Fisiologia Respiratória

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Margarida – Página 618 
A função básica do sistema respiratório é suprir o 
organismo com oxigênio (02 ) e dele remover o produto 
gasoso do metabolismo celular, ou seja, o gás carbônico 
(C02). 
 
O sistema respiratório dos mamíferos é compreendido 
pela zona de transporte gasoso, formada pelas vias 
respiratórias superiores e pela árvore traqueobrônquica, 
encarregadas de acondicionar e conduzir o ar até a 
intimidade dos pulmões; pela zona respiratória, na qual 
efetivamente se realizam as trocas gasosas; e por uma 
zona de transição, interposta entre as duas primeiras, 
onde começam a ocorrer trocas gasosas, porém em níveis 
não significativos. 
 
Movimentos respiratórios 
Durante a INSPIRAÇÃO, a cavidade torácica cresce de 
volume e os pulmões se expandem para preen - cher o 
espaço deixado. Com o aumento da capacidade pulmonar 
e queda da pressão no interior do sistema, o ar ambiente 
é sugado para dentro dos pulmões. 
Na EXPIRAÇÃO há diminuição do volume pulmonar e 
expulsão de gás. 
 Ao longo da expiração ocorre paulatina 
desativação da musculatura inspiratória, que 
contribui para a expulsão do gás dos pulmões 
 A expiração em condições de repouso é passiva, 
ou seja, não há contração da musculatura 
expiratória 
 A contração dos músculos respiratórios depende 
de impulsos nervosos originados dos centros 
respiratórios (situados no tronco cerebral), às 
vezes diretamente de áreas corticais superiores e 
também da medula (em resposta a estímulos 
reflexos oriundos dos fusos musculares) 
Músculos respiratórios 
São músculos esqueléticos estriados que, quando 
comparados com os esqueléticos da periferia, 
apresentam as seguintes características: maior 
resistência à fadiga, elevado fluxo sanguíneo, maior 
capacidade oxidativa e densidade capilar. 
Inspiração 
DIAFRAGMA 
 Divide-se em hemidiafragma direito e esquerdo. 
 É um septo musculofibroso, em forma de cúpula 
voltada cranialmente, que separa a cavidade 
torácica da abdominal. 
 A cúpula diafragmática corresponde ao tendão 
central; a porção cilíndrica, ao músculo inserido 
na borda interna das costelas, também chamado 
de zona de aposição do diafragma 
 Na realidade, o diafragma é constituído por dois 
músculos: o costal e o crural, inseridos em um 
tendão central não contrátil. 
o O diafragma crural se inicia nas vértebras 
lombares e nos ligamentos arqueados; o 
costal, nas margens superiores das seis 
últimas costelas e apêndice xifoide. 
 O diafragma é inervado pelos nervos frênicos 
direito e esquerdo, oriundos dos segmentos 
cervicais 3, 4 e 5 
 
 
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Quando o diafragma se contrai, o conteúdo abdominal é 
forçado para baixo e para a frente, aumentando, por 
conseguinte, o diâmetro cefalocaudal do tórax. Além 
disso, as margens das costelas são levantadas 
para cima e para fora, ocasionando o incremento dos 
diâmetros anteroposterior e laterolateral torácicos. 
OBS: Quando o diafragma é paralisado, ele se move para 
cima, em vez de descender, durante a inspiração. Tal 
fenômeno é denominado movimento paradoxal e 
decorre da queda da pressão intratorácica 
MÚSCULOS INTERCOSTAIS INTERÓSSEOS 
 Tracionam as costelas e o osso esterno para cima 
e para frente, aumentando o volume da caixa 
torácica no sentido horizontal (anteroposterior) 
 Atuam também na respiração forçada 
 
MÚSCULOS PARAESTERNAIS E ESTERNO TRIANGULAR 
 são músculos primários da inspiração 
 Esses músculos se originam nas margens do 
esterno e se inserem na porção superior das 
costelas. 
 A contração deles auxilia no levantamento do 
gradil costal superior. 
 Quando tais músculos estão paralisados, a 
inspiração se dá principalmente por meio da 
expansão abdominal, já que o gradil costal se 
move paradoxalmente para dentro 
 Os músculos intercostais paraesternais são 
cobertos em sua superfície interna por um fino 
músculo chamado de esterno triangular ou 
transverso torácico (mm expiratório) 
 
