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·Fisiologia respiratória em animais domésticos · - É o estudo dos mecanismos que levam ao objetivo geral da respiração, que é garantir as trocas gasosas (hematose).. Isso depende do estabelecimento de diferenças de pressão de O2 e CO2 entre o ar e o sangue (sist. Respiratório + sist. Cardiovascular); - A respiração é controlada partindo de uma respiração para o metabolismo basal, que seria uma respiração na condição de repouso e a partir dessa condição é que serão eitos os ajustes necessários de amplitude e frequente conforme as necessidades do corpo em resposta a atividade metabólica ao longo das 24h; - respiração x atividade metabólica está relacionada com o peso corpóreo metabólico. Espécies menores normalmente consoem mais oxigênio por kg de peso vivo (+ 02/kg PV) do que espécies maiores porque normalmente são mais aeróbicas; - dentro desse processo de consumo tem-se a variável: VO2máx.: capacidade máxima transportar/metabolizar O2 quanto mais aeróbica for uma espécie mais vo2máx uma espécie vai ter. Assim, durante um exercício esse vo2máx pode aumentar em até 30x. FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA - pequenos e grandes mamíferos: proporção é aproximadamente igual ao volume corporal e ao peso corporal. - no entanto, algumas espécies são mais aeróbicas (ex: pequenos roedores, cães pequenos, equino como exemplo de grande animal) – essas espécies são mais aeróbias porque possuem uma maior eficiência pulmonar para um determinado volume de ar, então elas precisam respirar um volume menor porque elas aproveitam mais o menos volume em relação a outras espécies. Além disso, elas possuem maior número de alvéolos de menor tamanho porque dentro dos pulmões com alvéolos menores significa uma maior quantidade de alvéolos por pulmão e isso garante uma maior superfície para trocas gasosas; eficiência pulmonar x determinado volume nº alvéolos menores ( área de superfície) Efeito da atividade física sobre o consumo de oxigênio: medida que a intensidade do exercício vai aumentando, o consumo de oxigênio também. Efeito da temperatura: relação entre a frequência respiratória x índice de temperatura e umidade - à medida que o índice de temperatura e umidade vai aumentando, a frequência respiratória também. !OBS: isso é importante para animais em estábulos, pois se não tiverem uma ventilação adequada irão ter um gasto energético muito grande na respiração e podem não ser capazes de oxigenar adequadamente suas células e consequentemente seu potencial produtivo vai cair. FUNÇÕES DO SISTEMA RESPIRATÓRIO - trocas gasosas em que a função principal é a hematose e está relacionada ao metabolismo do animal ao longo do dia e esse trabalho tenta gastar o mínimo de energia; - termorregulação: forma de perder calor; - metabolismo de sustâncias endógenas e de exógenas, pois algumas substâncias podem ser produzidas ou ativadas dentro do pulmão, ex: angiotensina 2 (hormônio vasocontrictor para aumentar a pressão arterial e que é ativada de angiotensina 1 e angiotensina 2 pela enzima conversora de angiotensina nos pulmões, assim é uma substância endógena); prostaglandinas também podem ser produzidas nos pulmões e podem ser metabolizadas também; - proteção contra poeiras inaladas gases tóxicos, agentes infecciosos, as quais podem ser controladas parcialmente através de uma bronquiconstrição, por exemplo; - HEMATOSE COMPLETA: é preciso que haja a presença dos pulmões + tecidos + sistema cardiovascular + SNC porque para essa hematose é preciso de ventilação pulmonar e alveolar, então o ar tem que entrar nos pulmões e atingir o as alvéolos para que haja a distribuição gás nos pulmões, tem que haver a difusão membrana do alvéolo para o capilar sanguíneo e ao entrar no sangue fazer o transporte de O2 indo aos tecidos e CO2 voltado e ao chegar aos tecidos ser capaz de fazer a difusão gases sangue- tecido. O controle desse processo está no bulbo e na ponte, que é onde se tem o centro do controle respiratório. VIAS DE CONDUÇÃO AÉREA Fossas nasais K faringe K laringe K traqueia K brônquios C bronquíolos K bronquíolos terminais K bronquíolos respiratórios C ductos alveolares K sacos alveolares K alvéolos *ductos alveolares e sacos alveolares são revestidos por alvéolos e esses alvéolos são rodeados por capilares pulmonares ou alveolares para fazer as trocas gasosas; * as trocas gasosas ocorrem efetivamente nos sacos alveolares e nos alvéolos; Sangue venoso chegando aos capilares pulmonares ou alveolares (em azul) e saindo (em vermelho) o sangue arterial. Fluxo venoso chega passando pelos alvéolos, sofrendo a oxigenação e saindo arterial. O Sangue venoso vem do lado direito do coração através da artéria pulmonar (única artéria que transporta sangue venoso) e o sangue oxigenado vai para o lado esquerdo do coração pela veia pulmonar (única veia