Anatomofisiologia do Sistema Respiratório_20190928011324

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Profª MsC. Mayara Alves Menezes
Função do Sistema Respiratório (SR)
Equilíbrio Ácido-base
Fonação
Defesa
Anatomia: Divisão do SR
Anatomia: VAS
FOSSAS NASAIS: AR filtrado, umedecido e aquecido
Anatomia: VAS
FARINGE: passagem de ar e alimento
Nasofaringe, Orofaringe e Laringofaringe
Revestida por epitélio escamoso estratificado
Abaixo da Laringofaringe, os tratos respiratório
 e digestório se separam
 Inconsciente: relaxamento os mm. da língua da
parte laríngea = obstrução parcial da VAS = Apneia
obstrutiva do sono
Anatomia: VAS
LARINGE: VISÃO ANTERIOR/LATERAL
Anatomia: VAS
LARINGE: conecta a faringe com a 
traqueia
Atua como passagem para o ar 
durante a respiração;
 Fonação
 Impede que o alimento e objetos 
estranhos entrem nas estruturas 
respiratórias (como a traqueia).
 Formada por cartilagens + mm. Vestíbulo da laringe
Anatomia: VAI
TRAQUEIA: tubo 12,5 cm de 
comprimento e 2 cm de diâmetros, com 
20 anéis cartilaginosos incompletos
Condução do ar;
 Internamente: forrada por
membrana mucosa, onde abundam
glândulas;
Posteriormente: músculo traqueal
 Epitélio: ciliado, facilitando a
expulsão de mucosidades e corpos
estranhos.
Anatomia: VAI
TRAQUEIA
Anatomia: VAI
TRAQUEIA
Anatomia: VAI
Brônquios: Condução do ar
Brônquios 
B. principais (cartilagem 
incompleta, tec.fibroso, fibras 
mm, muscosa e glândula)
B. lobares
B. segmentares
Zona de Transporte: Composição
 Células Ciliadas
 Músculo Liso
 Receptores Nervosos
Histologia (Brônquios-Bronquíolos)
Produção do muco
 95% água + 5%(soluto: mucina – composto glicoproteico);
 Células secretoras: da mucosa (caliciformes, serosas e células de Clara –
vias aéreas inferiores) e glândulas brônquicas da submucosa;
 Via respiratória produz cerca de 100 mL de muco por dia (glândulas
brônquicas);
 Remoção: propulsionado pelo epitélio pseudoestratificado ciliar em
direção à faringe.
 Produção: estimulada por irritação local mecânica e química, liberação de
mediadores pró-inflamatórios (p. ex., citocinas) e estimulação
parassimpática
Anatomia: VAI
Brônquíolos: zona respiratória
Bronquíolos (mm.lisa)
Terminais
Respiratórios
Ductos alveolares
Alvéolos
Ácino: unidade funcional do pulmão 
(bronquíolo respiratório até o alvéolo)
Anatomia: VAI
HEMATOSE – TROCA 
GASOSA
Membrana alvéolo capilar
• Local: TROCA GASOSA
Microscopia eletrônica
mostrando um capilar
pulmonar (C) na parede
alveolar (50 a 100m²)
• Área extensa
• Capilar:
• Externa: células
epiteliais que
formam um tubo
delgado.
• Interna: eritrócitos
+plasma
Membrana alvéolo capilar
Alvéolos
• Aproximadamente 500 milhões de
alvéolos;
• Envolvidos por capilares.
Comunicações intra-acinares
Ventilação colateral
• Canais de Martin: entre
bronquíolos;
• Canais de Lambert: ductos
alveolares – alvéolos;
• Poros de Kohn: entre dois
alvéolos adjacentes;
Zona de Respiratória: Composição
 Células de revestimento Pneumócitos I (epitélio escamoso
plano)
 Células Secretórias Pneumócitos II (epitélio cubóide com 
microvilosidades)  Surfactante Alveolar
MastócitosMediadores Químicos
 Células ImunológicasMacrófagos
Zona de Respiratória: Composição
Pneumócitos tipo I
Pneumócitos tipo II
Alvéolos: Composição
 Pneumócitos Tipo I:
 Poucas organelas
 Não regeneram
 Pneumócitos Tipo II: células epiteliais cuboides
 Capacidade mitótica (subdividir em tipo I, reparar a superfície
alveolar)
 Produção de Surfactante
 Liberação de citocinas
Anatomia
Anatomia
anterior
Anatomia
anterior (face costal)
Anatomia
posterior
Anatomia
perfil direito
• Mais espesso e mais largo que o 
esquerdo.
