ESTUDO DIRIGIDO 5 - SOBRE SISTEMA RESPIRATÓRIO

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UFPI / Departamento de Biofísica e Fisiologia 
Fisiologia para Nutrição / Professor: Acácio Véras 
 
 
ESTUDO DIRIGIDO SOBRE SISTEMA RESPIRATÓRIO 
1. Quais são as principais funções do Sistema Respiratório? 
As funções do sistema respiratório incluem a troca gasosa, o equilíbrio ácido- básico, a fonação, a defesa e o metabolismo pulmonares e o manejo dos materiais bioativos. A troca do dióxido de carbono pelo oxigênio ocorre nos pulmões.
2. Quais músculos são usados na inspiração e expiração normal em repouso e no exercício? 
A inspiração é um processo ativo, feita pelos músculos intercostais externos e músculo diafragma. Já a expiração normal é um processo passivo, na qual acontece a saída de ar pelo relaxamento desses mesmos músculos.
Músculos inspiratórios: Os principais são diafragma, os músculos intercostais externos, Esternocleidomastóideo, Mm. Escalenos (anterior, médio e posterior). A função deles é produzir o aumento da caixa torácica. A contração do diafragma promove o descenso da parte inferior da caixa torácica, o que a expande no sentido vertical. Os intercostais externos e músculos cervicais elevam a parte anterior da caixa torácica, alterando o ângulo das costelas e alongando a espessura anteroposterior da caixa torácica. A inspiração é um fenômeno ativo de expansão da caixa torácica, decorrente fundamentalmente da contração dos músculos inspiratórios, que constituem uma verdadeira bomba respiratória.
A inspiração forçada ocorre pelo recrutamento de músculos acessórios: músculos esternocleidomastóideo (elevação do osso esterno), músculos serráteis anteriores (elevação das costelas) e músculos escalenos (elevação das primeiras costelas)
Músculos expiratórios: a expiração normal é feita de forma passiva pelo relaxamento dos músculos diafragma e intercostais externos. A expiração forçada é por ação dos M. reto abdominal, M. Oblíquo interno e oblíquo externo, M. Transverso do abdômen e os intercostais internos., que diminuem a caixa torácica elevando o musculo diafragma e fechando as costelas. Os abdominais "puxam" a caixa torácica para baixo reduzindo a espessura e forçam o deslocamento para cima do conteúdo abdominal, o que empurra também o diafragma para cima diminuindo o tamanho da cavidade torácica. Os intercostais internos tracionam as costelas para baixo, diminuindo assim o tamanho do tórax.
3. Faça uma descrição da mecânica respiratória (inspiração e expiração). 
Quando ocorrem naturalmente, a inspiração e a expiração se dão com a contração e o relaxamento do diafragma e dos músculos intercostais. Na inspiração, o diafragma se contrai e abaixa e as costelas se contraem e se elevam. Isso aumenta a caixa torácica, diminui a pressão interna e força a entrada do ar nos pulmões. Já na expiração, a musculatura relaxa e o processo é inverso. O diafragma se eleva e as costelas abaixam, diminuindo o volume da caixa torácica, o que aumenta a pressão interna e força a saída do ar. Esse processo pode ser afetado por diversas causas, trazendo a necessidade do suporte mecânico para que os ciclos respiratórios sejam realizados.
4. Quais são as pressões que atuam na mecânica respiratória? 
Estas forças são em número de quatro:
A pressão atmosférica (PA) que tente a impedir a expansão das paredes torácicas;
A pressão interalveolar (PI) a qual, em razão a sua conexão com o meio externo é igual à pressão atmosférica quando as vias aéreas estão abertas e não há fluxo de ar entrando ou saindo do pulmão. Ela tende a distender os pulmões;
A elasticidade do tórax (ET), decorrente da estrutura da parede e que tende a expandir o tórax;
A elasticidade pulmonar (EP), decorrente da riqueza pulmonar em fibras elásticas e que tende a retrair o pulmão.
5. Qual o mecanismo básico para as trocas gasosas alvéolo-capilar e capilar-tecido? E quais as barreiras atravessadas pelo o O2 e CO2 nestas trocas. 
A hematose é o processo de trocas gasosas que ocorre nos capilares sanguíneos dos alvéolos pulmonares através da difusão de gases: oxigênio e dióxido de carbono. Devido a esse processo, mediando o sistema respiratório e o sistema circulatório, o sangue venoso, concentrado em CO2 e convertido em sangue arterial rico em O2, é distribuído aos tecidos do organismo para provimento das reações metabólicas das células. Portanto, a difusão nos alvéolos pulmonares se estabelece por diferenças no gradiente de concentração dos capilares, onde o CO2 difunde-se do sangue venoso em direção ao meio externo, havendo a oxigenação do sangue a partir do mecanismo inverso com as moléculas de oxigênio na cavidade pulmonar. O gás oxigênio em maior concentração externa difunde-se no plasma sanguíneo em direção às hemácias, combinando-se com a hemoglobina (proteína associada a íons de ferro), passando a sangue arterial.
