FISIOLOGIA - RESPIRATORIO GUYTON RESUMO

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FISIOLOGIA - SISTEMA VENTILATORIO 
João Paulo Guimarães Ferreira 
A respiração pode ser dividida em 4 componentes principais: 
1. Ventilação pulmonar (influxo e efluxo de ar entre a atmosfera e os alvéolos pulmonares) 
2. Difusão de 02 e CO2 entre os alvéolos e o sangue 
3. Transporte de 02 e CO2 no sangue e nos líquidos corporais e suas trocas com as células de todo o corpo 
4. Regulação da ventilação e outros aspectos da respiração 
 
 VENTILAÇÃO PULMONAR 
A ventilação total é o volume de ar que entra ou sai das vias aéreas a cada movimento respiratório 
 Mecânica da ventilação pulmonar 
Os pulmões podem ser expandidos e contraídos por 2 maneiras: 
1) Por movimento de subida e descida do diafragma para aumentar ou diminuir a cavidade torácica 
2) Por elevação e depressão das costelas para elevar e reduzir o diâmetro anteroposterior da cavidade torácica 
A respiração normal é realizada quase toda pelo primeiro método. 
Durante a inspiração a contração do diafragma puxa os pulmões para baixo e na expiração ele simplesmente relaxa, 
e a retração elástica expele o ar. Durante a respiração vigorosa/forçada as forças elásticas não são suficientes para 
promover rápida expiração sendo necessária força extra da musculatura abdominal. 
No segundo método para que ocorra a expansão do pulmão ocorre a elevação das costelas. 
 Pressões que causam o movimento do ar para dentro e para fora dos pulmões 
Pressão pleural: é a pressão do liquido no espaço entre a pleura 
parietal e visceral. Há uma leve sucção entre os folhetos 
deixando essa pressão negativa, normalmente -5cm de agua. 
Quando realizamos a inspiração normal a pressão fica ainda 
mais negativa, -7,5cm de agua. Na expiração isso é revertido. 
Pressão alveolar: é a pressão do ar dentro dos alvéolos 
pulmonares. Quando a glote esta fechada e não há fluxo de ar 
para dentro ou fora dos pulmões, as pressões em todas as 
partes da arvore respiratória são iguais a Patm, 0 cm de agua. 
Para que ocorra o influxo de ar para os alvéolos a pressão dele 
deve cair para um valor abaixo de zero, já na expiração ocorre o 
contrario, a pressão deve superar a de 0 para mandar o ar para 
fora. 
*Cerca de 0,5L é inspirado e expirado a cada ventilação 
Pressão transpleural: diferença entre a pressão alveolar e a pressão pleural. 
 
