Fisiologia - FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO

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Conceitos 
*VENTILAÇÃO ≠ RESPIRAÇÃO 
→ ventilação: entrada e saída de ar dos pulmões 
sem envolvimento de trocas gasosas 
(mobilização do ar nos ductos respiratórios) 
→ troca gasosa: processo de difusão 
cada gás migra de um lado para o outro por 
diferença de concentração, sem gasto energético 
(ultrapassam a membrana) 
→ gases são transportados pelo sangue (ligam-se à 
hemoglobina; podem ser transportados pelo 
plasma em menor quantidade) 
→ respiração celular: troca do oxigênio pelo 
dióxido de carbono 
através da circulação sistêmica, o oxigênio é 
ofertado para todas as células do organismo e o 
dióxido de carbono é retirado 
*RESPIRAÇÃO PULMONAR: ventilação pulmonar e 
troca de gases (O2 e CO2) nos pulmões 
→ ocorrência de hematose 
*RESPIRAÇÃO CELULAR: utilização de O2 e produção 
de CO2 pelos tecidos (bioenergética) 
*FUNÇÃO PULMONAR: promover um meio de troca 
entre o ambiente externo e o corpo (O2 e CO2); 
regulação do equilíbrio ácido-base 
*VENTILAÇÃO: processo mecânico de mobilização do ar 
para dentro e para fora dos pulmões (sem pensar em 
trocas gasosas) 
*DIFUSÃO: movimento aleatório das moléculas de uma 
área de maior concentração para uma de menor 
concentração 
Sistema Respiratório 
*Sistema de vias aéreas superiores e vias áreas inferiores 
unidas a um par de pulmões, os quais são revestidos pela 
pleura visceral e estão contidos na caixa torácica 
*Função: trocas gasosas (necessário haver captação de 
oxigênio do ar atmosférico para que o metabolismo o 
utilize para todas as suas funções vitais 
*Nas narinas/ vias aéreas superiores (a partir dos pelos 
nasais) 
→ filtração do ar que chega até os pulmões 
→ aquecimento do ar 
→ umidificação do ar 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
*O pulmão direito possui três lobos: SUPERIOR, MÉDIO 
e INFERIOR 
→ brônquio-fonte mais retilíneo 
*O pulmão esquerdo possui dos lobos: SUPERIOR e 
INFERIOR 
→ brônquio-fonte mais curvilíneo 
*VIAS AÉREAS SUPERIORES: 
→ NARINAS 
→ CAVIDADE NASAL 
→ COANAS 
→ FARINGE 
→ LARINGE: fonação 
+ BOCA: articulação 
*VIAS AÉREAS INFERIORES: limpeza das vias aéreas 
(revestimento de muco e ação dos cílios), reflexo da tosse 
(mecanismo de proteção - traqueia e brônquios), reflexo 
do espirro (mecanismo de defesa contra em entrada de 
poluentes - nariz) 
→ TRAQUEIA 
epiglote: estrutura que ajuda a vedar a traqueia 
para que nenhum alimento entre nos pulmões 
(ocasionaria um processo inflamatório: 
BRONCOASPIRAÇÃO – pode levar a uma 
pneumonia broncoaspirativa) 
→ BRÔNQUIOS (fontes) direito e esquerdo 
→ BRONQUÍOLOS 
→ há 22 divisões binárias (bifurcação da árvore 
brônquica – origina dois novos ductos) dos 
brônquios e bronquíolos 
Fisiologia do Sistema 
Respiratório 
aquecer, umidificar e 
filtrar o ar 
FALA 
controlada pelo SNC 
CARINA 
→ DUCTOS ALVEOLARES e ALVÉOLOS (na 
extremidade distal dos bronquíolos) 
alvéolo: unidade funcional, parte mais simples 
do sistema onde ocorrem as trocas gasosas 
(muita área de contato para trocas gasosas) 
*PLEURA PARIETAL: em contato com a “parede” da 
caixa torácica 
*PLEURA VISCERAL/PLEURA PULMONAR: recobre 
vísceras 
*Entre as pleuras, há o LÍQUIDO PLEURAL (espaço 
virtual – não existe), que permite o deslizamento entre 
elas 
→ durante os processos de inspiração e expiração 
(pulmão insufla e desinsufla), impede o atrito 
*CAIXA TORÁCICA: formada pelo esterno e pelas 
costelas (fazem um arcabouço como uma medida 
protetora para os órgãos internos – coração e pulmão) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Músculos Respiratórios 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Inspiração 
*Para ocorrer a INSPIRAÇÃO, é necessário que a 
musculatura inspiratória se contraia 
→ em repouso, os principais músculos a serem 
contraídos são o DIAFRAGMA e os 
INTERCOSTAIS EXTERNOS 
→ para uma inspiração forçada (insuficiência 
respiratória), é necessária a ação de uma 
musculatura acessória: INTERCOSTAIS 
INTERNOS, SERRÁTIL ANTERIOR, 
ESCALENOS e ESTERNOCLEIDOMASTÓIDEO 
*Quando o diafragma se contrai, desce/rebaixa 
→ permite que o tecido pulmonar aumente/insufle 
no eixo longitudinal (maior expansibilidade do 
pulmão no eixo vertical) 
*Os intercostais externos fazem a elevação das costelas, 
aumentando o diâmetro anteroposterior e látero-lateral 
do tórax 
→ permite que o parênquima pulmonar (tecido do 
pulmão) se expanda 
Expiração 
*Movimentação passiva: quando a musculatura 
inspiratória relaxa e há recolhimento elástico dos 
pulmões, o ar sai deles por uma expiração passiva 
→ o pulmão tem fibras elásticas – quando há 
relaxamento da musculatura inspiratória, ocorre 
recolhimento natural do pulmão e o ar é expulso 
de forma passiva 
*Quando há uma expiração forçada, há a contração dos 
músculos: INTERCOSTAIS INTERNOS e ABDOMINAIS 
(RETO ABDOMINAL, OBLÍQUO EXTERNO, OBLÍQUO 
INTERNO, TRANSVERSO ABDOMINAL) 
ex: tosse (expiração forçada faz com que haja o 
trabalho acessório dessa musculatura do 
abdômen para exalar o ar – ocasiona dor) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Zonas Funcionais: Condução Respiratória 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
*A mobilização de volume de ar pelas vias aéreas começa 
desde as vias aéreas superiores (onde o ar é conduzido, 
Mecânica Respiratória 
 
