AULA 4 - ANATOMIA E FISIOLOGIA RESP 3

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Prof. Luciano Luckaschek dos Santos 
 O sistema respiratório é composto por: 
 
1. Pulmões; 
2. Caixa Torácica; 
3. Músculos Ventilatórios; 
4. Vias aéreas Superiores e Inferiores 
 Composta por diversas estruturas anatômicas: 
 
1. Coluna vertebral; 
2. Costelas; 
3. Esterno; 
4. Clavículas; 
5. Pulmões; 
6. Coração; 
7. Músculos - diafragma 
 Função: têm como objetivo proteger os órgãos vitais 
(coração e pulmão). 
 
 A caixa torácica possui características elásticas. Esta 
característica será fundamental para a compreensão 
da biomecânica pulmonar. 
 
 Durante a Inspiração, ocorre um aumento do 
diâmetro torácico em todas as direções, aumentando 
inclusive, os espaços intercostais; já a Expiração, o 
tórax retorna ao seu estado fisiológico normal. 
 
 
 Costelas: são os ossos que dão proteção aos pulmões e 
a outros órgãos da cavidade torácica. 
 
 Fisiologicamente: 12 pares de costelas: 
 7 verdadeiras = pois se insere no esterno por meio das 
cartilagens costais 
 3 falsas = sua inserção no esterno é feita através da 
sétima costela 
 2 flutuantes = não possuem cartilagem costal 
 São diretamente responsáveis pela condução dos 
gases através do sistema respiratório. 
 
 Dividiremos as vias aéreas em: 
 
 Vias Aéreas Superiores (VAS) – nariz à traqueia 
 
 Vias Aéreas Inferiores (VAI) – traqueia aos alvéolos 
 
Vias Aéreas Superiores (VAS) – nariz à traqueia 
Vias Aéreas Inferiores (VAI) – traqueia aos alvéolos 
 Composta: fossas nasais (nariz), faringe, 
laringe até o limite da traquéia. 
 
 Função: 
1. Aquecimento; 
2. Umidificação; 
3. Filtração; 
4. Fonação; 
5. Abertura e fechamento de vias aéreas e 
digestivas. 
 
 Cavidade Nasal: função filtrar o ar inspirado, 
aquecer e umedecer, além da função olfatória 
 
 Faringe: é um tubo muscular que se relaciona 
com a digestão e com a respiração. 
 
 Laringe: localiza-se anteriormente à faringe e 
é continuada pela traqueia. Função, por meio 
da epiglote, é elevar-se, possibilitando a 
passagem do fluxo aéreo. Além disso 
situam-se as cordas vocais (glote), 
responsável pela fonação. 
 Função: conduzir o ar até os alvéolos para 
que ocorram as trocas gasosas. 
 
 Didaticamente dividiremos em 2 zonas: 
 
A) Zona de Condução – vai da traquéia até os 
bronquíolos terminais 
B) Zona Respiratória – vai dos bronquíolos 
respiratórios até os alvéolos 
 A traqueia é a via primária da ventilação, ou seja, é 
a geração zero. 
 
 Tubo cartilaginoso, semicilindrico, situado 
anteriormente ao esôfago. Anteriormente possui 
anéis de cartilagem (cerca de 15 a 20) e 
posteriormente é por musculatura traqueal. 
 
 A carina é o último anel cartilaginoso da traqueia, 
dividindo em duas partes: brônquios fontes direito 
e esquerdo. 
 Emergem em número de dois da bifurcação da 
traquéia e então passam a sofrer divisões. 
 Á medida que se distanciam da carina sofrem 
mudanças estruturais e teciduais ( diminuição de 
calibre e adelgaçamento de parede e, menor 
quantidade de cartilagem e maior de músculo liso) 
 Primeiro par de brônquios : brônquios primários – 
brônquio esquerdo é mais perpendicular ã traquéia 
e o direito segue uma continuação da traquéia 
 Nas paredes bronquiais existem glândulas 
mucosas que produzem muco na luz bronquial 
e o mesmo é conduzido pelos cílios das células 
ciliadas até as extremidades mais altas das vias 
aéreas inferiores e em seguida é expectorado, 
sendo eliminado pela boca ou deglutido. 
 
