Sistema Respiratório

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Módulo 5
Sistema Respiratório
1.Compreender a anatomia e histologia do sistema respiratório
O sistema respiratório é constituído pelo nariz, pela faringe, pela laringe, pela traqueia, pelos brônquios e pelos pulmões
O sistema respiratório pode ser dividido em duas partes:
· O trato respiratório superior, que consiste em boca, cavidade nasal, faringe e laringe
· O trato respiratório inferior, que é formado pela traqueia, pelos dois brônquios principais, suas ramificações e pelos pulmões. O trato inferior também é conhecido como a porção torácica do sistema respiratório, devido à sua inclusão anatômica no tórax
Trato Respiratório Superior
Nariz
O nariz é o órgão que representa a parte inicial do Sistema Respiratório, é composto pelo nariz externo (pirâmide nasal), cavidade nasal (fossa nasal) e seios paranasais. 
O nariz externo ou pirâmide nasal
· estruturalmente apresenta uma parte óssea e uma parte cartilaginosa visível na forma de uma pirâmide, onde a base é formada pelas narinas (dois canais separados pelo septo nasal), que são responsáveis pela comunicação do meio externo com a cavidade nasal conduzindo o ar inspirado até o vestíbulo nasal e o ápice, denominado raiz. 
Os ossos nasais e as placas de cartilagem localizadas entre a base e o ápice formam o dorso nasal, podendo variar e se apresentar como: retilíneo, côncavo e convexo.
A cavidade nasal ou fossa nasal 
· inicia-se nas narinas e está dividida em esquerda e direita pelo septo nasal. Esta é formada pela articulação da cartilagem quadrangular com os ossos nasais no limite superior, com o osso vômer e maxilas no limite inferior e, posteriormente com a lâmina perpendicular do etmoide e coanas.
Cada cavidade nasal possui um teto formado pela lâmina crivosa do osso etmoide, duas paredes laterais formadas pelas conchas nasais superior, medial e inferior e um assoalho formado pelo palato duro (lâminas horizontais dos ossos palatinos e processo palatinos das maxilas) e posteriormente pelo palato mole. O palato separa a cavidade do nariz da cavidade da boca.
Seios paranasais
· A comunicação da cavidade nasal com alguns ossos do crânio, como o frontal, o maxilar, o esfenoide e o etmoide (células etmoidais), formam espaços preenchidos pelo ar, que denominamos seios paranasais, os quais podemos caracterizar em: 
· seio maxilar
· seio frontal
· seio etmoidal 
· seio esfenoidal
O SEIO MAXILAR 
· é o maior seio paranasal e está localizado no interior do osso maxilar. O espaço pneumático contido no interior do osso maxilar comunica-se com a cavidade nasal através do óstio sinusal maxilar no meato nasal, um segundo orifício, o acessório, estão em geral presentes no meato nasal médio, posterior ao primeiro. 
Em algumas circunstâncias forma-se o que podemos chamar de comunicação buco-sinusal que se dá pelo acesso direto do espaço pneumático a cavidade bucal. O seio maxilar relaciona-se na parte superior com o assoalho da órbita, na parte inferior com o processo alveolar, na parte anterior com a fossa canina e posteriormente com a tuberosidade do maxilar.
OS SEIOS FRONTAIS 
· Estão localizados logo atrás dos arcos superciliares. Esse tipo de seio começa a se desenvolver após os dois anos de nascimento do indivíduo na extremidade ântero-superior do infundíbulo, ocorrendo um rápido crescimento da lâmina externa da região supra-orbitária que aparentemente afasta-se da lâmina interna, formando uma crista acima do bordo superior da entrada da órbita. 
Inicialmente o espaço entre estas lâminas é ocupado por um osso esponjoso que será substituído pelo seio frontal. Aproximadamente aos vinte anos, o crescimento do seio frontal cessa, e sua parte superior e lateral apresenta-se de forma extensa entre a lâmina interna e externa da região supra-orbitária.
O SEIO ETMOIDAL
· também conhecido como células ou vesículas etmoidais, apresenta-se na porção lateral do osso etmoide na parte superior das cavidades nasais em forma de inúmeras vesículas formando um labirinto.
 Esse seio está dividido em três grupos: anterior e médio, que se iniciam no meato médio do nariz; e posterior que se inicia no meato superior do nariz, coberta pela concha superior. 
OS SEIOS ESFENOIDAIS
· localizados no interior do osso esfenoide, apresentam-se de forma assimétrica, quando muito extenso chega a atingir as asas maiores do osso esfenoide e em algumas situações podem invadir a porção basilar do osso occiptal (porção superior do osso esfenoide). 
Faringe
· Canal responsável por associar o sistema respiratório e digestivo. Por sua localização ser posterior as cavidades nasal, oral, laringe e esôfago, esta permite que seja dividida em três partes.
A nasofaringea (parte nasal) 
· apresenta-se como limite anterior e se comunica com as cavidades nasais por meio das coanas. O limite lateral é o ouvido médio que se comunica através das aberturas das tubas auditivas onde se encontram as tonsilas tubárias, que são pequenas massas de tecido linfoide.
 Essas cavidades, também, se comunicam com o limite posterior, onde está a tonsila faríngea. 
A orofaríngea (parte oral)
· apresenta como limite superior a nasofarínge, e inferior laringofaringe. Nas laterais da orofarígea estão duas tonsilas linguais, e na porção anterior está em contato com a cavidade oral, comunicando-se com esta através do istmo da garganta ou das fauces. 