 
 Complacência pulmonar 
É a extensão na qual os pulmões se extenderão por cada unidade de aumento na pressão transpulmonar, ou seja, a 
capacidade de distendibilidade do pulmão. Ela é diferente na inspiração e na expiração. 
A complacência normal em media do pulmão do adulto é 200ml de ar por centímetro de pressão de agua 
transpulmonar. 
As características do diagrama de complacência são determinadas pelas forças elásticas dos pulmões que podem ser 
divididas em 2 partes: 
1) Força elástica do tecido pulmonar propriamente dito: são 
determinadas pelas fibras de elastina e colágeno presentes no parênquima 
pulmonar. Representa cerca de 1/3 da elasticidade total pulmonar. 
2) Força elástica causada pela tensão superficial do liquido que reveste 
as paredes internas dos alvéolos: as moléculas de agua presentes na parede 
do alveolo possuem força de atração muito grande, tentando se contrair na 
tentativa de forçar a saída do ar do alvéolo, nessa tentativa induz o alvéolo a 
colapsar. 
*Pulmão cheio com solução salina: não tem interface entre o liquido e o ar, 
não tem tensão superficial, atua apenas a força elástica do tecido pulmonar. A pressão transpleural necessária para 
expandir os pulmões com solução salina é menor que a pressão dos pulmões com ar. 
*Surfactante: secretado pelos pneumocitos tipo II reduz a tensão superficial por ter componentes que não se 
dissolvem uniformemente no liquido que recobre a superfície do alvéolo. Alem disso, também é importante na 
redução do esforço requerido pelos músculos respiratórios para expandir o pulmão. So é produzido após o 7 mês de 
gestação (30 semanas). 
*Quando menor o raio alveolar maior a tensão superficial 
*Recém nascidos prematuros: raio dos alvéolos são menores, logo tem uma tensão superficial maior, além disso não 
produzem surfactante suficiente – pulmões tem uma tendência extrema ao colapso – Síndrome da angustia 
respiratória do recém nascido. 
Complacência torácica e pulmonar combinadas = 110 ml/cm 
Complacência apenas pulmonar = 200ml/cm 
 Volumes e capacidades pulmonares 
Volumes: 
o Volume corrente: volume de ar inspirado ou 
expirado em uma respiração normal (500ml adulto) 
o Volume de reserva inspiratório: volume extra de 
ar que pode ser inspirado acima do volume corrente 
quando uma pessoa inspira com força total (3000ml) 
o Volume de reserva expiratório: é o máximo extra 
de ar que pode ser expirado em uma expiração 
forçadaapos o final de uma expiração normal (1100ml) 
o Volume residual: é o volume de ar que fica nos 
pulmões após a expiração mais forçada (1200ml) 
Capacidades: 
o Capacidade inspiratória: volume corrente + volume de reserva inspiratória 
o Capacidade residual funcional: volume residual + volume de reserva expiratório (é o volume de ar que 
permanece nos pulmões após uma expiração normal) 
o Capacidade vital: volume de reserva inspiratório + volume corrente +volume de reserva expiratório (é a 
capacidade máxima de ar que a pessoa pode expelir dos pulmões após primeiramente enche-los ate sua 
extensão máxima e então expirar ate sua extensão máxima). 
o Capacidade pulmonar total: o volume máximo que os pulmões podem ser expandidos com o maior esforço 
*Capacidade residual funcional não pode ser medida diretamente pelo epirometro porque não é possível expirar o 
volume residual, dessa forma ele é usado indiretamente por meio do método de diluição do hélio. 
*Volume e capacidade nas mulheres é cerca de 20 a 25% menor que nos homens e são a maiores em atletas. 
 Ventilação alveolar 
A importância da ventilação pulmonar é renovar o ar nas áreas de trocas gasosas (alvéolos, sacos alveolares, ductos 
alveolares e bronquíolos respiratórios). A velocidade/intensidade com que o ar novo alcança essas áreas é chamado 
de ventilação alveolar. 
Espaço morto: parte do ar que a pessoa inspira não alcança as áreas de trocas gasosas porque preenche as vias 
respiratórias onde as trocas não ocorrem, como nariz, faringe, traqueia. Esse é o chamado ar do espaço morto. Na 
expiração esse é o primeiro ar a sair, isso é desvantajoso para remover gases expiratórios dos pulmões. O volume 
normal desse espaço é 150ml. 
 Circulação pulmonar, edema pulmonar, liquido pleural 
 Circulação pulmonar 
O pulmão tem 2 tipos de circulação: 
o Para a hematose: baixa pressão e baixo fluxo – através das artérias pulmonares (98%) 
o Para a irrigação do parênquima: alta pressão e baixo fluxo – vai através das artérias brônquicas, chamado de 
shant fisiológico (2%) 
O fluxo de ar e de sangue não é o mesmo em todo o pulmão: 
o No ápice (zona1) a pressão tanto na sístole quanto na diástole nunca é superior a do alvéolo, ou seja, ausência 
de fluxo sanguíneo nessa região. (devido a gravidade) 
o No meio, zona 2, tem presença de fluxo sanguíneo durante a sístole e não na diástole (perfusão e ventilação 
estão iguais) 
o Na base (zona3) na sístole e na diástole a pressão é maior e passa sangue o tempo todo (perfusão é 
aumentada) 
Durante o exercício físico o fluxo sanguíneo aumenta. Esse fluxo extra acomoda no pulmão de 3 maneiras: 
o Aumentando o numero de capilares abertos 
o Distensão dos capilares pré-existentes, elevando a velocidade do fluxo 
o Aumentando a pressão arterial pulmonar 
 
