Fisiologia Respiratória

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Ventilaçã� Pulmona�
Pressões que causam o movimento do ar para
dentro e para fora dos pulmões
⤷ Pressão pleural
É a pressão exercida pelo líquido no espaço entre a
pleura parietal e visceral. Essa pressão é expressa
fisiologicamente em valores negativos e isso
acontece devido a sucção desse líquido através dos
canais linfáticos que causam uma tração entre a
superfície visceral da pleura pulmonar e a
superfície parietal da pleura da cavidade torácica.
No início da inspiração, a pressão pleural é de -5
centímetros de água, que é o valor necessário para
manter os pulmões abertos em repouso. Em
seguida, durante a inspiração, essa pressão atinge
cerca de -7,5 centímetros de água, isso acontece
devido a expansão da caixa torácica e dos pulmões,
associada a alteração no gradiente de pressão para
possibilitar a entrada de ar. Na expiração, ocorre o
processo inverso e a pressão pleural retorna ao
valor inicial de -0,5 centímetros.
Inspiração Expiração
Pressão
pleural inicial
-5 cmH2O -7,5 cmH2O
Pressão
pleural final
-7,5 cmH2O -5 cmH2O
⤷ Pressão alveolar
É a pressão exercida pelo ar dentro dos alvéolos.
Nesse caso, para possibilitar a entrada de ar nos
pulmões, essa pressão deve ser menor que a
pressão atmosférica, referida como 0cmH2O nas
vias aéreas.
No início da inspiração, a pressão alveolar é de
0cmH2O, isto porque a glote está aberta e não há
fluxo de ar nas vias aéreas respiratórias, igualando
a pressão alveolar a pressão atmosférica.
Entretanto, com a entrada de ar durante a
inspiração a pressão alveolar cai para -1cmH2O,
permitindo a entrada de cerca de 0,5 litros de ar
num tempo de 2 segundos. Já, durante a expiração
a pressão sobe, chegando a 1cmH2O, eliminando
0,5 litros de água num período de 2 a 3 segundos.
Inspiração Expiração
Pressão
alveolar inicial
-1cmH2O 1cmH2O
Pressão
alveolar final
1cmH2O -1cmH2O
Pressão
Atmosférica
0cmH2O 0cmH2O
⤷ Pressão Transpulmonar
É definida como a diferença entre a pressão
alveolar e a pressão pleural, referindo-se às forças
elásticas que estão atuando com o objetivo de
retrair e colapsar o pulmão.
Pressão alveolar - Pressão pleural = Pressão
transpulmonar
Complacência Pulmonar
A complacência é definida como a capacidade que o
pulmão tem de se expandir, sendo quantificada
através do grau de extensão do pulmão por unidade
de aumento da pressão transpulmonar, sendo
estimado um valor total de 200 mililitros de ar por
centímetro de pressão de água transpulmonar.
Nesse sentido, existem forças que fazem com que
os pulmões retornem ao seu tamanho inicial,
provenientes do próprio tecido muscular através
das fibras de elastina e colágeno inseridas no
parênquima pulmonar e das forças elásticas
causadas pela atração das moléculas de água que
revestem a superfície interna dos alvéolos (tensão
superficial - que é constantemente reduzida pela
presença de surfactante, isto devido a sua
composição, em especial os fosfolipídios.).
Volumes e Capacidades Pulmonares
A ventilação pulmonar pode ser estudada por meio
do registro do movimento do volume de ar para
dentro e para fora dos pulmões através da
espirometria, sendo expressa em volumes e
capacidades.
Os volumes representam, quando somados, a
quantidade máxima que os pulmões podem se
expandir.
⤷ Volume Corrente (VC)
Representa um valor de 500ml a ser inspirado ou
expirado durante uma respiração normal.
⤷ Volume de Reserva Inspiratório (VRI)
É representado pela quantidade de ar inspirado
extra, além do que já foi inspirado no volume
corrente, quantificando cerca de 3.000ml de ar.
⤷ Volume de Reserva Expiratório (VRE)
É a quantidade máxima de ar que pode ser
expirado após uma expiração normal de 500ml,
sendo representado por um valor de 1.100ml.
⤷ Volume Residual
Representado pelo volume de ar que fica nos
pulmões após uma expiração forçada, sendo
quantificado em 1.200ml.
A capacidade pulmonar pode ser definida como a
combinação de dois ou mais volumes.
⤷ Capacidade Inspiratória (CI)
É expressa pela combinação do volume corrente
com o volume de reserva inspiratório, resultando
em 3.500ml de ar.