MÚSCULOS ESCALENOS 
 os escalenos são sempre ativos na inspiração 
basal. 
 A sua atividade começa no início da inspiração, 
juntamente com o diafragma e a musculatura 
paraesternal, e atinge o máximo no final da 
inspiração 
 A contração do músculo escaleno eleva o esterno 
e as duas primeiras costelas, acarretando 
expansão para cima e para fora do gradil costal 
superior 
MÚSCULO ESTERNODEIDOMASTÓIDEO (acessório) 
Uma vez contraído, o esternocleidomastóideo eleva o 
esterno e expande o gradil costal superior. Em pessoas 
normais, ele é ativo em condições de aumento da 
ventilação (exercício) e altos volumes pulmonares 
(recrutado após a inspiração de três quartos da 
capacidade vital) 
 Quando a demanda ventilatória excede a 
capacidade dos músculos respiratórios primários 
da inspiração, ou quando há disfunção de algum 
desses, músculos que em geral são utilizados 
para manter a postura assumem o papel de 
acessórios. 
o EX: : trapézio, grande dorsal, peitoral 
maior e elevador da espinha 
 Os músculos abdominais podem funcionar como 
músculos acessórios da inspiração durante 
hiperventilação, exercício e paralisia 
diafragmática 
 A ventilação efetiva depende da atvi i dade 
coordenada entre os músculos primários da 
inspiração e os músculos das vias respiratórias 
superiores. A ativação elétrica dos músculos 
adutores da laringe (cricoaritenoide posterior) 
ocorre imediatamente antes da ativação do 
diafragma e persiste por toda a inspiração. A 
ativação desses músculos mantém a estabilidade 
das vias respiratórias superiores, reduz a 
resistência das vias resprat i órias e diminui o 
trabalho respiratório. A insuficiência de tais 
músculos acarreta colapso das vias respiratóras i 
superiores no decorrer da inspiração. 
 O estreitamento das vias respiratórias em 
combinação com a fraqueza de músculos 
inspiratórios leva a hipoventilação e hipoxemia. 
EXPIRAÇÃO 
 A contração ativa dos músculos inspiratórios 
conduz à distensão dos tecidos elásticos dos 
pulmões e da parede torácica, com consequente 
armazenamento de energia potencial nesses 
tecidos. 
 A retração dos tecidos distendidos e a liberação 
de energia armazenada promovem a expiração. 
 Durante a respiração basal, a expiração é 
comumente passiva. 
 Os músculos expiratórios contraem-se 
ativamente no decorrer de exercício, níveis 
elevados de ventilação, obstrução moderada a 
grave das vias respiratórias e fadiga 
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MÚSCULOS ABDOMINAIS 
 Os músculos retoabdominal, oblíquos externo e 
interno, e transverso abdominal são os mais 
importantes músculos expiratórios. 
 A contração concomitante desses músculos 
acarreta movimentação do gradil costal para 
baixo e para dentro, flexão do tronco e 
compressão do conteúdo abdominal para cima, 
deslocando o diafragma para o interior do tórax 
e reduzindo o volume pulmonar. 
 Esses músculos também se contraem 
fisiologicamente durante tosse, vômito e 
defecação 
 