 
 
filtrado, aquecido, umidificado) e vai passando todas as 
dicotomizações, até chegar na unidade do alvéolo 
pulmonar (circundado por capilares sanguíneos para 
fazer hematose) 
*Nos alvéolos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
→ células que compõem sua parede são do tipo 
epitélio escamoso simples 
→ células tipo II: secretam surfactante (substância 
que impede o colapso do alvéolo, mantendo-o 
aberto) 
→ macrófagos alveolares: mecanismo de defesa 
pulmonar (fagocitam os patógenos) 
*Através da ARTERÍOLA PULMONAR, chega o sangue 
rico em CO2 
→ faz trocas gasosas com o volume de ar que está 
dentro dos alvéolos por diferença de 
concentração (difusão dos gases) 
→ no alvéolo, há um volume de ar (que foi 
inspirado do ar atmosférico) com uma 
concentração alta de O2 e baixa de CO2 
→ após as trocas gasosas por difusão, o sangue já 
oxigenado sai pelos capilares sanguíneos, vai 
pela veia pulmonar e chegam ao átrio esquerdo 
por meio das quatro veias pulmonares 
→ o sangue oxigenado sai do átrio esquerdo para o 
ventrículo esquerdo, a partir do qual será 
distribuído pela circulação sistêmica 
OBS: 
• a nível de bronquíolos, não há realização de 
trocas gasosas (dependem da capilarização 
sanguínea) 
 
 
Variação na pressão intra-torácica 
Inspiração 
*Ar é literalmente sugado para os pulmões 
*Quando a musculatura inspiratória se contrai, gera uma 
pressão negativa nos pulmões – criando um “vácuo” 
→ ar é sugado para dentro dos pulmões por 
diferença de pressão 
Expiração 
*Quando a musculatura inspiratória relaxa e há um 
recolhimento elástico dos pulmões, esse volume de ar é 
exalado passivamente 
→ VOLUME RESIDUAL: parte do ar que 
permanece nos pulmões após a expiração (leve 
pressão alveolar positiva) 
importante para que não haja o colapso dos 
alvéolos (caso isso acontecesse, poderia ocorrer 
processo inflamatório – lesão por abertura e 
fechamento das vias aéreas) 
proporcionado também pela ação da glote 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ocorrência da Mecânica Respiratória 
*A ventilação ocorre pelo EFEITO MASSA, que se refere 
ao efeito das moléculas ao longo da passagem em razão 
da diferença de pressão entre suas duas extremidades 
→ mobilidade das moléculas de gases e do volume 
de ar pelos ductos 
*Outras situações criam uma resistência para que esse 
fluxo de ar adentre os ductos de vias aéreas 
 