⤷ Capacidade Residual Funcional (CRF)
Representado pela soma do valor do volume de
reserva expiratório ao volume residual, que é a
quantidade de ar que permanece no pulmão ao
final da expiração normal, quantificando 2.300ml
⤷ Capacidade Vital (CV)
É a combinação de três volumes pulmonares, sendo
eles o volume corrente, o volume de reserva
inspiratório e o volume de reserva expiratório,
representando a quantidade máxima de ar que a
pessoa pode expelir dos pulmões, após primeiro
enchê-los à sua extensão máxima e então expirar,
também à sua extensão máxima, quantificando
cerca de 4.600 ml.
⤷ Capacidade Pulmonar Total (CPT)
É o volume máximo a que os pulmões podem ser
expandidos com o maior esforço resultando em
5.800 ml, que representa a soma entre a
capacidade vital mais o volume residual.
Ventilação Minuto
A ventilação minuto é quantidade de ar que entra e
sai das vias respiratórias em um minuto, sendo
expressa pelo produto do volume corrente pela
frequência respiratória, resultando, em média, em
um valor de 6L/min
Volume
Corrente (VC)
Frequência
Respiratória
(FR)
Ventilação
Minuto
500ml 12rpm 6L/min
Ventilação Alveolar
A ventilação alveolar representa a
velocidade/intensidade que o ar inspirado alcança
as áreas de troca gasosas, ou seja, os bronquíolos
respiratórios, os ductos alveolares, os sacos
alveolares e os alvéolos.
A parte do ar que não alcança esses segmentos,
preenche apenas a parte condutora do sistema
respiratório, sendo considerado como espaço morto
anatômico, ocupando um espaço de 150ml, é o
primeiro ar a ser expirado dos pulmões, causando
uma pequena desvantagem aos gases expiratórios
das áreas mais inferiores.
Existe ainda o espaço morto fisiológico que é a
soma do espaço morto alveolar - espaço em que
alguns alvéolos podem ser não funcionantes ou
parcialmente funcionantes por causa da ausência
ou redução do fluxo sanguíneo pelos capilares
pulmonares adjacentes, ao espaço morto
fisiológico.
Mecânic� d� Ventilaçã� Pulmona�:
Músculos que atuam na expansão e na
contração pulmonar
⤷ Motor primário:
· Diafragma
⤷ Músculos da inspiração:
· Intercostais externos
· Esternocleidomastoideo
· Serráteis anteriores
· Escalenos
⤷ Músculos da expiração:
· Intercostais internos
· Reto abdominal
O principal músculo da respiração é o
diafragma, atuando tanto na inspiração
quanto na expiração, através de movimentos
de subida e descida, promovendo alterações
no espaço da cavidade torácica, aumentando
e diminuindo o diâmetro do local.
Durante a contração diafragmática, ocorre
uma tração das estruturas inferiores dos
pulmões para baixo, aumentando o tamanho
da caixa torácica, promovendo a entrada de
ar nos pulmões. Nesse sentido, durante a
inspiração há gasto energético, sendo
considerado um movimento ativo.
Em seguida, durante o relaxamento do
diafragma, ele retorna a sua posição,
diminuindo o espaço da cavidade torácica.
Isto ocorre com o auxílio da retração elástica
dos pulmões e da própria caixa torácica, junto
a estruturas abdominais que comprimem os
pulmões expelindo o ar. Por conta disso, a
expiração é considerada um movimento
passivo.
Origem Parte esternal: Face
posterior do
processo (apófise)
xifóide
Parte costal:
Superfícies internas
das cartilagens
costais inferiores e
costelas 7-12
Parte lombar:
Ligamentos
arqueados medial e
lateral (arcos
lombocostais),
corpos vertebrais
L1-L3 (e discos
intervertebrais),
ligamento
longitudinal
anterior.
Inserção Tendão central do
diafragma
Inervação Nervos frênicos
(C3-C5) (Inervação
sensitiva periférica
através do 6.º ao
11.º nervos
intercostais)
Ação Muscular Deprime as
cartilagens costais
Além da ação muscular do diafragma, outro
método para a expansão pulmonar é a
elevação da caixa torácica, aumentando o
diâmetro anteroposterior através da projeção
anterior das costelase do esterno.
Os músculos que atuam nesta expansão são
os músculos inspiratórios. Entre eles os
intercostais externos, como motor principal
do movimento, sendo auxiliado pela
musculatura acessória que inclui o
esternocleidomastoideo, o escaleno e o
serrátil anterior, objetivando principalmente
a elevação das costelas.
Intercostais internos
Origem Borda inferior das
costelas
Inserção Borda superior da
costela
imediatamente
abaixo
Inervação Nervos intercostais
Ação Muscular Elevam as costelas
durante a inspiração
forçada; sustenta os
espaços intercostais
e a caixa torácica
Esternocleidomastoideo
Origem Cabeça esternal:
manúbrio do
esterno
Cabeça clavicular:
porção média da
clavícula
Inserção Processo mastóide
do osso temporal e
na linha nucal
superior do osso
occipital.