6. O que é limiar de anaerobiose e qual sua relação com a ventilação pulmonar (VP). 
Limiar anaeróbico é definido como a intensidade de trabalho ou o consumo de oxigênio em que o metabolismo anaeróbico é acelerado. Um aumento no metabolismo anaeróbico resulta em acúmulos de ácido láctico nos músculos e no sangue; o ácido láctico representa o principal suspeito como causador da fadiga muscular. A ventilação pulmonar começa a subir acentuadamente junto com o limiar anaeróbico.
7. Conceitue e diga como se comportam, durante o exercício, a FR, VC, VRI, VRE e VP.
FR: É o número de vezes que o indivíduo respira no intervalo de 1 minuto. 
Durante o exercício ela aumenta 
 Volume inspiratório de reserva (VIR).
Volume máximo que pode ser inspirado voluntariamente ao final de uma inspiração espontânea, isto é, uma inspiração além do nível inspiratório corrente. Corresponde a cerca de 45 a 50% da CPT.
Volume de Reserva Expiratório (VRE): é a quantidade de ar que pode sair dos pulmões após uma expiração corrente, e em uma expiração máxima o VRE pode chegar a 1100ml; – Volume Residual (VR): é a quantidade de ar que permanece no interior dos pulmões, mesmo após uma expiração forçada máxima.
A ventilação pulmonar ou respiração pulmonar é a renovação do ar contido na porção condutora da via respiratória de modo espontâneo e por ação dos músculos respiratórios, músculos intercostais e sobretudo o diafragma, isso ocorre no ato da inspiração e expiração.
8. Como é feito o transporte do O2 e CO2 pela corrente sanguínea? 
É por difusão que as moléculas de O2 movem-se do gás alveolar para o sangue que percorre os capilares pulmonares. É também por difusão que esse gás se move do capilar sistêmico até as mitocôndrias nos diversos órgãos sistêmicos. O movimento do CO2 é no sentido oposto, mas também se processa por difusão
9. Quais fatores fisiológicos pode deslocar a curva de dissociação da oxiemoglobina? Explique. 
Essa modificação é representada pelo desvio para direita da curva de dissociação da oxiemoglobina, que ocorre nos tecidos periféricos, ou em tecidos com o metabolismo aumentado. Nesses casos, ocorre aumento da temperatura, da PCO2* e diminuição do pH, que são os fatores típicos que desviam a curva para direita.
10. O que é complacência e elasticidade e como estes parâmetros no enfisema pulmonar? 
A Complacência é definida como a variação de volume pulmonar para cada unidade de variação na pressão trans pulmonar (C = ∆V/∆P). A complacência é a forma com que o parênquima pulmonar consegue acomodar o volume de ar que entra e sai dos pulmões a cada ciclo respiratório, Elasticidade pulmonar: Denomina-se elasticidade à propriedade de um determinado material(pulmão) retornar ao seu estado morfológico de repouso após ter sofrido deformação causada por uma força externa. O enfisema pulmonar é uma doença respiratória na qual os pulmões perdem a elasticidade devido à exposição constante a poluente ou tabaco, principalmente, o que leva à destruição dos alvéolos, que são estruturas responsáveis pela troca de oxigênio.
11. Como ocorre a distribuição da ventilação pulmonar? 
O sangue oxigenado circula por meio das veias pulmonares, indo dos pulmões ao lado esquerdo do coração, que fará o bombeamento para o resto do corpo. Já o sanguepobre em oxigênio e rico em gás carbônico é bombeado pela artéria pulmonar, do coração até os pulmões, para que o dióxido de carbono seja expelido do corpo
12. Porque existe diferença regional (base/ápice) na perfusão pulmonar? 
Isso é explicado pela pressão intrapleural menos negativa nas zonas inferiores proporcionando baixo volume pulmonar por unidade. A complacência é maior a baixos volumes (base), pois a altos volumes o pulmão se torna mais rígido (ápice)
13. O que a relação ventilação-perfusão significa? 
Ventilação é a entrada e saída de ar nos pulmões. Ela possibilita a entrada do ar vindo do meio ambiente e rico em oxigênio e sua chegada aos alvéolos pulmonares. Possibilita também a saída do ar carregado de gás carbônico, dos alvéolos até o meio externo. Perfusão é o mecanismo que bombeia sangue nos pulmões
14. Porque a hiperventilação, precedente a apneia, prolonga sua duração? 
Quando um mergulhador realiza a hiperventilação, ele inicia a apneia com o nível de gás carbônico muito mais baixo do que quando ele simplesmente inspira e retém o oxigênio nos pulmões, então, antes que a alta taxa de gás carbônico atinja o nível de alerta no centro respiratório, o nível de oxigênio já caiu a um nível incompatível com o mínimo para a consciência humana, e o mergulhador acaba desmaiando.