 Edema pulmonar 
Qualquer fator que aumente a filtração de líquidos para fora dos capilares ou impeça o funcionamento dos 
capilares linfáticos provocando o aumento da pressão do liquido intersticial (passa a ser positivo) causara 
enchimento dos alvéolos – edema. 
• Aumento da pressão hidrostática 
• Aumento da permeabilidade vascular 
• Diminuição da pressão oncótica 
• Aumento da pressão negativa intrapleural 
•Diminuição da drenagem linfática 
Uma das causas mais comuns é a insuficiência cardíaca: 
problemas do lado esquerdo do coração – acumulo no átrio 
esquerdo - aumenta a pressão hidrostática do vaso – a pressão 
do sistema linfático que antes era negativa vai ficar positiva – 
muito liquido – vai passar pro alvéolo 
*Derrame pleural: tem as mesmas causas do edema, é o acumulo de liquido na pleura 
 
 Princípios físicos da difusão de gases e pressões parciais dos gases 
 Princípios físicos da difusão de gases 
Depois que os alvéolos são ventilados com ar atmosférico, a próxima etapa do processo respiratório é a difusão do 
oxigênio dos alvéolos para o sangue pulmonar e a difusão do CO2 na direção oposta. A difusão ocorre da região de 
maior concentração para a de menor concentração. 
A pressão parcial de um gás é calculada multiplicando-se sua concentração fracional pela pressão total exercida por 
todos os gases. 
*Nitrogênio mais abundante, em seguida oxigênio, CO2, agua. 
Ao inspirar o primeiro mecanismo é umidificar o ar atmosferico – a pressão de todos os elementos vai alterar 
(aumenta percentual da agua), mas o total não altera. No caminho em direção aos alvéolos encontra com o ar do 
espaço morto, que tem concentração de gases diferentes, as pressões dos elementos se alteram – o ar expirado 
também tem as pressões diferentes. 
O ar alveolar é apenas parcialmente substituído pelo ar atmosférico a cada respiração, expiração completa de um 
gas do alvéolo ocorre após 16 incursões – aproximadamente 1 min (cada incursão tem aproximadamente 4s) 
*Quanto maior a ventilação pulmonar mais rápido o gás será removido 
A lenta substituição do ar alveolar é importante para evitar mudanças 
repentinas nas concentrações de gases no sangue. 
*Patologias que cursam com hipoxemia – aumenta a ventilação alveolar 
na tentativa de normalizar a concentração dos gases. Além disso, no 
exercício físico isso também ocorre. 
A concentração de O2 e CO2 nos alvéolos e sua pressão parcial são controladas pela: 
o Intensidade de absorção ou excreção 
o Intensidade da ventilação alveolar 
O2: quando maior a absorção menor a concentração E PO2, quanto maior a ventilação maior a concentração. 
CO2: quanto maior a excreção de CO2 do sangue maior a concentração e PCO2, quando maior a ventilação menor a 
concentração. 
Quando faço expiração o ar que sai é uma combinação entre o ar 
do espaço morto e o ar alveolar. 
O primeiro ar a sair é o ar do espaço morto, ele tem suas 
concentrações de O2 e CO2 parecidas com do ar umidificado. 
 Progressivamente o ar alveolar vai se misturando com o ar do 
espaço morto, ate que todo o ar do espaço morto saia e no final 
tenha apenas ar alveolar saindo. As concentrações do ar alveolar 
são diferentes do ar do espaço morto, tendo uma menor PO2 e 
maior PCO2. 
 