 
→ fluxo turbulento: ocorre nas bifurcações, que 
impactam o fluxo de ar; permite menores 
chances de trocas gasosas 
também pode ser ocasionado por muco 
(nos brônquios e bronquíolos, onde não há 
tantas bifurcações, esse fluxo tem que ser mais 
laminar – retilíneoe constante, permitindo uma 
melhor troca gasosa) 
→ quanto maior o diâmetro da estrutura, maior a 
resistência ao fluxo de ar 
Propriedades do pulmão 
*DISTENSIBILIDADE: expressa em termos de 
reciprocidade da elasticidade (mudança de volume por 
mudança de pressão), que é denominada 
COMPLACÊNCIA 
→ o quanto o pulmão consegue se 
distender/insuflar 
OBS: 
• VOLUTRAUMA: trauma por volume 
destruição do tecido pulmonar (parênquima) 
por volume excessivo 
• BAROTRAUMA: trauma por pressão 
pressão muito alta por ventilação mecânica pode 
ocasionar uma distensibilidade não fisiológica, 
muito maior da necessária para realizar trocas 
fisiológicas 
*COMPLACÊNCIA PULMONAR: grau de expansão 
pulmonar que ocorre a cada unidade de aumento da 
pressão transpulmonar 
→ capacidade que o tecido pulmonar possui de se 
distender 
→ depende das forças elásticas do pulmão 
1/3 do próprio tecido (composto por elastina e 
colágeno do parênquima) 
2/3 de forças causadas pela tensão superficial do 
líquido que reveste as paredes internas dos 
alvéolos (surfactante diminui a tensão 
superficial, mantendo os alvéolos secos e 
abertos) 
 gotas de água tendem a se associar e empurrar 
o ar para fora dos alvéolos, colapsando-os 
Volumes e capacidade pulmonar 
*VOLUME CORRENTE: mobilização do volume de ar em 
ciclos inspiratórios e expiratórios em repouso 
*VOLUME DE RESERVA INSPIRATÓRIO: inspiração 
forçada com enchimento máximo dos pulmões 
*VOLUME DE RESERVA EXPIRATÓRIA: contração da 
musculatura expiratória com exalação forçada do 
máximo de volume de ar 
→ mesmo assim, ainda permanece o volume 
residual nos pulmões, que auxilia na 
manutenção dos alvéolos abertos 
*CAPACIDADE INSPIRATÓRIA 
VOLUME CORRENTE + VOLUME DE RESERVA 
INSPIRATÓRIA 
*CAPACIDADE EXPIRATÓRIA 
VOLUME CORRENTE + VOLUME DE RESERVA 
EXPIRATÓRIA 
*CAPACIDADE RESIDUAL FUNCIONAL 
VOLUME DE RESERVA EXPIRATÓRIA + VOLUME 
RESIDUAL 
*CAPACIDADE VITAL 
VOLUME CORRENTE + VOLUME DE RESERVA 
INSPIRATÓRIA + VOLUME DE RESERVA 
EXPIRATÓRIA 
*CAPACIDADE PULMONAR TOTAL 
VOLUME CORRENTE + VOLUME DE RESERVA 
INSPIRATÓRIA + VOLUME DE RESERVA 
EXPIRATÓRIA + VOLUME RESIDUAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
*Circulação Pulmonar é diferente de Circulação 
Brônquica 
→ na circulação sistêmica não há trocas gasosas 
→ sangue leva oxigênio para as células do tecido 
pulmonar e recolhe dióxido de carbono 
Circulação Pulmonar 
*O sangue que leva todo o oxigênio através da circulação 
sistêmica sai pelo VENTRÍCULO ESQUERDO (por meio 
da ARTÉRIA AORTA), nutre todas as células e tecidos e 
retorna pelo ÁTRIO DIREITO estando rico em dióxido 
de carbono 
*Do átrio direito, o sangue passa para o ventrículo 
direito, a partir do qual se inicia a circulação pulmonar 
→ sai pela ARTÉRIA PULMONAR (duas artérias 
pulmonares em direção a cada pulmão), sofre as 
trocas gasosas nos pulmões e retorna através das 
VEIAS PULMONARES (duas veias pulmonares 
saindo de cada pulmão), estando rico em 
oxigênio, para o átrio esquerdo 
*Em seguida, passa para o ventrículo esquerdo e retorna 
à circulação sistêmica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
*CIRCULAÇÃO PULMONAR: sangue rico em dióxido de 
carbono sai das artérias pulmonares em direção ao 
pulmão 
 
→ por difusão, há a saída do oxigênio dos alvéolos 
para os capilares sanguíneos e a saída de dióxido 
de carbono dos capilares sanguíneos para os 
alvéolos 
→ perfusão O2  CO2 
*CIRCULAÇÃO BRÔNQUICA: sangue leva oxigênio para 
as células (nutrição das células do tecido pulmonar) 
→ na artéria aorta, de 1% a 2% do débito cardíaco 
de sangue (que sai do volume de sangue 
oxigenado) passa pelas artérias brônquicas 
(ramos da aorta e das artérias intercostais), 
alimentando o tecido conjuntivo, os septos e os 
brônquios e retorna desaguando nas veias 
pulmonares (sangue venoso – rico em dióxido de 
carbono) 
há mistura de sangue arterial (rico em oxigênio, 
proveniente das trocas gasosas) com o sangue 
venoso, que acabou de oxigenar as células do 
tecido pulmonar (ligeira queda na oxigenação 
do sangue que entra pelo átrio esquerdo) 
 
 
 
 
 
 
 
*CIRCULAÇÃO LINFÁTICA: permeia o 
tecido de sustentação; remove o 
material particulado e proteínas 
plasmáticas que extravasam dos 
capilares sanguíneos, prevenindo o 
edema pulmonar 
EDEMA AGUDO DE PULMÃO: 
há entrada de líquido dentro dos 
alvéolos (que devem conter 
apenas ar) 
aumento da pressão hidrostática 
dos vasos pode ocasionar 
extravasamento de líquido dos 
vasos sanguíneos em direção aos 
alvéolos 
caracteriza-se por falta de ar 
(dispneia), queda de 
Circulação Pulmonar e 
Brônquica 
 