 Condutos aéreos que dão continuidade aos brônquios 
 Subdivide-se em : bronquíolos terminais e 
respiratórios 
 As características dos bronquíolos são: diâmetro 
menor que um milímetro e ausência de cartilagem em 
sua estrutura parietal (o que permite a compressão 
destas pequenas vias aéreas), sendo o músculo o 
elemento que sobressai em sua estrutura. 
 O ponto mais distal das vias condutoras é o 
bronquíolo terminal, 
 Não apresenta cartilagem nem glândulas mucosas 
 Desde a traquéia até os bronquíolos terminais, essa 
rede de condutos aéreos envolve o denominado 
espaço morto anatômico. 
 Ao final dos bronquíolos terminais, estão localizados 
os dutos e sacos alveolares. 
 
 
 Na transição entre os bronquíolos terminais e os 
sacos alveolares, alvéolos já surgem na parede dos 
bronquíolos, constituindo os chamados bronquíolos 
respiratórios. 
 Ausência de Músculos lisos em sua parede 
 Revestimento: Epitélio Cúbico não ciliado 
 Devido a rica rede capilar nesse local e a fina parede , 
começa a surgir interação do ar com o sangue ( troca 
gasosa) 
 
 Estruturas de formato sacular com parede 
extremamente delgada 
 A parede alveolar se funde com a dos capilares e dá 
origem à membrana alveolo-capilar (pneumócitos 
tipo I – trocas gasosas) 
 No interior dos alvéolos existe um líquido 
denominado surfactante (pneumócitos tipo II) – 
manutenção da tensão superficial (evita 
colabamento e hiperdistensão) 
 Poros de Khon e Canais de Lambert - pequenas 
comunicações entre os alvéolos ( possibilita a 
ventilação colateral) 
Fig 04-2. Alvéolo único apresentando poros 
de Kohn ( ) no pulmão de rato. 
ácino 
lóbulo 
BRONQUÍOLOS E ALVÉOLOS 
 As paredes da traqueia e das VAI são constituídas por 
epitélio pseudestratificado ciliado com presença de células 
caliciformes. As glândulas brônquicas, por meio das células 
caliciformes, produzem o muco e os cílios funcionam como 
uma vassoura, levando o muco em direção às VAS. O muco 
e batimento ciliar auxiliam na limpeza das VAI. 
 
 Traqueia, brônquios e bronquíolos são revestidos por 
musculatura lisa (contração involuntária), aumentando e 
diminuindo o calibre das VAS. Bronquíolos terminais a 
presença de musculatura lisa é praticamente virtual. 
EPITÉLIO E ALVÉOLOS 
 Os pulmões são os responsáveis pela realização 
das trocas gasosas por meio de seu sistema de 
condução (VA) e sua verdadeira área de troca 
gasosa (alvéolos). 
 Ocupam a maior parte do tórax e tem entre si o coração 
 Apresentam formato piramidal sendo o ápice a porção 
superior e a base a porção inferior 
 A base é mais elevada anteriormente e mais inferior 
posteriormente 
 Os pulmões são envolvidos pela pleura visceral que após 
revestir os pulmões reveste a caixa torácica sendo então 
denominada pleura parietal 
 Essas duas membranas permanecem em contato intimo 
exceto na parte mais medial dos pulmões onde se situa o 
hilo pulmonar (região por onde entram e saem vasos, 
nervos e brônquios) 
 
 Os pulmões situam-se no interior da caixa 
torácica e toda sua superfície é recoberta pela 
pleura, que é uma membrana serosa e fina. 
Didaticamente são divididas em: 
 Pleura visceral ou pulmonar = intimamente 
aderida ao pulmão, ou seja, é parte mais 
interna da pleura. 
 Pleura Parietal = esta em contato direto com 
as estruturas tórax e sua parede é mais 
espessa. 
 Entre os lobos pulmonares há uma invaginação 
da pleura visceral denominada fissura pulmonar 
– confere independência funcional e estrutural 
entre os lobos pulmonares 
 Pulmão direito – fissura horizontal e oblíqua 
 Pulmão esquerdo – fissura oblíqua 
 
