Fisiologia do Sistema Respiratório

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Funcionamento dos Sistemas Orgânicos I – Prof. Cristiane (23.03)
FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO
A respiração é a função mediante a qual as células vivas do corpo tomam oxigênio (O2) e eliminam o dióxido de carbono (CO2).
É um intercâmbio gasoso (O2 e CO2) entre o ar da atmosfera e o organismo. 
O sangue circula dentro de diminutos vasos adjacentes a cada célula corporal e são os glóbulos vermelhos do sangue que levam oxigênio aos tecidos e extraem dióxido de carbono.
Nos pulmões, os glóbulos vermelhos descarregam seu dióxido de carbono no ar e dele tomam sua nova carga de oxigênio. O processo se chama hematose.
O sistema respiratório pode ser subdividido em:
Porção Condutora – Formada pela nasofaringe, laringe, traquéia, brônquios e bronquíolos. 
Porção Respiratória - Formada pelos bronquíolos respiratórios, ductos alveolares e alvéolos. 
Todas as vias respiratórias, das narinas até os bronquíolos terminais, se mantêm úmidas pela presença de uma capa de células (epitélio) que produz uma substância chamada muco. O muco umedece o ar e impede que as delicadas paredes alveolares se sequem, ao mesmo tempo que apanha as partículas de pó e substâncias estranhas. Também há células ciliadas. Os cílios são espécies de pelos na superfície da célula que têm um movimento ondulatório. Esses movimentos fazem com que o muco flua lentamente até a laringe. Depois o muco e as partículas que leva presas são deglutidas ou expelidas pela tosse. 
A respiração é uma das funções essenciais do organismo. Consiste em fornecer oxigênio ao sangue, oxigênio esse que será levado a todas as células. Sem oxigênio, os tecidos, e, portanto, o organismo inteiro, não poderiam viver. O oxigênio está contido no ar e o ar entra em contato com o sangue, mediante um aparelho chamado "respiratório". Permite ele as trocas entre o sangue e o ar: o ar cede ao sangue o oxigênio; o sangue, por sua vez, por meio dos pulmões, abandona o anidrido carbônico que é um produto de rejeição da respiração das células. A respiração se exerce por meio de uma série de atos tais que permitem a passagem do ar através das vias respiratórias.
O sistema respiratório é basicamente um conjunto de canais cujas ultimas e finas ramificações, os bronquíolos terminam em câmaras microscópicas, os alvéolos.
Os pulmões são dois sacos róseos, infláveis, protegidos por duas membranas, as pleuras, entre elas há uma fina camada de liquido viscoso, que lhe permite escorregar uma sobre a outra durante os movimentos respiratórios.
Os dois pulmões ocupam a cavidade torácica, limitada pelos ossos da caixa torácica e, inferiormente, por um músculo membranoso, o diafragma que separa o tórax do abdome.
Os Movimentos respiratórios – Ventilação
Os movimentos de expiração e inspiração depende da ação dos músculos intercostais e do diafragma. Simultaneamente o diafragma se contrai e abaixa, determinando a expansão da caixa no plano vertical. Com isso, aumenta o volume interno do tórax e diminui a pressão sobre os pulmões, que se dilatam, recebendo ar do exterior. É a inspiração. Na expiração, os músculos relaxam, o volume interno da caixa torácica diminui, aumenta a pressão sobre as paredes pulmonares e há expulsão do ar.
É nos alvéolos que chega o sangue sujo, com o ar usado. Lembra que o coração manda o sangue sujo para o pulmão? Quando você respira, as células transformam o oxigênio em gás carbônico. Os alvéolos pegam esse ar usado e mandam embora, pelo mesmo caminho por onde entrou: brônquios, traquéia, cordas vocais, laringe, nariz ou boca.
Os alvéolos pulmonares são pequenas estruturas encontradas nos sacos alveolares, ductos alveolares e bronquíolos respiratórios, constituindo a última porção da árvore brônquica, sendo os responsáveis pela estrutura de aspecto esponjoso do parênquima pulmonar. São pequenas bolsas, morfologicamente semelhantes a um favo de mel, abertas de um dos lados, possuindo uma parede altamente vascularizada. Esta última é comum a dois alvéolos vizinhos, dando origem ao septo interalveolar que consiste em duas camadas de penumócitos (principalmente do tipo II), separadas pelo interstício de tecido conjuntivo com fibras reticulares e elásticas, substância fundamental e células do tecido conjuntivo, e capilares. 