Inervação Nervo acessório
(nervo craniano XI)
e ramos diretos do
plexo cervical
(C1-C2)
Ação Muscular Contração
unilateral: Flexão
lateral da cabeça,
rotação da cabeça
para o lado oposto
Contração bilateral:
elevação da cabeça,
flexão do pescoço
em direção ao tórax
Outros: auxiliar na
inspiração.
Escalenos
Origem Anterior: tubérculo
anterior das
apófises transversas
de C3 a C6
Média: tubérculo
posterior das
apófises transversas
de C3 a C7
Inferior: tubérculo
posterior das
apófises transversas
de C5 a C7
Inserção Anterior: primeira
costela (tubérculo
anterior)
Média: primeira
costela
posteriormente ao
músculo escaleno
anterior
Inferior: segunda
costela
Inervação Anterior: nervos
espinais cervicais de
C4 a C6
Média: ramos
anteriores dos
nervos espinais
cervicais
Inferior: ramos
anteriores dos
nervos espinais
cervicais C6 e C7
Ação Muscular Anterior: elevação
da 1ª costela e
inclinação do
pescoço (inspiração
forçada)
Média: flexão lateral
do pescoço e
elevação da 1ª
costela na
inspiração forçada
Inferior: flexão
lateral do pescoço e
elevação da 2ª
costela na
inspiração forçada
Serrátil Anterior
Origem Costelas (primeira à
nona)
Inserção Borda medial da
escápula
Inervação Nervo torácico
longo
Ação Muscular Movimentação e
estabilização da
escápula; elevação
do braço acima de
90 graus; músculo
inspiratório
acessório
Durante a respiração vigorosa, na expiração,
a caixa torácica é puxada para baixo pelo reto
abdominal, que realiza o movimento através
da tração das costelas inferiores,
comprimindo ao mesmo tempo o conteúdo
abdominal para cima contra o diafragma e o
intercostal interno, que deprime as costela.
Reto Abdominal
Origem Púbis
Inserção 5ª a 7ª cartilagens
costais e apófise
xifóide
Inervação Nervos intercostais
Ação Muscular Flexão do tronco,
estabilização da
coluna vertebral,
compressão da
parede abdominal,
aumento da pressão
intra-abdominal e
respiração
Intercostais Internos
Origem Sulcos costais das
costelas
Inserção Margem superior da
costela
imediatamente
inferior
Inervação Nervos intercostais
Ação Muscular Rebaixar as costelas
durante a expiração
forçada
Suportar os espaços
intercostais da caixa
torácica
Circulaçã� Pulmona�
O pulmão possui dois tipos de circulação pulmonar.
A primeira circulação é responsável pela nutrição
dos tecidos pulmonares, tendo como canal
principal a artéria brônquica, sendo caracterizada
por uma alta pressão e um fluxo baixo.
A segunda é responsável pela hematose, sendo o
principal canal a artéria pulmonar,
caracterizando-se inversamente a primeira, ou seja,
de baixa pressão e alto fluxo.
Pressões no sistema circulatório pulmonar.
⤷ Pressão na artéria pulmonar
Sístole Diástole
Pressão na
artéria
pulmonar
25 mmHg 8 mmHg
Pressão no
ventrículo
direito
25 mmHg < 8 mmHg
Durante a sístole a pressão na artéria pulmonar é
igual a pressão no ventrículo direito, alterando-se
durante o fechamento da válvula pulmonar, onde a
pressão no ventrículo cai rapidamente e a da
artéria, apesar de cair, diminui em um processo
mais lento, sendo estimado um valor aproximado
de 8mmHg. Calcula-se a pressão média da artéria
pulmonar num valor de 15mmHg.
⤷ Pressão no capilar pulmonar
Média
Pressão capilar
pulmonar
7 mmHg
⤷ Pressão no átrio esquerdo e Pressão venosa
pulmonar
Média
Pressão atrial esquerda 2 mmHg
Volume sanguíneo dos pulmões
O volume sanguíneo dos pulmões é de cerca de
450ml, alojando 70ml desse valor nos capilares
sanguíneos. Por conta disso, os pulmões podem
servir de reservatório de sangue, seja em condições
fisiológicas ou não.
Durante a distribuição desse volume, os vasos
pulmonares se dilatam com o aumento da pressão
e se estreitam com a diminuição da pressão, sendo
distribuído para os segmentos pulmonares onde os
alvéolos estejam melhor oxigenados. Quando a
concentração de oxigênio nesses alvéolos caem
abaixo do normal, os vasos mais próximos se
contraem e isso acontece devido a liberação de uma
substância vasoconstritora com objetivo de
distribuir o fluxo sanguíneo para onde ele for mais
eficiente.
