BIOFISICA DA RESPIRAÇÃO

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FACULDADE DE TEOLOGIA, FILOSOFIA E CIÊNCIAS HUMANAS GAMALIEL
DISCIPLINA: BIOFÍSICA E BIOQUÍMICA
BIOFÍSICA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO
Profª: M.a Kathlyn Kamoly Barbosa Cavalcanti Araújo
Tucuruí-PA
SISTEMA RESPIRATÓRIO
É o conjunto de órgãos responsáveis pelas trocas gasosas entre o organismo e o meio ambiente, agindo em conjunto com o sistema circulatório.
nariz
SISTEMA RESPIRATÓRIO
Trato respiratório superior:
nariz,
 cavidade nasal, 
faringe, 
Laringe
 parte superior da traqueia
Trato respiratório inferior:
parte inferior da traqueia, 
brônquios, 
bronquíolos, 
alvéolos ,
 pulmões
SISTEMA RESPIRATÓRIO
Ao nível da Carina, a traqueia se divide (ramifica) em brônquios principais (ou primários) direito e esquerdo.
Em seguida, em brônquios lobares ou secundários e depois em brônquios segmentares ou terciários, que se ramificam em porções menores, os bronquíolos.
Árvore brônquica
SISTEMA RESPIRATÓRIO
CICLO RESPIRATÓRIO
Ventilação pulmonar é a entrada e saída do ar para dentro e para fora dos pulmões, durante a inspiração e a expiração. Através desse processo é possível ocorrer a renovação do ar contido na porção condutora para os pulmões e do ar do espaço alveolar.
CICLO RESPIRATÓRIO
Pressões na atmosfera, no espaço intrapleural e nos alvéolos
PNEUMOTÓRAX
É o acúmulo de ar na cavidade pleural, fazendo com que a pressão intrapleural passe de subatmosférica para atmosférica. A entrada de ar faz com que o pulmão colapse parcial ou totalmente. É causado por lesões traumáticas do tórax, fraturas de costelas, ferimentos por arma branca e arma de fogo.
VOLUMES E CAPACIDADES PULMONARES
ESPIRÓGRAFO
campânula
Não é possível determinar através do espirógrafo ao volume residual (VR), e portanto também, a capacidade residual funcional (CRF) e a capacidade total (CT).
VOLUMES E CAPACIDADES PULMONARES
VC: é o volume de ar trocado a cada movimento respiratório. Varia de 0,5 l a 3,2l.
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.
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.
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.
VOLUMES E CAPACIDADES PULMONARES
CI: a começar da inspiração de repouso, é o máximo de ar que pode ser inspirado.
CI= VC + VRI
CRF: é o ar que pode ser expirado, ao fim da expiração corrente em repouso mais o VR,
CRF = VRE + VR
CV: é o volume máximo de ar que pode ser trocado.
CV= VC+ VRI+ VRE
CPT: é o volume total de ar que pode ser contido no pulmão, isto é, ao fim de uma inspiração máxima.
CPT= VC+ VRI+ VRE + VR
VOLUMES E CAPACIDADES PULMONARES
Uma quantidade de He (volume e concentração conhecidos) é diluída no sistema respiratório. O volume (v1) e a concentração (c1) inicial de He é diluído no pulmão e passa para uma concentração C2 e volume Vs (volume total do sistema: pulmão + espirógrafo).
LEI DOS GASES E SUAS APLICAÇÕES BIOLÓGICAS
Para definir um gás é necessário explicitar o volume, a pressão e a temperatura.
Volume: só é determinado quando o gás está contido em um recipiente.
Pressão: o choque das moléculas do gás sobre as paredes do recipiente gera uma pressão (força/área) .
Temperatura: se o gás é aquecido ou resfriado podem variar a pressão e o volume.
