Fisiologia - RESPIRATÓRIO

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Anatomia das Vias aéreas inferiores
Divisão do sistema respiratório:
Via aérea superior:Nariz, Cavidade nasal, Faringe, Laringe
Via aérea inferior: Traqueia, Brônquio, pulmão
Traqueia: 16 a 20 Cartilagens traqueais em formato de C, unidas por ligamentos
anulares
Irrigação da traqueia é feita principalmente pela artéria tireóidea inferior e a
drenagem pelas veias tireóideas inferiores.
As vísceras da camada respiratória, a laringe e a traqueia, contribuem para as
funções respiratórias do corpo. As principais funções são:
- Direcionamento do ar e alimento para o sistema respiratório e o esôfago,
respectivamente
- Garantia de uma via respiratória pérvia e de um meio para fechá-la
temporariamente
- Produção da voz
Laringe
Embora seja conhecida mais frequentemente por seu papel como o mecanismo
fonador para produção da voz, sua função mais importante é proteger as vias
respiratórias, sobretudo durante a deglutição, quando serve como válvula do
sistema respiratório inferior, mantendo assim a perviedade da via respiratória.
Esqueleto da Laringe: é formado por nove cartilagens, três são ímpares, Cartilagem
tireóidea, cricóidea e epiglótica e três são pares, corniculado, aritenóidea e
cuneiforme
Mecânica Respiratória; Volumes e capacidades pulmonares
É a essência dos
fenômenos que permitem
tanto a expansão
pulmonar e
conseqüente entrada de
ar nos pulmões como
também a retração e a
saída de ar.
Na inspiração: o
Diafragma se contrai e
move-se para baixo
Na expiração: Diafragma
relaxa e move-se para
cima
O ar, assim como outros fluidos, move-se de regiões com pressões mais altas para
regiões com pressões mais baixas. Logo, o fluxo de ar entre a atmosfera e os
alvéolos só ocorre na presença de um gradiente de pressão. A pressão atmosférica
é adotada convencionalmente como 0cmH20
Além disso, a mecânica respiratória envolve as forças da musculatura respiratória
para vencer a retração elástica dos pulmões, tórax e resistência ao fluxo aéreo.
- Lei de Boyle: A redução do volume aumenta as colisões e consequentemente
aumenta a pressão
- A inspiração ocorre quando a pressão alveolar diminui
- Quando o diafragma contrai, o volume torácico aumenta
- Quando o diafragma relaxa, o volume torácico diminui
Inspiração: A pressão alveolar é menor que a pressão atmosférica
Expiração: A pressão alveolar é maior que a pressão atmosférica
Músculos da respiração
São responsáveis pelas variações das pressões pulmonares , permitindo a entrada
e saída de gases pelas vias aéreas
Músculos da inspiração: M. intercostais externos - elevam as costelas; Diafragma
A função deles é produzir aumento da caixa torácica
Músculos acessórios da inspiração: M. Esternocleidomastóideo; Músculos
escalenos ( porção anterior, média e posterior)
Músculos da expiração: M. intercostais internos (exceto a parte intercondral);
Abdominais ( Transverso do abdome, oblíquo interno, oblíquo externo e o M. Reto
do abdome)
Os músculos abdominais puxam a caixa torácica para baixo reduzindo a espessura
e forçam o deslocamento para cima do conteúdo abdominal. 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.
Volumes pulmonares
Os pulmões são formados por um tecido leve e esponjoso, cujo volume ocupado é
principalmente por espaços cheios de ar. Cada membrana pleural ou pleura, é
formada por muitas camadas de tecido conectivo elástico e um grande número de
capilares. As camadas opostas da camada pleural são mantidas unidas por um
líquido pleural.
O líquido pleural tem vários propósitos. Primeiro, ele cria uma superfície úmida e
escorregadia para que as membranas opostas possam se deslizar uma sobre a
outra enquanto os pulmões se movem dentro do tórax. Segundo, ele mantém os
pulmões aderidos à parede torácica.
1. Volume corrente: volume de ar inspirado e expirado normalmente a cada ciclo
2. Volume de reserva inspiratório: é o volume extra de ar que pode ser inspirado
além do volume corrente normal.
3. Volume de reserva expiratório : é o volume máximo que pode ser expirado a
partir do final de uma expiração espontânea.