PEITORAL MAIOR 
A contração desse músculo desloca o manúbrio e as 
costelas superiores para baixo, comprimindo o gradil 
costal superior e aumentando a pressão intratorácica. 
Simultaneamente, o gradil costal inferior e o abdome se 
movem para fora 
TRANSVERSO DO TORAX 
Durante a expiração, ele puxa as costelas caudalmente, 
desinsuflando o gradil costal. Esse músculo em repouso é 
inativo, sendo ativado no decorrer de expirações 
forçadas, fonação e tosse 
Movimentos respiratórios 
Os movimentos fásicos de entrada e saída de gás dos 
pulmões constituem a ventilação. 
Denomina-se volume corrente a quantidade de gás 
mobilizada a cada ciclo respiratório. 
O volume de gás ventilado por minuto é o volume minuto 
ou ventilação global por minuto. Corresponde ao produto 
do volume corrente pela frequência respiratória 
Eupneia: Respiração normal, sem qualquer sensação 
subjetiva de desconforto. 
Taquipneia. Aumento da frequência respiratória. 
 Bradipneia. Diminuiçãoda frequência respiratória. 
Hiperpneia: Elevação do volume corrente. 
 Hipopneia: Redução do volume corrente. 
 Hiperventilação: Aumento da ventilação global. Mais 
acertadamente, aumento da ventilação alveolar além das 
necessidades metabólicas. 
Hipoventilação: Diminuição da ventilação global. Com 
maior precisão, diminuição da ventilação dos alvéolos 
aquém das necessidades metabólicas. 
 Apneia: Parada dos movimentos respiratórios ao final de 
uma expiração basal. 
Apneuse: Interrupção dos movimentos respiratórios ao 
final da inspiração. 
Dispneia: Respiração laboriosa, sensação subjetiva de 
dificuldade respiratória. 
 
Volumes e capacidades 
Os volumes primários não se sobrepõem, ao passo que as 
capacidades são formadas por dois ou mais volumes 
primários. 
 Fisiologicamente, os volumes e capacidades 
pulmonares variam em função de muitos fatores 
tais como: gênero, idade, superfície corporal, 
atividade física, postura 
 
Volume corrente: Quantidade de ar inspirada ou expirada 
espontaneamente em cada ciclo respiratório. No 
repouso, o volume corrente humano oscila entre 350 e 
500 ml 
Volume de reserva inspiratório: Volume máximo que 
pode ser inspirado voluntariamente a partir do final de 
uma inspiração espontânea. 
 Volume de reserva expiratório: Volume máximo que 
pode ser expirado voluntariamente a partir do final de 
uma expiração espontânea. 
 Volume residual: Volume de gás que permanece no 
interior dos pulmões após a expiração máxima. 
Capacidade vital: Quantidade de gás mobilizada entre 
uma inspiração e uma expiração máximas. A capacidade 
vital é a soma de três volumes primários: corrente, de 
reserva inspiratório e de reserva expiratório 
 Capacidade inspiratória: Volume máximo inspirado a 
partir do final de uma expiração espontânea. 
Corresponde à soma dos volumes corrente e de reserva 
inspiratório. 
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Capacidade residual funcional: Quantidade de gás 
contida nos pulmões no final de uma expiração 
espontânea. Corresponde à soma dos volumes de 
reserva expiratório e residual. 
 Capacidade pulmonar total: Quantidade de gás contida 
nos pulmões ao final de uma inspiração máxima. Equivale 
à adição dos quatro volumes primários 
Fisiopatologia respiratória 
Para um individuo normal a razão VEF 1,0/CVF é de 
aproximadamente 80%. 
VEF: volume expiratório forçado 
CVF: capacidade vital forçada 
Padrão obstrutivo  o ar é exalado com maior lentidão, 
acarretando um VEF1,0 e a razão VEF 1,0/CVF reduzidos. 
Esta, quando inferior a 80%, indica fortemente um 
padrão obstrutivo. A obstrução das vias respiratórias 
acarreta um achatamento na curva volume-tempo 
Padrão restritivo  a CVF e o VEF1,0 encontram-se 
reduzidos em valores absolutos, quando comparados 
com os padrões de normalidade, mas a razão VEF 1,0/CVF 
supera os 80%. 
 