• Ligeiramente mais curto, pois o 
diafragma é mais alto no lado direito 
para acomodar o fígado. 
• 60% da capacidade de 
ventilação/troca
• 3 lóbulos
• 2 fissuras: 
• Oblíqua (L.médio e L. inferior);
• Horizontal (L.superior e L. 
médio)
Anatomia
perfil esquerdo
• Concavidade: incisura cardíaca
• 2 lóbulos (superior e inferior) 
separados pela fissura oblíqua)
• Língula (anterior, inferiormente 
ao pulmão)
Anatomia
Anatomia
Pleura: membrana serosa
• Visceral (reveste a superfície
externa do pulmão);
• Parietal (reveste a parede da
cavidade torácica);
• Cavidade pleural: entre as
pleuras – líquido pleural
VENTILAÇÃO
Ventilação total x Ventilação alveolar
Ventilação pulmonar = volume corrente x frequência respiratória
VP = 500 ml/incursão resp. x 12 ciclos/minuto = 6,0 litros/minuto
Espaço morto
Nem todo o ar mobilizado na 
ventilação pulmonar será eficaz 
para a troca gasosa
Espaço morto VT VA = VT - Vm
VA
Vm
VT: volume corrente
VA: volume alveolar
Vm: espaço morto anatômico
(não participa da troca gasosa)
Conceito de espaço 
morto anatômico
• Espaço morto fisiológico (espaço morto anatômico 
+alveolar): é o volume de gás que não elimina C02
• Espaço morto anatômico: é o volume das vias aéreas 
condutoras, cerca de 150 ml .
• Espaço morto alveolar: volume de ar que chega ao alvéolos, 
mas não é perfundido.
Espaço morto
Espaço morto
Volumes e Capacidades Pulmonares
VOLUMES 
PULMONARES
VT: “Tidal Volume”
Volume corrente
(VT):
volume de ar inspirado e 
expirado em cada ciclo 
ventilatório normal.
(~500ml)
Volume de reserva inspiratória
(VRI):
volume de ar que ainda pode 
ser inspirado ao final da 
inspiração do volume corrente 
normal (~3.000ml)
Volume corrente
(VT):
Volume de reserva expiratória
(VRE):
volume de ar que, por meio de 
uma expiração forçada, ainda 
pode ser exalado ao final da 
expiração do volume corrente 
normal
(~1.100ml)
Volume corrente
(VT):
Volume de reserva inspiratória
(VRI):
Volume de reserva inspiratória
(VRI):
Volume corrente
(VT):
Volume residual (VR): 
volume de ar que permanece nos 
pulmões mesmo ao final da mais 
vigorosa das expirações (~1.200ml). 
Não pode ser medido por espirometria
Volume de reserva expiratória
(VRE):
CAPACIDADES 
PULMONARES
VOLUMES 
PULMONARES
Capacidade inspiratória (CI): VT 
+ VRI
Essa quantidade de ar é aquela 
que uma pessoa pode inspirar, 
partindo do nível expiratório basal 
e enchendo ao máximo os 
pulmões (~3.500ml).
Capacidade inspiratória 
(CI): VT + VRI
Capacidade Residual Funcional 
(CRF):
VRE + VR
Essa quantidade de ar (~2.300ml) é a 
que permanece nos pulmões ao final 
da expiração normal. 
