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Profa. Dra. Daniele Seipel S. Lim Yan Profa. Ms. Ana Cláudia Garcia Rosa Homeostase: O sistema respiratório contribui com a homeostase provendo a troca de gases -O2 e CO2-entre o ar atmosférico, sangue e células; Ajuda a regular o pH dos fluidos corpóreos. Trato respiratório superior: nariz, cavidade nasal, faringe e estruturas associadas Trato respiratório inferior: laringe,traquéia, brônquios e pulmões Zona de condução: filtra, aquece e mistura o ar, levando-o aos pulmões. Nariz, cavidade nasal, faringe, laringe, traquéia, brônquios, bronquíolos, bronquíolos terminais; Zona respiratória: tubos e tecidos dentro dos pulmões onde ocorrem as trocas gasosas. Bronquíolos, ductos alveolares, sacos alveolares e alvéolos; Vista anterior dos pulmões e do coração após a remoção da parede torácica anterolateral e pleura Promove a troca gasosa; Ajuda a regular o pH; Contém receptores sensoriais para o cheiro, filtra o ar inspirado, produz os sons vocálicos (fonação), excreta pequenas quantidades de água e calor; Inferior ao osso nasal, superior à cavidade oral; Envolvida por músculo e mucosa; Anteriormente comunica-se com o nariz e posteriormente com a faringe (cloanas); Ductos dos seios paranasais (drenam muco) e ductos nasolacrimais (drenam lágrimas) abrem-se no nariz; Tubo longo, + ou – 13 cm; Inicia-se na parte interna das narinas e estende-se ao nível da cartilagem cricoide; Imediatamente posterior às cavidades oral e nasal; Anterior às vértebras cervicais; Parede formada por mm esqueléticos e membrana mucosa. Permite a passagem de ar, comida, ressonância da voz, aloja as tonsilas que participam do sistema imune Os m esqueléticos mantêm a faringe aberta e sua contração permite a deglutição Estende-se da região posterior à cavidade nasal ao palato mole Contém a tonsila faríngea ou adenoide Revestida por epitélio respiratório Posterior à cavidade oral, do palato mole ao hioide inferiormente Contém a abertura da garganta, comunica cavidade oral e nasal Função respiratória e digestiva Contém tonsilas palatinas e linguais Revestida por epitélio pavimentoso estratificado não- queratinizado Inicia-se na altura do osso hioide e abre-se posteriormente no esôfago e anteriormente na laringe Comunica trato respiratório e digestivo Epitélio estratificado pavimentoso não- queratinizado Caixa vocal, conecta laringofaringe com a traqueia Formada por 9 cartilagens: Tireoide (hialina, pomo de Adão) Cricoide (hialina, traqueostomia) Epiglote (elástica, movimenta-se) 2 Aritenoides (hialina, movimentam-se junto à cricoide) 2 Cuneiformes (elásticas, suportam as dobras vocais) 2 Corniculadas (elásticas, posterior às cuneiformes) Glote: par de dobras de membrana mucosa (cordas vocais verdadeiras) na laringe Epitélio da laringe superior às cordas vocais: estratificado pavimentoso não- queratinizado Epitélio da laringe inferior às cordas vocais: pseudo estratificado ciliado com numerosas células caliciformes produtoras de muco Passagem tubular para o ar (12X2,5cm), anterior ao esôfago Estende-se da laringe até a divisão dos brônquios esquerdo e direito Camadas: mucosa (epitélio pseudoestratificado ciliado com fibras elásticas e reticulares) submucosa (glândulas seromucosas e ductos) cartilagem hialina (em forma de C) adventícia (tecido conjuntivo frouxo) Músculos traqueais aderidos ao esôfago e à traqueia permitem a distensão e contração durante a passagem do ar A traqueia se divide em brônquio primário esquerdo e direito (mais vertical, curto e largo que o esquerdo) Contêm anéis de cartilagem em forma de C Revestidos por epitélio pseudoestratificado ciliado Dentro dos pulmões, os brônquios se dividem na árvore brônquica em: secundários, terciários, bronquíolos e bronquíolos terminais Os bronquíolos terminais contêm células de Clara colunares não ciliadas, que protegem contra toxinas inaladas e carcinógenos A mucosa dos brônquios primários, secundários e terciários é formada por epitélio pseudoestratificado ciliado com células caliciformes, e nos bronquíolos passa a ser epitélio cúbico simples ciliado sem células caliciformes terminando em