SLIDES - FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA

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O estudo da Fisiologia da Respiração pode ser dividido em quatro grandes eventos
funcionais:
1- a ventilação pulmonar, que é a renovação cíclica do gás alveolar pelo ar
atmosférico;
2- a difusão do oxigênio (O2) e do dióxido de carbono (CO2) entre os
alvéolos e o sangue;
3- o transporte, no sangue e nos líquidos corporais, do O2 (dos pulmões
para as células) e do CO2 (das células para os pulmões);
4- a regulação da ventilação e de outros aspectos da respiração.
APARELHO 
RESPIRATÓRIO
Prof. João Paulo Duarte Sabiá
Movimentos Respiratórios
Volumes e Capacidades Pulmonares
Mecânica Ventilatória
Difusão Perfusão
Controle Central da Respiração
• Prof. João Paulo Duarte Sabiá
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
Prof. João Paulo Duarte Sabiá
Movimentos Respiratórios
Inspiração Expiração
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
Prof. João Paulo Duarte Sabiá
Pressões Envolvidas
Pressão Barométrica (760mmHg);
Pressão das Vias Aéreas (Pao =0);
Pressão Pleural ou Intrapleural: Ppl= -5 a -7,5 cmH2O;
- Sempre menor que a pressão alveolar; 
Pressão Alveolar:
Palv = 0 cmH2O em repouso ;
Palv = -1 cmH2O na inspiração;
Pressão Transpulmonar: diferença de pressão que mantém a insuflação pulmonar.
Ptp = Palv – Ppl
Pressão Transtorácica: pressão total necessária para expandir ou contrair em conjunto 
pulmão e caixa torácica.
Pressão Transrespiratória: permitir entrada e saída de gás dos alvéolos durante inspiração.
Mecânica Ventilatória
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
Prof. João Paulo Duarte Sabiá
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
Lei de Poiseuille: F= ΔP.π.r4/ή.L.8; F-fluxo; r – raio; P-pressão; L-comprimento; n-viscosidade.
o fluxo da atmosfera até os alvéolos só ocorre por diferença de pressão entre a 
atmosfera e os alvéolos na fase inspiratória.
Ao repouso, o complexo toraco-pulmonar juntamente com a geração da diferença de pressão faz com que a 
pressão pleural seja negativa, pois o gradil costal impulsiona uma força expansiva, enquanto o pulmão exerce 
uma força de recolhimento elástico.
http://www.lib.mcg.edu/edu/eshuphysio/program/section4/4ch3/s4ch3_4.htm
O CICLO RESPIRATÓRIO
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
http://www.lib.mcg.edu/edu/eshuphysio/program/section4/4ch3/s4ch3_4.htm
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O CICLO RESPIRATÓRIO
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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O CICLO RESPIRATÓRIO
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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O CICLO RESPIRATÓRIO
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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Volumes 
Pulmonares
Ventilação
Capacidades 
Pulmonares
VC
VRI
VRE
VR
CI = VC + VRI
CV = VC + VRI + VRE
CRF = VRE + VR
CPT = VC + VRI + VRE + VR
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
Prof. João Paulo Duarte Sabiá
VOLUMES 
PULMONARES
http://www.abacon.com/plowman/respit.html
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VT: “Tidal Volume”
Volume corrente
(VT):
volume de ar inspirado e 
expirado em cada ciclo 
ventilatório normal.
(~500ml)
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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):
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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):
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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):
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CAPACIDADES 
PULMONARES
VOLUMES 
PULMONARES
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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).
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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. Não pode ser 
calculada por espirometria
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).
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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
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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
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Ventilação Minuto = volume corrente x frequência respiratória
VM = 500 ml/incursão resp. x 12 ciclos/minuto = 6,0 litros/minuto
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
• Prof. João Paulo Duarte Sabiá
Prof. João Paulo Duarte Sabiá
Propriedades Elásticas do Sistema Respiratório
Pulmão Parede Torácica
Propriedades Resistivas do Sistema Respiratório
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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Propriedades Elásticas do Pulmão
Componentes Elásticos do tecido pulmonar
Fibras elásticas e colágenas / Tendência à RETRAÇÃO
Interdependência pulmonar
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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Propriedades Elásticas do Pulmão
Tensão superficial – Laplace – P= 4T/r; P-pressão;T- tensão superficial; r-raio.