que transporta sangue arterial). ! OBS: todos os animais usam a boca e narinas para respirar, exceto o equino que usa somente as narinas, que são amplas e moveis. - laringe é o órgão de fonação; - as fossas nasais são diferentes entre as espécies: equino (narinas flexíveis e dilatadas), suíno (narinas mais rígidas e boca pequena – espécies suscetíveis a problemas de termorregulação), canino (narinas rígidas, mas mais flexíveis); TIPOS DE RESPIRAÇÃO K costo-abdominal e abdominal são tipos de respirações consideradas mais fisiológicas, a costal ou torácica (é fisiológica em condições como a gestação) está muito relacionada com alterações patológicas. J COSTO-ABDOMINAL - canino x humano: predomínio costal - equino x bovino: predomínio abdominal; J ABDOMINAL - é manifestada quando o animal apresenta dores no tórax ou quando possui arreios mal colocados; J COSTAL OU TORÁCICA - pode ser fisiológica durante a gestação enquanto há o aumento do volume abdominal e isso comprime o diafragma e dificultando o movimento do diafragma; -respiração dificultada; -afecções abdominais dolorosas; -gases; ESPAÇO MORTO ANATÔMICO (EMA) K Lembrando que apenas sacos alveolares e alvéolos fazem trocas gasosas. No entanto, toda a estrutura do sistema respiratório participa da função respiratória. A parte inicial que vai desde as fossas nasais até os ductos alveolares é denominado de ESPAÇO MORTO ANATÔMICO (EMA) – é assim chamado porque as estruturas desse percurso não fazem trocas gasosas por não possuírem epitélio compatíveis com isso (histologicamente a membrana não é adaptada a fazer troca gasosa); Essas áreas não participam das trocas gasosas, mas fazem parte de outras funções na respiração, que são: - condução do ar; - umidificação do ar em dias que a umidade relativa está baixa agregando muco (presença de glândulas mucosas); - purificação do ar: muco, cílios; Esse espaço morto anatômico é um sistema tubular e consequentemente quando o ar entra, ele se dirige para os alvéolos, mas vai preencher todo o sistema tubular. O ultimo ar que entra vai ficar nesse sistema tubular e o primeiro ar que sai na expiração é do sistema tubular. Assim, esse volume de ar corresponde a 30% do volume corrente (VC- volume de ar que entra e sai em cada movimento respiratório normal em uma condição basal). !OBS: esse ar fica no sistema tubular e não chega aos alvéolos, então existe uma equação para calcula-lo, pois a pressão de co2 desse espaço não pode ser considerado para avaliar a função respiratória do animal, pois esse ar não é reflexo de troca gasosa no alvéolo. K Esse espaço morto anatômico cumpre outras funções da respiração: - fossas nasais: receptor do olfato (odor); *porção caudal da cavidade nasal: capacidade de farejar dos caninos – são inspirações rápidas, alternadas e superficiais. - laringe, possui as cordas vocais que produzem o som; - temperatura corpórea controlada através do ofegoajudando na perca de calor; ! Dentro do espaço têm-se as estruturas respiratórias e nos brônquios, bronquíolos... arvore brônquica vai estar em toda a estrutura dos pulmões desde o ápice até a base. Isso é importante para a irrigação dos alvéolos. ! Nesse espaço há constituições histológicas diferentes, ex: traqueia tecido cartilaginoso; bronquis, bronquíolos e alvéolos músculo liso na parede que permite a capacidade de COMPLACÊNCIA (tecido pode se deformar para acomodar um volume extra – se contrai e relaxa). REFLEXO DO OFEGO OU POLIPNEIA Para regular a temperatura corpórea a respiração pode ajudar através do aumento da frequência respiratória, sem aumentar o volume corrente (volume de ar que entra e sai). É uma respiração superficial, então não muda a quantidade de ar que entra, mas sim a quantidade de vezes que esse ar é movimentado e com isso, esse ar entra em contato principalmente com a cavidade oral, o ar mais frio com as mucosas da cavidade oral e consequentemente os capilares que passam por essas mucosas levam o calor das células recebem o ar mais frio e assim o calor dissipa e é evaporado > nos caninos condensa em gotículas e o animal baba. Aves e suínos utilizam para perder calor. RONRONAR Nos felinos essa característica é uma característica fisiológica. É uma contração alternada e altamente regular do diafragma e dos músculos da laringe. O diafragma gera os movimentos respiratórios e o ar entra e sai passando pela laringe faz uma vibração das cordas vocais e causa a emissão desse som. A frequência dessas vibrações é de 25 vezes por segundos > frequência bastante intensa. O ronronar possivelmente funciona como uma respiração complementar, mas por enquanto a resposta correta é que esse som é uma respiração superficial e que não chegar até o ar dos alvéolos. CICLO RESPIRATÓRIO COMPLEMENTAR -É referente ao suspiro. É uma respiração rápida + expiração prolongada; -O suspiro é uma compensação para uma ventilação