Por efeito da pressão hidrostática, há uma
diferença na pressão arterial pulmonar em
diferentes regiões do pulmão, sendo quantificada
em 23mmHg. A pressão arterial pulmonar na
porção mais superior do pulmão da pessoa em pé é
aproximadamente 15mmHg menor do que a
pressão da artéria pulmonar no nível do coração,
interferindo diretamente no fluxo sanguíneo, que
apresenta-se em pouca quantidade quando
comparado ao fluxo da porção inferior que se
apresenta cinco vezes maior, onde possui uma
pressão arterial pulmonar de aproximadamente
8mmHg maior. E é por conta disso que o pulmão se
apresenta em três zonas.
Zonas de fluxo sanguíneo pulmonar
A mecânica de fluxo de sangue nas zonas de fluxo
sanguíneo dos pulmões é influenciada por duas
pressões, a pressão arterial dos capilares
pulmonares que realizam a distensão do vaso e a
pressão do ar alveolar que comprime as paredes
dos vasos.
Assim, quando a pressão do ar alveolar for maior
que a pressão arterial dos capilares pulmonar, o
fluxo de sangue será interrompido, caracterizando
a primeira zona, onde há ausência constante de
fluxo sanguíneo, durante todas as partes do fluxo
sanguíneo.
Na segunda zona, o fluxo sanguíneo é intermitente,
devido ao aumento da pressão arterial do capilar
pulmonar durante a sístole, tornando-se maior do
que a pressão do ar no alvéolo, ocorrendo o inverso
durante a diástole.
A terceira zona possui um fluxo sanguíneo
contínuo, o que quer dizer que a pressão arterial do
capilar pulmonar permanece maior que a pressão
do ar alveolar durante todo o ciclo cardíaco.
Fisiologicamente, os pulmões possuem apenas as
zonas 2 e 3, onde a segunda zona é encontrada nos
ápices pulmonares, apresentando pressão
aproximada a 15mmHg menor do que a pressão no
nível do coração. Logo, a pressão sistólica apical
nos capilares pulmonares é de somente 10mmHg
(25 mmHg, no nível cardíaco menos 15 mmHg
de diferença da pressão hidrostática), sendo
superior a pressão alveolar zero. Entretanto,
durante a diástole, a pressão arterial diastólica nos
capilares é de 8mmHg, sendo insuficiente para
manter o fluxo sanguíneo contra os 15 mmHg do
gradiente de pressão hidrostática.
Nas regiões inferiores dos pulmões, apresenta-se a
terceira zona onde a pressão arterial dos capilares
pulmonares durante a sístole e a diástole
permanecem superiores à pressão do ar alveolar
zero. Além disso, quando o indivíduo está deitado,
nenhuma parte do pulmão está a mais de alguns
centímetros acima do nível do coração, sendo assim
o fluxo sanguíneo no indivíduo normal é totalmente
zona 3, incluindo os ápices pulmonares.
Dinâmica capilar pulmonar
A parede alveolar é formada por diversos capilares
intimamente próximos, o que ocasiona um fluxo
laminar ao invés do sangue fluir por cada capilar
individualmente, isso acontece numa velocidade de
aproximadamente 0,8 segundo quando o débito
cardíaco é normal, podendo chegar a 0,3 segundos
quando aumentado.
⤷ Dinâmica da troca de líquidos
As forças que envolvem o movimento do líquidocapilar, sofrem influência da Lei de Fick (da
difusão), envolvendo a pressão do capilar
pulmonar, a pressão do líquido intersticial do
pulmão e a pressão coloidosmótica do líquido
intersticial pulmonar.
Forças que tendem a
causar influxo de
líquido oriundo dos
capilares e na direção
do interstício pulmonar
mmHg
Pressão do capilar
pulmonar
7
Pressão coloidosmótica
do líquido intersticial
14
Pressão negativa do
líquido intersticial
8
TOTAL DE FORÇAS
PARA FORA
29
Forças que tendem a
causar a absorção de
líquido pelos capilares
mmHg
Pressão coloidosmótica
do plasma
28
TOTAL DE FORÇAS
PARA DENTRO
28
Observa-se que as forças direcionadas para fora são
maiores do que as forças direcionadas para dentro,
resultando em uma pressão de filtração média, que
a diferença entre as duas forças, ou seja 1mmHg.
Princípi�� físic�� da� troca� gas�sa�
Física da difusão gasosa e das pressões parciais dos
gases
A difusão efetiva de um gás ocorre através do
gradiente de concentração, onde as moléculas se
movem de uma área de pressão parcial alta para
outra de pressão parcial baixa. Isto acontece por
que a intensidade de difusão em cada uma das duas
direções são proporcionalmente diferentes, ou seja,
por serem mais numerosas, a probabilidade é
estatisticamente maior de se moverem
aleatoriamente para a área de baixa pressão do que
as moléculas que tentam ir na direção oposta.