Trocas Respiratórias
Na hematose o oxigênio passa dos alvéolos para o sangue, e o gás carbônico, do sangue para os alvéolos. Os gases se difundem no sentido da maior para a menor concentração.
A difusão se da através de duas camadas celulares que separam o ar alveolar do plasma sangüíneo. Uma é o epitélio pavimentoso dos próprios alvéolos e a outra é o endotélio dos capilares que se envolvem esses alvéolos.
Hematose Pulmonar
A hematose pulmonar é um processo químico-molecular que visa a estabilização das trocas gasosas - oxigênio x gás carbônico - a fim de manter o equilíbrio ácido básico, ou seja, é a troca gasosa (oxigênio por dióxido de carbono) que se realiza ao nível dos alvéolos pulmonares.
Hemoglobina + 0² > Oxiemoglobina > Células > Hemoglobina + CO² > Carbohemoglobina > Alvéololos pulmonares > Hemoglobina + O² 
Dinâmica Respiratória
Pode dividir-se em 2 distintos processos:
· Inspiração: Consiste na entrada de ar até os alvéolos pulmonares. Ingressa oxigênio. Processo de intercâmbio de oxigênio e bióxido de carbono entre os alvéolos pulmonares e o sangue; e transporte do sangue aos tecidos.
· Expiração: consiste na saída do ar dos alvéolos pulmonares para o exterior. Elimina-se bióxido de carbono.
O oxigênio ingressa pela narina, atravessa a faringe, a laringe e traquéia. A traquéia se ramifica em dois brônquios, que se dirigem cada um a um pulmão.
No pulmão os brônquios vão se dividindo e, ao mesmo tempo, diminuem seu calibre até formar os bronquíolos.
Esses continuam se dividindo em condutos ainda menores até o bronquíolo terminal ou respiratório, que formam finalmente os sacos aéreos ou alvéolos.
Em volta de cada alvéolo há uma rede de capilares sangüíneos. 
Nos pulmões o oxigênio passa por difusão dos alvéolos aos capilares sangüíneos e o bióxido de carbono dos capilares para os alvéolos.
Nos tecidos corporais o oxigênio passa do sangue e líquidos corporais às células, e o bióxido de carbono no sentido oposto, também pelo processo de difusão. As funções metabólicas normais das células requerem um fornecimento constante de oxigênio e, por sua vez, produzem bióxido de carbono como resíduo, portanto a carga de bióxido de carbono nas células é maior e a de oxigênio é menor em relação à dos capilares, o que produz a difusão de uma zona de maior concentração a outra de menor.
O Sistema respiratório, apesar de sua principal ser as trocas gasosas, também auxilia em outros processos. Em função das proximidades do sangue com o meio externo, isto é, quando o sangue passa pelos alvéolos fica muito próximo ao ar e dessa forma esse sisstema torna-se eficiente na perda ou na manutenção do calor corporal.
No caso de um animal exposto ao estresse de calor, este vai aumentar a frequência cardíaca e a respiração por minute com a finalidade de perder calor. Obs: quanto mais sangue tem-se passando pelos alvéolos, mais rápida é a troca de calor com o meio.
Ao passo que, no caso de estresse pelo frio, os animais vão reduzir a frequência respiratória e a ventilação por minute, mas aumentam a ventilação pulmonar.
Respiram mais profundamente e lentamente para perder pouco calor e principalmente para aumentar a ventillação pulmonar, por quê?
O aumento de ventilação é imporatnte porque na medida em que há necessidade de um incremento de calor para manter a temperature corporal (exposto ao frio) o animal aumenta sua taxa metabólica e consequentemente o consumo de O2.
A Regulação do Ritmo Respiratório
Nas artérias carótidas e na aorta existem regiões com receptores nervosos sensíveis a variações das taxas de gases no sangue. Se houver uma grande queda de O² no sangue, esses receptores mandam impulsos ao centro respiratório, localizado no bulbo, que envia estímulos aos músculos intercostais e ao diafragma, para acelerar o ritmo dos movimentos respiratórios,melhorando o suprimento de O² nos tecidos.