 Difusão de gases através da membrana respiratória 
Unidade respiratória: bronquíolo respiratório, ductos alveolares, átrios e alvéolos. 
Camadas da membrana respiratória: 
1. Camada de liquido contendo surfactante que reveste o alvéolo 
2. Epitélio alveolar 
3. Membrana basal epitelial 
4. Espaço intersticial 
5. Membrana basal capilar 
6. Membrana endotelial capilar 
Apesar da quantidade de camadas a membrana é extremamente fina. 
*A difusão do CO2 é 20x maior que do O2 
Fatores que determinam a rapidez com que o gás atravessara a membrana: 
o Espessura da membrana 
o Área superficial da membrana 
o Coeficiente de difusão do gas 
o Diferença de pressão parcial do gas entre os dois lados da membrana 
*Espessura da membrana pode estar aumentada em casos como edema, doenças pulmonares que causam fibrose. 
*No exercício físico terei um aumento de fluxo de sangue pulmonar (como já dito antes) e aumento da ventilação 
alveolar, aumentando assim a capacidade de difusão do O2. Esse aumento é causado por fatores como: 
o Aumentando o numero de capilares abertos ou distensão dos capilares pré-existentes 
o Melhor equiparação entre ventilação dos alvéolos e perfusão dos capilares 
 
 Relação ventilação perfusão 
Mesmo em condições normais algumas áreas dos pulmões são bem ventiladas, mas não recebem quase nenhum 
fluxo sanguíneo, enquanto algumas áreas contam com fluxo sanguíneo mas pouca ou nenhuma ventilação. 
A proporção ventilação-perfusão é expressa como V/Q. 
- Quando V/Q = 0 quer dizer que a ventilação é zero mas a 
perfusão é normal. O ar nos alvéolos vai entrar em equilíbrio 
com o O2 e CO2 do sangue venoso (PO2 de 40mmHg e PCO2 
de 45mmHg) 
- Quando V/Q = infinito quer dizer que existe ventilação mas 
não tem perfusão adequada. Como não tem fluxo sanguieno 
para perder O2 e ganhar CO2, o ar alveolar fica quase igual ao 
ar umidificado (PO2 de 149mmHg e PCO2 de 0mmHg) 
 
Shunt/derivação fisiológico: aqueles 2% da circulação pulmonar feito pelas artérias brônquicas (supre o 
parênquima) - ventilação é 0 
*Exemplo de shunt patológico: comunicação interatrial ou interventricular - parte do sangue que deveria ir à 
circulação pulmonar esta cortando caminho indo direto para o ventrículo esquerdo, não esta sendo ventilado. 
Espaço morto fisiologico: o ar do espaço morto não tem contato com os capilares pulmonares para sofrer difusão 
dos gases, ou seja, sua perfusão é 0 
*Exemplo de aumento do espaço morto: tromboembolismo pulmonar 
 Transporte de O2 e CO2 no sangue e líquidos teciduais 
 
 
 
 
Obs: Po2 alveolo = 104mmHg 
*No liquido intersticial Po2=40mmHg e Pco2=45mmHg 
*Nas células Po2=23mmHg e Pco2=46mmHg 
 Difusão de oxigênio dos alvéolos para o sangue capilar pulmonar 
O2 dos alvéolos é difundido para os capilares que passam com sangue venoso devido a diferença de PO2 (104 
alvéolos, 40 sangue). 
A Po2 do sangue vai aumentar ate o nível da pressão do ar alveolar (104mmHg). 
Não preciso de toda extensão do capilar para oxigenar o sangue, quando o sangue percorreu 1/3 do seu percurso 
pelo capilar já esta quase todo oxigenado. 
SANGUE ARTERIAL: 
o Po2 = 95mmHg 
o Pco2 = 40mmHg 
 
