FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO (aula 2)

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FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO (aula 2)
VOLUMES E CAPACIDADES RESPIRATÓRIAS
	VOLUMES RESPIRATÓRIOS
1. Volume corrente (VC) É o volume de ar inspirado ou expirado a cada incursão respiratória. No homem adulto é de cerca de 500 mL.
2. Volume de reserva inspiratória (VRI) É o volume a mais de ar que pode ser inspirado durante a inspiração forçada. No homem adulto equivale à cerca de 3.000 mL.
3. Volume de reserva expiratória (VRE) É o volume máximo extra de ar que pode ser expirado durante a expiração forçada. No homem adulto equivale a mais ou menos 1.100 mL.
4. Volume residual (VR) É o volume de ar que permanece nos pulmões mesmo após a expiração forçada. No homem adulto equivale a 1.200 mL.
Obs.: O Volume Residual não pode ser medido através da Espirometria. 
	CAPACIDADES RESPIRATÓRIAS
1. Capacidade Inspiratória É a capacidade máxima de ar que pode ser inspirado, distendo os pulmões ao máximo. No homem adulto equivale a 3.500 mL.
CI = VC + VRI
2. Capacidade residual funcional É o volume de ar que permanece nos pulmões após a expiração normal. No homem adulto equivale a 2.300 mL.
CRF = VRE + VR
3. Capacidade Vital É o volume máximo de ar que pode ser expirado durante a expiração forçada quando os pulmões se encontram estendidos ao máximo. No homem adulto equivale a 4.600 mL.
CV = VC + VRI + VRE
4. Capacidade pulmonar total É o volume máximo de ar que os pulmões comportam. No homem adulto equivale a 5.800 ml.
CPT = VC + VRI + VRE + VR ou CPT = CV + VR
VENTILAÇÃO MINUTO
	É o volume de ar levado aos pulmões dentro de 1 minuto. No homem adulto é de cerca de 6 L/min. 
	É calculado pela seguinte fórmula:
FC X VC
VENTILAÇÃO ALVEOLAR
É a velocidade/intensidade com que ar “novo” chega aos alvéolos. Esse ar não corresponde ao Volume Corrente, pois parte desse ar se encontra no Espaço Morto.
	Espaço Morto
	Espaço Morto Anatômico
	Área do trato respiratório que possui ar, mas não faz troca gasosa. Por exemplo, nariz, faringe e traqueia. Corresponde a cerca de 150 mL do Volume Corrente.
	
	Espaço Morto Fisiológico
	Área alveolar ventilada, mas por não ser perfundida, não realiza troca gasosa.
	
	Espaço Morto Funcional
	É a soma dos espaços morto anatômico e fisiológico.
INTENSIDADE DA VENTILAÇÃO ALVEOLAR
É o volume de ar “novo” por minuto que chega aos alvéolos e áreas de troca gasosa adjacentes. No adulto normal equivale a 4.200 mL/min. É medido pela seguinte fórmula. 
VA = FC x (VC – VM)
	Onde:
VA é o Volume de Ventilação Alveolar por minuto.
FC é a Frequência respiratória, que no homem adulto normal equivale a 12rpm.
VC é o Volume Corrente.
VM é o Volume de ar no espaço morto, que no adulto normal equivale a 150 mL. 
RELAÇÃO VENTILAÇÃO PERFUSÃO
É expressa pela seguinte equação:
Onde:
VA é a ventilação alveolar por minuto.
Q é o fluxo sanguíneo/perfusão, que é numericamente igual ao débito cardíaco.
Em homens adultos, esse valor é aproximadamente 0.8. Para tal cálculo, considera-se VA igual a 4,0 L/min e o débito igual a 5,0 L/min.
Quando VA / Q é igual a zero, ou seja, quando não há ventilação, o ar alveolar entra em equilíbrio com o oxigênio e gás carbônico presente no sague venoso.
Quando VA / Q é igual ao infinito, ou seja, quando não há perfusão, o ar alveolar permanece com as mesmas concentrações do ar inspirado umidificado.
Quando VA / Q é normal, a troca de gases é quase ideal. (Ocorre a difusão gasosa normal).
UNIDADE DE ESPAÇO MORTO
São unidades ventiladas, porém não perfundidas. Aplicação Clínica
Embolia Pulmonar 
Na embolia pulmonar, um êmbolo obstrui a luz dos vasos que transportam sangue para os alvéolos, consequentemente, gera-se uma área não perfundida, porém ventilada. A esta área, denomina-se Unidade de Espaço Morto. Unidades de Espaço Morto podem ocorrer devido à diversas outras causas.