Capacidade inspiratória 
(CI): VT + VRI
Capacidade Vital (CV):
VRI + VT + VRE
É a maior quantidade de ar 
que uma pessoa pode expelir 
dos pulmões após tê-los 
enchido ao máximo e, em 
seguida, expirado 
completamente (~4.600ml)
Capacidade Residual Funcional 
(CRF):
VRE + VR
Capacidade inspiratória 
(CI): VT + VRI
Capacidade Pulmonar Total 
(CPT):
VRI + VT + VRE + RV
É o maior volume que os 
pulmões podem alcançar 
(~5.800ml) ao final do maior 
esforço inspiratório possível.
Capacidade Vital (CV):
VRI + VT + VRE
Capacidade Residual Funcional 
(CRF):
VRE + VR
Forças de oposição à insuflação pulmonar
 Forças elásticas: envolvem os tecidos dos pulmões e tórax, junto com a tensão 
superficial nos alvéolos.
 Forças resistivas: incluem a resistência causada pelo fluxo aéreo e movimento 
dos tecidos durante a respiração.
FORÇAS ELÁSTICAS DO PULMÃO
Fibras elásticas e de colágeno
 São encontradas no parênquima pulmonar;
 ELASTICIDADE: tendência física de um objetoretornar ao estado inicial 
após deformação
FORÇAS ELÁSTICAS DO PULMÃO
Tensão superficial
PROBLEMA : Alvéolos são revestidos por uma
camada de fluído
Forças de atração entre as moléculas adjacentes
do fluído
TENSÃO SUPERFICIAL
Alta pressão de 
retração
Colabamento 
Alveolar
FORÇAS ELÁSTICAS DO PULMÃO
Tensão superficial
SOLUÇÃO : Revestir o alvéolo com uma secreção
Diminui a Tensão Superficial
Diminui a Pressão de Retração
Evita o Colabamento alveolar
Esta secreção é o SURFACTANTE ALVEOLAR
 Líquido que recobre os alvéolos influi diretamente no comportamento da curva VP do
pulmão. É uma força que atua ao longo de uma superfície ar-líquido, em, aproximadamente,
1cm de comprimento nessa superfície, que tende a tornar a área do líquido a menor
possível.
 Lei de Laplace: P=4T/R
Menezes, MA
2. Alvéolos menores: maior 
força de retração (maior 
tendência ao colapso)
1. Alvéolos menores esvaziam-se nos 
alvéolos maiores
Surfactante: reduzir a TS
FORÇAS ELÁSTICAS DO PULMÃO
Tensão superficial
SURFACTANTE ALVEOLAR
 Definição: Secreção Orgânica produzida pelos Pneumócitos II, que tem a
função de diminuir a tensão superficial da molécula de água intra-alveolar
e, com isto, impedir que haja uma hiperdistensão dos alvéolos e seu
rompimento.
 Constituintes : Lecitina 64%
Proteínas 11%
Fosfatidilglicerol 8%
Fosfatidiletanolamina 5%
Esfingomielina 2%
Outros 2%
 Complacência é o grau de expansão (distensibilidade) que os pulmões 
experimentam para cada unidade de aumento de pressão transpulmonar.
 Complacência descreve a distensibilidade pulmonar, ou seja, é a facilidade com 
que um objeto pode ser deformado.
 Ser humano adulto e normal: 200 ml/cmH2O, isto é: cada vez que a pressão 
transpulmonar aumenta em 1cmH2O, a expansão pulmonar é de 200ml.
COMPLACÊNCIA PULMONAR
COMPLACÊNCIA PULMONAR
COMPLACÊNCIA PULMONAR
CT= CP (pulmonar) + CT (parede torácica)
COMPLACÊNCIA TOTAL
FORÇAS RESISTIVAS DO PULMÃO
Resistência da Via Aérea
 Fluxo aéreo no trato respiratório: fluxo laminar (vias aéreas periféricas 
normais)
 Fluxo turbilhonar (vias de condução do ar)
 fluxo transicional: combinação do fluxo laminar e do turbilhonar
FORÇAS RESISTIVAS DO PULMÃO
Resistência da Via Aérea
MÚSCULOS RESPIRAÇÃO: vencer forças elásticas e 
resistivas!
