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UNIDADE VII – Respiração 38 – Ventilação Pulmonar - A respiração é dividida em 4 componentes principais: (1) ventilação pulmonar; (2) difusão de O2 e CO2 entre os alvéolos e o sangue; (3) transporte de O2 e CO2 no sangue e nos líquidos corporais; (4) regulação da ventilação. Mecânica da ventilação # MÚSCULOS QUE PRODUZEM A EXPANSÃO E A CONTRAÇÃO PULMONARES - Os pulmões podem ser expandidos e contraídos por duas maneiras: (1) Movimentos de subida e descida do diafragma; (2) Elevação e depressão das costelas; - Respiração normal é realizada quase inteiramente pelo diafragma. - Durante a inspiração, sua contração faz os pulmões expandirem. - Na expiração: retração elástica dos pulmões, parede torácica e estruturas abdominais expele o ar. - Respiração forçada: força extra é fornecida pela contração da musculatura abdominal! - A elevação da caixa torácica expande os pulmões pelo aumento do diâmetro AP (costelas se projetam para frente, fazendo com que o esterno se mova anteriormente). - Músculos da inspiração: intercostais externos, ECMs, serráteis anteriores e escalenos. - Músculos da expiração: reto abdominal, intercostais internos. # PRESSÕES QUE CAUSAM O MOVIMENTO DO AR PARA DENTRO E PARA FORA DOS PULMÕES - O pulmão flutua na cavidade torácica cercado por uma camada de líquido pleural. - A sucção do excesso de líquido para os canais linfáticos mantém leve tração entre as superfícies visceral e parietal da pleura. - Pressão pleural: pressão do líquido entre as duas pleuras. - É negativa! - É uma sucção necessária para manter os pulmões abertos no repouso. - Aumenta na inspiração, atingindo um pico e depois diminui. - Glote fechada: não existe fluxo de ar para os pulmões, as pressões em toda a árvore respiratória são iguais à pressão atmosférica (0 cm de água). - Pressão alveolar: para ocorrer influxo do ar, a pressão nos alvéolos deve cair levemente. - Pressão Transpulmonar: é a diferença da pressão alveolar e pleural. - Medida das forças elásticas do pulmão que tendem a colapsá-los (pressão de retração). # COMPLACÊNCIA PULMONAR - O grau de extensão dos pulmões por unidade de aumento da pressão transpulmonar. - Diafragma de complacência: relaciona alterações do volume pulmonar com mudanças da pressão pleural. - Compreende a curva de complacência inspiratória e a expiratória. - As características do diafragma são determinadas pelas forças elásticas do pulmão: (1) Força elástica do tecido pulmonar - Fibras de elastina e colágeno no parênquima pulmonar. - Nos pulmões vazios, as fibras estão contraídas e dobradas; quando eles se expandem, elas são estiradas e desdobradas (maior força elástica). (2) Forças elásticas pela tensão superficial do líquido que reveste as paredes internas dos alvéolos As forças elásticas teciduais representam 1/3 da elasticidade total pulmonar e as forças de tensão superficial líquido-ar nos alvéolos representam 2/3. - Sem surfactante: há aumento das forças elásticas pulmonares de tensão superficial líquido-ar. # SURFACTANTE, TENSÃO SUPERFICIAL E COLAPSO ALVEOLAR - As moléculas de água na superfície em contato com o ar têm forte atração - ficam tentando se contrair. - Na superfície interna do alvéolo, acontece o mesmo, há tendência de forçar o ar para fora e colapsá-lo. - Efeito global: força elástica da tensão superficial. - Surfactante: reduz a tensão superficial da água, é secretado pelas células epiteliais alveolares tipo II. - É uma mistura de fosfolipídios (reduzem a tensão por não se dissolverem uniformemente), íons (cálcio) e proteínas (apoproteínas surfactantes). - Caso as vias aéreas que levam aos alvéolos pulmonares estejam bloqueadas, a tensão superficial, no alvéolo, tende a colapsá-lo (pressão +). - Síndrome de angústia respiratória do recém-nascido: em RN prematuros que têm pouco ou nenhum surfactante nos alvéolos quando nascem (pulmões têm tendência extrema ao colapso). O “trabalho” da respiração - Inspiração: contrações dos músculos respiratórios. - Seu trabalho pode ser dividido em: (1) Trabalho de complacência (trabalho elástico): expande os pulmões contra as forças elásticas do pulmão e do tórax. (2) Trabalho de resistência tecidual: para sobrepujar a viscosidade pulmonar e das estruturas da parede torácica; (3) Trabalho de resistência das vias aéreas: para sobrepujar a resistência