epitélio cúbico simples não ciliado; Não há cartilagem nos bronquíolos terminais; A camada de musculatura lisa aumenta; A musculatura lisa relaxa na atividade física e contrai com a histamina. Na cavidade torácica, separados pelo coração e outras estruturas do mediastino; Cada pulmão é protegido por uma dupla membrana serosa : a pleura; A pleura parietal cobre a parede da cavidade torácica; a pleura visceral recobre os pulmões; a cavidade pleural fica entre as duas e contém fluido lubrificante que reduz o atrito na respiração. O pulmão direito tem 3 lobos, enquanto o esquerdo tem 2 lobos Estendem-se do diafragma às clavículas e são delimitados anteriormente e posteriormente pelas costelas; A parte inferior ou base é côncava e repousa sobre o diafragma convexo; A parte superior é o ápice; As superfícies costais estão em contato com as costelas; A superfície mediastinal contém o hilo, através do qual brônquios, vasos pulmonares, vasos linfáticos e nervos entram e saem. O pulmão esquerdo contém a incisura cardíaca, que aloja o ápice do coração O pulmão esquerdo (2 lobos) é 10% menor que o direito (3 lobos) O pulmão direito acomoda o fígado inferiormente Uma ou duas fissuras dividem os pulmões em lobos : superior e inferior (esquerdo) e superior, mediano e inferior (direito) Cada lobo recebe seu próprio brônquio secundário: brônquios secundários superior e inferior esquerdos e brônquios secundários superior, mediano e inferior direitos Dentro dos pulmões, os brônquios secundários originam os brônquios terciários (10 em cada pulmão), que suprem o segmento broncopulmonar Cada segmento broncopulmonar contém numerosos compartimentos ou lóbulos Cada lóbulo envolvido por tecido conjuntivo contém um vaso linfático, uma arteríola, uma vênula e um ramo de um bronquíolo terminal Os bronquíolos terminais se dividem em ramos microscópicos denominados bronquíolos respiratórios, que terminam no ductos alveolares e alvéolos, revestidos por epitélio estratificado escamoso simples Brônquios primários, na região extra-pulmonar, têm o mesmo tipo de epitélio da traquéia; a medida em que se aproxima da porção respiratória, a altura do epitélio diminui LÓBULO PULMONAR Os alvéolos participam das trocas gasosas; portanto os bronquíolos respiratórios iniciam a zona respiratória do sistema respiratório O epitélio vai mudando de simples cúbico para escamoso simples Ao redor dos ductos alveolares estão numerosos alvéolos e sacos alveolares Um alvéolo é uma evaginação em forma de xícara revestida por epitélio escamoso simples suportado for membrana basal elástica fina Um saco alveolar consiste em 2 ou mais alvéolos com uma abertura em comum As paredes alveolares contêm 2 tipos de células epiteliais: Pneumócitos ( células alveolares) tipo I : células epiteliais pavimentosas (escamosas) simples, que envolvem a parede alveolar de forma contínua; sítio de trocas gasosas nos pulmões Pneumócitos (células alveolares) tipo II: células septais, cúbicas ou esféricas, em número menor, encontradas entre as células tipo I; contém microvilos e secretam o fluido alveolar para umidificação do ar. O fluido alveolar contém surfactante, mistura de lipoproteínas e fosfolipídios, que reduz a tensão superficial do fluido alveolar Macrófagos alveolares (célulasde poeira): fagócitos que removem sujeira e outros debris dos espaços alveolares Fibroblastos: fibras colágenas e elásticas Membrana basal: fibras elásticas Capilares sanguíneos: única camada de células endoteliais e membrana basal 1. Ventilação pulmonar: Entrada e saída de ar nos pulmões; 2. Difusão dos gases: Troca de O2 e CO2 entre os alvéolos e o sangue; 3. Transporte de O2 e CO2 no sangue e líquido intersticial para as células e a partir das células; 4. Regulação da ventilação; O pulmão é uma estrutura elástica que se colapsa e expele todo seu ar, mesmo que não exista nenhuma força para mantê-lo inflado; Não existem pontos de fixação entre os pulmões e a parede torácica (exceto pelo hilo ao mediastino); A sucção contínua do líquido pleural pelos vasos linfáticos mantém um certo vácuo entre a superfície viscera e parietal da pleura; A pressão pleural do