Fisiologia do sistema respiratório

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Fisiologia do sistema respiratório 
Funções 
1. Equilíbrio hidroeletrolítico- Líquidos corporais e eletrólitos 
2. Regulação homeostática do pH- Os pulmões podem alterar o pH corporal retendo ou eliminando seletivamente o CO2 
3. Vocalização- O ar move-se através das pregas vocais, criando vibrações usadas para falar, cantar e outras formas de 
comunicação (Laringe e cordas vocais) 
4. Troca de gases entre a atmosfera e o sangue (hematose) - O corpo traz o O2 e o distribui para os tecidos, eliminando o 
CO2 produzido pelo metabolismo. 
5. Proteção contra patógenos e substâncias irritantes inalados- O epitélio respiratório é bem suprido com mecanismos de 
defesa que aprisionam e destroem substâncias potencialmente nocivas antes que elas possam entrar no corpo 
Observação: 
 Homeostase dos gases (manter a pressão parcial dos gases) 
 Homeostase dos prótons (equilíbrio ácido-base- ph) 
 A regulação ácido-base através dos prótons se dá pelo controle de concentração dos gases, uma vez que, a presença do 
CO2 no sangue aumenta a acidose do sangue (CO2 favorece a formação de H2CO3) a eliminação desse gás reduz a 
quantidade de H+ 
 Esse sistema atua de maneira automática, porém, esse automatismo é regulado pelo sistema nervoso (tronco encefálico) 
Respiração 
 A respiração necessita da cooperação do sistema respiratório e circulatório 
Etapas 
1. A troca de ar entre a atmosfera e o interior dos pulmões. 
 Este processo é conhecido como ventilação, ou respiração. Inspiração (inalação) é o movimento do ar para dentro dos 
pulmões. Expiração (exalação) é o movimento de ar para fora dos pulmões. 
 Os mecanismos pelos quais a ventilação ocorre são chamados coletivamente de mecânica da respiração 
 Hiperventila: aumenta processo de ventilação,deixa o interior dos pulmões (alvéolos) mais arejados - composição mais 
próxima da atmosfera 
 Hipoventilo: diminui a ventilação,obstrui as narinas- a composição alveolar fica mais parecida com sangue venosos misto 
(sangue devolvido pelos tecidos), maior pressão parcial de CO2 elevada e O2 menos elevada 
2. A troca de O2 e de CO2 entre os pulmões e o sangue, quando atravessa a membrana alvéolo capilar (meio interno) 
 Hematose- O O2 entra para nos pulmões (meio externo), atravessa a membrana alvéolo-capilar (formada pelos alvéolos e 
pelo endotélio-capilar-pulmonar) e atinge o meio interno dando início ao processo de hematose (trocas gasosas) 
 A membrana alvéolo-capilar é extremamente delgada e longa 
Camyla Ponte-EHF 
 A taxa de difusão da hematose é diretamente proporcional a área de superfície x gradiente de pressão x permeabilidade 
da membrana / espessura da membrana 
 A hematose ocorre nos alvéolos 
 As células alveolares tipo 2 são responsáveis pela produção do surfactante (funciona como um detergente, molhando as 
células alveolares) 
 
3. O transporte de O2 e CO2 pelo sangue. 
 98% dos gases correm no sangue ligados a hemoglobina/eritrócitos 
 2% do O2 será dissolvido no plasma (formação da oxiemoglobina) e 98% se ligara aos eritrócitos e transportado para as 
células 7% do CO2 será dissolvido no plasma e 93% adentrará os eritrócitos onde 23% se liga a hemoglobina e formam 
a carbaminohemoglobina e os outros 70% será hidratado, dissociado formando HCO3- que vai para o plasma e H+ que 
vai permanecer na hemoglobina 
 Se um indivíduo possui anemia, ele possuirá diminuição da quantidade de hemoglobina no sangue, e por consequência 
apresentará problemas respiratórios devido 
4. A troca de gases entre o sangue e as células (Respiração celular) 
 Composição do sistema respiratório 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 1O sistema condutor, ou vias aéreas, que conduz ar do meio externo para a superfície de troca dos pulmões. 
 Os alvéolos são uma série de sacos interconectados e associados aos seus respectivos capilares pulmonares. Essas estruturas 
formam a superfície de troca, onde o oxigênio se move do ar inalado para o sangue, e o dióxido de carbono move-se do 
sangue para o ar que será exalado. 
 Os ossos e os músculos do tórax (cavidade torácica) e do abdome que auxiliam a ventilação. 
 