SANGUE VENOSO: 
o Po2 = 40mmHg 
o Pco2 = 45mmHg 
 
*Durante o exercício físico o sangue demanda maior quantidade de O2 e devido ao maior debito cardíaco o sangue 
permanece nos capilares pulmonares por menos tempo. Mas isso não é um problema, pois como vimos o sangue 
permanece no capilar 3x mais tempo do que precisava para ser oxigenado (já que no 1/3 terço do capilar ele já 
consegue isso). 
 Transporte de oxigênio no sangue arterial 
98% do sangue que chega no átrio esquerdo proveniente dos pulmões foi oxigenado chegando com a 
Po2=104mmHg. Os outros 2% que fazem parte da derivação fisiológica (não foram oxigenados) chega com 
Po2=40mmHg (igual do sangue venoso). Quando esses sangues se combinam a Po2 passa a ser 95mmHg. 
 Difusão de oxigênio dos capilares periféricos para o liquido alveolar 
Sangue arterial chega nos tecidos periféricos com Po2=95, devido a diferença com a pressão do liquido intersticial 
(40mmHg) ocorre a difusão do O2 para os tecidos. Dessa forma a PO2 dos capilares passa a ser 40mmHg e entra nas 
veias com essa pressão. 
 Difusão do CO2 das células teciduais para os capilares e dos capilares para o alvéolo 
Quando o O2 é usado quase todo pelas células se torna CO2 e eleva a Pco2, devido essa elevado Pco2 ele se difunde 
para os capilares e dos capilares se difunde pra os alvéolos pra ser expirado. 
O CO2 consegue se difundir cerca de 20x mais rápido que o O2, portanto a diferença de pressão para causar a 
difusão dele é baixa. 
70% DO co2 é transportado na froma de bicarbonato. 23% na hemoglobina e 7% livre 
*Reduz do fluxo sanguineo e aumento do metabolismo - aumentam a Pco2 
Oxigênio depende da hemoglobina para ser transportado no sangue, ele se combina de maneira reversível com ela. 
Quando a Po2 é alta como nos capilares pulmonares, o O2 se liga a hemoglobina e quando é baixa, como nos 
capilares teciduais, o O2 é liberado. 
Existem fatores que alteram a dissociação do O2 com a hemoglobina 
(deslocam a curvapara a direita) 
o pH mais acido 
o Maior concnetração de CO2 
o Aumento da temperatura corporal 
o Aumento do BCG 
*Exercício físico: altera ph (mais acido), aumento concentração de CO2, 
aumenta temperatura– libera mais oxigênio para os tecidos – efeito 
Bohr 
*O BCG em condições normais já diminui a afinidade da hemoglobina 
pelo O2 
*O monóxido de carbono se combina com a hemoglobina no mesmo ponto que o O2, podendo diminuir a 
capacidade de transporte do O2 no sangue quando em altas quantidades. O CO se liga mais facilmente a 
hemoglobina que o O2 
*Efeito do PO2 no transporte do CO2 – ao aumentar a PO2 diminuo a quantidade de CO2 no sangue, isso ocorre 
porque quando o O2 se liga com a hemoglobina (quando tenho alta Po2) o CO2 é liberado no sangue (já que parte 
do CO2 fica ligado com hemoglobina, como carboxihemoglobina) - isso é chamado efeito Haldane 
*Baqueteamento digital é um sinal caracterizado pelo aumento (hipertrofia) das falanges distais dos dedos e unhas 
da mão que está associada a diversas doenças, a maioria cardíacas e pulmonares, causado pela hipóxia crônica 
- O ritmo respiratório basal é mantido pelo centro respiratório, localizado no bulbo. Outros centros respiratórios, 
localizados no bulbo e ponte também controlam a respiração. 
- CO2 refletido pelas mudanças no pH, é o mais importante estímulo do controle respiratório. Mudanças no pH por 
acidose metabólica também altera a ventilação. O2 estimula a respiração apenas quando a PO2 sanguínea é muito 
baixa. 
 ESPIROMETRIA 
Espirometria é um exame que avalia a medida de ar que entra e sai dos pulmões, ela determina os volumes variáveis 
- Capacidade vital (CV ou CVF): volume de reserva inspiratório + volume corrente +volume de reserva expiratório (é a 