Surfactante nos Alvéolos: 
Cél. epilteliais alveolares do tipo II (10% área alveolar)
Fosfolipídeos, proteínas, íons (Ca++)
Reveste a camada interna alveolar
Reduz a tensão superficial (previne colabamento expiratório)
Insuficiência respiratória grave em crianças pré-termo (Síndrome do Desconforto 
Respiratório ou Doença da Membrana Hialina)
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
Prof. João Paulo Duarte Sabiá
Espaço Morto:
• É o volume das vias aéreas que não participa das trocas gasosas.
• É classificado em:
Espaço morto anatômico: Volume de ar que fica contido na zona de 
condução - aproximadamente 150 mL, ou seja, de 500 mL de ar apenas 350 mL do novo 
ar chega aos alvéolos.
Espaço morto fisiológico: Volume total dos pulmões que não participa 
das trocas gasosas. Inclui o espaço morto anatômico das vias condutoras e o espaço 
morto funcional dos alvéolos.
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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HISTERESE PULMONAR
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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Propriedades Elásticas do Pulmão
Cp = rV
rPtp
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Propriedades Elásticas da Parede Torácica
Propriedades elásticas próprias
Complacência Torácica
Ct = rV
rPtt
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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COMPLACÊNCIA PULMONAR
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
.
VENTILAÇÃO COLATERAL
POROS DE KHON
CANAL DE LAMBERT
CANAL DE MARTIN
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Resistência Pulmonar
R = rP
f
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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TIPOS DE FLUXO
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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RELAÇÃO R x GERAÇÃO DAS VIAS AÉREAS
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
O fluxo de gás ocorre até os bronquiolos terminais sem haver troca. Após este ponto, ocorre por difusão simples
pela área de secção transversa que diminui a resistência ao fluxo aéreo quase a zero.
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Fatores que influencia a Raw:
Geometria da árvore traqueobrônquica
Volume pulmonar
Complacência das vias aéreas
Densidade e viscosidade do ar
Musculatura lisa dos brônquios 
Resistência Pulmonar
Resistência da Parede Torácica
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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MECÂNICA EXPIRATÓRIA - PPI
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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Eficácia da Ventilação 
Ventilação
Minuto
VE = FR .VC
Ventilação
Alveolar
VA = FR. (VC - VEM)
EM Anatômico EM Alveolar
EM Fisiológico
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
Efetividade da Ventilação
PCO2 = VCO2
VA
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Padrão ventilatório FR VC Vmin EMF Valveolar
Normal 12 500 6000 150 4200
FR á VCâ 24 250 6000 150 2400
FRâ VC á 6 1000 6000 150 5100
EM á á 12 500 6000 300 2400
Compensação
do EM á á
12 650 7800 300 4200
Eficácia da Ventilação
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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Distribuição da Ventilação 
Fatores Regionais
Diferenças na Expansibilidade Torácica
Gradientes de Pressão Transpulmonar
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DISTRIBUIÇÃO DA VENTILAÇÃO
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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GRADIENTES DE Ptp
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
Distribuição da Ventilação - Fatores Regionais
Constantes de Tempo
Dependência da Complacência em Relação 
à Freqüência
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
CONSTANTES DE TEMPO
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DISTRIBUIÇÃO DA PERFUSÃO
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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Difusão
Vgás = A. Δ(P1-P2)
E 
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
LEI DE FICK
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MEMBRANA RESPIRATÓRIA:
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
A área de troca dos gases (área alveolar) é aproximadamente 50-100 metros quadrados e a espessura da membrana capilar é de 0,5 micrometro.
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Fatores que afetam a velocidade de difusão dos gases através da membrana 
respiratória:
� Espessura de membrana;
� Área de superfície da membrana;
� Coeficiente de difusão do gás;
� Diferença de pressão entre os dois lados da membrana respiratória.
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
Prof. João Paulo Duarte Sabiá
Transporte de Gases 
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
O transporte de oxigênio dos pulmões até os tecidos pode ser por
ligação com a hemoglobina (constante de dissolução= 1,34mililitros) ou
dissolvido no plasma (constante de dissolução = 0,003 mililitros).