 Constituído por um arcabouço osteomuscular 
cartilaginoso, tendo como estruturas principais as 
costelas, vértebras torácicas, o esterno e a 
cartilagem condroesternal, todos revestidos e 
intercalados por músculos esqueléticos. 
 Este conjunto denomina-se gradil costal 
 O gradil costal movimenta-se a cada respiração, 
expandindo-se na fase inspiratória e retraindo-se na 
fase expiratória (recuo elástico) 
Caixa torácica 
Arcabouço ósseo e músculos respiratórios 
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 Ventilação é definida como a passagem do 
ar pelas vias aéreas. O ar entra pelas vias 
aéreas durante a inspiração, que é realizada 
pelos músculos ventilatórios, principalmente 
pela atuação do diafragma. Em seguida, o ar 
será expelido dos pulmõesdurante a 
expiração que, em repouso, é passiva. 
Corresponde à 
quantidade de ar 
inspirada/expirada 
por minuto 
 
Inspiração – fase 
ativa 
Expiração – fase 
passiva 
PL – pressão transpulmonar 
PA – pressão alveolar 
Ppl – pressão pleural 
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Pressões de vias aéreas na ventilação pulmonar 
Inspiração 
 
Contracção muscular 
→ ↑ dimensão da caixa 
tóracica → ↓ da 
pressão no interior do 
tórax → entrada de ar 
nas vias aéreas 
(compliance) 
 
Expiração 
 
Quando pressão no 
interior do tórax = 
pressão atmosférica → 
propriedades elásticas 
do pulmão → saída de 
ar 
(elasticidade) 
 
Corresponde à energia dispendida na mobilização do 
pulmão e da caixa torácica 
Deve ser o menor possível para evitar fadiga respiratória 
 
Surfactante 
Substância rica em fosfolípidos produzida pelos 
pneumócitos tipo 2 
 
 
 reduz o trabalho muscular 
Ações diminui a força elástica do pulmão (evita colapso) 
 estabiliza os alvéolos (≠ dimensões) 
 Para expandir os pulmões é necessário um 
mínimo de esforço, que ocorre naturamente, 
na atividade da respiração. A maior ou 
menor capacidade de expansão pulmonar é 
denominada de Complacência. 
 Representa a força de atração 
das moléculas de água, 
quando se encontram à 
superfície (em contacto com 
o ar) 
 
 Promove o colapso alveolar 
 
 Diminuída pelo surfactante 
 
 Contribui de forma direta na 
força de retração elástica 
pulmonar 
 Durante a ventilação, a passagem de dos 
gases pelas VA proporciona uma variação do 
volume pulmonar. Inspirações ou expirações 
forçadas também interferem diretamente 
nesta variação do volume. 
 Volume Corrente (VC): volume pulmonar conquistado 
durante a ventilação em repouso.(500 ml) 
 Volume de Reserva Inspiratório (VRI): volume pulmonar 
conquistado após uma inspiração profunda, a partir do VC 
(3.000 ml) 
 Volume de Reserva Expiratório (VRE): volume de ar 
eliminado após uma expiração forçada, a partir do VC 
(1.100 ml) 
 Volume Residual (VR): volume de ar que permanece nos 
pulmões após uma expiração forçada (1.200 ml) 
 Capacidades Pulmonar Total (CPT): 
VC+VRI+VRE+VR 
 Capacidade Vital (CVt): 
 VC+VRI+VRE 
 Capacidade Inspiratória (CI): 
 VC+VRI 
 Capacidade Residual Funcional (CRF): 
VR+VRE 
 Volume Minuto (VM): é a quantidade de ar que 
é mobilizada nas vias aéreas em 1 minutos, ou 
seja, o produto do volume corrente (VC) pela 
frequência respiratória (FR) 
 
VM = VC x FR 
 Espaço morto anatômico: volume de ar que 
não chega aos alvéolos, permanecendo nas 
vias de condução. 
 
