Prévia do material em texto
Ventilação pulmonar Fisiologia • A respiração pode ser dividida em 4 funções principais: ventilação pulmonar (influxo e efluxo de ar entre alvéolos e atmosfera), difusão de O2 e CO2 entre alvéolos e sangue, transporte de O2 e CO2 no sangue e nos líquidos corporais e suas trocas com células, regulação da ventilação Mecânica da ventilação pulmonar: • Dentro dos mecanismos biofísicos que fazem parte da ventilação é necessário entender a estrutura do tórax: caixa óssea que tem a função de proteção de órgãos vitais (pulmões, fígado, baço e coração) e é uma estrutura que permite variações na sua capacidade volêmica (aumento e volume do tórax de acordo com movimentos respiratórios) (reduzir volume – pressão menos negativa; aumento do volume – pressão mais negativa) • A subida/ descida do diafragma aumenta/ diminui a cavidade torácica e a elevação/ depressão das costelas aumenta/ diminui o diâmetro anteroposterior da cavidade torácica • Inspiração: contração diafragmática puxa superfícies inferiores dos pulmões para baixo; contração de músculos que elevam caixa torácica = costelas projetadas para frente + esterno mais anterior + aumento do diâmetro anteroposterior do tórax; músculos da inspiração = intercostais externos (mais importantes) + esternocleidomastoideos (elevam esterno) serrátil anterior (eleva costelas), escalenos (eleva 2 primeiras costelas) • Expiração: diafragma relaxa; retração elástica dos pulmões, parede torácica e estruturas abdominais = comprimir pulmão + expelir ar; músculos que puxam caixa torácica para baixo – reto- abdominal (puxa para baixo costelas inferiores) + músculos abdominais que comprimem conteúdo abdominal para cima contra diafragma e intercostais internos; costelas anguladas para baixo • Respiração vigorosa: contração da musculatura abdominal, que empurra conteúdo abdominal para cima, comprimindo os pulmões • Os fluidos vão de um local de maior pressão para um de menor pressão; logo, a pressão dos pulmões deve ser menor que a do ambiente para que o ar entre; o diafragma divide o tórax do abdome, e quando ele contrai ele diminui seus diâmetros, aumentando o diâmetro inferosuperior (vertical) do tórax (aumentando o volume da caixa torácica = pressão negativa), o diafragma relaxado faz um abaulamento • Pressões que causam movimento do ar para dentro e fora dos pulmões: o líquido pleural lubrifica o movimento dos pulmões na cavidade; conexão pulmão-parede torácica = hilo; sucção continua do excesso de liquido para canais linfáticos mantem tração entre as pleuras parietal e visceral = discreta pressão negativa • Pressões pleurais e suas variações durante a respiração: pressão pleural é a pressão do liquido no espaço entre as pleuras parietal e visceral; inspiração: - 5cmH20 (inicio da inspiração; quantidade de sucção para manter pulmões abertos) a -7,5 cmH20; aumento do volume pulmonar de 0,5 L • Pressão alveolar – pressão do ar no interior do alvéolo; quando a glote está aberta e não há fluxo de ar para dentro/fora dos pulmões, as pressões da arvore respiratória se igualam a atmosférica = pressão de referência zero nas vias aéreas (0cmH20); influxo de ar para alvéolos = -1 cmH20, que puxa 0,5 L de ar para interior dos pulmões; expiração = +1 cmH20; pressão transpulmonar – diferença entre as pressões alveolar e pleural (uma das responsáveis pelo efetivo processo da ventilação); quando a pressão pulmonar fica abaixo de 0 o ar entra no pulmão e enche os alvéolos; quando os alvéolos se enchem de ar eles tendem a ficar um pouco positivos/menos negativos, e quando a pressão se aproxima de 0 está no final da inspiração, e começa a expiração (pressão positiva = expulsão de ar de dentro dos pulmões); • Complacência pulmonar: grau de extensão dos pulmões por cada unidade de aumento da pressão transpulmonar; capacidade de conter o volume sem aumentar muito a pressão; quando a pressão transpulmonar aumenta 1 cmH20, o volume pulmonar expande 200Ml; • As características do diagrama de complacência são determinadas pelas forças elásticas dos pulmões: definida por – força elástica do tecido pulmonar propriamente dito (determinadas por fibras de elastina e colágeno, que ficam contraídas quando os pulmões