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Venoso Arterial
100mmHg 40mmHg
40mmHg
40mmHg 100mmHg
46mmHg
GRADIENTES DE DIFUSÃO
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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TRANSPORTE DO O2 – CURVA DE DISSOCIAÇÃO
Aumento da pO2 entre 10 e 60 mmHg produzem um aumento substancial da saturação.
Aumentos acima de 60 mmHg, saturação de 90%, não alteram tanto a saturação.
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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AFINIDADE DO O2-Hb
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
Transporte de Gases 
Efeito da quantidade de O2 sobre o transporte de CO2
Efeito Bohr – quanto maior a PCO2 menor a afinidade da Hb pelo O2 (Ph baixo)
Efeito Haldane – reciprocamente, a dessaturação do sangue arterial ao nível dos 
capilares sistêmicos facilita a captação de CO2
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
Fatores que Modificam o Equilíbrio O2-Hb
A PCO2
O pH
A temperatura
O nível de 2,3-difosfoglicerato
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
Transporte do CO2
CO2 dissolvido
Íons bicarbonato HCO3
Carbamino-Hemoglobina e outros compostos carbamínicos
Quantidades pequenas de ácido carbônico H2CO3
Curva de Dissociação do CO2
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
CURVA DE DISSOCIAÇÃO DO CO2
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
CONTROLE DA VENTILAÇÃO:
Controle Central
EfetoresSensores
Ponte; medula, outras regiões
Quimiorreceptores, pulmão, outros receptores Músculos respiratórios
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
CONTROLE DA VENTILAÇÃO: CENTRAL
O sistema nervoso ajusta a velocidade da ventilação alveolar conforme as
necessidades do organismo.
Centro Respiratório Bulbar: abaixo do assoalho do IV ventrículo
Grupo Respiratório Ventral – Expiração 
Grupo Respiratório Dorsal – Inspiração - Núcleo do Trato Solitário – ritmo 
básico da respiração.
Centro Respiratório Pontino:
Apnêustico – Parte inferior da ponte – secção (apneusia)
Pneumotáxico – Parte superior da ponte, inibe a inspiração, regulando 
secundariamente FR.
Córtex – controle voluntário até certo limite.
Outras regiões – Sistema límbico e hipotálamo – sensações (alterações).
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
CONTROLE DA VENTILAÇÃO: SENSORES
Quimiorreceptores
Centrais – bulbo e líquor - )sensível a alteração do pH(↑) e CO2 (↑);
Periféricos – aórticos e carotideos – sensível a alteração de pH(↓), PO2(↓)
e (↑) Co2 arterial.
Receptores Pulmonares de Estiramento – dentro do músculo liso.
Reflexo de Hering-Breuer
Receptores Irritantes ou de adaptação rápida
Receptores J- região justacapilar
Outros
Receptores do nariz e VAS
Propriorreceptores periféricos
Fusos musculares
Barorreceptores – pressão
Nociceptores - dor
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
Resposta ao CO2
­ CO2 ­ Ventilação
A resposta ¯ com o sono, idade, genética, raça e personalidade (mergulhador)
A resposta ¯ com ­ do TR (Ex: DPOC)
Resposta principal = quimiorreceptores centrais
Estímulo adicional = quimiorreceptores periféricos por conta da ¯ do pH
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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
Resposta ao O2
¯ O2 pode ocorrer sem provocar uma resposta ventilatória (normalmente)
Entretanto com o­ da altitude ­ ventilação
No DPOC este estímulo hipóxico se torna muito importante
Quimiorreceptores carotídeos e aórticos
Não exerce nenhuma função sobre os quimiorreceptores centrais
Prof. João Paulo Duarte Sabiá
FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA
Resposta ao pH
¯ do pH ­ Ventilação
Dificuldade para diferenciar o estímulo
Pacientes com acidose metabólica parcialmente compensada com ¯ do pH e ¯ da
PCO2 têm uma ventilação ­
Principal estímulo = quimiorreceptores periféricos
Alteração quando muito grande pode afetar os q. centrais