 
oxigenação, dificuldade de 
manter ventilação 
Fluxo sanguíneo para os pulmões 
*Normalmente, os vasos sanguíneos atuam como vasos 
passivos distensíveis 
→ aumento do calibre resulta em aumento da 
pressão 
*EXCEÇÃO: 
→ em caso de HIPOXEMIA (baixa quantidade de 
oxigênio no sangue) com PO2 < 73%mmHg 
ocorre uma redistribuição do fluxo sanguíneo 
nos pulmões 
→ fluxo sanguíneo nos pulmões diminui 
(redistribuído para órgãos nobres – cérebro, 
rins) 
GRADIENTES DE PRESSÃO HIDROSTÁTICA SOBRE 
FLUXO REGIONAL 
*Em posição ortostática, o sangue se desloca de acordo 
com a ação da gravidade 
*Pressão hidrostática total (peso do próprio sangue): 
90mmHg 
*Pressão hidrostática pulmonar: 23mmHg 
*Peso do sangue sobre o próprio vaso 
→ zonas intermediárias apresentam fluxo 
intermitente (somente durante os picos da 
pressão arterial pulmonar, porque a pressão 
sistólica é superior à pressão do ar alveolar, mas 
a pressão diastólica é inferior à pressão do ar 
alveolar) ZONA 2 
→ bases do pulmão apresentam fluxo mais 
contínuo (a pressão capilar alveolar permanece 
mais alta que a pressão do ar alveolar, durante 
todo o ciclo cardíaco) ZONA 3 
→ ápice pulmonar apresenta, em condições 
anormais/patológicas, ausência de fluxo 
sanguíneo durante todas as partes do ciclo 
cardíaco (porque a pressão capilar alveolar local, 
nessa área do pulmão, nunca se eleva acima da 
pressão do ar alveolar, em nenhuma parte do 
ciclo cardíaco) ZONA 1 
ex: tromboembolismo pulmonar (coágulo de 
sangue chegou na artéria pulmonar e a obstruiu 
– sangue que sai do ventrículo direito para ser 
oxigenado nos pulmões não passa) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBS: COVID-19 
• paciente em decúbito dorsal: a ventilação 
artificial promove a expansibilidade dos 
pulmões na região dorsal, mas não nas costas, 
uma vez que o paciente está deitado na maca 
• posição prona/decúbito ventral: a perfusão 
sanguínea se concentra na parte anterior do 
tórax e a ventilação mecânica envia o volume de 
ar de forma impositiva (com pressão para dentro 
dos pulmões) 
troca gasosa com maior perfusão do sangue; 
maior fluxo de sangue e maior ventilação na 
região dorsal 
OBS: 
• HIPERTENSÃO PULMONAR: pressão da artéria 
pulmonar acima de 15 mmHg 
os vasos sanguíneos dos pulmões estão com uma 
pressão acima do valor normal 
 
 
 
 
Efeito do aumento do débito cardíaco sobre 
a circulação pulmonar durante o exercício 
*Em situações de maior consumo de oxigênio, como em 
atividades físicas, é necessário aumentar a demanda 
tanto do débito cardíaco quanto das trocas gasosas 
*À medida que o ventrículo esquerdo ejeta mais volume 
de sangue para ofertar mais oxigênio para os tecidos, o 
fluxo sanguíneo pulmonar pode aumentar de 4 a 7 vezes 
→ maior abertura dos capilares sanguíneos 
pulmonares (3x) 
→ distensão dos capilares e aumento da velocidade 
do fluxo de sangue nos capilares sanguíneos em 
até duas vezes 
→ aumento da pressão da artéria pulmonar (acima 
dos 15mmHg) de forma fisiológica, não 
patológica 
*No repouso, o tempo de permanência do sangue nos 
capilares sanguíneos alveolares dura em torno de 0,8s 
→ no exercício, o fluxo de sangue que passa pelos 
capilaresé tão intenso que esse tempo de 
permanência se reduz para 0,3s 
Diferenças da circulação pulmonar em 
relação à circulação sistêmica 
*As arteríolas geram pequena resistência na circulação 
pulmonar (cerca de 8x menor) se distendem mais 
*Os capilares são volumosos, muito anastomosados 
(para dar cobertura de toda a superfície do alvéolo) e com 
calibre maior 
*Maior distensibilidade; são facilmente recrutados em 
resposta ao aumento de fluxo (ex: em situações de 
exercício físico) 
*A rede vascular total só é perfundida em situações 
extremas 
*Vasos com maior calibre 
*A resistência da circulação pulmonar é tão grande que, 
ainda que haja aumento de débito cardíaco, não ocorre 
aumento da resistência vascular pulmonar (não há 
distensão) 
→ o débito cardíaco pode aumentar 3x sem que 
haja aumento da pressão 
→ o debito cardíaco pode aumentar 6x sem que 
haja aumento da resistência arterial pulmonar 
 
 
 