estão vazios e estiradas quando se expandem) e forças elásticas causadas pela tensão superficial do líquido que reveste as paredes internas dos alvéolos e outros espaços aéreos pulmonares (força que atrai moléculas de água no alvéolo, uma em direção a outra que tenta colabar os alvéolos) • As pressões transpleurais necessárias para expandir os pulmões cheios com ar, são 3 vezes maiores que as necessárias para expandir os pulmões cheios com solução salina; as forças elásticas teciduais, que tendem a provocar o colapso do pulmão cheio com ar, representam 1/3 da elasticidade total pulmonar; as forças de tensão superficial líquido-ar nos alvéolos representam 2/3 • Se o pulmão estiver cheio com solução salina; um pequeno aumento da pressão aumenta muito o volume • As forças elásticas pulmonares de tensão superficial aumentam quando o surfactante (substancia que reduz a tensão superficial da agua) não está presente no líquido alveolar • Tensão superficial: quando a água forma uma superfície de contato com o ar no interior dos alvéolos, as gotas de agua da superfície que formam uma fina membrana tendem a se contrair, resultando na tentativa de expulsar o ar do alvéolo, o que induz seu colapso • Quanto menor o alvéolo, maior a pressão alveolar produzida pela tensão superficial, pois são medidas inversamente proporcionais • A síndrome da membrana hialina ou síndrome do desconforto respiratório do recém-nascido: ocorre quando o recém- nascido é prematuro e não produziu surfactante suficiente (produzido no final da gestação); corticoide na mãe induz a produção de surfactantes no feto • Surfactante: é um complexo de substancias que faz com que tensão superficial da água nos alvéolos se reduza muito; ele se liga as moléculas de agua e reduz a atratividade das moléculas de agua dos dois lados da parede dos alvéolos; os pneumócitos tipo II (células epiteliais alveolares) secretam o surfactante; essas células ficam maduras no final da gestação; há mistura de proteínas, fosfolipídeos, íons; os mais importantes são os fosfolipídios dipalmitoilfosfatidilcolina, as apoproteinas surfactantes, e íons cálcio • Caixa torácica: a caixa torácica deve se expandir de maneira adequada, junto com a expansão pulmonar; para insuflar o sistema pulmonar total (pulmão + caixa torácica) é necessária pressão 2x maior do que a necessária para insuflar os pulmões isoladamente; a complacência torácica é quase a metade do pulmão isolado – 110ml de volume por cmH20 para o sistema combinado comparados a 200ml/cmH20 para os pulmões isolados; ou seja, quando o pulmão se encontra na caixa torácica, é preciso fazer uma pressão maior para que ele se encha de ar • Quando os pulmões estão expandidos até grandes volumes ou comprimidos até pequenos volumes, as limitações do tórax se tornam extremas • A maneira de ventilar um paciente depende de sua complacência; se uma quantidade pequena de volume aumenta a pressão o paciente possui baixa complacência • O trabalho da respiração: as contrações dos músculos respiratórios ocorrem na inspiração; a expiração é um processo passivo; trabalho de complacência ou trabalho elástico – necessário para expandir pulmões contra forças elásticas; trabalho de resistência tecidual – necessário para sobrepujar viscosidade pulmonar e das estruturas da parede torácica; trabalho de resistência das vias aéreas – necessário para sobrepujar a resistência aérea ao movimento de ar para dentro dos pulmões • Energia necessária para a respiração: durante a respiraçãonormal, apenas 3 a 5% da energia consumida pelo corpo são requeridas pela ventilação pulmonar; variações pequenas da pressão intratorácica ocorrem • Durante o exercício pesado, a quantidade de energia requerida pode aumentar por até 50 vezes Volumes e capacidades pulmonares: • O espirômetro é um aparelho que mede volumes e capacidades pulmonares, ele avalia se o paciente tem algum distúrbio respiratório; o método é chamado de espirometria; esse aparelho ajuda a estudar os movimentos respiratórios, é um cilindro numa câmara de ar, com água, e ao soprar no adaptador para a boca, o cilindro flutua na vasilha de agua, provocando marcações no cilindro de registro; é um exame funcional do pulmão; quanto você é