insuficiente. Esse ciclo respiratório complementar pode ser provocado de forma artificial durante processo de ventilação quando o animal esta sob anestesia geral ou profunda; -Ausente em equinos. ESPAÇO MOTOR ALVEOLAR (EMALV) Lembrete: há alvéolos espalhados desde o ápice até a base na ponta de toda árvore brônquica. Um alvéolo recebe sangue venoso (sai rosa: fazendo hematose) e ao lado um alvéolo que não esta recebendo irrigação direta, mas que tem ligação co o alvéolo que esta sendo irrigado. Esse alvéolo que não está sendo irrigado diretamente é o espaço morto alveolar - são alvéolos, principalmente, do ápice, que não são bem irrigados. POR QUÊ? se o animal estiver deitado posição supina tem-se o equilíbrio da pressão hidrostática (pressão dos líquidos) em relação a gravidade em todo o pulmão. O animal em pé tem uma tendência natural, pela lei da gravidade de que os líquidos desçam em função da pressão hidrostática, assim a base dos pulmões vai ser melhor irrigada; Existem alvéolos em cima, no meio em baixo: os da parte superior que são menos irrigados, não são capazes de fazer trocas gasosas porque para isso precisa-se de ar e sangue e só com ar não é possível fazer essas trocas gasosas; São áreas compatíveis com a membrana das trocas gasosas, mas que não conseguem fazer porque não são bem irrigadas, por isso chama-se de espaço morto. O espaço morto, não está sendo irrigado, as te ligação com o espaço que está sendo irrigado, então pode mandar o seu ar para o alvéolo irrigado e este fazer a traça gasosa. Participa da equação para calcular o volume de espaço morto, que leva em cota: volume corrente (volume de ar que entra e sai), pressão de CO2 no ar expirado e a pressão de CO2 no sangue arterial – GASOMETRIA; Em algumas situações o espaço morto alveolar pode ser aumentado porque alvéolos mesmo sendo bem irrigados podem perder a capacidade fazer trocas gasosas, ex: fumante crônico – animais criados em locais com poeira. ESPAÇO MOTOR FISIOLÓGICO (EMF) - Espaço morto alveolar + espaço morto anatômico = espaço morto fisiológico; - VENTILAÇÃO DISPERDIÇADA = VD – é a ventilação do espaço morto, pois não vai participar da área de troca. - VENTILAÇÃO MINUTO = VE – volume de ar que passa pelo alvéolo no minuto. - VENTILAÇÃO ALVEOLAR = VA – essencial para as trocas gasosas, porque existe todo um sistema de condução que traz o ar do lado de fora até os alvéolos, então existe uma ventilação pulmonar total (volume de ar que vai entrar no sistema respiratório) e dentro desse existe uma ventilação alveolar que é a quantidade que efetivamente vai entrar nos alvéolos para poder fazer as trocas gasosas. VE= (VA x FR) + (VD x FR) K VE = VC x FR *vc = volume corrente *fr = frequência respiratória Calcula quanto de ar realmente está passando pela área dos alvéolos que podem fazer as trocas gasosas. CO2 EXPIRADO x TROCAS GASOSAS OU EM FREQUÊNCIA RESPIRATÓRIA ! se o animal respira rápido e superficialmente, ele dificilmente vai coseguir com que o volume adequado chegue até os alvéolos, pois vai movimentar mais o ar do espaço morto – vai ter uma troca gasosa prejudicada – volume corrente reduzido; Se o animal respira mais lento e profundo – o volume corente é maior e chega mais ar nos alvéolos e isso garante melhor troca gasosa; Fisiologicamente a frequência respiratória varia com: - espécie animal; - tamanho corporal (normalmente os menores tem FR mais elevada); - idade (mais jovens tem FR maior); - exercício físico; - excitação (ex: resposta de luta ou fuga – SNA); - temperatura ambiente; - estado de saúde (hipotermina – reduz FR e hipertermia – aumenta FR); - gestação* - grau de enchimento do trato digestório; compressão do rúmen* *dificuldade de movimento do diafragma – o animal não consegue respirar profundamente e para compensar há o aumento da frequência respiratória; Existem variações nos ciclos respiratórios por minuto e na média. Suíno possui maior FR por causa da sua dificuldade de ajustar temperatura. Equino cosegue respira mais profundamente, ou seja, tem menos movimentos respiratórios por minuto. POSIÇÃO DOS PULMÕES Normalmente o pulmão está alocado em uma posição dorso obliqua e isso acontece em todas as espécies e pensando no ápice e base em relação a essa posição, estão sujeitos à pressão hidrostática em decorrência a lei da gravidade. RELAÇÃO VENTLAÇÃO-PERFUSÃO - Alvéolo bem irrigado mais para base e do espaço morto alveolar mais para o ápice; - A ventilação doa alvéolos esta relacionada com a perfusão através dos capilares. Assim, onde é melhor perfundido, a ventilação é mais bem aproveitada. A do espaço morto é desperdiça. *PEERFUNDIDO = IRRGADO V(ventilação)/Q(fluxo sanguíneo) = x -quanto menor melhor a troca gasosa- maior pior a troca gasosa ANATOMIA FUNCIONAL CONSIDERANDO UM ANIMAL EM ESTAÇÃO: J INFERIOR: - A base dos pulmões é uma área que tem ar - alvéolos rodeados