*Ocorrem por difusão (ventilação = difusão) 
→ gases se deslocam de um local de maior 
concentração para um local de menor 
concentração ultrapassando as membranas 
(membranas do alvéolo pulmonar e do capilar 
sanguíneo pulmonar) 
*Quando o ar atmosférico entra nos pulmões, o gás, por 
efeito de massa, é deslocado 
→ no alvéolo, por diferença de concentração dos 
gases, o oxigênio sai de dentro dos alvéolos em 
direção ao capilar sanguíneo pulmonar para que 
haja o direcionamento de oxigênio para toda a 
circulação sistêmica (com distribuição para 
todos os tecidos do organismo) 
→ o dióxido de carbono está em maior 
concentração na corrente sanguínea como 
consequência do metabolismo celular e em 
menor concentração dentro do alvéolo 
*PRESSÃO: causada pelo impacto constante de cada 
molécula contra uma superfície 
→ diretamente proporcional à concentração de 
cada gás 
→ pressão de um gás em um líquido ou coeficiente 
de solubilidade: efeito da atração de H2O sobre 
o gás 
*COEFICIENTE DE DIFUSÃO: leva em conta o quanto 
de volume de ar é mobilizado em 1 min a uma diferença 
de 1mm de Hg de pressão 
coeficiente de difusão relativo 
O2 = 1 
CO2 = 20,3 (mais passível de difusão pela 
membrana celular que o O2) 
CO = 0,81 
N2 = 0,53 
*Umidificação do ar: H2O absorvido nas vias aéreas 
superiores 
Composição do ar alveolar / relação com o 
ar atmosférico 
*Velocidade de renovação do ar (alveolar x atmosférico) 
*O volume de ar mantido nos alvéolos é denominado 
volume residual, que gera, associado ao volume de 
reserva respiratório, a CAPACIDADE RESIDUAL 
FUNCIONAL (2300 ml em um adulto) 
→ cada vez que um volume de ar é mobilizado para 
os pulmões (cerca de 500mL por inspiração), 
somente cerca de 350mL de ar chegam a eles 
→ esse volume é substituído a cada respiração 
→ todo o ar que fica dentro das vias áreas em locais 
onde não há trocas gasosas (como na traqueia, 
brônquios e bronquíolos) é chamado de 
ESPAÇO MORTO ANATÔMICO 
há ventilação, mas não há trocas gasosas 
*O volume de ar só é renovado completamente 
aproximadamente na 16ª respiração no minuto 
*A lenta substituição evita as alterações súbitas das 
concentrações de um gás no sangue (possibilita melhor 
movimentação dos gases por difusão entre os alvéolos e 
a corrente sanguínea 
*AR EXPIRADO = ESPAÇO MORTO + AR ALVEOLAR 
Difusão dos gases através da membrana 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
*UNIDADE RESPIRATÓRIA: formada pelos bronquíolos 
respiratórios, ductos alveolares, átrios e alvéolos 
*Rede de locais onde é possível ocorrer as trocas gasosas 
(vários alvéolos formam um saco alveolar), permeados 
por vários capilares pulmonares 
*Gases saem do alvéolo, passam pela membrana do 
alvéolo, passam pelo líquido intersticial e pela membrana 
do vaso sanguíneo 
 
 
Trocas Gasosas 
 
Membrana respiratória (alveolocapilar) 
*Camadas que compõem a membrana 
→ camada de líquido + surfactante (diminui a 
tensão superficial) 
→ epitélio alveolar 
→ membrana basal epitelial do alvéolo 
→ espaço intersticial 
→ membrana basal do capilar sanguíneo 
→ membrana endotelial do capilar 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
hemácia possui 4 ligações heme (carrega quatro 
moléculas de oxigênio) 
1-2% do oxigênio é dissolvido no plasma 
*Por diferença de concentração, o oxigênio sai do alvéolo 
(local de maior concentração – ar expirado), ultrapassa a 
membrana do alvéolo, cai no líquido intersticial, passa 
pela membrana do capilar sanguíneo e se liga à hemácia 
(local de menor concentração) para ser carregado para a 
corrente sanguínea 
*O dióxido de carbono pode ser transportado dissolvido 
no plasma, ligado à hemácia ou carregado na corrente 
sanguínea na forma de bicarbonato 
→ sai do capilar sanguíneo (local de maior 
concentração), passa pela membrana do capilar 
sanguíneo, cai no líquido intersticial, ultrapassa 
a membrana do alvéolo e chega ao alvéolo por 
difusão (local de menor concentração), a partir 
do qual é exalado 
*Fatores que interferem a passagem dos gases pela 
membrana alveolo-capilar 
→ em caso de infecção respiratória e muita 
produção de secreção pulmonar, o muco pode se 
localizar internamente na luz do alvéolo, o que 
pode tornar a parede mais espessa e atrapalhar a 
difusão dos gases 
→ em caso de edema agudo de pulmão e presença 
de líquido no interior dos alvéolos, a passagem 
de gases pela membrana pode sofrer 
interferências 
→ espessura da membrana é de 0,2 a 0,6  (edema 
e fibrose podem torná-la mais espessa) 
→ área da superfície da membrana (70m2) (em caso 
de enfisema pulmonar, essa área de superfície de 
troca é destruída, prejudicando as trocas 
gasosas) 
→ coeficiente de difusão do gás (diferença de 
pressão entre os lados da membrana) 
 Capacidade de difusão através da membrana 
*Volume de gás que se difunde através da membrana a 
cada minuto para uma diferença de pressão de 1mmHg 
*Capacidade de difusão do O2 
→ repouso: 21 mL/min/mmHG 
→ diferença de pressão (através da membrana 
respiratória): 11 mmHg 
→ 21 x 11: 230 mL/min 
→ exercício (aumento de 3x): 65 mL/min/mmHg 
→ primeiro: abertura de mais capilares 
→ segundo: melhora do equivalente 
volume/pressão 
*Capacidade de difusão do CO2 
→ CO2: coeficiente de difusão 20x maior 
→ Repouso: 400 a 450 mL/min/mmHg 
→ exercício: 1200 a 1300 mL/min/mmHg 
Transporte de O2 e de CO2 no sangue e nos 
líquidos corporais 
Difusão do O2 para os tecidos 
*Trocas gasosas a nível tecidual 
 
 
 
 
 