capaz de expirar e por quanto tempo é medido por esse exame • Volume corrente: quantidade de ar que entra e sai de um pulmão durante uma respiração normal; em adulto/jovem ele é em torno de 500ml • Volume de reserva inspiratória: volume extra que pode ser inspirado, além do volume corrente normal, quando há inspiração com força total; além do volume corrente é possível respirar mais 3000ml • Volume de reserva expiratório: quantidade extra de ar que pode ser jogada para fora do pulmão numa expiração forçada; em torno de 1100ml • Volume residual: volume que fica no pulmão e não é possível jogá-lo para fora, mesmo numa expiração forçada; em torno de 1200ml; mantém pulmão aberto • Capacidade inspiratória: soma do volume corrente com volume de reserva respiratória = 3500ml; quantidade de ar que pode-se inspirar; distensão máxima pulmonar • Capacidade residual funcional: volume de reserva expiratório + volume residual = 2300ml; quantidade de ar que permanece nos pulmões após expiração normal • Capacidade vital: quantidade de ar que pode-se mobilizar = volume de reserva inspiratório + volume corrente + volume de reserva expiratório; 4600ml; quantidade máxima de ar que pode ser expelida • Capacidade pulmonar total: volume máximo que os pulmões podem ser expandidos com maior esforço; soma da capacidade vital com volume residual = 5800ml • Obs.: as mulheres tem volumes/ capacidades pulmonares 20 a 25% menores que os homens; e em pessoas atléticas e com massas corporais maiores isso é maior; o tórax da mulher é menor que do homem; além disso, a força muscular média das mulheres é menor • CV = VRI + Vc + VRE • CV = CI + VRE • CPT = CV + VR • CPT = CI + CRF • CRF = VRE + VR • O volume respiratório por minuto (V min) = quantidade de ar que entra do pulmão em um minuto; Vmin = volume corrente vezes a frequência respiratória por min; a ventilação minuto é em média 6L/min; mas pode variar bastante (1,5 L a 200L/min) • O gás carbônico é transportado na forma de bicarbonato, gerando acidose quando em excesso de H+; para neutralizar H+ = colocar mais bicarbonato no sangue; o aumento do Vmin aumenta a ventilação alveolar, havendo maior eliminação de ar, logo, maior eliminação de CO2; acidose é equilibrada com alcalose respiratória; o distúrbio do metabolismo ácido-base = preciso alterar volume min; alcalose metabólica – reduzir volume minuto; Vmin estiver aumentado pode-se causar alcalose respiratória; Vmin diminuído pode-se causar acidose respiratória Ventilação alveolar: • Velocidade/intensidade com que o ar novo alcança alvéolos, sacos alveolares, ductos alveolares e bronquíolos respiratórios • Espaço morto: quantidade de ar que está sendo usada para preencher estruturas que não participam da troca gasosa, como o nariz, faringe, traqueia, brônquios e bronquíolos; ar do espaço morto = não é útil para trocas gasosas; ele é expirado antes do ar que sai dos alvéolos; aproximadamente 150ml de ar • Espaço morto anatômico e fisiológico: o anatômico é o ar usado para preencher vias respiratórias que não realizam troca; o fisiológico vai ser a quantidade de ar que vai passar por um local onde há troca gasosa, mas ela não vai ocorrer, pois não há chegada de capilares naquele local; o fisiológico pode ocorrer por lesão alveolar (enfisema pulmonar – paredes alveolares vão sendo lesadas = capilares não passam mais naquela região = não há troca gasosa) ou quando há ausência de circulação alveolar (tromboembolismo pulmonar – obstrução de uma artéria pulmonar, logo, não há capilar fazendo a troca nessas regiões) • Intensidade da ventilação alveolar: ventilação alveolar = frequência respiratória vezes volume corrente (ar novo que entra nos alvéolos) menos espaço morto • Vias respiratórias: o ar entra no pulmão através do nariz, passando pelas fibriças, onde as partículas são filtradas; nas conchas e cornetos, há o aquecimento e umidificação do ar; na faringe o ar está quente e úmido; passa pela laringe; chega na traqueia; vai para brônquios; bronquíolos; bronquíolos terminais e alvéolos; a parede alveolar é composta por 2 finas camadas de pneumócitos, uma membrana basal, e um capilar = ligação íntima entre capilar e alvéolo; enquanto há cartilagem não há parte respiratória; os