Quando isto ocorre, VA / Q tende a zero. 
UNIDADE DE ‘SHUNT’
São unidades perfundidas, porém não ventiladas. Tais unidades evoluem para Unidade Silenciosa Hipóxia Alveolar.
Aplicação Clínica
A hipertensão pulmonar ocorre quando o alvéolo entra em Hipoxia. Diante disso, angiotensina II começa a ser secretada e promove a vasoconstricção de vasos pulmonares. Como consequência, há aumento da resistência pulmonar, que culmina em Hipertensão Pulmonar.
A hipertensão pulmonar pode sobrecarregar o Ventrículo Direito e o Átrio Direito, que em resposta se hipertrofiam. Com a piora ou permanência da doença, ocorre dilatação dessas câmaras sanguíneas, culminando em insuficiência cardíaca. A esse tipo de insuficiência cardíaca causada por doença pulmonar, dá-se o nome de Cor Pulmonale. 
Obs.: As principais causas de Hipóxia Alveolar são: Enfisema, Bronquite Crônica e Asma.
APLICAÇÃO CLÍNICA
As doenças pulmonares possuem dois padrões: Padrão Obstrutivo e Padrão Restritivo.
PADRÃO OBSTRUTIVO
No padrão obstrutivo, há diminuição da ventilação dos alvéolos por causas diversas, que incluem inflamação crônica das vias áreas, broncoconstricção, edema de mucosa e hipersecção crônica.
A Capacidade Residual Final e o Volume Residual estão extremamente aumentados, o que reflete a dificuldade que tem os pacientes em expirar o ar. Por outro lado, os volumes inspiratórios são normais.
DOENÇAS COM PADRÃO OBSTRUTIVO
1. Asma 
Caracteriza-se pela contração espasmódica da musculatura bronquiolar, edema, secreção de muco espesso. Todos esses fatores juntos aumentam a resistência das vias áreas, em virtude disso, há dispneia.
A asma do tipo alérgico se dá pela hipersensibilidade à antígenos do ar (partículas estranhas, principalmente pólen), reconhecidos por anticorpos do isotipo E, presentes em altas quantidades. 
2. Bronquite Crônica (DPOC)
É uma inflamação crônica dos brônquios, resultante do acúmulo de muco em virtude da paralização dos cílios. A principal causa é o tabagismo ativo ou passivo. 
Em virtude do aumento da resistência das vias áreas, ocorre dispneia. 
Em pacientes portadores de bronquite crônica, há maiores chances de desenvolvimento de outras doenças, tais como a pneumonia.
Nestes pacientes, o Volume de Reserva Expiratória está reduzido
O tratamento:
β2 agonistas salbutamol e fenoterol (broncodilatadores inalatórios)
Corticoides Prednisona (sistêmico) e budesonida (inalatório) 
3. Enfisema
No Enfisema Crônico, a inalação de impurezas do ar e outras substâncias, principalmente a nicotina, irritam os brônquios e bronquíolos. A nicotina gera a paralização dos cílios e consequente inflamação crônica, gerando um padrão obstrutivo. 
A hiperdistensão, combinada com a infecção, dos alvéolos em virtude do aprisionamento de ar causado pela obstrução gera destruição de paredes alveolares. Em consequência disso, há formação de alvéolos grandes, que possuem menor área total de troca gasosa.
Outra explicação é a ação inibitória da nicotina sob a enzima anti-elastase. Esta proteína atua inibindo a enzima elastase, que degrada fibras elásticas. Como consequência, há aumento da degradação de fibras elásticas do pulmão. Disso resulta um aumento da complacência pulmonar, que dificulta ainda mais a expiração. 
	PADRÃO RESTRITIVO
No padrão Restritivo há diminuição da ventilação pulmonar em virtude da diminuição da expansibilidade pulmonar e/ou da caixa torácica. 
Isto ocorre em virtude de:
1. Anormalidades do tecido muscular esquelético.
Ex.: Miastenia Gravis
2. Restrição Imposta pela Pleura e/ou Cavidade Torácica
3. Fibrose Pulmonar
4. Pneumonia
5. Tuberculose
Nestas doenças, há redução dos Volumes Inspiratórios, da Capacidade Vital, Capacidade Inspiratória e Volume de Reserva Inspiratório.
REGULAÇÃO DA RESPIRAÇÃO
A regulação da respiração se dá de duas formas: Regulação Nervosa e Regulação Química.
