fatores determinantes da difusão
Leis de Difusão – Lei de Fick
K = constante de difusão
A = área (superfície) para troca
ΔP (P1-P2) = diferença de concentração
D= espessura da membrana
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Composição do ar atmosférico e do ar alveolar
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Composição do ar atmosférico
A composição do ar alveolar é diferente do ar atmosférico
Ar alveolar: menos teor de O2 e mais CO2
Causas:
 - Substituição parcial do ar alveolar pelo atmosférico
 - Umidificação do ar seco que entra nos alvéolos
 - O2 absorvido pelos alvéolos
 - Difusão de CO2 dos tecidos para o alvéolo
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Renovação do ar alveolar
- CFR 2,3l – substituição de 350 ml a cada inspiração
- Substituição a cada inspiração (1/7 do total)
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Renovação do ar alveolar
- Maior absorção de O2 Menor [O2] no alvéolo
- Ventilação mais rápida Maior a [O2] no alvéolo
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
[O2] e pressão parcial nos alvéolos
- Maior absorção de O2 Menor [O2] no alvéolo
- Ventilação mais rápida Maior a [O2] no alvéolo
- Concentração de O2 alveolar: depende da velocidade remoção e da ventilação 
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
[CO2] e pressão parcial nos alvéolos
- Maior eliminação de CO2 para o alvéolo Maior [CO2] no alvéolo
- Ventilação mais rápida Menor a [CO2] no alvéolo
- Concentração de CO2 alveolar: depende da velocidade eliminação e da ventilação
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Ar Expirado 
- Constituído pela quantidade de ar do espaço morto e de ar alveolar
- Ar do espaço morto não contém CO2 (PCO2 atmosférico = 0 mmHg)
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Difusão através da membrana 
- Membrana respiratória = superfície de troca
- 300 milhões de alvéolos (50 a 100 m2) com diâmetro de 0,2mm
- Espessura = 0,2 micrômetro
- Quantidade de sangue = 60 a 140 ml (hemácias espremidas)
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Membrana Respiratória
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Fatores que afetam a difusão
- Espessura da membrana
- Diferença de concentração
- Área de troca
- Solubilidade do gás
* Lei de Fick
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Capacidade de difusão de O2 em exercício
- Melhora da relação V/Q
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VA/Q
Fluxo
(L / min)
Base				Topo
VA
Q
VA/Q
Princípios Físicos de Troca Gasosa
Relação V/Q
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Relação V/Q
- Ventilação e perfusão iguais: V/Q = 1
- Shunt = ventilação ausente e com perfusão: V/Q = 0
- Espaço Morto = ventilação normal e sem perfusão: V/Q = infinito
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O2 40
CO2 45
O2 104
CO2 40
O2 149
CO2 0
Ar ambiente
PO2= 149mmHg PCO2  0
Shunt (V/Q = 0)
PO2= 40mmHg 
PCO2= 45mmHg
Normal (V/Q = 0)
PO2= 104mmHg 
PCO2= 40mmHg
Efeito espaço morto (V/Q = i)
PO2= 149mmHg 
PCO2= 0mmHg
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PCO2
PO2
 40 60 80 100 120 140
60
40
20
 0
LOW V/Q
HIGH V/Q

0
Desigualdade V/Q e efeitos sobre a PO2 e PCO2 alveolar
Princípios Físicos de Troca Gasosa
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V reduzida 
Q elevada
PCO2 local
PO2 local
contração músc.liso
contração músc.liso
V reduzida
Q elevada
(vias aéreas)
(vasos sanguíneos)
resistência vias aéreas
resistência vascular
ventilação
perfusão
 ventilação
 perfusão
Ajustes locais de ventilação e perfusão pulmonar
Princípios Físicos de Troca Gasosa
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
A pressão parcial de O2 depende da altitude
- Nível do mar = 760mmHg (PAO2 = 104 mmHg)
- Alto do Everest = 250mmHg (PAO2 = 53mmHg)
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Efeitos da altitude
- Hipoxemia
- Dispnéia
- Cansaço
- Confusão mental
- Edema pulmonar
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Princípios Físicos de Troca Gasosa
Questões:
1- Fale dos determinantes da difusão de acordo com a lei de Fick.
2- Fale sobre a relação solubilidade e pressão parcial do gás de acordo com a Lei de Fick e sua aplicação em relação ao O2 e CO2.
3- Fale sobre a composição do ar alveolar e doa ar atmosférico e o porquê das diferenças. 
4- O ar alveolar é substituído totalmente a cada respiração? Justifique.
5- De que depende as concentrações alveolares de O2 e CO2. Justifique e exemplifique.
6- Fale sobre a capacidade de difusão dos gases na membrana respiratória.
7- Características e componentes da membrana respiratória.
8- Quais os componentes da unidade respiratória.
9- O edema pulmonar compromete a difusão? Justifique de acordo com as leis de difusão.
10- Fale sobre a relação V/Q ou seja, as diferenças regionais de fluxo e ventilação. O que 
é espaço morto e as características de cada um detalhadamente. Para complementar e 
facilitar compare os gráficos dos slides 20, 21 e 22.
11-Fale como se comporta a relação V/Q durante a atividade física. Justifique 
fisiologicamente.