As unidades para medir esses parâmetros:
LEI DOS GASES E SUAS APLICAÇÕES BIOLÓGICAS
Segundo as Normas de Temperatura e Pressão (NTP) 
Temperatura: 0°C ou 273°K 
Pressão: 1atm=760mmHg= 760 Torr 
Volume: 1 mol tem volume de 22,4l e 1Kmol= 22,4m 3
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LEI DOS GASES E SUAS APLICAÇÕES BIOLÓGICAS
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LEI DOS GASES E SUAS APLICAÇÕES BIOLÓGICAS
 1ml= 10-6 m3
270 x10-6m3 0,27 x 10-3 m3 
 1,01 x105 x 0,27 x10-3
 8,3x 3,1 x 102
n= 0,01 ou 1 x 10-2 moles
 0,2727x102
 25,73 x 102
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LEI DOS GASES E SUAS APLICAÇÕES BIOLÓGICAS
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LEI DOS GASES E SUAS APLICAÇÕES BIOLÓGICAS
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VENTILAÇÃO ALVEOLAR
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COMPLACÊNCIA PULMONAR
É uma medida da relação entre a pressão aplicada e a deformação obtida. A complacência pulmonar normal é em torno de 0,20 l.cm -1 H2O e está intimamente ligada a complacência do tórax. Apresenta-se diminuída nas fibroses pulmonares e aumentada nos enfisemas pulmonares.
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TENSÃO SUPERFICIAL
Implicações:
Barreira à difusão – quanto maior a tensão superficial da fina camada que recobre o alvéolo, mais difícil se torna a penetração do O2. Participação do surfactante dipalmitoil lecitina.
Fechamento de alvéolos – a tensão atua como um barbante fechando o alvéolo.
 Atrações intermoleculares tendem a manter coesas as moléculas de um líquido, formando uma espécie de membrana que impede a penetração na massa líquida 
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LEI DE LAPLACE
Em um sistema de tubos com as torneiras A,B e C dois balões são cheios diferentemente. Quando a torneira A é fechada e B e C abertas, o balão menor se esvazia no maior. Isso porque, sendo seu raio menor e a tensão maior, a pressão interna dele é maior que no balão maior.
Relação entre a Tensão e a Pressão alveolar 
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TROCAS GASOSAS E DE VAPOR D’ÁGUA
 A troca gasosa ocorre por Difusão.
 Estado estacionário no alvéolo para estes gases ( o que entra é igual ao que sai)
A pressão de saturação de H20 (v) é a mesma em toda parte líquida da circulação de gases, assim como nos tecidos. 
Como é possível que em concentrações menores que é possível que o O2 e o N2 saiam para o ambiente?
Hb
O gradiente de pressão durante a expiração expulsa o ar do pulmão
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PRESSÃO DE VAPOR E RESPIRAÇÃO – ELIMINAÇÃO DE CALOR
A quantidade de vapor de água na atmosfera depende da temperatura (fisicamente) e da oferta (ecologicamente). Se a oferta é abundante, a pressão de vapor dependerá da temperatura. 
Se a pressão externa for maior que a de vapor, para determinada temperatura o vapor se condensa. Enquanto as pressões não se igualam, quem determina a pressão de vapor é a temperatura, ex. ebulição.
A perda de água pela respiração depende de gasto energético , a 37°C:
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ASPECTOS BIOFÍSICOS DE TRANSPORTE DE GASES 
Os gases vão existir nos líquidos de duas formas:
Dissolvidos
Combinados, exceto o N2 
 
O2(aq)= 2.75 ml por litro de plasma
HbO2(aq) ≅ 200 ml por litro de sangue
Em relação ao CO2, o volume será:
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EFEITO BOHR E HALDANE
Efeito Bohr
Efeito simétrico. Em meio com excesso de prótons ela diminui sua afinidade pelo O2 e vice-versa.
Efeito Haldane
Efeito simétrico. Ao ligar-se ao O2 diminui a afinidade pelo CO2 e vice-versa.
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QUESTÕES 
Quais são os parâmetros que definem um gás?
 Quais são as unidades adotadas nas condições NTP para estes parâmetros?
Descreva as 5 leis dos gases apresentadas hoje em sala de aula.
Quais órgãos compõem o sistema respiratório? 
O que é um ciclo respiratório? Quais músculos participam numa respiração sem esforço?
Descreva os 4volumes e as 4 capacidades pulmonares.
Quais as implicações da tensão superficial alta sobre os alvéolos?
O que são os efeitos Bohr e Haldane?
O que ocorre com os alvéolos maiores e menores quando há a obstrução das vias aéreas superiores?
* Quando peço para descrever é para falar do conteúdo detalhando-o e não apenas citar.
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