por capilares: ar e sangue. - Comparando a base com o ápice, à base tem mais sangue, então é HIPERPERFUNDIDO; - Comparando a base com o ápice, tem-se o ar de forma adequada nas duas partes, mas no ápice tem- se praticamente só ar e poucos vasos sanguíneos de forma significativa, então a base é HIPOVENTILADO; Na base tem ar e sangue – equilíbrio V/Q= n ° menor > a base tem uma baixa relação ventilação- perfusão: quanto menor a relação ventilação- perfusão, melhor a troca gasosa. Na base, tem-se uma menor pressão de O2 e maior pressão de CO2 (indica que a troca aconteceu – oxigênio foi para o sangue e o co2 veio do sangue para o alvéolo). J SUPERIOR: - No ápice, tem-se praticamente só ar: HIPERVENTILADO e pouco irrigado (a irrigação é basicamente apenas para nutrir esse tecido): HIPOPERFUNDIDO em função da pressão hidrostática (PH)em relação à gravidade; - Muito ar e pouco sangue: V/Q = n° maior > indica maior relação ventilação-perfusão com o ápice, ou seja, pior troca gasosa, porque isso significa uma maior diferença entre ar e sangue – para que haja uma melhor troca gasosa tem que haver semelhança entre ar e sangue e isso acontece na base. - Na base: maior pressão de O2 e menor pressão de CO2 (não esta participando da troca então não recebe co2 do sangue) *base: V/Q= 0,8 *ápice V/Q= 3,0 VASOCONTRIÇÃO HIPÓXICA – É a vasocontrição da irrigação do ápice direcionando o sangue para a base para engrandecer a troca gasosa. *na maior parte dos leitos vasculares quando há uma maior atividade das células que são irrigadas por aquele leito vascular, faz com que haja uma vasodilatação para receber mais sangue, trazendo oxigênio e levando os resíduos embora. No pulmão, como o ápice é POUCO IRRIGADO, em uma situação de aumento de demanda essa redução do o2 faz com que ápice se contraia (os poucos vasos que alcançam o ápice se contraiam ainda mais) e desviam o sangue para a base para garantir que haja mais condições de fazer trocas gasosas, esse processo se chama vasocontrição hipóxica porque é em resposta a baixa concentração de oxigênio (hipóxia). J ANESTESIA: - alteração da relação ventilação-perfusão (v/q), principalmente por conta da inatividade prolongada: animal em decúbito lateral por mais tempo e altera a colocação normal da sua irrigação – mais na base do que no ápice. - há um equilíbrio, mas não fisiológico, então não há as trocas gasosas adequadamente e para compensar a inflação dos pulmões devem ser mais profundas. ! Deve-se virar o animal de um lado para o outro para que o fluxo sanguíneo seja alternado. J ALTITUDES: - há alteração da relação ventilação-perfusão em animais que são criados em altitudes elevadas >2.100m; - um animal não ambientado estará constantemente submetido ao efeito da VASOCONTRIÇÃO HIPÓXICA, porque sempre estará precisando melhorar a troca gasosa (contração do ápice para jogar sangue para a base); isso pode levar a uma vasocontrição pulmonar generalização que vera um aumento da pressão arterial pulmonar – o lado direito da circulação é um lado de baixa pressão, pois faz apenas a circulação pulmonar ao contrario do lado esquerdo que é de alta pressão porque bombeia o sangue para todo o corpo; PA pulmonar Ctrabalho VD Cinsuficiência VD Cpressão venosa centra (PVC) C edema *se o músculo não tem força, ele não consegue bombear todo o sangue dos átrios para os ventrículos e dos ventrículos para a artéria pulmonar e com isso há o acumulo de sangue no coração; ANATOMIA FUNCIONAL O sistema respiratório funcionalmente é dividido em três zonas: -ZONA DE CONDUÇÃO: quase todo o espaço morto anatômico. Fossas nasais C brônquios / bronquíolos terminais; 10% volume total pulmonar; -ZONA DE TRANSIÇÃO: bronquíolos respiratórios + ductos alveolares; 30% volume total; *é chamado assim porque principalmente nos ductos alveolares histologicamente há mudança de membrana fazendo com que fique compatível com alguma troca gasosa. -ZONA RESPIRATÓRIA: alvéolos + capilares pulmonares; 60% volume total; *fibras elásticas: para que o álveolo possa distender e cotrair em cada moviento respiratório *células epiteliais (pneumócitos tipo I e II): pneumócitos I são as células que efetivamente vão fazer as trocas gasosas – os pneumócitos tipo II vão produzir o surfactante: substância importante para deixar os alvéolos abertos.; *macrófagos: fagocitam o que não tiver ficar retido no muco e no cílio no espaço morto; - CAIXA TORÁCICA: é importante para a sustentação de todo o sistema respiratório; os movimentos da caixa torácica causam mudança de pressão no lado de dentro em relação ao lado de fora que é a pressão atmosférica. Na caixa torácica estão os pulmões rodeados pelas pleuras: - pleura parietal/ visceral: entre as pleuras existe o espaço pleural preenchido por um liquido que se movimenta dentro desse espaço que gera pressão negativa: pressão intrapleural – garante que mesmo