4. Volume residual: volume que permanece no pulmão após uma expiração
máxima
Capacidades
1. Capacidade inspiratória: Volume corrente + Volume de reserva inspiratório
(Quantidade máxima de ar que pode ser inspirada a partir de uma expiração
normal)
2. Capacidade vital: Volume corrente + volume de reserva inspiratório + volume
de reserva expiratório (Quantidade máxima de ar que pode ser
voluntariamente inspirada ou expirada a cada respiração)
3. Capacidade residual funcional: Volume de reserva expiratório + volume
residual (Quantidade de ar que permanece nos pulmões após uma expiração
normal)
4. Capacidade pulmonar total: Volume corrente + Volume de reserva inspiratório
+ Volume de reserva expiratório + volume residual (Maior volume que os
pulmões podem alcançar
Alterações da pressão alveolar durante uma inspiração
Tempo 0: Na breve pausa entre as respirações, a pressão alveolar é igual à
pressão atmosférica (O mmHg no ponto A1). Quando as pressões são iguais,
não há fluxo de ar.
Tempo 0 a 2 segundos: inspiração. Quando a inspiração inicia, os músculos
inspiratórios contraem, e o volume torácico aumenta. Com o aumento do
volume, a pressão alveolar diminui cerca de 1 mmHg abaixo da pressão
atmosférica ( - 1 mmHg, ponto A2), e o ar flui para dentro dos alvéolos (ponto
C1 a C2).
Como o ar continua a fluir para dentro dos alvéolos, a pressão aumenta até a
caixa torácica parar de expandir-se, imediatamente antes do término da
inspiração. O movimento do ar continua por mais uma fração de segundo, até
que a pressão dentro dos pulmões se iguala à pressão a atmosférica (ponto
A3). Ao término da inspiração, o volume pulmonar está no seu valor máximo
no ciclo respiratório (ponto C2), e a pressão alveolar é igual à pressão
atmosférica.
Tempo 2 a 4 segundos: expiração. Como os volumes pulmonares e torácicos
diminuem durante a expiração, a pressão de ar nos pulmões aumenta,
atingindo cerca de 1 mmHg acima da pressão atmosférica. A pressão
alveolar é agora maior do que a pressão atmosférica, de modo que o fluxo de
ar se inverte, e o ar move-se para fora dos pulmões.
Tempo 4 segundos. No final da expiração, o movimento de ar cessa quando a
pressão alveolar novamente se iguala à pressão atmosférica (ponto A5). O
volume pulmonar atinge o seu valor mínimo dentro do ciclo respiratório (ponto
C3). Nesse ponto, o ciclo respiratório terminou e está pronto para ser iniciado
novamente com a próxima respiração.
Alvéolos
Cada pequeno alvéolo é composto por uma única camada de epitélio. Dois
tipos de células epiteliais são encontrados nos alvéolos. Cerca de 95% da
área superficial alveolar é utilizada para a troca de gases e é formada por
células alveolares tipo I (Pneumócito tipo I).
A célula alveolar tipo II (Pneumócito tipo II), menor e mais espessa, sintetiza
e secreta uma substância química como surfactante. O surfactante
mistura-se com o líquido fino que reveste o alvéolo para ajudar os pulmões
quando eles se expandem durante a respiração.
Quando o volume do tórax aumenta, a pressão alveolar diminui, e o ar flui
para dentro do sistema respiratório. Quando o volume do tórax diminui, a
pressão alveolar aumenta, e o ar flui para a atmosfera.
Espirometria
Espirometria: é um exame capaz de mensurar a movimentação do ar por meio de
fluxos e volumes pulmonares, ou seja, a velocidade com que o indivíduo é capaz de
inspirar e expirar e também a quantidade de ar utilizada nesses movimentos com o
auxílio dos músculos respiratórios.
- O que a CVF nos diz:
A capacidade Vital Forçada nos dá uma estimativa do volume pulmonar. Não é um
dado fidedigno, pois não temos como mensurar o VR durante a espirometria
- O que o VEF1 nos diz?
O VEF1 nos diz se há atraso na liberação do ar durante a expiração (Paciente com
DPOC tem tempo de expiração prolongado pelo aprisionamento do ar, por isso no
primeiro segundo eliminam um volume inferiorao normal)
- O que a relação VEF1/ CVF (índice de Tiffenau) nos diz?
Razão entre volume expiratório forçado em 1 segundo e capacidade vital forçada.
Em doenças obstrutivas, como a asma, DPOC, bronquite crônica ou efisema, o
valor de VEF1 diminui devido ao aumento da resistência ao fluxo expiratório. O
índice de Tiffenau nos indica se há ou não obstrução ao fluxo de ar.