aérea, ao movimento de ar para dentro dos pulmões. - Expiração: quase inteiramente um processo passivo devido à retração elástica dos pulmões e caixa torácica. Volumes e Capacidade Pulmonares - Espirometria: registro do movimento do volume de ar para dentro e para fora dos pulmões. # VOLUMES PULMONARES - 4 volumes que, somados, são o volume máximo de expansão do pulmão: * Volume corrente: volume de ar inspirado ou expirado, em cada respiração normal * Volume de reserva inspiratório: volume extra de ar que pode ser inspirado, além do volume corrente normal – força total de inspiração. * Volume de reserva expiratório: máximo volume extra de ar que pode ser expirado na expiração forçada. * Volume residual: volume de ar que fica nos pulmões, após a expiração mais forçada. # CAPACIDADE PULMONARES - Combinação de dois ou mais volumes. * Capacidade inspiratória = volume corrente + volume de reserva inspiratório. - É a quantidade de ar que a pessoa pode respirar do nível expiratório normal até o máximo de distensão pulmonar. * Capacidade residual funcional = volume de reserva expiratório + volume residual. - É a quantidade de ar que permanece nos pulmões, ao final de expiração normal. * Capacidade vital = volume de reserva inspiratório + volume corrente + volume de reserva expiratório. - É a quantidade máxima de ar que a pessoa pode expelir dos pulmões, após enchê-los à sua extensão máxima. * Capacidade pulmonar total = todos os volumes somados. - É o volume máximo a que os pulmões podem ser expandidos com o maior esforço. - Todos os volumes e capacidades pulmonares são menores nas mulheres e maiores em pessoas atléticas e com massas corporais maiores do que em pessoas menores e astênicas! - CRF: capacidade residual funcional, é o volume de ar que permanece nos pulmões após cada expiração normal, importante para a função pulmonar! # O VOLUME RESPIRATÓRIO-MINUTO - Ventilação-minuto = volume corrente x frequência respiratória por minuto. - É a quantidade total de novo ar levado para o interior das vias respiratórias a cada minuto. Ventilação alveolar - Renova continuamente o ar nas áreas (alvéolos, sacos alveolares, ductos e bronquíolos respiratórios) de trocas gasosas dos pulmões, onde o ar está próximo à circulação sanguínea pulmonar. - A velocidade/intensidade com que o ar novo alcança essas áreas é chamada ventilação alveolar. # “ESPAÇO MORTO” E SEU EFEITO NA VENTILAÇÃO ALVEOLAR - Ar do espaço morto: não é útil para as trocas gasosas, só preenche as vias respiratórias (nariz, faringe, traqueia). - Desvantajoso para remoção dos gases expiratórios, pois, é expirado primeiro que o ar dos alvéolos. Espaço morto anatômico vs. fisiológico - Espaço morto anatômico: parte em que não há trocas gasosas. - Espaço morto fisiológico: há capacidade para troca gasosa, mas essa não ocorre (alvéolos não funcionantes devido à ausência ou redução do fluxo sanguíneo). - Na pessoa normal, os espaços mortos anatômico e fisiológico são quase iguais porque todos os alvéolos são funcionantes. # INTENSIDADE DA VENTILAÇÃO ALVEOLAR- A ventilação alveolar por minuto é o volume total de novo ar que entra nos alvéolos e áreas adjacentes de trocas gasosas a cada minuto. - É igual à frequência respiratória x a quantidade de ar novo que entra nessas áreas a cada respiração. FUNÇÕES DAS VIAS RESPIRATÓRIAS Traqueia, Brônquios e Bronquíolos - Traqueia: anéis cartilaginosos impedem o colapso das vias aéreas. - Nas paredes brônquicas, placas cartilaginosas mantêm a rigidez embora permitam mobilidade para a expansão e contração dos pulmões. - Os bronquíolos são mantidos expandidos pelas pressões transpulmonares que expandem os alvéolos. Parede Muscular Dos Brônquios E Bronquíolos E Seus Controles - Paredes dos bronquíolos: formadas por músculo liso, com a exceção do bronquíolo mais terminal (respiratório). - Muitas doenças pulmonares obstrutivas do pulmão resultam da contração excessiva da própria musculatura lisa. Resistência Ao Fluxo Aéreo Na Árvore Brônquica - Maior resistência ao fluxo aéreo ocorre nos bronquíolos maiores e brônquios adjacentes à traqueia (existem poucos brônquios maiores em comparação com os bronquíolos terminais paralelos) - Em condições patológicas: bronquíolos menores têm papel maior na resistência ao fluxo aéreo, por causa de seu pequeno diâmetro e por serem facilmente ocluídos por (1) contração