A pressão é diretamente proporcional à
concentração das moléculas de gás. Para obter a
pressão parcial de um gás é necessário multiplicar a
sua concentração pela pressão total. Assim, a
quantidade de O2 no ar seco, que é de 20,93%, deve
ser multiplicada pela pressão barométrica, que é de
760 mmHg.
Logo, 20,93/100 X 760 = 159 mmHg.
A pressão dos gases, na superfície, quando
dissolvidos em água ou tecidos, se comportam da
mesma maneira que o gás na fase gasosa, não
havendo diferença no cálculo de pressão parcial.
Entretanto, o coeficiente de solubilidade dos gases
influencia diretamente no valor, devido a sua
capacidade de atrair ou repelir moléculas. Quando
as moléculas são atraídas, muito mais delas podem
ser dissolvidas sem gerar excesso de pressão parcial
dentro da solução, que é o que acontece com a
molécula de CO2, que dissolve 20 vezes mais que a
de O2. Por outro lado, no caso das que são
repelidas, a pressão parcial elevada se desenvolverá
com menos moléculas dissolvidas.
Assim, a pressão parcial é igual à concentração de
gás dissolvido sobre o coeficiente de solubilidade.
(Lei de Henry)
Coeficiente de
solubilidade
Oxigênio 0,024
Dióxido de Carbono 0,57
Monóxido de Carbono 0,018
Nitrogênio 0,012
Hélio 0,008
Quando o ar é inalado pelas vias aéreas superiores,
é aquecido e umedecido através da evaporação de
moléculas de água, que exerce uma pressão parcial
de 47 mmHg, denominada pressão de vapor de
água (PH2O), que depende inteiramente da
temperatura da água, assim, quanto maior a
temperatura, maior a atividade cinética das
moléculas e, portanto, maior a probabilidade de as
moléculas de água escaparem da superfície da água
para a fase gasosa.
Dessa forma, para calcular a Po2, é necessário
apresentar o valor da diferença entre a pressão
barométrica e a pressão de vapor de água.
760 - 47 = 713 mmHg
Assim, a Po2 inspirada é de:
20,93/100 X 713 = 149 mmHg
Além da diferença de pressão, diversos outros
fatores afetam a difusão gasosa em líquido.
⤷ A solubilidade do gás no líquido;
⤷ A área de corte transversal do líquido;
⤷ A distância pela qual o gás precisa se difundir;
⤷ O peso molecular do gás;
⤷ A temperatura do líquido;
A difusão dos gases pelos tecidos é quase igual a
difusão dos gases na água, limitando-se
principalmente pelo movimento dos gases nos
tecidos e a intensidade com que os gases
conseguem se difundir pela água tecidual em vez de
através das membranas celulares.
Concentração de oxigênio e pressão parcial nos
alvéolos
O controle da concentração de oxigênio e pressão
parcial nos alvéolos é feito através da intensidade
de absorção de oxigênio pelo sangue e pela
intensidade de novo oxigênio nos pulmões através
da ventilação.
De forma contínua, há absorção do oxigênio pelo
sangue, assim como a entrada de oxigênio nos
alvéolos. Dessa forma, quanto mais rápido o
oxigênio for absorvido, menor sua concentração
nos alvéolos, por outro lado, quanto mais rápido o
oxigênio é respirado pelos alvéolos, vindo da
atmosfera, maior fica a sua concentração.
A Po2 alveolar apresenta valor normal de 104
mmHg e valor máximo de 149 mmHg. Dessa
maneira, mesmo que haja um aumento acentuado
na ventilação alveolar, a Po2 alveolar não excede
149 mmHg.
Concentração de carbono e pressão parcial de CO2
nos alvéolos
Há um processo contínuo de formação e excreção
de dióxido de carbono através da ventilação. Assim,
quanto mais CO2 é excretado, menor é sua
concentração nos alvéolos e quanto mais CO2 é
formado, maior a sua concentração.
Em síntese, a pressão parcial de CO2 (PCO2)
normal é de 40 mmHg, aumentando diretamente
na proporção da excreção de dióxido de carbono e
diminuindo na proporção inversa da ventilação
alveolar.
Difusão de gases através da membrana respiratória
A troca de gases entre o ar alveolar e o sangue
pulmonar se dá através das membranas de todas as
porções terminais do pulmão, que apresenta
diferentes camadas.
A primeira camada é formada pelo líquido que
reveste o alvéolo que contém surfactante,
reduzindo a tensão superficial. A segunda é a do
epitélio alveolar, que é composto por células
epiteliais finas. Em seguida, encontra-se a terceira
camada que é representada pela membrana basal
epitelial e a quarta, que diz respeito ao espaço
intersticial delgado entre o epitélio alveolar e a
membrana capilar. A quinta e a sexta camada são
constituídas, respectivamente, da membrana basal
capilar que, em muitos locais, se funde com a
membrana basal do epitélio alveolar e a membrana
endotelial capilar.