Observações: 
 Os ossos e os músculos do tórax circundam os pulmões 
 Os sacos pleurais envolvem os pulmões 
 Cada pulmão é rodeado por um saco pleural de parede dupla, cujas membranas forram o interior do tórax e cobrem a 
superfície externa dos pulmões . Cada membrana pleural, ou pleura, é formada por muitas camadas de tecido conectivo 
elástico e um grande número de capilares. As camadas opostas da membrana pleural são mantidas unidas por uma fina 
camada de líquido pleural 
 O líquido pleural tem vários propósitos. Primeiro, ele cria uma superfície úmida e escorregadia para que as membranas opostas 
possam deslizar uma sobre a outra enquanto os pulmões se movem dentro do tórax. Segundo, ele mantém os pulmões 
aderidos à parede torácica 
 
 ..As vias aéreas conectam os pulmões ao meio externo 
 Vias aéreas superiores: vias de condução, permitem a passagem do ar 
 O sistema de condução é revestido por um tecido epitelial, o qual contribui com a filtração, umidificação e aquecimento do 
fluxo aéreo 
 Vias aéreas inferiores: vias de troca, permitem a hematose 
 
 Os alvéolos são os locais onde ocorrem as trocas gasosas 
 Dois tipos de células epiteliais são encontrados nos alvéolos 
 A área superficial alveolar é utilizada para a troca de gases e é formada por células alveo- lares tipo I. Essas células são muito 
delgadas, então os gases se difundem rapidamente através delas 
 A célula alveolar tipo II, menor e mais espessa, sintetiza e secreta uma substância química conhecida como surfactante. 
 O surfactante diminui o trabalho respiratório 
 Diminui a tensão superficial do líquido alveolar e, assim, diminui a resistência do pulmão ao estiramento 
 Surfactante é mais concentrado em alvéolos menores, tornando a sua tensão superficial menor do que nos alvéolos 
maiores 
 A menor tensão superficial ajuda a igualar a pressão entre alvéolos de diferentes tamanhos e torna mais fácil inflar os 
alvéolos menores. 
 Com uma tensão superficial menor, o trabalho necessário para expandir os alvéolos em cada ciclo ventilatório é bastante 
reduzido. 
 O surfactante humano é uma mistura que contém proteínas e fosfolipídeos, como dipalmitoilfosfa- tidilcolina, que são 
secretados para o espaço de ar alveolar pelas células alveolares tipo II (pneumócitos tipo II) 
 As paredes finas do alvéolo não contêm músculo, uma vez que as fibras musculares poderiam bloquear a rápida troca gasosa 
tecido conectivo entre as células epiteliais alveolares contém muitas fibras de colágeno e de elastina que criam a energia 
potencial elástica quando o tecido pulmonar é estirado. 
 A associação íntima dos alvéolos com uma extensa rede de capilares demonstra a estreita ligação entre os sistemas 
circulatório e respiratório. Os vasos sanguíneos preenchem 80 a 90% do espaço entre os alvéolos, formando uma “camada” 
quase contínua de sangue que está em contato íntimo com os alvéolos cheios de ar. A proximidade do sangue capilar com o 
ar alveolar é essencial para a rápida troca de gases. 
 
 A circulação pulmonar é um sistema de baixa pressão e alta taxa de fluxo 
Processo respiratório 
 Em repouso o diafragma este relaxado 
 Quando o diafragma contrai (horizontaliza), o volume torácico aumenta (inspiração), os intercostais externos contraem e 
geram a aproximação das costelas o que favorece a expansão lateral da caixa torácica 
 Quando o diafragma relaxa, o volume torácico diminui (expiração), os músculos basais relaxam e afastam as costelas, o que 
favorece o retorno lateral da caixa torácica 
 
Resumo: ocorre a contração dos músculos inspiratórios, o que provoca a expansão pulmonar, ocorre a tração dos pulmões o 
que provoca a queda da pressão alveolar gerando fluxo aéreo, ao relaxara musculatura expiratória, a caixa torácica retorna a 
pressão intrapleural se eleva junto a pressão alveolar e o fluxo aéreo segue a direção contrária 
 