REGULAÇÃO NERVOSA 
	
A regulação nervosa se dá no Centro Respiratório, que se compõe por quatro grupamentos de neurônios:
1. Grupo Respiratório Dorsal É responsável pela inspiração.
Localizado no Núcleo do Trato Solitário, no Bulbo, recebe informações sensoriais de quimiorreceptores, barorreceptores e outros receptores (estes presentes nos pulmões), através do N. Vago e N. Glossofaríngeo,a partir disso envia sinais para os músculos respiratórios.
O sinal respiratório é em “Rampa”, ou seja, as descargas liberadas pelo Grupo Respiratório Dorsal exibe início débil com elevação constante durante 2s. Após, durante aproximadamente 3s, esse sinal cessa e ocorre a expiração. Isso é importante para que o aumento do volume dos pulmões seja constante.
É responsável pelo ritmo básico da respiração.
2. Grupo Respiratório Ventral responsável principalmente pela expiração.
É constituído por neurônios do núcleo ambíguo e retroambíguo, no Bulbo.
Quando ocorre necessidade de alto nível de ventilação pulmonar, particularmente durante o exercício físico, esses neurônios se tornam ativos. Parte deles provocam a inspiração e outra parte a expiração.
3. Centro Pneumotáxico Faz o controle da amplitude e frequência respiratória.
É constituído por neurônios do Núcleo Parabraquial, na Ponte.
Atua limitando a inspiração. Quando o sinal pneumotáxico é intenso, a inspiração pode durar até 0,5s e a FC aumenta para 30 rpm – 40 rpm. Por outro lado, quando o sinal é fraco, a inspiração pode possuir 5s ou mais e a FC diminui para 3 rpm – 5 rpm.
4. Centro Apnêustico (Ponte) 
O Centro Apnêustico envia impulsos excitatórios para o Grupo Respiratório Dorsal. Desta forma, ele atua facilitando a inspiração.
Quando o centro Pneumotáxico se encontra inibido e os nervos vagos para o bulbo estiverem seccionados, o centro apnêustico emite sinais excitatórios para o Grupo Dorsal de Neurônios e impede o desligamento do sinal em rapa, levando os pulmões a ficarem quase totalmente cheios de ar, ocorrendo, ocasionalmente, esforços expiratórios. 
A secção dos nervos Vagos é necessária para demonstrar a função deste centto, pois o Reflexo de Hering-Breuer atua inibindo-o. 
Obs.: Reflexo de Hering-Breuer Receptores sensíveis ao estiramento (VC > 1,5 L) presentes nas paredes dos brônquios e bronquíolos enviam sinais através do N. Vago ao Grupo Respiratório Dorsal. Estes sinais inativam a rampa, promovendo a expiração. Além disso, esses sinais aumentam a FC.
REGULAÇÃO QUÍMICA
No Bulbo, existe uma região, denominada Área Quimiorreceptora, que possui quimiorreceptores sensíveis as concentrações de íons hidrogênio e de dióxido de carbono. 
Os íons hidrogênio produzidos pela dissociação do ácido carbônico nas hemácias possuem pouca permeabilidade na Barreira Hematoencefálica. Por este motivo, é o dióxido de carbono que possui maior atividade estimuladora no Centro Respiratório. No entanto, a atividade desse dióxido de carbono é indireta. No LCR e no Líquido Intersticial do Bulbo, esse CO2 reage com água, formando ácido carbônico, e o íon H+, produto da dissociação desse ácido, que irá estimular de fato a Área Quimiorreceptora. 
O efeito do CO2 é agudo, pois em um ou dois dias, os rins produzem bicarbonato, que se difunde lentamente pela barreira Hematoencefálica e tampona os íons H+ no LCR.
Quimiorreceptores periféricos, situados nos corpos carotídeos e corpos aórticos, respondem às concentrações de dióxido de carbono, íon hidrogênio e, principalmente, de oxigênio. Estes receptores enviam sinais ao Grupo Respiratório Dorsal através do N. Glossofaríngeo.
Baixa PaO2 estimula esses quimiorreceptores que enviam aferências que irão estimular os neurônios do grupo respiratório do bulbo.
Obs.: A concentração de CO2 é o principal fator estimulante do centro respiratório. 
TIPOS DE RESPIRAÇÃO
1. EUPNÉIA É a respiração normal, calma, sem ruídos e desconfortos. FC entre 8 rpm e 16 rpm.
2. TAQUIPNÉIA Número aumentado de incursões respiratórias.
3. HIPERPNÉIA Aumento do Volume Corrente (“Respiração Profunda”).
4. HIPONÉIA Redução do Volume Corrente (“Respiração Superficial”).
5. HIPERVENTILAÇÃO Ventilação pulmonar acima dos valores necessários ao metabolismo em virtude de Hiperpnéia ou Taquipnéia. Causa Hipocapnia. 
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VHOM