no final da expiração o pulmão ainda mantenha sua forma original. PRESSÃO INTRAPLEURAL - Pleura parietal: tem a tendência de grudar na parede e a pleura visceral tem a tendência de grudar nas vísceras. Uma puxa para a esquerda e outra puxa para a direita, dessa forma no final da expiração o pulmão ficaria enrugando e para que isso não aconteça existe o espaço entre as pleuras que são preenchidas por um liquido. Esse espaço está em uma cavidade hermeticamente fechada na qual o liquido é movimento cada vez que a caixa torácica abre ou fecha e isso gera uma pressão negativa (um vácuo), que puxa as duas pleuras em direção ao meio e se opõe a tendência natural; - PIP (-) = pressão da cavidade pleural oposta à tendência natural - é fundamental para que o pulmão mantenha sua forma original. Inspiração (rosa) o volume de ar aumenta; na expiração (verde) diminui. Durante a inspiração a pressão intrapleural sai do negativo -3 desce para o -6 e a pressão alveolar está saindo do 0 e fica negativa: para a inspiração as pressões internas precisam ser negativas em relação ao lado de fora. Na expiração o volume de ar vai reduzir, a pressão intrapleural vai voltar a ficar menos negativa (mas não ultrapassa o zero) e a pressão alveolar torna-se positiva (+): para a expiração as pressões internas são mais elevadas. Com isso é possível empurrar o ar de dentro para fora.. ! Os cães tem uma característica que possuem o mediastino completo – separação dos pulmões direito e esquerdo. No caso dos cães o pneumotórax pode acontecer só de um lado, isso quer dizer, que o colapso pulmonar ocorre só no local em que está entrando ar e isso dar mais chances de sobrevivência ao animal. ANATOMIA FUNCIONAL Deve-se considerar a musculatura, a inervação e a irrigação. A musculatura considerando a função respiratória envolve os músculos esqueléticos da caixa torácica (e as vezes do abdome), como também os músculos lisos das vias áreas. ! Dentro do sistema respiratório a musculatura é lisa e músculo que relaxa, contrai além de oferecer resistência à passagem ar nas vias aéreas. Essa musculatura lisa é inervada pelo SNA e vai ser controlado pelo sistema nervoso simpático e parassimpático. Se o animal esta em atividade ele precisa respirar um volume de ar maior, para isso precisa abrir as vias aéreas (dilatar relaxando o músculo liso) e isso é um efeito do SIMPÁTICO. Receptores: R-2 adrenérgicos > relaxamento muscular liso para que haja a broncodilatação; *há algumas situações em que substâncias químicas impedem a ligação da adrenalina nesse receptor e consequentemente o animal não consegue broncodilatar e tem dispneia. É o caso da HISTAMINA (reações alérgicas, ex: asma), LEUCOTRIENOS (processo inflamatórios, ex: pneumonia) – há uma broncoconstrição e há uma dispneia; *doenças obstrutivas ou constritivas – doenças restritivas (permanente). A constrição (fechamento das vias aéreas) é um efeito do PARASSIMPÁTICO. Via acetilcolina – receptor: muscarinico colinérgico vai fazer broncoconstrição. resistência via aérea C contração muscular esquelética + forte C movimento ar Ctrabalho respiratório (asma) Z INERVAÇÃO SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO - simpático – receptor 2 adrenérgicos :broncodilatação - parassimpático – receptor muscarínicos: broncoconstrição - receptor de estiramento: parede alveolar / pleura visceral – esses receptores vão dar ao centro respiratório informações de distensão ou não desses tecidos. VASOCONTRITORES E VASODILATADORES Z IRRIGAÇÃO - Circulação pulmonar: sai do lado direito do coração trazendo do débito cardíaco do lado direto + sangue venoso que vai para os pulmões para ser oxigenadoe posteriormente vai voltar para o lado esquerdo no AE. Esse sangue serve para sofrer as trocas gasosas então não serve para nutrir e oxigenar as células pulmonares (o tecido pulmonar como um todo) e para isso, existe uma respiração arterial: CIRCULAÇÃO BRÔQUICA. - Circulação brônquica: consistem em um volume pequeno de sangue – 2% do sangue corporal que vão trazer nutrição desde a traqueia até os pulmões. *São originadas na artéria broncoesofágica e artéria brônquica apical direita vai nutrir: Q extrapulmonar (traqueia, porção cranial brônquio principal; sem mistura com circulação pulmonar). Q intrapulmonar: anastomoses circulação pulmonar *SHUNT = sangue que não passa por áreas ventiladas do pulmão é acrescentado às artérias sistêmicas. É o sangue que não foi oxigenado e não passou pela circulação pulmonar, mas está levando resíduos (sangue venoso) e vai se ligar diretamente na veia pulmonar. MECÂNICA RESPIRATÓRIA São os movimentos de inspiração e expiração, os quais permitem que os fluxos aéreos de entrada e de saída renovem constantemente o ar alveolar e assim, mantenham as pressões de O2 e de CO2 constantes no sangue arterial e dentro da normalidade. Para que esses fluxos aéreos