Outro mecanismo, prioritário, funciona por estimulo direto do centro respiratório, que é muito sensível a variação da tensão de CO² do sangue que circula pelo bulbo. Se essa tensão é alta, o centro respiratório envia impulsos nervosos para acelerar os movimentos respiratórios.
Simpático e Parassimpático
No caso de alterações de temperatura, exercício extremo, estresse, etc, a frequência respiratória pode aumentar ou diminuir. Esse processo é controlado pelo sistema nervoso por meio dos sistemas simpáticos e parassimpáticos.
· Controle Parassimpático (diminui a superfície de trocas gasosas) – Provoca a constrição da musculatura lisa traqueobrônquica por meio do neurotransmissor acetilcolina (principalmente brônquica.
 A inalação de substâncias irritantes, como poeira ativa os receptores irritantes que provocam um reflexo de broncoconstrição através do SNA Parassimpático.
· Controle Simpático (aumenta a superfície de trocas gasosas) – Por intermédio da ação de noradrenalina e adrenalina, o SNA Simpático provoca vasodilatação da musculatura, provocando broncodilatação.
A adrenalina é uma das cinco catecolaminas - adrenalina, noradrenalina, dopamina, dobutamina e isoproterenol - comumente usadas na terapia.
As três primeiras ocorrem naturalmente, as duas últimas são compostos sintéticos.
A adrenalina é sintetizada da medula adrenal e liberada juntamente com pequenas quantidades de noaradrenalina, na corrente sanguínea. Adrenalina interage com os receptores alfa e beta.
A baixas doses os efeitos beta (vasodilatação) no sistema cardiovascular predominam, enquanto que em altas doses os efeitos alfa (vasoconstrição) são mais fortes. 
 
1. Ações:
a) Cardiovascular: A maioria das ações da adrenalina são no sistema cardiovascular. 
A adrenalina aumenta a força de contração cardíaca (efeito inotrópico positivo: ação beta 1) e aumenta a frequência cardíaca (efeito cronotrópico positivo: ação beta 1). 
Estes efeitos levam a uma demanda maior de oxigênio no miocárdio.
Adrenalina faz constrição das arteríolas da pele, das mucosas, e víceras (efeitos alfa 1) e dilata os vasos que irrigam o fígado e a musculatura esquelética (efeitos beta 2). O fluxo sanguíneo renal é diminuído. Ocorre um aumento na pressão sistólica e uma pequena diminuição na pressão diastólica.
b) Respiratório: Adrenalina causa uma potente broncodilatação por agir diretamente na musculatura lisa bronquial (ação beta 2). Esta ação alivia todos os sintomas alérgicos ou induzidos pela histamina que provocam broncoconstrição. 
Em casos de choque anafilático este efeito pode salvar uma vida. 
Em indivíduos que sofrem de ataque asmático agudo, a adrenalina alivia a dispnéia (respiração forçada) e aumenta o volume de gases inspirados e expirados.
A noradrenalina (Nor) é o neurotransmissar do sistema nervoso simpático, teoricamente ela deveria agir em todos os tipos de receptores. Na prática, quando se administra noradrenalina em doses terapêuticas, os receptores alfa adrenérgicos são mais afetados.
1. Ações cardiovasculares
a. Vasoconstrição: Nor causa um aumento na resistência periférica devido a uma intensa vasoconstrição da maioria dos leitos vasculares, incluindo os rins. As pressões sistólicas e diastólicas estão aumentadas.
b. Reflexo barorreceptor: Em tecidos cardíacos isolados a Nor aumenta a força de contração cardíaca, porém in vivo, pequena ou nenhuma estimulação é produzida. Isto ocorre devido ao aumento da pressão arterial que induz o reflexo vagal através de barorreceptores. A bradicardia produzida por este mecanismo é suficiente para anular a ação da Nor no coração.
Por vezes, o SNA simpático e parassimpático são antagônicos, outras vezes não, sendo a maioria dos órgãos controlados por um dos dois tipos de SNA. 
· Coração: 
- Simpático: aumento da freqüência cardíaca.
- Parassimpático: diminuição da freqüência cardíaca. 
· Vasos Sangüíneos:
- Simpático: constrição.
- Parassimpático: dilatação. 
· Pulmão:
- Simpático: broncodilatação 
- Parassimpático: broncoconstrição