*Nos tecidos, há uma concentração da pressão parcial do 
O2 na célula (23 mmHg) 
→ PO2 INTRACELULAR (LIC): média 23 mmHg 
(entre 5 e 40) 
*No líquido intersticial, há uma concentração da pressão 
parcial do O2 (40 mmHg) 
→ PO2 INTERSTICIAL (LEC): 40 mmHg 
*No capilar sanguíneo no qual já foram feitas trocas 
gasosas (sangue vem carregado, renovado de oxigênio), 
há uma pressão parcial de O2 (95 mmHg) 
→ PO2 CAPILAR: 95 mmHg 
*O gás é difundido do capilar sanguíneo para o líquido 
intersticial para nutrir as células de todos os órgãos e 
tecidos 
*Após a oxigenação, o sangue volta com uma pressão 
parcial de oxigênio no leito venoso (40 mmHg) 
*Para o metabolismo normal (suprimento de demandas), 
são necessários entre 1 a 3 mmHg 
fator de segurança é grande 
Difusão do CO2 
*Células → capilares → alvéolos 
 
 
 
 
 
* Nos tecidos, há uma concentração da pressão parcial do 
CO2 na célula (46 mmHg) 
→ PCO2 CELULAR: 46 mmHg 
*No líquido intersticial, há uma concentração da pressão 
parcial do CO2 (45 mmHg) 
→ PCO2 INTERSTICIAL: 45 mmHg 
*No sangue oxigenado presente no leito capilar, há uma 
pressão de CO2 (40 mmHg) 
→ PCO2 CAPILAR: 40mmHg 
*Por diferença de pressão parcial dos gases (além da 
diferença de concentração), o dióxido de carbono passa 
da célula para o líquido intersticial e deste para o leito do 
vaso sanguíneo capilar tecidual 
*O sangue oxigenado recolhe o dióxido de carbono para 
ao leito venoso (pressão parcial de45 mmHg) 
Transporte de O2 e CO2 no sangue 
HEMOGLOBINA E O TRANSPORTE DE O2 
*97% do O2 é transportado ao ser carregado pela 
hemoglobina (1 molécula Hb/ 4 O2) 
*3% do O2 é transportado dissolvido no plasma 
*Quando a hemoglobina está ligada ao oxigênio, é 
chamada de OXIEMOGLOBINA 
→ reação de carregamento ocorre no pulmão 
 O2 + Hb 
*Quando há o descarregamento do oxigênio para as 
células teciduais, ocorre a reação de liberação do 
oxigênio nos tecidos 
DESOXIEMOGLOBINA + O2  OXIEMOGLOBINA 
TRANSPORTE DE O2 NO MÚSCULO 
*MIOGLOBINA (Mb): proteína que se liga ao O2, sendo 
encontrada nas fibras musculares (esqueléticas e 
cardíacas) 
→ atua como uma “lançadeira” de O2 da 
membrana da célula para a mitocôndria 
→ mioglobina serve como uma forma de reserva de 
O2 nos períodos de transição do repouso ao 
exercício 
*O O2 ligado à Mb serve para tamponar a demanda do 
músculo até que o sistema cardiovascular possa 
satisfazer o novo requerimento de O2 
TRANSPORTE DE CO2 NO SANGUE 
*70% do CO2 é transportado sob forma de bicarbonato 
(HCO3-) 
→ reação 
CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3- 
 
*7% do CO2 é transportado dissolvido no sangue 
*23% é transportado ligado à hemoglobina 
ANIDRASE 
CARBÔNICA 
 
 
 *Quando a hemoglobina está ligada ao dióxido de 
carbono, é chamada de CARBOXIEMOGLOBINA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
para a saída do bicarbonato para a corrente 
sanguínea, uma proteína carreadora especial 
permite que isso ocorra à medida que um íon de 
cloro adentra a hemoglobina 
o gás carbônico sai pelo leito venoso em direção 
ao átrio direito → ventrículo direito → artéria 
pulmonar → circulação pulmonar (para ser 
oxigenado) 
*No alvéolo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
→ há a difusão simples do CO2 do sangue venoso 
para o alvéolo 
→ os 7% de CO2 que haviam sido transportados 
dissolvidos no plasma passam por difusão 
→ os 23% de CO2 que estão ligados à hemoglobina 
formando a carboxiemeoglobina também 
passam por difusão para o alvéolo 
→ o HCO3- que é carregado na corrente sanguínea 
adentra, pela proteína carreadora, no eritrócito 
cloreto sai (desvio reverso do cloreto) 
bicarbonato se associa, dando origem ao ácido 
carbônico, que, por meio da anidrase carbônica, 
dá origem a uma molécula de gás carbônico e 
uma molécula de água 
gás carbônico, por diferença de pressão, se 
desloca em direção ao alvéolo 
→ na exalação / expiração, há liberação do CO2 dos 
pulmões e das vias aéreas 
 
 
 
 
esforços inspiratório e expiratório muito 
acentuados) aumentam a AMPLITUDE (volume 
inspirado) 
 
Controle da respiração 
*Áreas centrais 
→ centro respiratório no tronco medular (medula 
e ponte) 
→ ritmo regular e volume respiratório 
*QUIMIORRECEPTORES: centrais e periféricos 
(presentes nos corpos carotídeos e no arco da aorta) 
→ detectam a queda de oxigênio 
→ quando houver uma queda da oxigenação, 
ocorre uma sinalização a partir dos receptores 
periféricos, que levam a informação para o SNC 
(para as áreas centrais) 
→ SNC proporciona a ocorrência de maior 
captação de oxigênio (por exemplo, por meio da 
maior frequência respiratória) 
→ PCO2 e H+ (líquido cefalorraquidiano) 
→ H+, PCO2 (aórtico) e H+, PCO2, K+, O2 (corpos 
carotídeos) 
*Grupo de neurônios respiratórios (região do bulbo) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
→ DORSAIS: descargas inspiratórias rítmicas; sinal 
em rampa (controla o estímulo a ser dado para 
que a inspiração seja iniciada) 
→ CENTRO PNEUMOTÁXICO: limita a duração 
da subida em rampa (cessa a fase inspiratória) e 
aumenta a frequência cardíaca (controla o 
“ponto de desligamento” da rampa inspiratória e 
deixa o paciente expirar; limita o tempo da fase 
inspiratória – limita a duração, alterando a 
frequência inspiratória) 
→ VENTRAIS: inativos na respiração normal 
(atuantes em atividade física extenuante – 
 