existam é fundamental que uma diferença de pressão entre o lado de dentro (alvéolos) e o lado de fora (pressão atmosférica); P alvéolos x exterior Os movimentos respiratórios podem ser observados através da expansão/ contração do tórax: torácico inspiratório = volume pulmonar torácica expiratória = volume pulmonar Esse processo é uma DINÂMICA PULMONAR porque é constante na vida do animal: repouso, inspiração, expiração. ! repouso - a fase em que a diferença de pressão é zero e que não há movimento de ar – o ponto de partida para cada movimento e é uma fase muito rápida para o centro respiratório possa gerar movimentos sequenciais da respiração. - a mecânica respiratória é dependente da contração muscular, que gera forças com gasto de energia, sendo um processo ativo; - no processo de contração é fundamental a elasticidade de tecidos dos pulmões e da caixa torácica: tecidos com colágeno e elastina e que se associam com as forças de tensão superficial dentro do alvéolo; Essa característica elástica é necessária para a retração elástica do pulmão e do tórax e também para a resistência ao atrito, deslizamento e fluxo aéreo (diâmetro das vias aéreas); pressão aplicada distensão pulmonar Z INSPIRAÇÃ: - em repouso absoluto é um processo ativo; - músculos inspiratórios; - aumento da caixa torácica; - diminui a pressão intrapulmonar.; *se não utiliza músculo expiratório, não gasta energia. Z EXPIRAÇÃO: - em repouso absoluto é um processo passivo; - momento rápido do repouso; - fechamento da caixa torácica; - as pressões intrapulmonares vão ser maiores em relação ao lado e fora; *durante qualquer grau de atividade qualquer um dos movimentos de inspiração e de expiração será considerado processo ativo em todas as espécies; *a expiração sempre vai ser ajudada pela volta ao repouso pelos músculos inspiratórios que ajudam a fecha a caixa torácica – SEMPRE HAVERÁ UM GASTO ENERGÉTICO MENOR PARA EXPIRAR DO QUE PARA INSPIRAR ! No equino: os movimentos de inspiração e de expiração sempre vão ser considerados ativos. Z MOVIMENTO INSPIRATÓRIO - aumento da caixa torácica - músculo diafragma inervado pelo nervo frênico – em condições normais o repouso é em direção ao tórax. Quando o diafragma for ativado sua contração vai fazer com que ele vá em direção a abdômen, aumentado à caixa torácica no sentido crânio caudal. - músculos intercostais externos inervados pelos nervos intercostais – garantem a abertura lateral e dorso ventral – ajudam a movimentar as costelas abrindo e levando para frente O processo de inspiração gera tensão nos espaços intercostais. - em atividades mais intensas, a inspiração precisa da ajuda de músculos acessórios (escápula, esterno) que ajudam a abrir mais a caixa torácica – esses músculos acessórios são normalmente inervados pelo vago e são músculos que sustentam a escápula e o esterno: m. escaleno, trapézio, esternocleidomastóideo; - esses músculos envolvidos na inspiração geram uma armazenagem na energia potencial (sobra energia e isso facilita a expiração por conta de uma distensão dos tecidos elásticos no pulmão e no tórax). Z MOVIENTO EXPIRATÓRIO - reduz o volume da caixa torácica; fechamento; - retração dos tecidos elásticos que é à volta ao repouso dos músculos inspiratórios – apenas em algum grau de atividade que irá precisar também da contração dos músculos expiratórios (intercostais internos posteriores); - durante uma atividade mais intensa a qual há a necessidade de usar músculos acessórios – a expiração pode ser ajudada pela musculatura abdominal que vão contrair e ajudar a puxar o diafragma para frente (voltar ao repouso): m obliquo externo e interno, retoabdominal, transverso abdominal. PRESSÕES ENVOLVIDAS NA MECÂNICA RESPIRTÓRIA Esse processo respiratório mecânico tem o objetivo de gerar diferenças de pressões dentro e fora do corpo: Z PRESSÃO TRANSPULMONAR (PL): - é a pressão necessária para inflar os pulmões: a diferença entre os lados de dentro e de fora dos pulmões (<30 cm H20); - dentro: pressão intra-alvéolar/ fora: intrapleural – a diferença entre essas pressões é a pressão transpulmonar. Z PRESSSÃO TRANSMURAL - pressão através da parede do corpo – é a diferença do lado de dentro e do lado de fora do sistema pulmão – caixa torácica Ptranspulmonar fluxo ar Z PRESSÃO INTRAPLEURAL OU DA CAVIDADE PLEURAL (PIP ou Ppi): - é a pressão que existe no espaço entre as duas pleuras: parietal/ visceral – em um espaço fechado com movimentação de liquido pelo movimento do tórax e que desenvolve uma pressão negativa (-) = -5 cmH2O; - garante expansão pulmonar de repouso ou o recuo elástico do pulmão – manter o pulmão aberto mesmo no final da expiração; *essa pressão vai ser mais negativa (-) para INSPIRAR e menos negativa para EXPIRAR. Z PRESSÃO ALVEOLAR OU INTRA-ALVEOLAR OU INTRAPULMONAR: - é a pressão dentro dos alvéolos pulmonares; - no período de repouso