Dessa forma, existem fatores que podem aumentar
ou afetar a difusão gasosa através da membrana
respiratória como a espessura da membrana, a área
superficial da membrana, o coeficiente de difusão
do gás na substância da membrana e a diferença de
pressão parcial do gás entre os dois lados da
membrana.
Efeito da proporção ventilação-perfusão na
concentração de gás alveolar
A relação V/Q é caracterizada pela diferença entre a
ventilação e o fluxo sanguíneo dos capilares
alveolares em cada alvéolo.
Quando o V/Q é igual a zero não há ventilação
alveolar, fazendo com que o ar nos alvéolos entrem
em equilíbrio com o sangue venoso, onde a PO2 é
de 40 mmHg e a PCO2 é de 45 mmHg.
Quando o V/Q é igual a infinito não há fluxo
sanguíneo capilar para transportar oxigênio e
eliminar o dióxido de carbono, fazendo com que o
ar alveolar fique quase igual ao ar inspirado
umidificado, onde não se perde O2 e não se ganha
CO2, portanto a PO2 é de 149 mmHg e a PCO2 de 0
mmHg.
E por fim, quando o V/Q é normal há tanto
ventilação quanto fluxo sanguíneo na capilaridade
alveolar normal, onde a troca de O2 e CO2 é quase
ideal, estabelecendo a PO2 em 104 mmHg e a PCO2
em de 40 mmHg.
Transpo�t� d� O2 � CO2 n� sangu� � n�� líquid�� teciduai�
O oxigênio do ar alveolar se difunde para os
capilares pulmonares através da diferença de PO2
entre eles. Enquanto isso, nos outros tecidos do
corpo a PO2 é menor do que a PO2 dos capilares
pulmonares, fazendo com que o O2 se difunda para
as células adjacentes.
Em seguida, com a metabolização do O2, há
formação de CO2 aumentando a PCO2 nos tecidos,
tornando-a maior do que a dos capilares teciduais,
sucedendo a difusão do gás em direção aos
alvéolos, onde PCO2 é menor que a PCO2 do
capilar pulmonar.
⤷ Difusão de oxigênio
A PO2 alveolar é de 104 mmHg e a PO2 do sangue
venoso que entra no capilar pulmonar é de 40
mmHg, essa diferença, de 64 mmHg, acontece
devido a difusão do O2 que ocorre nos tecidos
periféricos. Quando esse sangue passa por menos ⅓
doscapilares pulmonares a PO2 sanguínea
aumenta consideravelmente, chegando a igualar-se
a PO2 alveolar.
No sangue arterial, cerca de 98% do sangue que
chega ao átrio esquerdo é proveniente dos pulmões,
estando bem oxigenados e com uma PO2 de 104
mmHg, os outros 2% representa a zona de
derivação que chega através da aorta, mantendo
sua PO2 de 40 mmHg. Quando eles se combinam
há uma mistura venosa de sangue, diminuindo a
pressão para 95 mmHg, que é bombeado para a
aorta.
Ao chegar nos tecidos periféricos, encontra-se, no
líquido intersticial, uma pressão de 40 mmHg.
Assim, devido à diferença de pressão, o O2 se
difunde dos capilares para os tecidos, tornando a
PO2 capilar igual a Po2 do interstício, que agora
segue em direção às veias sistêmicas.
A partir dos capilares periféricos o O2 é difundido
para o interior das células, que possuem uma PO2
com média de 23 mmHg, utilizando cerca de 1
mmHg a 3 mmHg de O2 em seus processos
químicos, formando o CO2 e aumentando a PCO2
intracelular, fazendo com que o CO2 seja
transportado para os capilares teciduais até os
alvéolos, onde será expirado.
⤷ Difusão de dióxido de carbono
O meio intracelular possui um PCO2 de 46 mmHg
e o interstício de 45 mmHg, uma diferença de 1
mmHg, que possibilita a difusão do gás que segue
em direção ao sangue arterial. O sangue arterial
apresenta uma PCO2 de 40 mmHg, transportando
o CO2 para o sangue venoso de PCO2 de 45 mmHg,
levando a um equilíbrio com os capilares teciduais.
Em seguida, o sangue que entra nos capilares a
uma pressão de 45 mmHg, transporta o CO2 para
os alvéolos por meio da diferença de pressão de 5
mmHg, onde a PCO2 é de 40 mmHg.
⤷ Hemoglobina
Enquanto 3% do O2 é transportado dissolvido no
plasma, 97% é transportado através da ligação
química entre o O2 e a hemoglobina nas hemácias.