 Espaço morto alveolar: alvéolos que são 
ventilados mas não estão perfundido. 
 
 Espaço morto Fisiológico: a soma do espaço 
morto anatômico com o espaço morto alveolar 
Dinâmica dos fluídos (fluxos) 
 A perfusão é caracterizada pela passagem do 
sangue pelo capilar pulmonar, carreando o O2 
para nutrir os tecidos, e eliminando o CO2 
proveniente do ciclo tecidual. 
 
 Os brônquios possuem circulação própria 
denominada circulação brônquica, que é 
constituída de artéria e veias brônquica, que 
levam, respectivamente sangue arterial para 
nutrir as vias aéreas e retornam com sangue 
venosos 
78 
A distribuição do débito 
sanguíneo no pulmão é 
heterogénea devido a: 
 
1. efeito da pressão 
hidrostática (gravidade) 
 
2. presença de vasos 
colapsáveis e distensíveis 
(reserva para o esforço) 
Depende: 
 
- do calibre dos vasos (determinado pelo músculo 
liso vascular) 
 
- da viscosidade do sangue 
 
- do volume pulmonar (por compressão dos vasos 
alveolares) 
 É caracterizada pela passagem do gás do meio em 
que se encontra mais concentrado, para o meio 
menos concentrado, ou seja, a favor do gradiente 
de concentração (transporte passivo). 
 
 No caso da respiração, a difusão será feita em área 
conhecida como ácino, ou área de troca gasosa 
(bronquíolos respiratórios aos alvéolos) 
 
 Seu objetivo final é a hematose, passagem 
(difusão) do O2 e CO2 pela barreira alveolocapilar, 
em sentidos opostos. 
81 
Corresponde ao movimento passivo dos gases, sem 
consumo energético, entre os dois lados da membrana 
alvéolo-capilar, a favor do seu gradiente de pressão. 
 
A solubilidade do CO2 no sangue é cerca de 20x superior à 
do O2 
A solubilidade do O2 na membrana é cerca de 15x superior à 
do CO2 
 A quantidade de gás transferida através de uma 
barreira tecidual é proporcional à sua área, a 
uma constante de difusão e à diferença de 
pressão parcial, e é inversamente proporcional à 
espessura 
1. Gradiente de pressão: quanto maior o 
gradiente de pressão, mais fácil a difusão. 
2. Área alveolar e área capilar: quanto maior a 
área do alvéolo e do capilar , mais fácil a difusão 
3. Espessura das paredes alveolar e capilar: 
quanto menor a espessura da parede alveolar e 
capilar, mais fácil a difusão. 
4. Velocidade de transferência dos gase 
 Ventilação: através do qual o ar da atmosfera 
chega aos alvéolos; 
 
 Perfusão: processo pelo qual sangue venoso 
procedente do coração chega aos capilares dos 
alvéolos; 
 
 Difusão: processo em que o oxigênio do ar contido 
nos alvéolos passa para o sangue ao mesmo tempo 
em que o gás carbônico contido no sangue passa 
para os alvéolos. 
 
 
 Funções respiratórias 
 
 Definida como a relação direta entre a complacência e a 
resistência alveolar. Isto quer dizer que a constante de 
tempo reflete a mecânica de enchimento e esvaziamento 
pulmonar, ou seja, o tempo que os pulmões levam para 
expandir e se esvaziar 
 
CT = Complacência x Resistência 
88 
V/Q – principal factor 
que determina a 
eficiência da função 
pulmonar 
 
Alterações de V/Q 
levam inicialmente a ↓ 
pO2 
89 
Distribuição da ventilação: 
 não é uniforme (na base é 
o dobro do vértice) 
 varia com a gravidade e 
resistência das VA 
 
Distribuição da perfusão: 
 não é uniforme (base 4x o 
vértice) 
 varia com gravidade, DC e 
vasoconstrição 
90 
Espaço-morto 
Zona pulmonar ventilada mas não perfundida 
 
 anatómico (traqueia e brônquios não respiratórios) 
 fisiológico 
91 
Shunt 
Zona pulmonar perfundida mas não ventilada 
 
 
 
 
 
A – PO2 e PCO2 com V/Q normal. 
PO2 ar inspirado150/PCO2 0 
Sangue venoso misto PO2 40 e PCO2 
45. 
Equilíbrio => 100 e 40 
 
 
B – Obstrução da ventilação e fluxo 
inalterado. O2 ↓ e CO2 ↑ 
Relação V/Q => 0. 
C – Obstrução do fluxo de sangue. O2 
↑ ↓ e CO2 ↓ 
Relação V/Q => tendendo ao infinito. 
 