equivale a zero e nesse momento não há fluxo de ar e por isso é um período muito curto; - na inspiração o ar deve ser puxado, então a pressão alveolar é (-); na expiração a pressão alveolar é (+), mas vai manter o mesmo número; MECÂNICA RESPIRATÓRIA - INSPIRAÇÃO As pressões internas são mais baixas em relação ao lado de fora; Pressão alveolar negativa (-1 cmH2O); Pressão intrapleural (PIP) mais negativa e isso garante que o pulmão se abra; - EXPIRAÇÃO As pressões são mais altas do lado de dentro em relação ao lado de fora; Pressão intrapleural (PIP) menos negativa; Pressão alveolar mantém o mesmo numero apenas troca o sinal para (+) e assim tem a expulsão de ar; Volume de ar aumentando na inspiração e diminuindo na expiração. VERMELHA: pressão intrapleural (pip) sai do negativo e se torna mais negativa para inspirar e depois volta a fica menos negativa na expiração, mas nunca ultrapassa o zero; ROXA: a pressão intralvéolar se torna negativa na inspiração e positiva na expiração - mesmo tamanho de curva só vai mudar o sinal. COMPLACÊNCIA PULMONAR - é o mesmo que compliância ou capacitância; - é a resistência de um tecido a deformação em resposta ao grau de esforço: distensibilidade dos pulmões; - a complacência é o tecido que se distende e se deforma para acomodar um volume extra, mas não volta ao normal automaticamente; - essa característica pode ser representava por uma curva pressão-volume com inclinação variável: V(L)/P(cmH2O) *cada cm de água modificada pela pressão também pode ser modificado em volume corrente em ml; - essa característica depenedas forças elásticas da parede para acomodar o volume extra; também depende da tensão superficial (condição interna do alvéolo) – equilíbrio de forças de atração das moléculas dentro dos alvéolos; - quando o pulmão chega a um estado de rigidez é o limite – redução da capacidade de distender, assim a complacência diminui: complacência rigidez e distensão *Em situações patológicas em que exista: destruição do tecido pulmonar, fibrose, edema Q a expansão pulmonar vai estar reduzida porque a rigidez vai ser atingida mais rapidamente. TENSÃO SUPERFICIAL Dentro do alvéolo existe uma camada de água responsável pela umidade + ar e esse alvéolo é uma estrutura redonda, podendo ser: pequeno, médio e grande; Na interfase gás-líquido do alvéolo existe uma tendência a estabelecer forças de atração ou de coesão entre esses átomos ou moléculas e isso interfere com a pressão transpulmonar (diferença entre o lado de dentro e fora do alvéolo) porque modifica a pressão alveolar e ele tende a se fechar e não consegue mais expandir; Essa tendência de atração entre as moléculas colaba e o paciente entra em atelectasia. A tensão superficial é ruim para o alvéolo e os pequenos vão sofrer muito mais; Para controlar a tensão superficial, as células pneumócito tipo II produzem a substância surfactante estimulados por glicocorticoides (são aumentados no final da gestação: cortisol fetal e cortisol materno) – essa substância é 70% de lipídeos + 30% de proteínas (DPPC) + ínos ca2+ + apoproteínas; Surfactante: é um agente tenso ativo que reduz a tensão superficial porque é uma molécula anfipática (lado polar a apolar – hidrofóbico e hidrofílico) que se mistura com as moléculas de água e de ar e quebra as forças de atração e de repulsão mantendo esses constituintes em uma mistura equilibrada que permite que o alvéolo se mantenha aberto e possa expandir e retrair nos movimentos respiratórios. SURFACTANTE PULMONAR - A função principal é reduzir a tensão superficial; ao reduzir essa tensão, há o aumento da capacidade de complacência pulmonar (capacidade de se deformar para acomodar um volume extra de ar); - Mantém a estabilidade dos pequenos alvéolos porque vai ter surfactante nos alvéolos pequenos, médios e grandes – quanto menos o alvéolo, maior esse efeito, mas o sufactante faz o equilíbrio para que os alvéolos menores consigam cumprir sua função; - “seca” alvéolos (capilares pulmonares). RESISTÊNCIA PULMONAR ! A complacência é o inverso da resistência; - a resistência é dificuldade de movimentar a parede de um tecido – das vias aéreas; - essa resistência é devido aos componentes não elásticos dos pulmões; havendo resistência à alteração de volume que precisa ser alcançada pela dilatação das vias aéreas, vasoconstrição (menor volume dos vasos e maior vias aéreas), resistência ao fluxo aéreo: raio – diâmetro – comprimento das vias aéreas; - Diferentes tipos de fluxo aéreo: Q Fluxo laminar ou lamelar: as moléculas se alinham como se fossem laminas – raio do vaso é normalmente menor; Q Fluxo turbulento: raio maior e as moléculas giram dentro do tubo, ex: grandes vasos – aorta; Q Fluxo transiconal: quando passa de um para outro ex: de um brônquio para um bronquíolo - a resistência depende também pelo músculo liso + SNA. FATORES QUE DETERMINAM A RESISTÊNCIA DAS