Quando a PO2 é alta, há um grande número de O2
ligado à hemoglobina e quando a PO2 é baixa, o O2
é liberado das ligações com a hemoglobina.
O aumento progressivo das ligações de O2 e
hemoglobina representa a curva de dissociação
oxigênio-hemoglobina, caracterizando o percentual
de saturação de hemoglobina. Assim, quando o
sangue deixa os pulmões, a saturação média é
aferida em cerca de 97%, enquanto no sangue
venoso, 75%.
Há cerca de 15 gramas de hemoglobina em cada
100ml de sangue, podendo ligar-se a 1,34 ml de O2,
o que indica que a combinação máxima de O2 com
a hemoglobina é de 20 ml de O2 (15 x 1,34 = 20,1).
Ao fluir para os tecidos o O2 é liberado, reduzindo a
combinação com a hemoglobina a um valor de 14,4
ml de O2. Assim, cerca de 5 ml de O2 são
transportados dos pulmões para os tecidos a cada
100 ml de sangue.
⤷ Efeito "Tampão" da hemoglobina na PO2
tecidual
Uma das funções da hemoglobina, além de
transportar o O2 é manter a estabilidade da pressão
do O2 nos tecidos. Dessa forma, o papel da
hemoglobina é garantir que haja uma diferença de
pressão para que o oxigênio possa ser transportado
aos tecidos, reduzindo a PO2 dos capilares até 40
mmHg e impedindo o aumento da PO2 tecidual a
valores acima de 40 mmHg.
Entretanto, existem fatores que podem interferir na
curva de dissociação oxigênio-hemoglobina.
➝ Variações do pH
O valor normal do pH é de 7,4. Quando esse valor é
reduzido para 7,2 o sangue fica ligeiramente ácido,
deslocando a curva de dissociação da hemoglobina
cerca de 15% para direita e quando esse valor
aumenta, para 7,6 por exemplo, a curva desloca-se
para esquerda de maneira semelhante.
➝ Maior concentração de dióxido de carbono
Desloca a curva para direita e para baixo, causando
efeito significativo de intensificar a liberação de O2
para os tecidos e a oxigenação do sangue nos
pulmões. Enquanto nos pulmões, ocorre o efeito
oposto, sendo a curva deslocada para a esquerda,
onde o CO2 difunde-se do sangue para os alvéolos
reduzindo a PCO2 sanguínea.
➝ Aumento da temperatura corporal
O aumento da temperatura pode a liberação de O2
para para os tecidos, desviando a curva para a
direita.
➝ Aumento do 2,3-bifosfoglicerato (BPG)
O BPG é composto fosfatídico metabolicamente
importante presente no sangue em diferentes
concentrações, sob diferentes condições
metabólicas. Quando há um quadro de hipóxia, as
concentrações de BPG aumentam
consideravelmente, deslocando a curva para
direita, fazendo com que o oxigênio seja liberado
para os tecidos em pressão de oxigênio tecidual 10
mmHg maior do que seria sem tal aumento no
BPG.
⤷ Transporte de O2 dissolvido no sangue
Na PO2 arterial normal, a cada 100ml de sangue há
uma quantidade de 0,29 ml de O2 dissolvidos no
plasma, assim, quando a PO2 cai até o valor normal
após transportar O2 para os tecidos, a quantidade
de O2 dissolvido é de 0,12 ml de O2. Dessa
maneira, 0,17 ml de O2 dissolvido no plasma é
transportado para os tecidos.
⤷ Transporte de CO2 dissolvido no sangue
A quantidade de dióxido de carbono dissolvido no
sangue a 45 mmHg é cerca de 2,7 mL/dL (2,7
volumes percentuais). A quantidade dissolvida a 40
mmHg é aproximadamente 2,4 mL, ou diferença de
0,3 mL. Portanto, apenas cerca de 0,3 mililitro de
dióxido de carbono é transportado na forma
dissolvida por cada 100 mL de fluxo sanguíneo.
⤷ Transporte de CO2 na forma de íon bicarbonato
➝ Efeito da anidrase carbônica
O dióxido de carbono dissolvido no sangue reage
com a água formando ácido carbônico com auxílio
da enzima denominada anidrase carbônica, que
acelera a velocidade da reação. Em seguida, o ácido
carbônico se dissocia em íons hidrogênio e íons
bicarbonato (H+e HC03) que liga-se à hemoglobina
e se difunde das hemácias para o plasma,
respectivamente.
A combinação reversível do dióxido de carbono
com a água nas hemácias, sob a influência da
anidrase carbônica, é responsável por cerca de 70%
do dióxido de carbono transportado dos tecidos
para os pulmões. Assim, esse meio de transporte do
dióxido de carbono é o mais importante.