bronquíolos terminais se transformam em bronquíolos respiratórios, onde começam a ter sacos alveolares, onde ocorrem as trocas; nesses bronquíolos há colágeno e fibras musculares, que fazem com que luz dos bronquíolos se reduzam muito na constrição, sem a presença de cartilagens; somente nos sacros alveolares ocorrem as trocas; • Controle da musculatura brônquica: nos bronquíolos não há cartilagem; a asma provoca o espessamento da parede dos brônquios, reduzindo sua luz, fazendo broncoconstrição, dificultando a respiração • Controle simpático: o SNA, principalmente simpático controla a árvore brônquica; adrenalina e noradrenalina (liberadas pela medula da glândula adrenal) provocam broncodilatação por estimularem receptores beta-adrenérgicos • A resistência ao fluxo aéreo nos bronquíolos está aumentada quando – há contração muscular de suas paredes, edema que ocorre em suas paredes, acúmulo de muco no lúmen dos bronquíolos = reduz a luz; na asma ocorre contração muscular das paredes e edema das paredes, e em situações mais extremas o acúmulo de muco; • O estímulo parassimpático faz broncoconstrição (acetilcolina); fibras derivadas do nervo vago penetram no parênquima pulmonar; atropina – fármaco que bloqueia efeitos da acetilcolina; pacientes intoxicados com organofosforados tem falta de ar, pois dificultam destruição da acetilcolina = broncoespasmo; irritação da membrana epitelial das vias respiratórias = reflexo constritor bronquiolar • Fatores secretores locais – histamina e substancia de reação lenta da anafilaxia = liberadas por mastócitos durante reação alérgica; crise alérgica grave = adrenalina via intramuscular ou subcutânea, que vai atuar na musculatura brônquica; a nebulização com adrenalina tem o mesmo efeito • O revestimento mucoso das vias aéreas e ação dos cílios na limpeza dessas vias: o epitélio respiratório é pseudoestratificado cilíndrico ciliado com células caliciformes; o muco adere impurezas; os cílios são unidirecionais e empurram o muco de baixo para cima, com o sentido de ser expelido ou engolido com a saliva • Reflexo da tosse: mecanismo de defesa; expele substancias do pulmão; os brônquios e traqueia são muito sensíveis ao toque, principalmente próximo a carina, e tal irritação inicia o reflexo; sensores nesse local desencadeiam esse reflexo; impulsos neurais aferentes passam das vias respiratórias, principalmente pelo nervo vago, até o bulbo, onde sequencia automática de eventos é desencadeada por circuitos de estimulo neural; • Tosse: até 2,5L de ar são inspirados; a epiglote se fecha e as cordas vocais são fechadas com firmeza; músculos abdominais se contraem com força, empurrando diafragma, e intercostais internos também se contraem com força,produzindo pressão alta no pulmão; as cordas vocais e a epiglote subitamente se abrem de forma ampla, e o ar sob alta pressão explode e é expulso para o exterior em alta velocidade, levando junto os corpos • estranhos presentes; a forte compressão dos pulmões colapsa brônquios e traqueia, ao fazer com que partes não cartilaginosas se invaginem; ocorre pos irritação das vias aéreas inferiores • Reflexo do espirro: ocorre por irritação das vias aéreas superiores (vias nasais); o impulso aferente passa pelo 5º par craniano para o bulbo, onde o reflexo é desencadeado; a úvula vai ser deprimida, ocluindo a passagem do ar pela boca, logo, o ar passa pelo nariz em alta velocidade, limpando as vias nasais do material estranho; pode ser desencadeado por estimular alguma região da face; o ramo do trigêmeo pode estimular o espirro • Funções respiratórias normais do nariz: aquecer ar; umidificar e filtra ar • Quando a pessoa respira por tubo diretamente para o interior da traqueia (traqueostomia), o resfriamento e ressecamento, na porção inferior do pulmão, podem levar a infecção e criação de crostas • Anatomia da laringe: possui cartilagens que dão sua estrutura; a vibração das pregas vocais regulam o tipo de som que vai ser produzido Circulação Pulmonar • O pulmão vai ter uma circulação de baixo fluxo e alta pressão, que supre traqueia, árvore brônquica, tecidos de sustentação do pulmão e as camadas externas dos vasos com sangue arterial sistêmico, através de artérias brônquicas • E vai ter outra circulação de alto fluxo e baixa pressão que leva sangue venoso corporal para os capilares alveolares • As artérias brônquicas dão sustentação ao pulmão, e as artérias pulmonares levam sangue pobre em oxigênio para ser oxigenado; veias pulmonares carregam sangue arterial para o AE • A árvore pulmonar possui grande complacência, pois as artérias pulmonares são finas e distensíveis • Vasos linfáticos circundam bronquíolos terminais, nos espaços de tecido conjuntivo, vão em direção ao hilo, e de la seguem para o ducto linfático torácico direito Pressões no sistema pulmonar • Pressão sistólica do VD = 25 mmHg; pressão diastólica do VD = 0 a 1 mmHg; valores que são 1/5 dos medidos para o VE • Pressões na artéria pulmonar: sístole = pressão no VD, e depois que a válvula pulmonar se fecha a pressão cai lentamente; diástole = 8mmHg; pressão arterial média = 15mmHg • Pressão capilar pulmonar: em média 7mmHg • Pressão venosa pulmonar e pressão atrial esquerda = pressão de encunhadura (em cunha) pulmonar: medida a partir de inserção de cateter em veia periférica até AD, passando através da artéria pulmonar, até chegar em seus ramos • A insuficiência cardíaca aumenta pressões pulmonares Volume sanguíneo dos pulmões: • Os pulmões servem como reservatório de sangue; quando a pressão aumenta dentro dos pulmões, sangue pode ser expelido da circulação pulmonar para a sistêmica; a perda de sangue pela circulação sistêmica (hemorragias) pode ser compensada pelo desvio de sangue dos vasos pulmonares para os sistêmicos • A insuficiência do lado esquerdo do coração ou aumento da resistência ao fluxo por estenose ou regurgitação da válvula mitral, provoca acumulo de sangue na circulação pulmonar = elevações nas pressões vasculares pulmonares, provocando desvio do sangue sistêmico para a circulação pulmonar • A dispneia é provocada por dissociação entre estímulo respiratório e expansão torácica; o edema reduz a complacência pulmonar, provocando tal sintoma Fluxo de sangue pelos pulmões e sua distribuição: • O fluxo de sangue pelos pulmões é essencialmente igual ao débito cardíaco • A diminuição do oxigênio alveolar reduz o fluxo sanguíneo alveolar local e regula a distribuição do fluxo sanguíneo pulmonar: quando há tal diminuição, os vasos sanguíneos adjacentes contraem, com aumento da resistência (oposto do que ocorre nos vasos sistêmicos); a função disso é distribuir sangue para onde ele for mais eficientes = fluxo do sangue para áreas pulmonares mais aeradas Efeito dos gradientes de pressão hidrostática nos pulmões sobre o fluxo sanguíneo regional pulmonar: • A pressão arterial pulmonar na porção mais superior do pulmão é menor que do que a pressão da artéria pulmonar no nível do coração; e a pressão na porção inferior é maior • A parte superior dos pulmões recebe quantidade menor de sangue que as bases pulmonares; durante exercício, o fluxo de sangue aumenta no pulmão como um todo, mas ainda é maior na base; a gravidade redistribui esse fluxo • Os vasos sanguíneos na parte inferior são melhor visíveis do que na parte superior dos pulmões • Quando a pressão do ar no alvéolo for maior que a pressão capilar pulmonar, os capilares se fecham e o fluxo é interrompido • Mecânica do fluxo de sangue: • Zona 1 – ausência de fluxo sanguíneo, durante todas as partes do ciclo cardíaco, pois a pressão capilar alveolar, nessa região do pulmão, nunca fica acima da pressão do ar alveolar • Zona 2 – Fluxo de sangue intermitente, somente nos picos da pressão arterial pulmonar pois a pressão sistólica é superior a pressão do ar alveolar, mas a diastólica não é • Zona 3 – fluxo sanguíneo continuo, pois a pressão capilar alveolar é superior a pressão do ar alveolar durante todo o ciclo cardíaco • Normalmente, os pulmões só tem fluxos de sangue 2 e 3; a zona 1 ocorre sob condições anormais: ocorre quando a pressão arterial sistólica pulmonar é muito baixa (hemorragias) ou a pressão alveolar é muito alta para permitir o fluxo • O exercício intenso faz com que grande quantidade de sangue, e essa quantidade extra de sangue é acomodada pois: o fluxo aumentado nesse sistema arterial pulmonar tem junto a isso uma demanda muito grande de oxigênio que aumenta a