Nota-se que, nas pneumopatias obstrutivas, a expiração 
máxima começa e termina em volumes pulmonares 
anormalmente elevados, e os fluxos são muito menores 
que o normal. Contrariamente, em pacientes com 
pneumopatias restritivas o volume mobilizado é menor. O 
fluxo aéreo está normal em relação ao volume pulmonar, 
já que o calibre das vias respiratórias encontra-se normal. 
Mecânica respiratória 
A pressão motriz do sistema respiratório, que em 
condições normais é aquela gerada pela contração 
muscular durante a inspiração, precisa vencer forças 
elásticas e resistivas para conseguir encher os pulmões. 
 Assim, o processo cíclico da respiração envolve 
um certo trabalho mecânico por parte dos 
músculos respiratórios. 
 O sistema respiratório é formado por dois 
componentes: pulmão e parede torácica. 
 Os pulmões são separados da parede torácica 
pelo espaço pleural. 
o Cada pulmão tem acoplada a si a pleura 
visceral, que se reflete ao nível dos hilos 
pulmonares, recobrindo o mediastino, o 
diafragma e a face interna da caixa 
torácica (pleura parietal) 
o Dentro dessa cavidade virtual, existem 
alguns mililitros de líquido, de modo a 
permitir que uma pleura deslize sobre a 
outra durante os movimentos 
respiratórios 
 
Propriedades elásticas do sistema respiratório 
A elasticidade é uma propriedade da matéria que permite 
ao corpo retornar à sua forma original após ter sido 
deformado por uma força aplicada sobre ele. 
 Quanto mais intensa a pressão gerada pelos 
músculos inspiratórios, maior o volume 
inspirado. Como as molas, os tecidos devem ser 
distendidos por meio de uma força externa 
(esforço muscular) durante a inspiração. 
 Quanto maior a pressão aplicada, maior a 
variação de volume durante a inspiração. Essa 
relação entre volume e pressão depende apenas 
de medidas em condições estáticas, isto é, 
quando não há fluxo de ar na árvore 
traqueobrônquica, e não da velocidade com que 
o volume é alcançado. 
 Quanto maior a complacência, mais distensível 
será o tecido; quanto menor, mais rígido ele será 
Nota-se que a complacência do sistema respiratório é 
constante na faixa de volumes pulmonares 
compreendidos entre 25 e 75% da capacidade vital. 
Abaixo e acima dessa faixa, a complacência tende a cair 
progressivamente, indicando que o sistema respiratório 
deixa de se comportar como um corpo quase 
perfeitamente elástico 
 
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Propriedades elásticas do pulmão 
A força de retração elástica dos pulmões (Pel,L) tende a 
trazê-los para seu volume mínimo, ou seja, eles tendem 
sempre a se retrair e colabar. 
Todas as estruturas desse órgão (vasos, bronquíolos, 
alvéolos etc.) encontram-se interligadas pela trama de 
tecido conjuntivo pulmonar, de sorte que, quando há 
insuflação, todos esses componentes se distendem. Esse 
fenômeno é chamado de "interdependência", que 
contribui para manter todos os alvéolos abertos, posto 
que, caso alguns se fechassem, seus vizinhos puxariam 
suas paredes e tenderiam a reabri-los. 
SURFACTANTE 
Há tensão superficial em uma interface ar-líquido porque 
as moléculas do líquido são atraídas com maior força para 
o interior do líquido que para dentro da fase gasosa. 
 
Considerando-se dois alvéolos de diferentes tamanhos 
conectados através de uma via respiratória comum, e 
com tensão superficial semelhante em ambos, pode-se 
depreender, com base na lei de Laplace (a pressão 
relaciona-se com o raio (R) e com a tensão superficial (T) 
da seguinte maneira: P = 4T/R, em que o número 4 
representa duas interfaces ar-líquido (interna e externa) 
que a pressão nos alvéolos menores seria maior que a nos 
maiores. Consequentemente, os alvéolos menores se 
esvaziariam nos maiores, acarretando alvéolos 
colapsados e outros hiperinsuflados. Contudo, tal fato 
não ocorre nos pulmões normais, pois a tensão superficial 
do surfactante alveolar é consideravelmente menor que a 
da solução salina que recobre as mucosas pulmonares 
 A tensão superficial do surfactante alveolar 
diminui acentuadamente com a aproximação 
entre as suas moléculas, o que acontece 
provavelmente durante a expiração, quando os 
alvéolos se tornam menores. 
 Ademais, a tensão superficial cresce com o 
afastamento de suas moléculas, ou seja, é grande 
em alvéolos maiores. 
 
