aula 11 - fisiologia 041120

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Fisiologia Humana
Prof. Dr. Francisco G. de Carvalho Neto
Curso: Enfermagem/Fisioterapia 2P
Fisiologia em Ambientes especiais
Introdução
• Os humanos são mamíferos tropicais, que respiram ar de baixa 
altitude;
• Portanto, com apenas 15% do nosso planeta não sendo água, 
deserto, gelo ou montanha, a maior parte da Terra representa um 
lugar hostil para nós;
• Diante disso, como os humanos conseguem visitar o espaço, 
subir as montanhas mais altas, mergulhar?
Ambientes especiais
• Ramo da Fisiologia que estuda a dependência das 
funções humanas e animais em condições de vida em 
diferentes ambientes.
Fisiologia em altas altitudes
• Os seres humanos ascenderam a altitudes cada vez mais altas, por 
meio da aviação, do alpinismo e da exploração espacial;
• Tornou-se mais importante compreender os efeitos da altitude e das 
baixas pressões gasosas sobre o corpo humano;
• Desafios para a homeostasia do corpo.
Fisiologia em altas altitudes
EFEITOS DA BAIXA PRESSÃO DE OXIGÊNIO 
SOBRE O CORPO
• Ao nível do mar, a pressão barométrica é de 760 
mmHg; 
• A diminuição da pressão barométrica constitui a 
causa básica de todos os problemas de hipóxia na 
fisiologia das altas altitudes;
• À medida que a pressão barométrica reduz, a 
pressão parcial de oxigênio (Po2) na atmosfera 
diminui proporcionalmente;
• A Po2 ao nível do mar é cerca de 159 mmHg, mas a 
15.000 metros, é de apenas 18 mmHg.
Fisiologia em altas altitudes
DIÓXIDO DE CARBONO E VAPOR D’ÁGUA DIMINUEM O OXIGÊNIO ALVEOLAR
• A pressão do vapor d’água, nos alvéolos permanece em 47 mmHg, 
enquanto a temperatura corporal for normal, independentemente da 
altitude; 
• Suponhamos, por exemplo, que a pressão barométrica caia do valor 
normal de 760 mmHg ao nível do mar para 253 mmHg, que é o valor 
usualmente medido no topo do monte Everest, a 8.848 metros; 
• Como 47 mmHg devem ser de vapor d’água, restam apenas 206 mmHg 
para todos os outros gases;
• Na pessoa aclimatada, 7 mmHg dos 206 mmHg devem ser de CO2, 
restando apenas 199 mmHg;
• Se não houvesse utilização do O2 pelo corpo, um quinto desses 199 
mmHg seria O2 e quatro quintos nitrogênio;
• Isto é, a Po2 nos alvéolos seria de 40 mmHg;
• Entretanto, parte desse oxigênio alveolar restante está continuamente 
sendo absorvida pelo sangue, deixando cerca de 35 mmHg de pressão de 
O2 nos alvéolos; 
• A ventilação alveolar aumenta muito mais na pessoa aclimatada do que 
na pessoa não aclimatada. 
Fisiologia em altas altitudes
SATURAÇÃO DA HEMOGLOBINA COM OXIGÊNIO EM 
DIFERENTES ALTITUDES
• Até a altitude de cerca de 3.048 metros, mesmo quando 
é respirado ar, a saturação de O2 arterial permanece 
pelo menos em 90%;
• Acima de 3.048 metros, a saturação de O2 arterial cai 
rapidamente conforme mostrado pela curva azul
da figura, até ficar ligeiramente abaixo de 70% a 6.096 
metros, e muito menos em altitudes ainda mais altas. 
NOTA: saturação de oxigênio é a 
fração de hemoglobina saturada 
de oxigênio em relação à 
hemoglobina total no sangue.
Fisiologia em altas altitudes
SATURAÇÃO DA HEMOGLOBINA COM OXIGÊNIO 
EM DIFERENTES ALTITUDES
• Quando a pessoa respira O2 puro em vez de ar, a 
maior parte do espaço nos alvéolos, antes ocupado 
por nitrogênio, é ocupado por O2;
• A 9.144 metros, um aviador poderia ter Po2 
alveolar tão alta quanto 139 mmHg, ao invés de
18 mmHg quando respira ar.