ventilação pulmonar, aumentando o número de capilares abertos, fazendo sua distensão, com elevação da velocidade de fluxo, e também porque há aumento da pressão arterial pulmonar; porém, a pressão arterial pulmonar se eleva pouco por conta da diminuição da resistência, resultante dos outros 2 fatores; o fluxo sanguíneo aumenta em todas as partes dos pulmões • Se a pressão no AE aumenta, a elevação inicial da pressão atrial até cerca de 7mmHg tem pouco efeito sobre a circulação pulmonar, por conta da complacência das veias pulmonares e abertura de mais capilares • Quando o lado esquerdo do coração falha, sangue começa a se acumular no AE; e quando as pressões no AE se elevam para acima de 7/8 mmHg, ocorrem elevações na pressão arterial pulmonar, resultando em aumento da carga sobre o lado direito do coração; também ocorre aumento da pressão capilar alveolar, que pode resultar em edema pulmonar Dinâmica capilar pulmonar: • Quando o débito cardíaco aumenta, o tempo de passagem do sangue pelos capilares pulmonares diminui; mas não diminui tão acentuadamente pois capilares que antes estavam colapsados se abrem, acomodando o fluxo sanguíneo • A elevação da pressão das veias pulmonares, aumenta dos capilares e artérias pulmonares, o que altera a dinâmica da troca de líquidos entre os alvéolos e sangue • A pressão capilar pulmonar é baixa, se comparada com a pressão capilar funcional mais elevada nos tecidos periféricos • A pressão no liquido intersticial pulmonar é mais negativa que a do tecido subcutâneo periférico • Capilares pulmonares são relativamente permeáveis a proteínas, e a pressão coloidosmótica no líquido intersticial pulmonar é maior que dos tecidos periféricos • Paredes alveolares são finas, e epitélio alveolar é frágil, logo, pode romper com pressão positiva superior a pressão do ar alveolar nos espaços intersticiais, permitindo acumulo de liquido intersticial no espaço alveolar • As forças normais, direcionadaspara fora, são maiores que as direcionadas para dentro = pressão de filtração média na membrana do capilar pulmonar; essa pressão causa fluxo continuo de liquido dos capilares pulmonares para espaços intersticiais, e tal liquido volta para a circulação pelo sistema linfático • Capilares pulmonares e o sistema linfático pulmonar mantém ligeira pressão negativa nos espaços intersticiais = quantidade extra de líquidos nos alvéolos é sugada para interstício pulmonar • Edema pulmonar: fator que aumenta filtração de líquidos para fora de capilares pulmonares ou que impeça funcionamento dos linfáticos pulmonares, aumenta a pressão do liquido intersticial pulmonar; causas mais comuns: insuficiência cardíaca esquerda ou doença da válvula mitral (com elevações da pressão venosa pulmonar) e lesão das membranas dos capilares pulmonares (infecções, como pneumonia ou inalação de substancias tóxicas) • O fator de segurança do edema pulmonar: a pressão capilar pulmonar deve se elevar ate valor pelo menos igual a pressão coloidosmótica do plasma nos capilares, antes de ocorrer edema pulmonar significativo • Em condições crônicas, os pulmões ficam mais resistentes ao edema, pois os vasos linfáticos se expandem; ex: pacientes com estenose mitral cronica Líquido na cavidade pleural: • Geralmente a quantidade é pequena, que reduz atrito entre pleuras parietal e visceral • Quando esse liquido aumenta, seu excesso é bombeado para fora da cavidade pleural pelos vasos linfáticos • Pressão negativa no espaço pleural normal, causada pelo bombeamento de liquido do espaço pelos vasos linfáticos; essa pressão mantem pulmões expandidos, pois os mantem tracionados contra a pleura parietal da cavidade toracica • Derrame pleural – provocado por bloqueio da drenagem linfática da cavidade pleural(linfoma); insuficiência cardíaca; diminuição acentuada da pressão coloidosmótica do plasma com perda da albumina (ex: síndrome nefrótica); infecção ou qualquer outra causa de inflamação nas superfícies da cavidade pleural, que aumenta a permeabilidade dos capilares, facilitando a passagem de líquido e proteína plasmática na cavidade Regulação da respiração: • Principal regulador da respiração é o SNA; ela pode ser parcialmente controlada voluntariamente; a intensidade