Como o surfactante evita o edema intersticial? 
Se aumentasse muito a tensão superficial na parede dos 
alvéolos, eles tenderiam a se fechar, elevando a tração 
sobre o interstício, onde se encontram os vasos. Este fato 
facilitaria a filtração pela diminuição da pressão 
intersticial e consequente aumento do diâmetro dos 
vasos. Sendo assim, estaria aumentada a passagem de 
líquido do interior dos vasos para o interstício. 
Composição do surfactante 
 O surfactante pulmonar é secretado por células 
epiteliais alveolares especializadas chamadas de 
pneumócitos granulares ou tipo II. 
 Tais células se localizam nos alvéolos, 
armazenam surfactante em corpos lamelares 
osmofílicos e secretam seu conteúdo no lúmen 
alveolar por intermédio de um processo de 
exocitose, estimuladapor mecanismos beta 
adrenérgicos. 
 Os fosfolipídios são os principais componentes do 
surfactante, sendo os principais constituintes a 
dipalmitoilfosfatidilcolina (40%), a fosfatidilcolina 
monoenoica (25%) e o fosfatidilglicerol (10%). 
 O surfactante está em constante estado de 
renovação 
 Os pneumócitos tipo II reabsorvem parte do 
líquido que recobre as paredes alveolares pelas 
vilosidades presentes em sua região basal, sendo 
seu papel essencial para o turnover do 
surfactante 
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 o surfactante deve ser levado ao local onde irá 
atuar, devendo sua taxa de formação e 
transporte normalmente igual à de sua perda ou 
reabsorção 
 
Redução patológica da complacência 
A complacência pulmonar aumenta com a idade e no 
enfisema. Em ambas as condições, a alteração do tecido 
elástico pulmonar é a responsável pela elevação da 
complacência. Para gerar um mesmo volume, o paciente 
com fibrose necessita de maior pressão que o indivíduo 
normal e o paciente enfisematoso. Consequentemente, o 
doente com fibrose apresenta uma complacência menor 
que o enfisematoso e o normal. O aumento da pressão 
venosa pulmonar, o pneumotórax, o edema alveolar e a 
atelectasia também levam à redução da complacência. 
 
SINDROME DO DESCONFORTO RESPIRATORIO AGUDO 
A perda de surfactante leva à redução da complacência 
pulmonar, áreas de atelectasia e alvéolos cheios de 
transudato. Este é o quadro patológico da síndrome do 
desconforto respiratório do recémnato, que é 
particularmente passível de surgir em crianças 
prematuras, cujo sistema de produção e extrusão do 
surfactante não se encontra ainda bem desenvolvido ou 
funcionante. A hipoxia, ou hipoxemia, pode acarretar 
redução da produção de surfactante ou aumento de sua 
destruição, contribuindo para o desenvolvimento da 
síndrome do desconforto respiratório agudo. 
PROPRIEDADES PULMONARES 
Enquanto o pulmão apresenta um comportamento 
semelhante ao de uma mola, sua complacência é 
constante. Todavia, em volumes pulmonares muito 
elevados (acima de 75% da capacidade vital) algumas 
regiões do pulmão já atingiram seu ponto máximo de 
distensão elástica perfeita e, consequentemente, será 
necessária maior variação de pressão para fazer variar o 
volume, isto é, o pulmão toma-se menos complacente 
A complacência pulmonar aumenta com a idade e no 
enfisema. Em ambas as condições, a alteração do tecido 
elástico pulmonar é a responsável pela elevação da 
complacência. Para gerar um mesmo volume, o paciente 
com fibrose necessita de maior pressão que o indivíduo 
normal e o paciente enfisematoso. Consequentemente, o 
doente com fibrose apresenta uma complacência menor 
que o enfisematoso e o normal. O aumento da pressão 
venosa pulmonar, o pneumotórax, o edema alveolar e a 
atelectasia também levam à redução da complacência.