capacidade máxima de ar que a pessoa pode expelir dos pulmões após primeiramente enche-los ate sua extensão 
máxima e então expirar ate sua extensão máxima). 
- Volume expiratório forçado no primeiro segundo (VEF1) - representa o volume de ar exalado no primeiro segundo 
Relação VEF1/CV 
- Distúrbio ventilatório obstrutivo: caracterizado pela presença de obstrução nas vias aéreas. O estreitamento das 
vias aéreas resulta em uma VEF1 reduzido (esvaziamento mais lento dos pulmões) e CV(F) normal, resultando numa 
relação VEF1/ CVF reduzida. 
Ex: asma, enfisema, bronquite crônica, DPOC (bronquiodilatadores melhoram a asma e bronquite, mas não 
melhoram enfisema nem DPOC, pois houve destruição da parede do alvéolo e via de condução o que acaba 
estreitando a luz) 
- Distúrbio ventilatório restritivo: é definido como a redução da capacidade pulmonar total e a manutenção da 
relação VEF1/CVF normal ou aumentada 
As doenças pulmonares restritivas significam que os pulmões são incapazes de expandir totalmente, então eles 
limitam a quantidade de oxigênio recolhida durante a inalação, por isso a taxa de respiração de uma pessoa 
aumenta muitas vezes para atender às suas demandas de oxigênio. 
 Ex: câncer de pulmão, pneumonia, tuberculose, fibrose 
 DPOC 
DPOC = bronquite crônica + enfisema 
Enfisema pulmonar é caracterizada por danos aos alvéolos pulmonares, causando oxigenação insuficiente e 
acúmulo de gás carbônico no sangue. Ela geralmente é causada pela inalação de produtos químicos tóxicos, como 
fumaça de tabaco. 
O enfisema é caracterizado pela perda da elasticidade do tecido pulmonar, destruição dos alvéolos e seus capilares. 
Conforme os danos aumentam, as vias aéreas colapsam, resultando em menos superfície para trocas gasosas, 
levando a uma forma obstrutiva de doença pulmonar: o ar entra nos pulmões e não sai. 
A bronquite crônica é causada por uma lesão recorrente ou irritação do epitélio respiratório dos brônquios , 
resultando em crônica inflamação , edema, e aumento da produção de muco pelas células caliciformes. O fluxo de ar 
para dentro e para fora dos pulmões é parcialmente bloqueada devido ao muco, inchaço extra nos brônquios ou 
devido a reversível broncoespasmo. Maioria dos casos de bronquite crônica são causados por fumar cigarros ou 
outras formas de tabaco. 
Oxigenação será deficiente, tendo aumento da concentração de CO2. 
 Tromboembolismo pulmonar / Embolia pulmonar 
É um quadro grave que ocorre quando um trombo localizado em uma das veias das pernas ou da pelve se solta, viaja 
pelo organismo e se aloja em uma das artérias do pulmão, obstruindo o fluxo de sangue. Os principais sintomas são 
dor torácica e dispneia. 
As primeiras alterações referentes à embolia pulmonar são: 
a. hipoxemia – decorre da redução dos níveis de Po2 
b. aumento do espaço morto – existência de áreas pulmonares com obstrução da circulação, associada à 
manutenção da ventilação, caracteriza o distúrbio ventilação-perfusão, conhecido como espaço morto. A 
conseqüência é a menor eliminação de CO2, com aumento dos seus níveis circulantes. 
c. aumento do trabalho ventilatório – a dispnéia compensatória é a resposta à hipoxemia. 
d. hipertensão pulmonar – bloqueio mecânico, liberação de agentes humorais vasoconstritores, fatores 
reflexos, hipoxemia e diminuição do volume do gás torácico levam à vasoconstrição reflexa no calibre dos 
vasos pulmonares e, conseqüentemente, ao aumento da resistência vascular pulmonar; 
e. redução do débito cardíaco – o principal mecanismo é a redução da pré-carga do ventrículo esquerdo, em 
decorrência do bloqueio mecânico.