líquido pleural é levemente negativa (vácuo) – 5 cm de água; Durante a expansão torácica ela se torna mais negativa – 7,5 cm de água; A pressão alveolar: qdo a glote está aberta e não há entrada nem saída de ar, ela é igual a pressão atmosférica, zero cm de água; Para que o ar entre nos pulmões durante a inspiração, a pressão alveolar deve descer para valor abaixo da atmosférica, -1 cm de água; Durante a inspiração esta pressão se inverte tornando-se positiva e forçando a saída de ar dos pulmões. Compliância pulmonar é o grau de expansão pulmonar para cada unidade acrescida na pressão transpulmonar (pressão pleural – pressão alveolar); As características da compliância são determinadas pelas forças elásticas dos pulmões: 1. Forças elásticas do tecido pulmonar; 2. Força elástica causada pela tensão superficial do líquido que reveste as paredes internas dos alvéolos (+- 2/3 das forças elásticas dos pulmões); Quando a água forma uma interface com o ar, as moléculas de sua superfície tem uma força extra de atração recíproca tendendo a se contrair; Essa contração tende a explusar o ar dos alvéolos através dos brônquios, por isso os alvéolos tendem a se colapsar; Essa força elástica em todos os alvéolos é chamada de força elástica da tensão superficial; O surfactante é um agente tensoativo superficial, ou seja, qdo se espalha pela superfície de um líquido reduz sensivelmente a tensão superficial; O surfactante é uma mistura complexa de diversos fosfolipídeos, proteínas e íons; A compliância total do sistema pulmonar (pulmões e caixa torácica) é medida durante a expansão dos pulmões em pessoa totalmente relaxada ou paralisada; Para inflar todo o sistema pulmonar são necessários quase 2 x a pressão requerida para inflar os mesmo pulmões após sua remoção da caixa torácica; Portanto, a compliância do sistema pulmão-tórax é quase exatamente a metade da compliância dos pulmões isolados; Durante a respiração normal em repouso, quase toda a contração dos músculos respiratórios ocorre somente durante a inspiração; A expiração é um processo passivo causado pela retração das fibras elásticas e da cx torácica; O trabalho da inspiração pode ser dividido em 3 etapas: 1. Trabalho de compliância: necessário para expandir os pulmões contra as forças elásticas; 2. Trabalho de resistência dos tecidos: necessário para superar a viscosidade do pulmão e das estruturas da parede do tórax; 3. Trabalho de resistência das vias aéreas: necessário para superar a resistência das vias aéreas durante o movimento do ar para os pulmões; Volume corrente (Vc): volume respirado normalmente de aproximadamente 500ml; Volume inspiratório de reserva (VIR): volume adicional inspirado acima do Vc de +- 3000ml; Volume expiratório de reserva (VER): Volume adicional que pode ser expirado abaixo do Vc, de +- 1200 ml; Volume residual (VR): volume de gás que fica nos pulmões após expiração máxima, de +- 1200 ml. EXPANSÃO (insp) ↔ CONTRAÇÃO (exp) Diafragma: deprime ↔ elevação Costelas: elevação ↔ deprime O Tórax expande ou contrai com a movimentação do diafragma e músculos intercostais. Diafragma é o principal músculo acessório da respiração As trocas gasosas de O2 e CO2 entre os espaços aéreos dos pulmões e do sangue ocorrem por difusão entre as paredes alveolares e dos capilares, que juntos formam a membrana respiratória Do espaço alveolar para o plasma, a membrana respiratória contém 4 camadas: 1- camada de células tipo I e tipo II que juntas constituem a parede alveolar 2- Membrana basal que envolve a parede alveolar 3- Membrana capilar basal que geralmente se funde à membrana epitelial basal 4- Endotélio capilar Os pulmões recebem sangue das artérias pulmonares e brônquicas; Sangue rico em CO2 passa do coração aos pulmões pelas artérias pulmonares, que se ramificam em direita e esquerda; O retorno do sangue rico em O2 ocorre por 4 veias pulmonares, que desembocam no átrio esquerdo; As artérias brônquicas são ramificações da aorta, que levam sangue oxigenado aos pulmões, nutrindo a parede muscular de brônquios e bronquíolos. A difusão dos gases O2 e CO2 ocorre através da membrana respiratória ou pulmonar; Permite a