Fisiologia em altas altitudesQual o “teto” na aviação?
• A saturação arterial a 14.325 metros, quando se está respirando oxigênio, é cerca de 50% 
e é equivalente à saturação de O2 arterial a 7.010 metros, quando se está
respirando ar;
• Pessoa não aclimatada geralmente pode permanecer consciente até que a saturação de 
O2 arterial caia a 50% durante curtos tempos de exposição, o teto para o aviador em 
aeroplano não pressurizado, quando respira ar, é de cerca de 7.010 metros, e quando 
respira O2 puro é em torno de 14.325 metros, contanto que o equipamento de 
fornecimento de O2 opere perfeitamente.
Fisiologia em altas altitudes
EFEITOS DA HIPÓXIA POR BAIXA ALTITUDE
• Começando na altitude de cerca de 3.657 metros, são sonolência, 
fadiga mental e muscular, algumas vezes dor de cabeça,
ocasionalmente, náuseas e, às vezes, euforia;
• Esses efeitos progridem para o estágio de abalos musculares ou 
convulsões, acima de 5.486 metros, e terminam, acima de 7.010 
metros, na pessoa não aclimatada, em coma, seguido logo depois 
pela morte;
• Um dos efeitos mais importantes da hipoxia é a proficiência 
mental diminuída, que dificulta o julgamento, a memória e os 
movimentos motores individualizados. 
Fisiologia em altas altitudes
ACLIMATAÇÃO
• Os principais meios pelos quais a aclimatação ocorre são 
(1) grande aumento da ventilação pulmonar; (2) número 
aumentado de hemácias; (3) aumento da capacidade de 
difusão dos pulmões; (4) vascularidade aumentada dos 
tecidos periféricos; e (5) capacidade aumentada das 
células teciduais usarem O2, apesar da baixa Po2;
• Moradores dos Andes peruanos, vivem em altitude de
5.334 metros e trabalham em minas na altitude de 5.791 
metros. 
Fisiologia em altas altitudes
EFEITOS DAS FORÇAS DE ACELERAÇÃO SOBRE O
CORPO NA FISIOLOGIA DA AVIAÇÃO E DO ESPAÇO
• Em virtude das alterações rápidas da velocidade e da 
direção do movimento, em aeroplanos ou naves espaciais, 
diversos tipos de forças de aceleração afetam o corpo 
durante o voo;
• No começo do voo, ocorre aceleração linear
simples; 
• Ao término do voo, desaceleração; 
• E a cada vez que o veículo faz uma curva, aceleração 
centrífuga. 
Fisiologia em altas altitudes
MEDIDA DA FORÇA DE ACELERAÇÃO — “G”. 
• Quando o aviador está simplesmente sentado no seu assento, a força com a 
qual ele está fazendo pressão contra o assento resulta da tração da 
gravidade e é igual ao seu peso (+1 G);
• Se a força com que ele pressiona contra o assento ficar cinco vezes o seu 
peso normal a força que atua sobre o assento é dita +5 G;
• Se o aeroplano fizer loop externo, de modo que a pessoa seja mantida presa
pelo seu cinto de segurança, G negativa é aplicada ao seu corpo; se a força
com a qual ela é retida pelo seu cinto for igual ao peso do seu corpo, a força
negativa é -1 G; 
• Quando o aviador é submetido a G positiva, o sangue é centrifugado em
direção à parte mais inferior do corpo;
• À medida que a pressão nos vasos da parte inferior do corpo aumenta, esses 
vasos se dilatam passivamente, de modo que parte importante do sangue, 
da região superior do corpo, é deslocada para os vasos inferiores;
• Aceleração maior que 4 a 6 G causa “escurecimento” da visão, em alguns
segundos, e inconsciência logo depois;
• G negativa sobre o corpo são em condições agudas, menos drásticos. 
Roupa anti-G
Fisiologia no espaço
FORÇAS DE ACELERAÇÃO EM VIAGEM 
ESPACIAL
• A aceleração no lançamento e a desaceleração 
na aterrissagem podem ser tremendas; ambas 
são tipos de acelerações lineares positiva e 
negativa;
• Bancos inclinados.