 Músculos Inspiratórios
 Inspiração Normal
 Diafragma
 Inspiração Forçada
 Intercostais Externos
 Peitoral maior, menor
 Escalenos
 ECOM
 Músculos Expiratórios
 Expiração Normal
 Processo Passivo
 Expiração Forçada
 Intercostais Internos
 Abdominais (transverso, reto, oblíquos)
 Serrátil anterior, posterior
Diferenças de Pressão Durante a Respiração
Gradiente de pressão transrespiratório (Prs = Palv – Pao)
**Gradiente de pressão transpulmonar (PL = Palv – Ppl)
Gradiente de pressão transtorácico (Pw = Ppl – Pbs)
=Responsável pelo fluxo aéreo para dentro e para fora 
dos pulmões.
=Responsável pelo grau de insuflação alveolar (resulta da 
oposição à retração elástica do tórax e dos pulmões..
=Pressão total necessária para expandir ou contrair os 
pulmões e a parede torácica juntos.
Diferenças de Pressão Durante a Respiração
CICLO RESPIRATÓRIO NORMAL
FASES
 Repouso
 Diafragma em posição de equilíbrio
 Nenhum ar sai ou entra no pulmão
 Pressão alveolar é igual à atmosférica
 Pressão intrapleural é negativa
 Volume de equilíbrio = CRF= volume que permanece nos pulomões após 
uma respiração normal
CICLO RESPIRATÓRIO NORMAL
FASES
 Inspiração
 Diafragma se contrai
 Aumenta o volume do tórax
 Pressão vias aéreas e pulmonar tornam-se negativas
 Gradiente de pressão entre atmosfera e pulmões
 Ar flui para os pulmões
 Pressão intrapleural se torna mais negativa 
CICLO RESPIRATÓRIO NORMAL
FASES
 Expiração
 Processo passivo
 Pressão alveolar positiva (> pr atm)
 Ar flui para fora dos pulmões
 Pressão intrapleural volta ao normal
CICLO RESPIRATÓRIO NORMAL
VOLUMES E PRESSÕES DURANTE 
UM CICLO RESPIRATÓRIO 
NORMAL
ALVÉOLO  CAPILAR
CAPILAR  CÉLULAS
Respiração
 Processo de obtenção de oxigênio pelo corpo para utilização pelos
tecidos e remoção de dióxido de carbono e seu lançamento na
atmosfera.
 Trocas gasosas (nos pulmões e ao nível capilar)
 Transporte
Difusão
 É o processo por meio do qual moléculas de gases se movem de uma
área de alta pressão parcial para uma de baixa pressão parcial.
 O movimento de gases entre os pulmões e os tecidos ocorre por meio
de difusão simples (diferença entre os gradientes de pressão);
 sangue normalmente leva aproximadamente 0,75 segundo para
 passar através de um capilar pulmonar
Difusão
PIO2 (atm) =159 mmHg 
Capilares= 40 mmHg.
PC02 (células) =60 mmHg 
Ar atm= 1 mmHg.
Barreiras a Difusão
CAPILAR
ALVÉOLO
MEMBRANA 
ALVÉOLO CAPILAR
EPITÉLIO ALVEOLAR
ESPAÇO 
INTERSTICIAL ENDOTÉLIO CAPILAR
Lei de Fick (difusão dos gases)
GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO
ESPESSURA DO LOCAL PARA A 
DIFUSÃO
ÁREA DO LOCAL PARA A DIFUSÃO
CONSTANTE DE DIFUSÃO
TAXA DE DIFUSÃO (QUANTIDADE DE GÁS POR UNIDADE DE 
TEMPO)
Difusão dos gases
SANGUE
CO2
O2
Tempo de difusão
EX: Febre alta e o choque séptico 
(condições que limitam o tempo de
difusão por causa do fluxo sanguíneo 
aumentado).