Uma doença restritiva tem como característica mecânica a baixa complacência
pulmonar, como, por exemplo, quando se tem uma menor produção surfactante
alveolar. Nestas condições, há uma maior tensão superficial na parede dos alvéolos,
fazendo com que eles apresentem uma tendência muito mais forte ao colabamento,
ou seja, o ar tende a ser expulso dos alvéolos, quando não se produz uma
quantidade adequada de surfactante. Nesta situação, irá penetrar uma quantidade
menor de ar nos alvéolos, ou seja, haverá uma diminuição na ventilação. Sendo
assim, para que haja a mesma entrada de ar que em uma situação normal, é
necessário o emprego de uma força maior, junto a musculatura associada à
inspiração.
Outro padrão encontrado na espirometria é o padrão obstrutivo. Nele, o problema
não está relacionado com a baixa complacência, ou seja, ele não apresenta
nenhuma dificuldade relacionada ao aumento de volume da caixa torácica. O
problema é o aumento da resistência das vias aéreas, ou seja, elas apresentam um
raio menor. Quanto mais rápido o fluxo, maior o atrito das moléculas com as vias
aéreas, aumentando ainda mais a resistência. Dessa forma. Indivíduos com
doenças obstrutivas têm uma resistência maior nas vias aéreas, particularmente
quando há um aumento no fluxo respiratório. A característica principal das doenças
obstrutivas é a dificuldade na exalação do ar.
Pressão intrapleural
A ventilação requer que os pulmões, os quais não podem se contrair ou se expandir
por conta própria, movam-se em associação com a contração e o relaxamento do
tórax. A superfície dos pulmões é coberta pela pleura visceral, e a porção pleural
que reveste a cavidade torácica é chamada pleura parietal. As forças de coesão do
líquido intrapleural promovem a adesão dos pulmões à caixa torácica. Quando a
caixa torácica se movimenta durante a respiração, os pulmões movem-se junto.
A pressão intrapleural no fluido entre as membranas pleurais é normalmente
subatmosférica. As duas membranas pleurais são mantidas unidas pelo líquido
pleural, de modo que os pulmões são forçados a se esticarem, a fim de se
adaptarem ao maior volume da caixa torácica. Ao mesmo tempo, no entanto, o
recolhimento elástico dos pulmões cria uma força direcionada para dentro, que tenta
puxar os pulmões para longe da caixa torácica . A combinação da caixa torácica
puxando para fora e a retração elástica dos pulmões puxando para dentro cria uma
pressão intrapleural subatmosférica de cerca de – 3mmHg.
Transporte de gases no pulmão:
1. O oxigênio chega ao sangue através da interface alvéolo – capilar
2. O oxigênio é transportado no sangue dissolvido no plasma ou ligado à
hemoglobina dentro dos eritrócitos
3. O oxigênio difunde-se para dentro das células
4. O CO2 difunde-se para fora das células
5. O CO2 é transportado dissolvido no plasma, ligado à hemoglobina, ou sob a
forma de HCO3
6. O CO2 entra nos alvéolos na interface alvéolo – capilar
A PO2 alveolar baixa diminui o consumo de oxigênio
Um diminuição na PO2 alveolar significa que menos oxigênio estará disponível
para chegar ao sangue. Além disso, podem ocorrer problemas com a
transferência dos gases entre os alvéolos e os capilares pulmonares. Existem
duas possíveis causas para baixa Po2 alveolar:
1. O ar inspirado tem baixo conteúdo de oxigênio ou
2. A ventilação alveolar é inadequada
Composição do ar inspirada: O primeiro requisito para uma oferta adequada de
oxigênio aos tecidos é uma captação de oxigênio adequada. O principal fator que
afeta o conteúdo de oxigênio atmosférico é a altitude. Em altas altitudes, há uma
menor pressão parcial de oxigênio do que ao nível do mar. Isso faz com que o
indivíduo experimente uma situação de hipóxia. Essa hipóxia vai ter dois efeitos: o
imediato é o aumento da frequência respiratória.
Ventilação alveolar: a menos que uma pessoa esteja viajando, a altitude permanece
constante. Se a composição do ar inspirado é normal, mas a Po2 alveolar é baixa,
então a pessoa deve estar com problemas na ventilação alveolar. A ventilação
alveolar baixa também é conhecida como hipoventilação, sendo caracterizada por
uma redução no volume de ar que chega aos alvéolos. As alteração patológicas que
podem resultar em hipoventilação alveolar incluem a diminuição da complacência
pulmonar ou a depressão do SNC que diminui a frequência respiratória e a
profundidade da respiração.