Músculos envolvidos 
 Inspiração basal (sem ser forçada): diafragma e intercostais externos 
 Inspiração forçada: esternocleidomastoideo: quando ele contrai, ele sustenta as estruturas (esterno e clavícula) localizadas na 
região superior; e o escaleno: sustenta as duas primeiras costelas 
 Expiração basal: não envolve nenhum músculo uma vez que a expiração basal decorre do relaxamento dos músculos basais – 
processo passivo 
 Expiração forçada: intercostais internos e músculos abdominais 
 O diafragma e os intercostais são constituídos de músculo estriados esqueléticos, a sua contração se dá pela ACh que se 
ligará ao receptor nicotínico ionotrópico 
 
Forças que atuam na respiração 
É necessário compreender 3 diferentes pressões, no que diz respeito à mecânica da respiração: 
Pressão alveolar: É a pressão encontrada dentro dos alvéolos. Para que o ar entre nos pulmões, a pressão alveolar deve diminuir, 
exercendo uma força que impulsiona o ar para dentro (lembre que um flúido, como o ar, tende a se deslocar do local onde a 
pressão é maior para o local onde a pressão é menor). 
Pressão intrapleural: É a pressão encontrada na cavidade pleural. Essa pressão é negativa; isso causa a aderência entre as pleuras. 
Quando essa pressão se torna mais negativa, o pulmão tende a se expandir. Quando essa pressão se torna menos negativa (mais 
ainda assim negativa) o pulmão tende a se retrair. 
Pressão transpulmonar: É a diferença entre as duas pressões acima, ou seja, é a diferença de pressão entre o interior dos alvéolos 
e a superfície do pulmão. Portanto, quanto maior a pressão transpulmonar maior a quantidade de ar que entra nos pulmões. 
 
 
 
 Sequência de eventos durante a respiração 
 
 Antes da inspiração começar, quando a glote está fechada, a pressão intra-pleural é de -5cm de H2O. Já a pressão alveolar é 
0. 
 No começo da inspiração, os músculos da inspiração se contraem, aumentando o volume torácico/pulmonar. 
 Lembre que pressão é força sobre área. Portanto, quando o volume pulmonar aumenta, a área superfície do interior dos 
alvéolos aumenta, diminuindo assim a pressão alveolar (-1cm de H2O). 
 A pressão alveolar se torna, portanto, menor que a pressão atmosférica. Portanto, o ar tende a entrar no pulmão, pois os 
flúidos se movem do local de maior pressão para o local de menor pressão. 
 A pressão intrapleural também cai durante a inspiração (-7,5cm de H2O) por que, conforme o pulmão se expande, sua 
retração elástica aumenta levando a pressão pleural a diminuir. 
 No momento da expiração, os músculos, que estavam contraídos, relaxam, diminuindo novamente o volume pulmonar. 
 A pressão alveolar e a pressão intrapleural retornam aos valores iniciais, e o ar sai dos pulmões. 
Observação: 
 Durante a ventilação, o ar flui devido aos gradientes de pressão 
 O ar flui para dentro dos pulmões devido ao gradiente de pressão criado por uma bomba (os músculos da caixa torácica 
e o diafragma) 
 A inspiração ocorre quando a pressão alveolar diminui 
 A expiração ocorre quando a pressão alveolar aumenta 
 O trabalho pulmonar 
 Para respirar eu devo realizar um trabalho respiratório que vença a complacência e elasticidade pulmonar, a resistência das vias 
aéreas (muco, diâmetro dos bronquíolos) e tensão superficial (contração do ar que gera uma pressão e proporciona o 
fechamento alveolar, a produção de surfactante reduz a tensão superficial) 
 A maior facilidade em respirar ocorre com uma maior complacência 
 Doenças que comprometem a elastina são conhecidas como doenças restritivas (dificultam a expansão pulmonar), a 
exemplo: fibrose pulmonar 
 Doenças que dificultam o fluxo aéreo devido ao aumento da resistência de vias aéreas são conhecidas como DPOC’s 
(impedimento ao fluxo aéreo), a exemplo: asma e enfisema pulmonar (em certo grau podem afetar a complacência) 
 50% das crianças prematuras que não são tratadas com substâncias surfactantes vem a óbitos 
 A redução da produção de surfactante desencadeia uma doença restritiva pois deixa o pulmão mais “endurecido” 
 
 Observações 
 
 
 Pneumotórax: corresponde a perfuração da cavidade pleural; consequentemente a pressão da cavidade pleural se igualará 
a pressão atmosférica, esse processo é decorrente de uma entrada de fluxo aéreo o que determinará o colapso 
pulmonar