troca gasosa entre ar alveolar e sangue Composta por: Citoplasma do pneumócito tipo I Membrana basal da célula Lâmina basal do capilar Citoplasma da célula endotelial Os gases difundem-se movidos pelas diferenças de pressão parcial; Ocorre por difusão; PO2 é > nos alvéolos, por isso difunde-se aos tecidos; PCO2 é > no sangue, por isso se difunde para os alvéolos. PO2 no alvéolo = 104 mmHg; PO2 no sangue = 40mmHg; Transporte ocorre na oxi-hemoglobina (pouco solúvel em H2O e no plasma). Quanto > a diferença da pressão parcial de um gás através das membranas, > a velocidade de difusão; Quanto > a área da membrana, > a quantidade de gás que se difunde em um período de tempo; Quanto mais delgada a membrana, > a velocidade de difusão do gás; Quanto > a solubilidade do gás na membrana, mais rápido ele se difunde. Gases dissolvidos na água ou nos tecidos também exercem pressões; A pressão parcial de um gás dissolvido é determinada pela sua concentração e pelo coeficiente de solubilidade do gás; CO2 é muito solúvel em água. Entre o ar alveolar e o plasma do capilar: A difusão efetiva de um gás é determinada pela diferença entre as pressões parciais de entrada e saída do gás no capilar. Na temperatura corporal de 37ºC, a pressão normal de vapor d’água que escapa das vias respiratórias é 47mmHg Solubilidade do gás no líquido; Área de secção transversa no líquido; Distância através da qual o líquido deve difundir-se; Peso molecular do gás; Temperatura do gás; Temperatura do líquido; Viscosidade do líquido. Hb é um tetrâmero de aproximadamente 68KDa; Cada monômero consiste em um grupamento heme e uma globina; O grupamento heme é uma porfirina com um átomo de ferro. Apresenta duas cadeias α (heme)e duas β (heme) e pode ligar-se a 4 átomos de O2, uma para cada átomo de Fe++; As células precursoras dos eritrócitos, os reticulócitos, que sintetizam Hb, coordenam a produção das cadeias α, β e heme. A interação Fe, O2 e porfirina forma um complexo vermelho como no sangue arterial, que se torna púrpura quando o oxigênio é liberado aos tecidos, como no sangue venoso; O O2 pode ligar-se à Hb apenas quando esta encontra-se no estado ferroso (Fe++). A estrutura quaternária da hemoglobina determina sua afinidade pelo oxigênio; Quando a Hb liga-se ao O2, as duas cadeias β se aproximam; quando se solta, elas se afastam; Em uma amostra de sangue, a fração de hemoglobina na forma de oxi-hemoglobina é expressa como porcentagem de saturação da hemoglobina . A Hb aumenta a capacidade do sangue em carrear oxigênio de 65 a 70X acima da quantidade dissolvida no plasma; Quando o sangue passa dos capilares aos tecidos, o O2 se dissocia da Hb e se difunde para as células; Homens: 15 a 16 g de Hb/100mL de sangue Mulheres: 14g de Hb/100mL de sangue Cada L de sangue contém aproximadamente 3mL de O2 dissolvido (1,5%) e 197mL de O2 ligado à Hb (98%); Considerando o débito cardíaco de 5L/min, a quantidade de O2 transportada no sangue/ min = 1000 mL. A Hb mantém a pressão de O2 no sangue de 20 a 45 mmHg; Isto ocorre porque, a medida em que o sangue flui nos capilares, 27% do O2 é perdido pela Hb, o que faz com que sua saturação caia para 70%; Quantidade de Hb ligada ao O2 no sangue arterial = 20%; no sangue venoso normal= 14% e sangue venoso no exercício físico = 4%; No exercício, a quantidade de O2 nos tecidos pode se elevar até 20X mais que a condição basal. O aumento da atividade metabólica no sangue eleva a temperatura corporal, com aumento na PO2 e redução do pH; Como resultado, em tecidos metabolicamente ativos, a Hb libera mais O2 para os tecidos que usualmente; Nos tecidos pulmonares, a temperatura é menor, a PCO2 é baixa e o pH é mais elevado, o que aumenta a ligação da Hb com o O2. Dissolvido no plasma sanguíneo: 5% do CO2 é transportado no sangue na forma de gás; Bicarbonato: 2 formas H2CO3 HCO3- + H+ CO2 + OH- HCO3- O HCO3- representa cerca de 90% do total de CO2 transportado no sangue; Componente carbamino hemoglobina: representa 5% do CO2 transportado no sangue; A Hb tampona o H+ na produção do HCO3-. Depende dos seguintes fatores: 1- Ventilação alveolar: permite as trocas gasosas na membrana