 
Envolve vários passos: 
 
1. Difusão através da membrana 
 
2. Transporte de O2 até aos tecidos 
 
3. Extracção de O2 a nível tissular 
 
4. Transporte de CO2 
Transporte de Gás 
 
O O2 é transportado por 
dois caminhos: 
 
 Dissolvido no plasma 
 
 Ligado a hemoglobina, 
como oxihemoglobina 
(HbO2) 
 
98 
A afinidade da Hg para o 
O2 varia com: 
1. temperatura 
2. pCO2 
3. [H+] (efeito de Bohr) 
4. 2,3 – DPG 
 
Importância fisiológica 
dos desvios da curva 
para a dta e para a esq 
 O CO2 é transportado por três caminhos: 
 
 Dissolvido no plasma 
 
 Ligado com hemoglobina, como 
carboxihemoglobina (HbCO2) 
 
 Proteínas plasmáticas 
 convertido em íons bicarbonato 
102 
 O transporte de O2 facilita a liberação de 
CO2 pela hemoglobina. Isto é conhecido 
como Efeito Haldane. 
 
 O transporte de CO2, através da formação de 
íons hidrogênio, facilita a liberação de O2 
pela hemoglobina. 
 
 O efeito de redução do pH com a liberação 
de O2 é conhecido como Efeito Bohr. 
 
 
 
A eficácia da respiração depende de: 
 regulação da ventilação 
 regulação da perfusão 
 regulação da relação ventilação-perfusão (V/Q) 
 
Duas formas de controlo: 
1. metabólico ou automático 
2. comportamental ou voluntário 
Regulação da ventilação pelo sistema nervoso 
central 
Bulbo 
Medula 
ve
n
ti
la
çã
o
 
a
u
to
m
á
ti
ca
 
Córtex cerebral 
Ponte Centro 
 pneumotáxicove
n
ti
la
çã
o
 
vo
lu
n
tá
ri
a
 
Quimiorreceptores 
aórticos e corpos 
carotídeos 
Quimiorreceptores 
bulbo 
Centro 
apnêustico 
• O ritmo respiratório basal é mantido pelo 
centro respiratório, localizado no bulbo. 
Outros centros respiratórios, localizados no 
bulbo e ponte também controlam a 
respiração. 
 
 Quimioreceptores controlam a PCO2, pH e 
PO2 dos sangue arterial e alteram o ritmo 
respiratório. 
 CO2 refletido pelas mudanças no pH, é o 
mais importante estímulo do controle 
respiratório. 
 
 Mudanças no pH por acidose metabólica 
também altera a ventilação. 
 
 O2 estimula a respiração apenas quando a 
PO2 sanguínea é muito baixa. 
 
Mecanoreceptores 
Encontram-se nas vias aéreas, parênquima pulmonar e 
parede torácica 
 
 de distensão ou adaptação lenta – estão na parede das 
vias aéreas 
 
 de irritação ou adaptação rápida – estão nas vias aéreas 
de maior calibre 
 
 J (jota) – estão nos alvéolos; estimulados pela distorção e 
pelo edema 
 
 fusos neuromusculares – informam sobre a relação 
tensão-comprimento dos músculos 
Quimioreceptores 
Sensíveis às variações de pH, pO2 e pCO2 
 
 periféricos – localizados nos corpos carotídeos e aórticos; 
respondem às variações da pO2 no sangue 
 
 centrais – localizados no bulbo; são sensíveis às 
variações da concentração de H+ no LCR (variação lenta 
porque é necessário que o CO2 atravesse a barreira 
hemato-encefálica)