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Fisiologia Pulmonar A principal função do sistema respiratório é a troca de gases de modo que o oxigênio sanguíneo arterial, dióxido de carbono, e níveis de pH permanecem dentro de limites específicos em diferentes condições fisiológicas. Os 5 processos fundamentais envolvidos na manutenção da homeostase são os seguintes: 1- ventilação e distribuição dos volumes gasosos; 2- troca e transporte de gases; 3- circulação do sangue pelos pulmões; 4- interação mecânica das forças respiratórias que iniciam a respiração (músculos respiratórios) e aquelas que resistem ao fluxo de ar (complacência pulmonar e resistência das vias aéreas); 5- controle e organização dos movimentos respiratórios; VENTILAÇÃO É a passagem de ar pelas vias aéreas; a ventilação depende da função dos músculos ventilatórios e das propriedades resistivas e elásticas do pulmão e da caixa torácica. O sistema ventilatório é composto pelo comando nervoso, pelas estruturas musculares responsivas aos comandos do centro respiratório e duplo fole formado pela caixa torácica e pelos pulmões. Duplo fole: - Fole de dentro: pulmão – exerce força centrípeta; - Fole de fora: caixa torácica – exerce força centrifuga; Os 2 foles se mantem acoplados um ao outro graças à negatividade pleural. Pode-se dizer que há uma economia de energia, pois quando se inspira só o fole interno faz resistência ao movimento, e o externo segue a tendência natural. Quando se expira só o fole externo faz força e o interno segue naturalmente. A energia empregada pelas estruturas musculares para expandir o sistema na inspiração gera simultaneamente com a distensão das estruturas elásticas do pulmão, a força que garante a expiração. Devido a isso, só a inspiração consome energia. Daí, a inspiração ser ativa e a expiração passiva. DIFUSÃO OU TROCA GASOSA É a passagem de um gás do meio mais concentrado para o meio menos concentrado (transporte passivo). Lei de Fick: A difusão de um gás depende dos seguintes fatores: - gradiente de pressão: quanto maior o gradiente de pressão, mais facilitada estará a difusão. - área alveolar e área capilar: quanto maior a área do alvéolo e do capilar, e quanto mais próximos estiverem entre si, mais facilitada estará a difusão. - espessura das paredes alvéolo e capilar: quanto menos espessas forem as paredes alvéolo e capilar, mais facilitada estará a difusão. - velocidade de transferência dos gases: a constante de cada gás vai determinar a velocidade de transferência destes. Esta constante varia em função do peso molecular e da solubilidade da molécula de gás. Por exemplo, na barreira alveolocapilar, o CO2 difunde-se cerca de 20 vezes mais rápido que o O2, devido à sua solubilidade, já que não há tanta diferença entre seu peso molecular. PERFUSÃO A perfusão é caracterizada pela passagem do sangue pelo capilar pulmonar, carreando o O2 para nutrir os tecidos, e eliminando o CO2 proveniente do ciclo tecidual. A perfusão depende do debito cardíaco (DC), ou seja, das funções contráteis dos ventrículos direito e esquerdo, frequência cardíaca, retorno venoso, resistência vascular pulmonar e resistência vascular periférica. DC = VS x FC DC = debito cardíaco VS = volume sistólico FC = frequência cardíaca Quando o DC aumenta, os vasos pulmonares complacentes distendem- se e a resistência ao fluxo sanguíneo cai. Resistência vascular pulmonar: Varia em função de fatores extravasculares como, variação do volume pulmonar, postura do indivíduo, ação da gravidade, pressão pleural e pressão alveolar, o que consequentemente podem gerar alterações importantes da perfusão pulmonar. O aumento da pressão de perfusão e do fluxo sanguíneo dos capilares pulmonares tende a reduzir a RVP. Isto ocorre por meio de dois fatores: a distensibilidade e o recrutamento. - Distensibilidade: os vasos pulmonares possuem grande capacidade de se distender devido à pouca quantidade de musculatura lisa em suas paredes. Assim, quando há aumento do fluxo de sangue ou da pressão de perfusão, os capilares perfundidos podem distender-se, possibilitando a passagem de maior fluxo sanguíneo e reduzindo, desta forma, a RVP. - Recrutamento: nem todos os capilares pulmonares possuem fluxo de sangue, alguns podem estar colapsados. O aumento da pressão de perfusão e/ou do fluxo sanguíneo pode reabrir estas