Relação V/Q
V: Está diretamente relacionado a ventilação alveolar
Q: Está diretamente relacionado ao fluxo sanguíneo
Regiões inferiores do pulmão ventilam melhor que as regiões superiores
- O pulmão ‘’dependente’’ (inferior) é melhor ventilado
1. Influência da gravidade
2. Características em repouso e posição ortostática: Diminuição do fluxo sanguíneo
da base para o ápice
Na posição ortostática, regiões inferiores do pulmões ventilam melhor que as
superiores. Na posição supina (posição em que o indivíduo deita de face para cima),
não há diferença entre ventilação de ápice e bases pulmonares, mas a ventilação do
pulmão mais inferior (posterior) excede a do pulmão mais superior (anterior). Em
decúbito lateral, o pulmão inferior, também chamado dependente, é mais ventilado.
A relação V/Q normal é de 0,8 ~ 1
índice V/Q alto: Boa ventilação e baixa perfusão (Hipóxia e Hipercapnia)
índice V/Q baixo: Baixa ventilação e uma boa perfusão (Hipóxia). Conhecido como
shunt pulmonar
índice V/Q nulo: tanto a ventilação quanto e perfusão estão baixas
Diferenças regionais na ventilação
Espaço morto anatômico: espaço preenchido pelo ar nas vias respiratórias que não
sofrem troca gasosa (vias aéreas superiores - vias de condução)
Espaço morto fisiológico: área ventilada, mas que não é perfundida
Há um maior fluxo sanguíneo na região inferior do pulmão
Fisiologia do esforço
Relação fluxo sanguíneo x Resistência
1. Raio
2. Comprimento
3. Viscosidade
O fluxo sanguíneo é diretamente proporcional à diferença de pressão, mas
inversamente proporcional a resistência.
A relação entre a resistência, diâmetro do vaso sanguíneo e viscosidade do sangue
é descrita pela equação de poiseuille. A resistência total de um conjunto de vasos
sanguíneos também depende de os vasos sanguíneos estarem em série ou paralelo
Quando o raio de um vaso sanguíneo diminui sua resistência aumenta, não de uma
maneira linear, mas ampliada pela relação à quarta potência. Por exemplo, se o raio
de um vaso sanguíneo diminui à metade, a resistência aumenta 16 vezes.
- Fatores neurais (Simpático) age na vasoconstrição e na vasodilatação. O
sistema Renina Angiotensina aldosterona também age na vasoconstrição
- Substâncias vasodilatadoras: óxido nítrico, Prostaciclina
- Substâncias vasoconstritores: Endotelina I, Prostaglandina, Angiotensina II
Lembrete: Regulação Renina - Angiotensina - Aldosterona
1. Uma diminuição na PA é detectada por Mecanorreceptores nas
arteríolas
2. Após ser detectado o sinal, ele é enviado para as células da
justaglomerular que vão iniciar a secreção de Renina
3. A Renina cai no plasma e catalisa a transformação do
Angiotensinogênio em Angiotensina 1 que ao chegar nos pulmões e
rins é convertido para Angiotensina 2 pela ECA (enzima conversora de
angiotensina)
4. A angiotensina irá agir causando uma vasoconstrição nas arteríolas e
atuará na supra renal para estimular a secreção de Aldosterona que
amplifica o efeito da Angiotensina aumentando a reabsorção de Na+ e
água, aumentando o volume sanguíneo e a pressão arterial.
Controle neural da respiração
Nervos envolvidos na inspiração e expiração:
Expiração: Nervo intercostal interno
Inspiração: Nervo intercostal externo e o nervo frênico
Efisema pulmonar: a doença leva a uma diminuição da elasticidadedos pulmões e à
destruição dos alvéolos pulmonares
Bronquite: Inflamação dos brônquios, essa inflamação acontece quando os cílios
que revestem o interior dos brônquios param de eliminar o muco presente nas vias
respiratórias. Esse acúmulo de secreção faz com que eles fiquem constantemente
inflamados
Quimiorreceptores centrais: localizados no Bulbo (detecta excesso – Hipercapnia –
de CO2). Se adapta a Hipercapnia
Quimiorreceptores periféricos: localizados no arco aórtico e carótidas (detecta baixa
de O2). Não se adapta à hipóxia crônica
Músculos da respiração
Músculos inspiratórios: M. Diafragma
M. Intercostais externos
Músculos acessórios: escalenos e o músculo esternocleidomastóideo
Músculos expiratórios: M. Intercostais internos
M. Oblíquo externo do abdome
M. Oblíquo interno do abdome
M. Transverso do abdome
M. Reto do abdome