da ventilação é ajustada de acordo com as exigências corporais; pressões de oxigênio e de CO2 no sangue arterial pouco se alteram, mesmo durante atividade física intensa • O centro respiratório se compõe em grupos de neurônios que ficam na ponte do tronco cerebral e no bulbo • Esse centro se divide em 3 grupamentos de neurônios: grupo respiratório dorsal, responsável pela inspiração; grupo respiratório ventral, responsável pela expiração e grupo pneumotáxico, que atua no controle da frequência e amplitude respiratória • O grupo respiratório dorsal se situa no interior do núcleo do trato solitário; o NTS corresponde a terminação sensorial dos nervos vago e glossofaríngeo, que transmitem sinais sensoriais para o centro respiratório a partir de quimiorreceptores, barorreceptores e receptores pulmonares • O sinal inspiratório é em “rampa”, o que induz o aumento constante do volume dos pulmões; o sinal nervoso é transmitido para músculos inspiratórios; vantagens: controle da velocidade do aumento do sinal em rampa, onde em respiração mais intensa a rampa aumenta com rapidez, promovendo rápida expansão pulmonar, e controle do ponto limítrofe da interrupção súbita da rampa = controle da frequência respiratória • O centro pneumotáxico controla o “desligamento” da rampa inspiratória, controlando a fase de expansão pulmonar; ele limita a inspiração • Neurônios do grupo respiratório ventral: ficam inativos na respiração normal e tranquila; contribui para controle respiratório extra no aumento da ventilação pulmonar; proveem sinais expiratórios para músculos abdominais, durante expiração intensa; atua em atividade física intensa • Reflexo de insuflação de Hering-Breuer: há receptores de estiramento na parede muscular de brônquios e bronquíolos, que enviam sinais pelo nervo vago para o grupo respiratório dorsal de neurônios, quando os pulmões são excessivamente distendidos, promovendo a inspiração; esses receptores ativam a resposta por feedback, que faz com que a inspiração seja reduzida, pois “desativa” rampa, o que aumenta a frequência respiratória Controle químico da respiração: • O excesso de CO2 e íons H+ atua diretamente sobre centro respiratório, aumentando intensidade de sinais motores inspiratórios e expiratórios para músculos respiratórios • O oxigênio atua nos quimiorreceptores periféricos, situados nos corpos carotídeos e aórticos, que vão transmitir sinais para o centro respiratório • A área quimiossensível, próxima a região ventral do bulbo, é muito sensível as alterações sanguíneas de PCO2 e H+; neurônios dessa área são estimulados pelos íons H+ • O CO2 estimula a área quimiossensível: tem efeito indireto potente; reage com a água, formando acido carbônico, e se dissocia em H+ e HCO3-, então os íons H+ exercem efeito estimulatório direto na respiração • Íons H+ tem menor permeabilidade a barreira hematoencefálica, enquanto o CO2 contém alta permeabilidade; logo, sempre que a PCO2 sanguinea aumenta, ela também aumenta no LCR e liquido intersticial do bulbo; o CO2 reage com a agua e libera H+ na área sensorial quimiossensivel respiratória do bulbo; por isso, o aumento sanguíneo de CO2 é mais significativo que o de H+ • A variação da concentração de CO2 tem efeito agudo sobre o controle da atividade respiratória, pois a compensação feita pelos rins impede o efeito crônico • O CO2 é o principal regulador da respiração, e não o O2 Papel do O2 no controle respiratório • Os corpos carotídeos ficam na bifurcação das artérias carótidas comuns, e deles as fibras nervosas cursam pelos nervos de Hering, passam pelo nervo glossofaríngeo, até chegar a área respiratória dorsal do bulbo • Os corpos aórticos ficam ao longo do arco da aorta; suas fibras cursam pelos nervos vagos • O fluxo sanguíneo por esses corpos é muito alto; e os quimiorreceptores estão sempre expostos ao sangue arterial • Quimiorreceptores são intensamente estimulados na baixa de O2; e o aumento das concentrações de CO2 e H+ também os estimulam • Corpos carotídeos e aórticos possuem células glomosas, que fazem sinapse direta ou indireta com terminações nervosas • Sob pressões de PO2 menores que 100mmHg, a ventilação pulmonar aumenta muito • Fenômeno de aclimatação: dentro de 2/3 