VIAS AÉREAS Alguns fatores determinam a resistência das vias aéreas durante o ciclo respiratório - se a resistência a passagem do ar pode aumentar ou diminuir isso também causa variação no fluxo aéreo, podendo ser fatores intra ou extrapulmonares; Q Fatores: -volume pulmonar; -retração elástica; -tônus músculo liso; -densidade/viscosidade gasosa: qualidade do ar; distensão diâmetro vias aéreas intrapulmonares retração elástica > raio dilatação vias aéreas (simpático) se esses fatores contribuem para abrir as vias aéreas o resultado é uma diminuição da resistência total a passagem do ar – que em condições normais não vão ser muito afetados pela densidade e viscosidade gasosas: qualidade do ar. VOLUMES PUMONARES Os volumes e as capacidades pulmonares podem ser medidos através d exames de espirometria: 1. VOLUME CORRENTE (VC): volume de ar inspirado e expirado em um movimento respiratório normal Equino=4-6 l; Bovino=3,5l; Cão grande= 300ml; cão pequeno= 100ml; Humanos = 500 ml 2. VOLUME DE RESERVA INSPIRATÓRIO (VRI): quanto o individuo consegue inspirar além do volume corrente (esforço inspiratório máximo) 3. VOLUME DE RESERVA EXPIRATÓRIO (VRE): quantidade de ar que consegue expelir em uma expiração forçada; 4. VOLUME RESIDUAL (VR): ar permanece mesmo apões esforço expiratório máximo – animais aproximadamente 45ml/kg. CAPACIDADES PULMONARES Os volumes somados dão as capacidades. Essas capacidades permitem que através de avaliações de ventilação pulmonar e alveolar o profissional possa ter ideia de até onde pode chegar com o treinamento do animal (animal atleta) ou função respiratória em caso de doença: 1. CAPACIDADE INPIRATÓRIA (CI): VC + VRI 2. CAPACIDADE RESIDUAL FUNCIONAL (CRF): VRE +VR 3. CAPACIDADE VITAL (CV) OU CAPACIDADE VITAL FORÇADA (CVF): VRI +VC + VRE *equino= 30 l 4. CAPACIDADE PLMONAR TOTAL (CPT): CV + VR TROCAS GASOSAS - taquipneia, bradpneia – aumento e redução; - polipneia – respiração rápida e superfcial = ofego = hiperneia na frequencia, mas diferente na profundidade; - anóxia – ausência de oxigenação nos tecidos; - hipóxia e hiperóxia – diminuição e aumento de oxigenação dos tecidos; - hipoxemia – redução da pressão de 02 no sangue; PRINCIPIOS FÍSICOS DE TROCAS DE GASES A movimentação de ar entrando e saindo tem o objetivo de chegar nos alvéolos e esse ar é uma mistura gasosa; O ar ambiental é uma mistura de: N2 - 02 - CO2- e outros / o ar no alvéolo: N2 - 02 - CO2; Há uma pressão parcial nessa mistura de gases e o valor total da pressão é igual do lado de dentro e do lado de fora: a diferença são as pressões parciais que são estabelecidas entre alvéolo e capilar pulmonar; A troca gasosa é feita por difusão e dessa maneira não há gasto de energia: vai da maior pressão para a menor pressão – CO2 > 02; *o CO2 possui maior solubilidade, porque se difunde no sangue com maior facilidade e isso faz com que haja apenas uma pequena porção de o2 solúvel no sangue, pois tem menor solubilidade. CO2 vindo do sangue para o alvéolo – 02 indo do álveo para o sangue; Essa diferença de pressão é o principal fator, mas isso depende do tempo de permanência nos alvéolos (frequência respiratória) e também da velocidade com que o fluxo sanguíneo esta passando pelos capilares alveolares. *N2 passa pelo sistema respiratório: entra e sai *Pa = pressão arterial *PA= pressão alveolar; O que vai estabelecer as trocas são as diferenças entre CO2 e O2. PRESSÕES DOS GASES NO AR INSPIRADO OU ALVEOLAR As trocas gasosas acontecem através da membrana respiratória ou alveolar; ALVÉOLO + ESPAÇO INTERSTICIAL + CAPILAR COM SANGUE; O oxigênio vai do alvéolo para o capilar, o CO2 vem no sentido inverso – o o2 está dentro do alvéolo misturado com ÁGUA + SURFACTANTE; O O2 vai se separar passar pelo EPITÉLIO ALVEOLAR através de pneumócitos tipo I, passa pelo ESPAÇO INTERSTICIAL, entra na membrana do capilar: membrana basal fundida –células endotélios e epiteliais- e na membrana endotelial capilar; *o CO2 vai fazer o mesmo no sentido contrário vindo do sangue para o alvéolo. ! Qualquer fator que afete essa membrana ou as diferenças de pressão vai afetar a troca gasosa. Se houver um número maior de alvéolos participando da troca gasosa, a área de superfície da membrana respiração vai ser maior e a troca alveolar também; *os animais mais aeróbicos têm mais alvéolos de pequeno tamanho e isso aumenta a área de superfície.área de superfície da membrana respiratória espessura da membrana respiratória coeficiente de difusão do gás: CO2 > O2 gradiente pressão / concentração gás: Pp gás intercâmbio CONCENTRAÇÃO DE O2 E CO2 NOS ALVÉOLOS (E Pparcial) J O2: - velocidade absorção O2 sangue - velocidade entrada novo O2 pulmões (processo ventilatório); J CO2: - velocidade eliminação CO2 sangue alvéolos - velocidade remoção CO2 alvéolos (processo respiratório).
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