unidades colapsadas e, consequentemente, diminuir a RVP. - Vasoconstrição hipóxica: a deficiência de ventilação com consequente redução da concentração de O2 alveolar (PAO2) pode gerar uma resposta de vasoconstrição local, o que promove um aumento da RVP. Quando isso ocorre o sangue é desviado dessas áreas para alvéolos que estão mais ventilados. Quando a hipoventilação é generalizada, a resistência vascular pulmonar total aumenta. A pressão arterial pulmonar aumenta (hipertensão pulmonar), assim como o trabalho do ventrículo direito. Em alguns casos desenvolve-se insuficiência cardíaca direita (cor pulmonale). OBS: Em repouso, alguns dos capilares pulmonares estão fechados. Quando o débito cardíaco aumenta, como ao exercício, capilares fechados são abertos (recrutamento) e aqueles que já estavam abertos são distendidos. Isso aumenta o volume de sangue exposto ao ar alveolar e aumenta a área de superfície para a troca gasosa. Movimento dos líquidos nos capilares pulmonares: O endotélio vascular pulmonar deve possuir um equilíbrio entre as forças para que haja manutenção do liquido no interior do capilar. Geralmente, há um equilíbrio entre a pressão hidrostática e a pressão oncótica dos capilares e do interstício pulmonar. - força que impulsiona o líquido para fora da parede do vaso: é a diferença entre a pressão hidrostática capilar menos a pressão hidrostática intersticial; - força que mantém o líquido no interior do vaso: é a diferença entre a pressão oncótica capilar menos a pressão oncótica intersticial; Quando há uma redução da pressão oncótica e/ou um aumento da pressão hidrostática dos capilares, pode haver extravasamento de liquido para o interstício pulmonar. Em casos de extravasamento de líquido para o interstício pulmonar o organismo também possui a drenagem linfática para manter este equilíbrio. Os vasos linfáticos conduzem o líquido extravasado em direção à região dos linfonodos hílares a fim de evitar que o líquido invada o espaço alveolar. Quando há extravasamento de líquido para o interstício ocorre o edema intersticial, também conhecido como congestão pulmonar. Quando há extravasamento de líquido para o interior dos alvéolos, que pode ocorrer devido a uma deficiência do sistema linfático em redistribuir o liquido do espaço intersticial, temos o edema alveolar, mais conhecido como edema agudo de pulmão. Circulação Pulmonar Tem início na artéria pulmonar principal, que recebe sangue venoso bombeado pelo ventrículo direito. A seguir, a artéria pulmonar ramifica-se sucessivamente acompanhando as vias aéreas até os bronquíolos terminais. Após, elas se dividem para suprir o leito capilar, que reside nas paredes dos alvéolos. Os capilares pulmonares formam uma densa rede na parede alveolar que constitui uma disposição extraordinariamente eficiente para a troca gasosa. O sangue oxigenado é, então, coletado do leito capilar pelas pequenas veias pulmonares, as quais se unem para formar as quatro grandes veias pulmonares que drenam para o interior do átrio esquerdo. Distribuição do fluxo sanguíneo pulmonar: Há uma considerável desigualdade de fluxo sanguíneo no interior dos pulmões, e essa alteração na distribuição do fluxo sanguíneo pulmonar é devido a alterações posturais. Posição ortostática: o fluxo sanguíneo diminui quase linearmente, de baixo para cima, alcançando valores muitobaixos nos ápices pulmonares. Posição supina: o fluxo sanguíneo no ápice pulmonar aumenta, mas o fluxo na base pulmonar permanece quase inalterado, fazendo com que a distribuição do ápice à base torne-se quase uniforme. Entretanto, nessa postura, o fluxo sanguíneo nas regiões posteriores (inferiores) do pulmão excede o fluxo nas partes anteriores. Funções da circulação pulmonar: Principal função: movimentar o sangue até e desde a barreira hematogasosa, de tal modo que possa ocorrer a troca gasosa. Outras funções: - atua como reservatório de sangue; - filtrar o sangue; - metabolizar substâncias vasoativas (angiotensina I, serotonina, norepinefrina, prostaglandinas E2 e F2α); Circulação bronquial: - artérias bronquiais: destinadas à nutrição do tecido pulmonar; estende- se até o bronquíolo respiratório. - veias bronquiais: veia bronquial direita desemboca na veia ázigo e a veia bronquial esquerda desemboca na veia hemiázigo.
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