Além do mais, o ácido carbônico reduz o pH
sanguíneo. O sangue arterial tem pH em torno de
7,41 e à medida que o sangue ganha dióxido de
carbono, nos capilares dos tecidos, o pH cai para o
valor venoso em torno de 7,37. O inverso se dá
quando o dióxido de carbono é liberado do sangue
nos pulmões, com o pH subindo para o valor
arterial de 7,41.
➝ Carbaminoemoglobina
O dióxido de carbono reage diretamente com
radicais amina da molécula de hemoglobina,
formando o composto carbaminoemoglobina
(CO.,Hgb) sendo liberado nos alvéolos, onde a
PCO2 é menor do que nos capilares pulmonares.
Cerca de 30% do CO2 transportado é através da
carbaminoemoglobina, sendo 1,5ml de CO2 a cada
100ml de sangue. Por conta disso, há a existência
da curva de dissociação de CO2.
Nesse sentido, há o efeito haldane, que através da
ligação do oxigênio com a hemoglobina, o dióxido
de carbono do sangue é deslocado, isso acontece em
razão da combinação do oxigênio com a
hemoglobina, nos pulmões, faz com que a
hemoglobina passe a atuar como ácido mais forte, o
que desloca o dióxido de carbono do sangue para os
alvéolos.
Regulaçã� d� Respiraçã�
O centro respiratório está localizado na ponte e
bilateralmente no bulbo, sendo dividido em três
grupos.
⤷ Respiratório dorsal: responsável pela inspiração,
localização na porção dorsal do bulbo.
Aqui, o sinal nervoso é transmitido para os
músculos inspiratórios, principalmente para o
diafragma, onde a inspiração se inicia com elevação
constante durante 2 segundos, e em seguida, o sinal
é interrompido abruptamente pelos próximos 3
segundos, o que desativa a excitação do diafragma e
permite a retração elástica dos pulmões e da parede
torácica, posteriormente, o sinal reinicia-se em
outro ciclo.
⤷ Respiratório ventral: encarregado da expiração,
localiza-se na parte ventrolateral do bulbo.
Esses neurônios permanecem inativos durante a
respiração normal e tranquila, sendo importantes
na provisão de sinais expiratórios vigorosos para os
músculos abdominais, durante a expiração muito
intensa. Além disso, alguns dessesneurônios
podem provocar a inspiração.
⤷ Centro pneumotáxico: responsável pelo controle
da frequência respiratória e da amplitude
respiratória, estando localizado na parte dorsal
superior da ponte.
O controle da FR é dado pela interrupção da
inspiração, controlando a duração da fase de
expansão do ciclo pulmonar. Quando esse sinal é
intenso a inspiração dura cerca de 0,5 segundos e
quando ele é mais fraco, pode durar até 5 segundos
ou mais. É dessa forma que através de um efeito
secundário, a FR é controlada, já que a inspiração
também reduz a expiração e o ciclo total de cada
movimento respiratório, assim, um sinal
pneumotáxico intenso aumenta a FR e um sinal
débil, diminui.
Além disso, o núcleo do trato solitário (NTS), que
corresponde a terminações sensoriais dos nervos
vago e glossofaríngeo, desempenham papéis no
controle respiratório através de sinais sensoriais
enviados por quimiorreceptores periféricos,
barorreceptores e outros tipos de receptores no
pulmão.
A exemplo disso, através do nervo vago, receptores
de estiramentos que localizam-se em porções
musculares das paredes dos brônquios e
bronquíolos encaminham respostas de feedback
quando há uma insuflação excessiva dos pulmões
que interrompe a inspiração e aumenta a FR, é o
reflexo de Hering-Breuer
Controle Químico da Respiração
⤷ Controle químico direto da atividade do centro
respiratório pelo CO2 e pelos íons hidrogênio
A área sensível pelas alterações da PCO2 sanguínea
e das concentrações de íons de hidrogênio é
denominada área quimiossensível. A excitação dos
neurônios dessa área ocorre, de maneira primária,
pelos íons hidrogênio e de maneira secundária pelo
CO2. Assim, quando há uma elevação da PCO2 a
ventilação alveolar aumenta e em decorrência do
aumento dos íons hidrogênio, o pH diminui.
⤷ Controle químico da atividade do centro
respiratório pelo O2
Em condições especiais de dano tecidual por falta
de oxigênio, o corpo tem mecanismo específico de
controle respiratório, localizado nos
quimiorreceptores periféricos, externamente ao
centro respiratório do cérebro, esse mecanismo
entra em ação quando ocorre queda intensa do
oxigênio sanguíneo, principalmente com a PO2
abaixo de 70 mmHg.
Outros fatores que influenciam a respiração
⤷ Exercício físico;
⤷ Controle voluntário da respiração;
⤷ Efeito de receptores irritativos as vias aéreas;
⤷ Função dos "Receptores J” pulmonares;
⤷ Edema cerebral deprime o centro respiratório.