15. Discorra sobre o reflexo da tosse e do espirro. 
O reflexo do espirro é muito parecido com o reflexo da tosse, exceto pelo fato de se aplicar às vias nasais, ao invés das vias respiratórias inferiores: o estímulo que inicia o reflexo do espirro é a irritação das vias nasais. O reflexo da tosse envolve cinco grupos de componentes: receptores de tosse, nervos aferentes, centro da tosse, nervos eferentes e músculos efetores. O mecanismo da tosse requer um complexo arco reflexo iniciado pelo estímulo irritativo em receptores distribuídos pelas vias aéreas e em localização extratorácica. A ação de despejar milhares de gotículas a quase 160 quilômetros por hora se deve a um reflexo estimulado pelas terminações nervosas na cavidade nasal para expulsar algum tipo de irritação, causada por partículas suspensas no ar, vírus ou bactérias.
16. Como ocorre o controle da ventilação pulmonar? 
A respiração é controlada pelo sistema nervoso autônomo ou neurovegetativo, através um centro nervoso localizado na região do bulbo (tronco cerebral). Desse centro partem os nervos responsáveis pela contração dos músculos respiratórios (diafragma e músculos intercostais), na expiração, o diafragma e os músculos intercostais relaxam, diminuindo o volume interno da caixa torácica e determinando a saída de ar dos pulmões. No processo de ventilação, as costelas acompanham a variação do volume da caixa torácica. Na inspiração elas se elevam e, na expiração, elas se abaixam.
17. Explique o papel dos quimiorreceptores centrais e periféricos e dos mecanorreceptores pulmonares na regulação de respiração. 
Os quimiorreceptores centrais localizam-se na medula e respondem às alterações químicas no sangue. Esses receptores respondem a um aumento ou diminuição no ph e transmite uma mensagem aos pulmões para modificar a profundidade e, em seguida, a frequência da ventilação, visando corrigir o desequilíbrio. E Conforme a pressão parcial de oxigênio diminui, os quimiorreceptores periféricos intensificam os estímulos nervosos para o centro respiratório, que responde prontamente aumentando a ventilação e os níveis de oxigênio. Mecanorreceptores – Situados ao longo da árvore brônquica, nas vias respiratórias centrais e conectados às grandes fibras mielinizadas. São sensíveis ao estiramento, e, portanto, à insuflação pulmonar. A adaptação é lenta, e representa o clássico reflexo de inibição de Hering-Breuer: inspiração chama a expiração.
18. Defina: Apneia; Eupneia; Dispneia; Hiperpneia; Hipopneia; Taquipneia; Bradipneia; Polipneia; Capacidade Vital (CV); Volume Residual (VR); Capacidade Pulmonar Total (CPT); Capacidade 
Residual Funcional (CRF); Capacidade Vital Forçada (CVF); Fluxo Expiratório Forçado Máximo (FEFmáx); Ventilação Voluntária Máxima (VVM); Volume Expiratório Forçado no tempo (VEFt). 
Entende-se por apneia a interrupção completa do fluxo de ar através do nariz ou da boca por um período de pelo menos 10 segundos nos adultos.
No sistema respiratório humano, eupneia é a respiração normal, silenciosa e sem esforços.
Dispneia é o termo médico usado para o que chamamos comumente de falta de ar ou de dificuldade de respirar. Quando um paciente tem dispneia, sua respiração torna-se irregular ou dificultosa, sendo que ele pode respirar de forma acelerada.
Hiperpneia: Respiração mais profunda e mais rápida do que a respiração em repouso.
a hipopneia também é um distúrbio respiratório que causa interrupções na respiração do paciente durante o sono.
A taquipneia é um termo médico usado para descrever a respiração acelerada, que é um sintoma que pode ser causado por uma grande diversidade de condições de saúde, em que o organismo tenta compensar a falta de oxigênio com uma respiração mais rápida.
A bradipneia é uma taxa de respiração anormalmente lenta, definida como menos de 12 respirações por minuto para pessoas entre as idades de 12 e 50 anos. As taxas de respiração variam para adultos mais velhos e crianças mais novas
 Polipneia: Respiração rápida e superficial.
 
 A capacidade vital (CV) é o volume de ar mobilizado entre uma inspiração e expiração máximas. 
Volume residual (VR).
Volume que permanece no pulmão após uma expiração máxima.
Capacidade pulmonar total (CPT).
Volume contido nos pulmões após uma inspiração plena. Compreende todos os volumes pulmonares e é obtido pela soma CRF com a CI.
Capacidade residual funcional (CRF).
Volume contido nos pulmões ao final de uma expiração espontânea. Compreende o VR e o VER. Corresponde a cerca de 40- 50% da CPT.
Capacidade vital forçada expiratória (CVF)
A CVF representa o volume máximo de ar exalado com esforço máximo, o que se dá a partir do ponto de máxima inspiração.
A ventilação voluntária máxima (VVM) é um exame da função pulmonar que estima a capacidade ventilatória. Uma equação de referência para VVM é útil na interpretação da reserva ventilatória.