 
*Fatores que afetam a respiração 
→ químicos (queda do oxigênio ou o aumento do 
dióxido de carbono / bicarbonato / íons de 
hidrogênios livres) 
→ estado emocional (sistema nervoso autônomo 
simpático atuando através de descarga 
adrenérgica – aumento da frequência 
respiratória) 
→ receptores no interstício e de estiramento 
no parênquima pulmonar, em caso de insuflação 
muito acentuada, se esses receptores detectam 
um volume corrente (VC) > 1,5L, desencadeiam 
o REFLEXO DE HERING-BAREURER 
informações vão por meio do Nervo Vago e do 
Nervo Glossofaríngeo em direção ao centro 
respiratório dorsal (promove a inibição da fase 
inspiratória para que haja menor mobilização de 
volume corrente de ar) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Regulação da Respiração 
pelo SNC 
 
 
(ciclos respiratórios) 
(ciclos respiratórios) 
 
 Controle químico da respiração 
Nas áreas centrais 
 
 
 
 
 
 
 
 
*O objetivo final da respiração é manter as 
concentrações apropriadas de O2 (quimiorreceptores 
periféricos), CO2 e H+ (quimiorreceptores centrais) 
*ÁREA QUIMIOSSENSÍVEL: afetada diretamente pelo 
CO2 
→ necessário haver substâncias que ultrapassem a 
barreira hematoencefálica 
→ CO2 apresenta coeficiente de difusão bem maior 
que o O2 
→ essa área quimiossensível é sensível ao CO2 
→ a presença de CO2 no sangue proporciona a 
formação de H2CO3 a partir da reação com a 
água do LEC, que origina HCO3- e H+ 
esse íon de hidrogênio livre consegue atuar de 
forma direta sobre essa área 
→ aumento de íons de hidrogênio livre = acúmulo 
de gás carbônico na corrente sanguínea 
→ para eliminar mais CO2, há aumento da 
frequência respiratória 
*Centro respiratório 
→ H+ não ultrapassa a barreira hematoencefálica; 
PCO2 é mais importante na atuação do centro 
respiratório 
→ CO2 exerce efeito indireto (precisa passar pela 
reação química para liberar HCO3- e H+) 
→ efeito agudo intenso: primeiras horas (aumento 
do CO2); declina em dois a três dias (HCO3- 
pode ser tamponado nos rins, aumentando sua 
concentração) 
 
Nas áreas periféricas 
 *Quando ocorre uma queda da PO2 na corrente 
sanguínea (de 60 a 30mmHg), o centro respiratório é 
ativado pelos quimiorreceptores periféricos para que 
haja aumento da taxa respiratória 
normalidade  80 mmHg 
*Efeitos da concentração da PCO2 e H+ 
*Exemplo: alpinista fazendo escalada 
→ no topo da montanha o ar é rarefeito 
→ para não sofrer com a queda de concentração de 
O2 no ar atmosférico, ele pode passar um 
período de aclimatação 
→ a cada 2 a 3 dias o centro respiratório perde 4/5 
de sua sensibilidade às alterações da PCO2 
a produção de CO2 resulta na formação de íons 
H+ e no consequente aumento da frequência 
respiratória 
→ a permanência por alguns dias em cada nível de 
altitude permite um período de adaptação 
Controle da respiração durante o exercício 
*O exercício pode aumentar até 20x o consumo de O2 e 
a eliminação de CO2 
→ mesmo assim, a PO2 e a PCO2 permanecem 
quase constantes no leito arterial 
*Como isso ocorre? 
→ o cérebro, ao estimular os centros motores 
(contração muscular), também estimula o 
centro respiratório 
→ os reflexos estimulantes de natureza 
proprioceptiva (como os movimentos dos braços 
e das pernas) estimulariam a ventilação 
maior movimento de braços e pernas propicia 
maior consumo de oxigênio – 
mecanorreceptores intra-articulares auxiliam na 
estimulação do aumento da ventilação 
*No controle respiratório 
→ os fatores neurológicos e os fatores químicos 
fazem os ajustes finos (quando necessário) 
*RESPOSTA APREENDIDA 
→ controle voluntário da respiração é responsável 
por alguns receptores no pulmão 
(na ponte) 
 ação direta sobre o centro respiratório 
 