muscular de suas paredes; (2) edema que ocorre em suas paredes; (3) acúmulo de muco no lúmen dos bronquíolos. Controle Neural E Local Da Musculatura Bronquiolar – Dilatação “Simpática” Dos Bronquíolos - Poucas fibras nervosas simpáticas penetram nas porções centrais do pulmão. - A árvore brônquica é mais exposta à norepinefrina e epinefrina liberadas na corrente sanguínea pela estimulação simpática da medula da glândula adrenal. - Ambos os hormônios, especialmente a epinefrina (maior estimulação dos R betadrenérgicos) causam dilatação da árvore brônquica! Constrição Parassimpática dos Bronquíolos - Poucas fibras parassimpáticas, derivadas do nervo vago, penetram no parênquima pulmonar. - Esses nervos secretam acetilcolina, causando constrição leve a moderada dos bronquíolos que pode ser agravada em quadros patológicos. - Podem ser ativados por reflexos que se originam nos pulmões devido à irritação da membrana epitelial por gases nocivos, poeira, fumaça de cigarro ou infecção brônquica. - Atropina: relaxar as vias respiratórias o suficiente para melhorar a obstrução. Fatores Secretores Locais Podem Causar Constrição Bronquiolar - Histamina e a substância de reação lenta da anafilaxia: liberadas pelos mastócitos dos tecidos pulmonares, durante reações alérgicas (pólen no ar!). - Papel fundamental na asma alérgica. - As mesmas substâncias irritantes que causam reflexos constritores parassimpáticos das vias aéreas — cigarro, poeira, dióxido de enxofre e alguns elementos ácidos na poluição — podem agir nos tecidos pulmonares, iniciando reações locais não neurais que causam constrição das vias aéreas. REVESTIMENTO MUCOSO DAS VIAS AÉREAS E AÇÃO DOS CÍLIOS Reflexo da tosse - A laringe e a carina são muito sensíveis! - Bronquíolos terminais e alvéolos também são sensíveis a estímulos químicos corrosivos (gás dióxido de enxofre ou cloro gasoso). - Impulsos neurais aferentes passam das vias respiratórias pelo nervo vago, até o bulbo, onde sequência automática de eventos é desencadeada. - Uma grande quantidade de ar é inspirada, a epiglote e as cordas vocais se fecham, os músculos abdominais e expiratórios se contraem. - Por fim, as cordas vocais e a epiglote subitamente se abrem de forma ampla, e o ar sob alta pressão nos pulmões sai. - O ar explosivo, na realidade, passa pelas fendas brônquica e traqueal. Reflexo do espirro - Semelhante ao reflexo da tosse, exceto pelo fato de se aplicar às vias nasais, em vez das vias respiratórias inferiores. - O estímulo que o inicia é a irritação das vias nasais, impulsos aferentes passam pelo trigêmeo para o bulbo, onde o reflexo é desencadeado. - Úvula é deprimida para que o ar passe pelo nariz. Funções respiratórias normais do nariz (1) O ar é aquecido nas extensas superfícies das conchas e septo; (2) O ar é umidificado; (3) O ar é parcialmente filtrado. - Remoção de partículas por precipitação turbulenta: o ar, ao passar pelas vias nasais, choca-se com anteparos obstrutivos - as conchas, o septo e a parede da faringe. - Essas funções em conjunto são chamadas de “função de condicionamento do ar das vias respiratórias superiores”. - Traqueostomia: o resfriamento e especialmente o efeito de ressecamento, na porção inferior do pulmão, podem levar à criação de crostas e infecção. - Doença bronquiolar terminal: comum em mineradores de carvão por causa da fixação de partículas de poeira. - Algumas das partículas ainda menores se difundem contra as paredes alveolares e aderem ao líquido alveolar. - Muitas das partículas que foram aprisionadas nos alvéolos são removidas pelos macrófagos alveolares ou carregadas pelo sistema linfático. Vocalização - A fala envolve o sistema respiratório, centros de controle da fala e respiração no córtex cerebral e estruturas de articulação e ressonância da boca e cavidades nasais. - A fala é composta de duas funções mecânicas: (1) Fonação - que é realizada pela laringe - Elementos vibradores: cordas vocais. - Protraem-se das paredes laterais da laringe em direção ao centro da glote. - São estiradas por diversos músculos da laringe. (2) Articulação - obtida pelas estruturas da boca - Principais órgãos da articulação: lábios, língua e o palato mole. - Os ressonadores: boca, o nariz e os seios paranasais associados à faringe e a cavidade torácica. Giovanna Mallmann
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