RELAÇÃO VENTILAÇÃO-PERFUSÃO
 Quociente da Ventilação alveolar (V) pelo fluxo sanguíneo pulmonar 
(Q)
 Valor Normal = 0,8  ventilação alveolar (L/min) é 80% do valor do 
fluxo de sangue nos pulmões
DISTRIBUIÇÃO DO FLUXO SANGÜÍNEO PULMONAR
Relação Ventilação/Perfusão
DEFEITOS DA V/Q
 Ocorre quando a pressão parcial de oxigênio no sangue
arterial (PaO2) é diminuída para mais baixo que o normal
previsto, com base na idade do paciente;
 A liberação prejudicada do oxigênio também ocorre na presença
de anormalidades que impedem a saturação da Hb com o
oxigênio;
Hipoxemia
 Baixa PO2 ambiente, hipoventilação,
 Difusão prejudicada, desequilíbrios na e shunts anatômicos
ou fisiológicos;
 Envelhecimento;
 Respirar gases com uma baixa concentração de oxigênio ao nível do 
mar;
 Respirar ar a pressões menores que a pressão atmosférica baixa a 
tensão do oxigênio alveolar (altas altitudes)
PaO2 diminuída
 Não há ventilação para adequada perfusão ( v/q = 0).
 Consequência: sangue que entra no coração esquerdo sem ser oxigenado
pelo pulmão (efeito shunt)
 Mecanismo de compensação: vasoconstrição local = aumento a PO2
alveolar
Shunt pulmonar
 Shunt anatômico (normal):veias brônquicas e cardíacas mínimas (veias
de Tebésio), que suprem os pulmões e o coração.
 Shunt anatômico (patológico): desvio do fluxo sanguíneo da direita para
a esquerda (shunt direitaesquerda) através das aberturas cardíacas (p.
ex., os defeitos septais atriais ou ventriculares) ou nas malformações
arteriovenosas pulmonares.
 Shunt fisiológico: leva à hipoxemia quando os alvéolos entram em
colapso ou se enchem de líquido ou de exsudado.
 Ex: atelectasia, edema pulmonar ou pneumonia.
Shunt pulmonar
Shunt não responde ao O2 suplementar, porque a unidade de 
permuta gasosa (o alvéolo) não está aberta!!!!!!!!!!!!
Alterações na relação V/Q
Shunt pulmonar
REGULAÇÃO DO FLUXO SANGÜÍNEO PULMONAR
 Vasoconstrição Hipóxica
 pO2  Vasoconstrição Pulmonar

Desvio da circulação do sangue das áreas pouco ventiladas para as 
mais ventiladas
Mecanismo:
 Ação Direta da pO2 sobre as arteríolas pulmonares
 Inibição da produção de NO 
 Outras substâncias vasoativas
 Tromboxano A2  vasoconstritor
 Prostaciclina (Prostaglandina I2)  vasodilatador
 Leucotrienos vasoconstritor
Vasoconstrição local
Como o O2 e o CO2 são 
transportados no sangue?
 O2 
 5%: dissolvido no plasma
 95%: transportado pela hemoglobina, por uma ligação reversível 
das pulmões para os tecidos (oxi-hemoglobina)
 CO2 
 Hemoglobina (Carboxihemoglobina) – 25%
 Plasma – 5%
 Bicarbonato (HCO3) – 70%
Transporte de O2 e CO2
 HbA possui duas cadeias alfa e duas beta – cada uma 
com um grupo heme.
 Heme é formado por protoporfirina e um íon 
Ferroso – local para ligação de oxigênio.
 Fatores que alteração a conformação especial da 
molécula: podem aumentar ou reduzir a afinidade 
do oxigênio pelo heme.
Transporte de O2 – Hb (oxi-hemoglobina-HbO2)
Quais fatores influenciam na afinidade 
da curva de oxi-hemoglobina?Explique
Curva de Dissociação
O2-Hemoglobina – Desvios da Curva
 Arterial:
 90% bicarbonato
 5% ligado à hemoglobina
 5% dissolvido no plasma
 Venoso:
 60% bicarbonato
 30% ligado à hemoglobina.
 10% dissolvido no plasma.
Transporte de CO2
Quais fatores influenciam na afinidade 
da curva de 
carboxihemoglobina?Explique
 A relação é mais 
linear.
 As curvas variam 
com a SatO2 
Curva de Dissociação CO2
The end!