→ receptores de irritação nas vias aéreas (tosse e 
espirro), receptores “J” (pulmões, edema, 
dispneia – detectam irritações nas vias aéreas), 
edema cerebral, anestesia 
conforme o indivíduo passa por um 
condicionamento cardiopulmonar (saindoda 
condição sedentária), os receptores “J” são 
menos influenciados e o há maior controle da 
respiração durante a atividade física (indivíduo 
não fica ofegante nem amplia o volume 
corrente) 
 Controle da respiração 
*Efeitos da PCO2, da PO2 e do K+ na corrente sanguínea 
*A cada aumento da PCO2 em 1 mmHg, há a mobilização 
de um volume de ar de 2L/min 
*Em condições especiais (altitude), a PO2 no ar 
atmosférico é muito baixa (ar rarefeito) – necessidade de 
mecanismos compensatórios 
*Aumento do potássio no exercício, cuja sinalização na 
corrente sanguínea leva a uma hiperventilação 
Equilíbrio ácido-base 
*Quando há alterações das pressões parciais desses gases 
na corrente sanguínea, ocorre uma atuação direta sobre 
o potencial de hidrogenação do sangue 
*O equilíbrio ácido-base pode ser usado como um 
mecanismo compensatório pela respiração 
*Acúmulo de CO2 na corrente sanguínea 
→ reage com a água originando o ácido carbônico, 
que sofre uma reação liberando HCO3- e H+ 
→ íons HCO3- faz com que o potencial de 
hidrogenação fique menor 
→ no leito arterial: 7,45 > ph > 7,35 
→ quanto mais baixo o pH, mais ácido ele é 
acúmulo de CO2, íons livres de H+ 
→ mecanismo compensatório: aumento da 
frequência respiratória – maior exalação de CO2 
(tentativa de normalizar o pH sanguíneo) 
*Mecanismos respiratórios com reações de 
tamponamento para que ocorra a normalização do pH 
sanguíneo 
ACIDOSE RESPIRATÓRIA (pH < 7,35) 
*Aumento da PCO2 na corrente sanguínea 
CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3- 
 
*Redução do pH 
*Mecanismo compensatório (sistema respiratório): 
hiperventilação pulmonar 
→ eliminação de mais CO2 
→ normalização do pH (aumento) 
ALCALOSE RESPIRATÓRIA (pH > 7,45) 
*O excesso de hiperventilação provoca a eliminação de 
muito CO2 (PCO2 na corrente sanguínea diminui) 
→ diminuição da concentração de íons livres H+ 
*pH mais básico 
*Mecanismo compensatório: diminuição da ventilação 
pulmonar 
→ redução da eliminação de CO2 (maior retenção) 
→ normalização do pH (redução) 
REGULAÇÃO DO EQUILÍBRIO ÁCIDO-BÁSICO 
ATRAVÉS DOS RINS 
*Os rins não possuem um papel importante na regulação 
ácido-básica no exercício de curta duração 
*Os rins regulam os íons H+ pelo aumento ou pela 
diminuição da concentração de HCO3- 
→  [H+] (líquidos corporais) -  [HCO3-] (rins) 
→  [H+] (líquidos corporais) -  taxa de excreção 
do HCO3- (rins) 
*O mecanismo renal envolvido na regulação do 
bicarbonato está localizado numa porção dos rins 
denominada de TÚBULOS e ocorre por meio de uma 
série de reações e pelo transporte ativo através da parede 
tubular 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANIDRASE 
CARBÔNICA 
 
MATERIAL EXTRA 
REFLEXO DA TOSSE 
*Os brônquios e a traqueia são tão sensíveis a leve toque 
que quantidades mínimas de material estranho ou outras 
causas de irritação iniciam o reflexo da tosse 
*A laringe e a carina (isto é, o ponto onde a traqueia se 
divide nos brônquios) são especialmente sensíveis, e os 
bronquíolos terminais e mesmo os alvéolos também são 
sensíveis a estímulos químicos corrosivos, tais como o 
gás dióxido de enxofre ou cloro gasoso 
*Impulsos neurais aferentes passam das vias 
respiratórias, principalmente pelo nervo vago, até o 
bulbo, onde sequência automática de eventos é 
desencadeada por circuitos neuronais locais 
→ 2,5 litros de ar são rapidamente inspirados 
→ epiglote se fecha e as cordas vocais são fechadas 
com firmeza para aprisionar o ar no interior dos 
pulmões 
→ músculos abdominais se contraem com força, 
empurrando o diafragma, enquanto outros 
músculos expiratórios, tais como os intercostais 
internos, também se contraem com força 
→ a pressão nos pulmões aumenta rapidamente até 
100 mmHg ou mais 
→ as cordas vocais e a epiglote subitamente se 
abrem de forma ampla, e o ar sob alta pressão 
nos pulmões explode em direção ao exterior 
*A forte compressão dos pulmões colapsa os brônquios e 
a traqueia (ao fazer com que as partes não cartilaginosas 
se invaginem), de modo que o ar explosivo, na realidade, 
passe pelas fendas brônquica e traqueal 
*O ar, que se move rapidamente, carrega consigo, em 
geral, qualquer material estranho que esteja presente nos 
brônquios e na traqueia 
REFLEXO DO ESPIRRO 
*Diferentemente do reflexo da tosse, aplica-se às vias 
nasais em vez das vias aéreas inferiores 
*O estímulo que inicia o reflexo do espirro é a irritação 
das vias nasais; impulsos aferentes passam pelo quinto 
par craniano para o bulbo, onde o reflexo é desencadeado 
*Série de reações semelhantes às do reflexo da tosse 
acontece, mas a úvula é deprimida, de modo que grandes 
quantidades de ar passam rapidamente pelo nariz, 
ajudando assim a limpar as vias nasais do material 
estranho