dias, o centro respiratório no tronco cerebral perde 80% de sua sensibilidade as alterações de PCO2 e H+; baixos teores de O2 conduzem o sistema respiratório a níveis mais altos de ventilação alveolar do que sob condições agudas Regulação da respiração durante exercício físico • No atleta saudável, a ventilação alveolar aumenta proporcionalmente a elevação do nível do metabolismo do oxigênio • O encéfalo transmite impulsos para o tronco cerebral, para estimular o centro respiratório, ao mesmo tempo que transmite sinais aos músculos corporais • O SNC faz estimulação antecipatória, estimulando ventilação alveolar aumentada antes dela ser necessária, no início da atividade física; porém, a quantidade de CO2 liberada pelos músculos ativos regula a PCO2 Outros fatores que influenciam a respiração: • Controle voluntário da respiração: hiperventilação/ hipoventilação podem alterar PCO2, PO2 e pH sanguíneos • Efeito de receptores irritativos as vias aéreas: receptores irritativos podem estimular tosse, espirro, constrição brônquica (asma, enfisema, por ex) • Função dos receptores J pulmonares: terminações nervosas sensoriais nas paredes dos alvéolos em justaposiçãoaos capilares pulmonares; estimulados na congestão dos capilares pulmonares ou edema pulmonar; sua excitação provoca dispneia • Edema cerebral deprime o centro respiratório: edema cerebral agudo resultante da concussão cerebral = compressão de artérias cerebrais contra abóbada craniana = bloqueio da irrigação sanguínea; injeção intravenosa de soluções hipertônicas, como manitol promovem remoção osmótica de certa quantidade de liquido, aliviando a pressão intracraniana, e restabelecendo a respiração em alguns minutos • Anestesia: superdosagem = depressão e paradas respiratórias; ex: morfina, pentobarbital sódico, halotano • Respiração periódica: anormalidade respiratória; respiração profunda por curto intervalo de tempo, e em seguida, respiração superficial ou ausente por intervalo adicional • Respiração de Cheyne-Stokes: tipo de respiração periódica; movimento respiratório lento crescente e decrescente, que ocorre a cada 40-60 seg; causas: quando ocorre retardo prolongado do transporte de sangue dos pulmões para o cérebro, e o aumento do feedback negativo nas áreas de controle respiratório (alteração de O2 ou CO2 sanguineo provoca variação maior da ventilação que o normal); comum em indivíduos com insuficiência cardíaca grave, pois o fluxo fica lento (1ª causa), e em pacientes com dano cerebral (2ª causa) Apneia do sono: • Frequência e duração de apneias (ausência de respiração espontânea) aumentadas • Podem ser causadas por obstrução das vias aéreas superiores, ou por comprometimento do controle respiratório do SNC • Indivíduos que possuem passagem de ar nas vias estreita: músculos da faringe ao relaxarem durante o sono provocam obstrução da faringe, impedindo fluxo de ar para pulmões • Em indivíduos com apneia do sono ocorre forte respiração sonora (roncos) e laboriosa; o ronco é seguido por silencio (apneia); esses períodos de apneia diminuem a PO2 e aumentam a PCO2, estimulando a resfôlegos e suspiros = sono agitado e fragmentado • O paciente costuma ter sonolência excessiva durante o dia, incluindo atividade simpática elevada, hipertensão pulmonar e sistêmica, frequências cardíacas altas, além de risco elevado de doença cardiovascular • A apneia obstrutiva do sono é mais comum em obesos e idosos, com deposição aumentada de gordura na laringe ou compressão desse órgão devido as massas adiposas excessivas • Pode estar associada a língua muito grande, tonsilas muito grandes, obstrução nasal • Tratamentos mais comuns: cirurgia para remover tecido adiposo em excesso na região da garganta, retirar tonsilas ou adenoides aumentadas, traqueostomia; ventilação nasal com pressão aérea positiva continua (PAPC) • Apneia do sono central: em alguns indivíduos, o controle do SNC dos músculos ventilatórios pode ter interrupção temporária; causa: distúrbios aos centros respiratórios centrais ou anormalidades do aparelho neuromuscular respiratório; a instabilidade do controle respiratório pode ser decorrente de AVC ou distúrbios que fazem centros respiratórios responderem menos aos efeitos do CO2 e H+