alveolar Alterações na ventilação alteram a PO2 e PCO2 resultando na alteração da força propulsora para as trocas; 2- Difusão através da membrana respiratória, que deverá apresentar estrutura morfológica adequada (espessura e área de superfície); 3- Fluxo sanguíneo: perfusão de sangue nos alvéolos, para a captação de O2 Várias doenças diminuem as trocas gasosas na membrana respiratória Enfisema: destruição dos septos alveolares resultando em menor área para as trocas gasosas; Edema pulmonar: aumento da espessura da membrana com redução da difusão; Anemia: redução da hemoglobina nos eritrócitos, fator limitante para a difusão. Patologias pulmonares que acometem a membrana respiratória e afetam as trocas gasosas : enfisema pulmonar O pulmão recruta redes de capilares adicionais durante o exercício físico para aumentar a área de superfície das membranas para as trocas gasosas e oxigenação do sangue; Com isso, há aumento da pressão arterial e abertura das redes de capilares da parte superior do pulmão (ápice). Nos pulmões predomina a reabsorção de líquidos intersticiais, sendo o volume do líquido intersticial da membrana respiratória praticamente nulo, condição essencial para as trocas gasosas; Isso porque a pressão capilar pulmonar é baixa (10 mmHg) e a coloidosmótica plasmática é alta (25mmHg); Edema pulmonar = patologia com acúmulo de líquido no interstício e em alguns casos nos alvéolos pulmonares. Gasômetro: aparelho faz a análise quantitativa das pressões parciais de O2 e CO2 no sangue; Oxímetro de pulso: determina o grau de saturação de oxigênio do sangue arterial; É um exame de sangue, normalmente, arterial que visa avaliar: a distribuição de gases presentes na corrente sanguínea (oxigênio e gás carbônico), o pH e o equilíbrio ácido-básico.; Também podem ser dosados os níveis de sódio, potássio, cálcio iônico e cloreto, dependendo do gasômetro (aparelho que mede a gasometria arterial) utilizado. http://www.infoescola.com/exames-medicos/gasometria-arterial/ http://www.infoescola.com/exames-medicos/gasometria-arterial/ http://www.infoescola.com/exames-medicos/gasometria-arterial/ http://www.infoescola.com/exames-medicos/gasometria-arterial/ http://www.infoescola.com/exames-medicos/gasometria-arterial/ Indicações: Normalmente, os valores gasométricos são pesquisados quando o paciente apresenta um quadro clínico sugestivo de alguma anormalidade na oxigenação, na ventilação e no estado ácido- básico. Coleta do sangue da artéria radial: Não se faz necessário jejum prévio, nem outro tipo de preparação; No momento do exame, coloca-se a região palmar para cima e o local que será puncionado é desinfetado; Por meio de uma seringa agulhada colhe-se o sangue que, em seguida, será enviado para o laboratório; Para evitar a formação de edema e equimose no local da punção, deve ser feita compressão de, no mínimo, 10 minutos no local. Valores pesquisados na gasometria arterial: A oximetria de pulso é um sistema, não invasivo, de medição dos valores de oxigênio no sangue, contribuindo, assim, para uma vigilância mais eficaz dos doentes. Valores normais da SpO2: entre 95 e 100% O instrumento utilizado para realizar a medição do nível de oxigênio no sangue é o oxímetro de pulso O sensor do oxímetro de pulso é formado por uma fonte de luz, constituída de dois diodos emissores de luz (LEDs), e de um fotodetector, colocado no lado oposto do sensor. Este último recebe a luz proveniente dos sensores e detecta a diferença entre a luz que foi absorvida pelas moléculas de hemoglobina. Este aparelho emite dois comprimentos de onda luminosa diferentes, infravermelha (940nm) e vermelha (660nm) O sangue venoso tem maior absorção pela luz vermelha, enquanto que o sangue arterial absorve melhor o comprimento de onda da luz infravermelha, podendo-se, desta forma, determinar o teor de saturação da oxi- hemoglobina Rui Cury e Joaquim Procópio: Fisiologia Básica. Guanabara Koogan, 2009; Guyton, C A e Hall, J E. Fisiologia Humana e Mecanismos das Doenças. Guanabara Koogan – 6ª. Ed. 2008; Ibrahim Felipe Heneine. Biofísica Básica. Atheneu, 2006
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