Fisiologia no espaço
AMBIENTE ARTIFICIAL NA NAVE
• A concentração de O2 deve permanecer 
suficientemente alta e a concentração
de CO2 suficientemente baixa para prevenir 
sufocação;
• Modernos veículo espacial são usados gases
aproximadamente iguais aos do ar normal, com 
quatro vezes mais nitrogênio que O2 e pressão total 
de 760 mmHg;
• A presença de nitrogênio na mistura diminui 
bastante a probabilidade de incêndio e explosão;
• Reciclagem de O2.
Fisiologia no espaço
IMPONDERABILIDADE NO ESPAÇO
• A pessoa em satélite em órbita ou em espaçonave sem propulsor 
experimenta estado de força G próximo de zero;
• A pessoa não é puxada para o fundo, lados ou topo da espaçonave, mas 
simplesmente flutua dentro das suas câmaras;
• A gravidade atua sobre a espaçonave e a pessoa ao mesmo tempo, de 
modo que ambas são tracionadas exatamente pelas mesmas forças de 
aceleração e na mesma direção. Por essa razão, a pessoa simplesmente 
não é atraída para qualquer parede específica de espaçonave.
• A maioria dos problemas que ocorrem estárelacionada aos três efeitos da 
imponderabilidade: (1) tonturas e ânsia de vômito, durante os primeiros 
dias de viagem; (2) translocação de líquidos dentro do corpo, em virtude 
da falta de gravidade; e (3) atividade física diminuída, porque nenhuma 
força de contração muscular é requerida para contrabalançar a força de 
gravidade.
Fisiologia do mergulho
• Quando seres humanos descem às 
profundezas do mar, a pressão em torno
deles aumenta tremendamente;
• Para impedir que os pulmões se colapsem, o
ar tem que ser fornecido em pressão muito 
alta para mantê-los inflados;
• Essa manobra expõe o sangue, nos pulmões, à 
pressão extremamente alta dos gases 
alveolares, condição chamada hiperbarismo.
Fisiologia do mergulho
• A cada 10 metros de profundidade a pressão 
aumenta 1 atm;
• Lei de Boyle: variação da pressão em função 
do volume. Existe uma proporção inversa 
entre essas duas grandezas.
Fisiologia do mergulho
EFEITOS DAS ALTAS PRESSÕES PARCIAIS DE 
GASES INDIVIDUAIS SOBRE O ORGANISMO
• Os gases individuais aos quais o mergulhador é 
exposto quando está respirando ar são nitrogênio, 
O2 e CO2; 
• Cada um deles pode, às vezes, causar
importantes efeitos fisiológicos sob altas pressões;
• A narcose por nitrogênio tem características 
semelhantes às da intoxicação alcoólica e, por essa 
razão, frequentemente foi chamada “êxtase das
profundidades”.
Fisiologia do mergulho
ENVENENAMENTO AGUDO PELO OXIGÊNIO
• À medida que a pressão de O2 se eleva, grande parte 
do O2 total está dissolvida na água do sangue, além do
ligado à hemoglobina;
• A Po2 tecidual extremamente alta que ocorre quando o 
O2 é respirado sob pressão de O2 alveolar muito alta
pode ser deletéria para muitos tecidos do organismo;
• As convulsões muitas vezes ocorrem sem aviso e, por 
razões óbvias, tendem a ser letais para os 
mergulhadores submersos no mar.
Fisiologia do mergulho
DESCOMPRESSÃO DO MERGULHADOR APÓS 
EXPOSIÇÃO EXCESSIVA A ALTAS PRESSÕES
• Uma vez que o nitrogênio não é metabolizado pelo 
corpo, ele permanece
dissolvido em todos os tecidos corporais até que a 
pressão do nitrogênio nos pulmões seja diminuída;
• Momento no qual o nitrogênio pode ser removido pelo 
processo respiratório inverso essa remoção, às vezes, 
leva horas para ocorrer e constitui a origem de múltiplos 
problemas chamados, coletivamente doença da 
descompressão;
• Forma-se bolhas, constituídas quase inteiramente por 
nitrogênio,
tanto nos tecidos quanto no sangue, onde elas 
obstruem muitos vasos sanguíneos pequenos.
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