Devido a sua localização é responsável por transportar tanto o bolo alimentar quanto o ar inspirado. 
A lanringofaringe (parte laríngeo)
· estende-se para baixo, a partir do osso hioide. A orofarínge apresenta-se no limite superior e o esôfago no limite inferior, e anteriormente a lanringofaringe, que se comunica com a laringe através da epiglote, a qual é responsável por obstruir a passagem para o esôfago quando o ar é inspirado, conduzindo-o para a laringe. 
A epiglote, também bloqueia a passagem do ar para laringe quando o bolo alimentar é ingerido, permitindo assim sua passagem pelo esôfago.
Trato Respiratório Inferior
Laringe
· É um órgão curto, fibromuscular que representa o início do trato respiratório inferior. Localizado na região mediana do pescoço entre a quarta e sexta vértebras cervicais, apresenta a parte laríngea da faringe (laringofaringea) como limite superior e à traqueia como inferior. 
Esse órgão tem como funções a produção de som e, assim como a parte oral da faringe (orofaríngea), o transporte do ar inspirado para traqueia.
 Ao realizar um corte sagital na laringe pode-se observar na região ântero-posterior o ventrículo da laringe uma invaginação delimitada pelas prega vestibular na parte superior e a prega vocal na parte inferior. Entre as duas, temos uma porção denominada glote e abaixo da prega vocal a cavidade infraglótica.
· A prega vestibular está localizada abaixo do vestíbulo e estende-se até o aditoda laringe (orifício de entrada). 
· Já as pregas vocais são formadas por ligamentos e tecido musculoso da laringe, responsável por distender e relaxar as duas pregas de fibras elásticas pelas quais é formada. O espaço entre as duas pregas é denominado de rima glótica. 
· Além dos músculos e ligamentos, a laringe apresenta um esqueleto cartilaginoso formado pelas cartilagens: tireoide, cricoide, aritenoide, epiglótica, cuneiformes e corniculadas
· A epiglote é um segmento grande de cartilagem elástica em forma de folha que é recoberta por epitélio. Existe uma parte inferior afilada (pecíolo epiglótico) que está conectada à margem anterior da cartilagem tireóidea. A parte superior ampla em forma de “folha” da epiglote (cartilagem epiglótica) não está presa a nenhuma estrutura e se move para cima e para baixo como um alçapão. Durante a deglutição, a faringe e a laringe se movem para cima. 
· A elevação da faringe amplia para receber alimentos ou bebidas; 
· A elevação da laringe faz com que a epiglote se mova para baixo e cubra a glote, fechando ela.
· A glote é composta por um par de pregas de túnica mucosa, as pregas vocais (cordas vocais verdadeiras) na laringe, e o espaço entre elas é chamado de rima da glote. O fechamento da laringe desta maneira durantea deglutição desvia líquidos e alimentos para o esôfago e os mantêm fora da laringe e das vias respiratórias. Quando pequenas partículas de poeira, fumaça, alimentos ou líquidos passam para a laringe, ocorre um reflexo de tosse, geralmente expelindo o material.
A tireoide
· considerada a maior cartilagem, está localizada na parede anterior e lateral da laringe. Esta é constituída de cartilagem hialina e de duas lâminas que se unem e formam um V. 
A cricoide 
· é um anel único, também constituído de cartilagem hialina que liga a laringe à traqueia. As aritenoideas são pirâmides de cartilagem em que as cordas vocais estão fixadas, e que apresentam em sua base uma articulação do tipo diartrose com a cartilagem cricoide, o que permite os movimentos das cordas vocais.
 A epiglótica localiza-se posteriormente à tireoide juntamente com as pequenas cartilagens, de pouco destaque, como a cartilagem cuneiforme e as cartilagens corniculadas.
A traqueia
· é um tubo vertical em forma cilíndrica constituída por vários anéis cartilaginosos incompletos, em forma de C, denominados cartilagens traqueais. A estrutura entre esses anéis é conhecida como ligamentos anulares. Na região posterior da traqueia a parede é formada por uma musculatura lisa (músculo traqueal), tecido conjuntivo e ausência de cartilagem, apresentando-se como limite superior a cartilagem cricoide, localizada entre a 6ª e 7ª vértebra cervical, anterior ao esôfago. 
A porção final da traqueia é denominada de carina traqueal, depois a traqueia se ramifica em dois brônquios principais, o direito e o esquerdo.
Os brônquios
· São ramificações da traqueia. Estes se apresentam sob a forma de pequenos tubos ou pequenos canais ocos com diâmetros variáveis que fazem parte do pulmão. Cada brônquio principal dá origem a pequenos brônquios lobares ou de segunda ordem. 
Os brônquios lobares dividem-se em brônquios segmentares ou terceira ordem, e os brônquios segmentares se dividem em bronquíolos.
· Brônquios Principais ou Primeira Ordem: divididos em esquerdo e direito, sendo, um mais horizontalizado e de maior comprimento e outro mais verticalizado e calibroso. Estes apresentam-se em formas de anéis de cartilagem incompletos, semelhantes a traqueia. 
· Brônquios Lobares ou Segunda Ordem: são ramificações dos brônquios principais que se dirigem para cada lobo do pulmão, sendo dois no pulmão esquerdo e três no pulmão direito. 
· Brônquios Segmentares ou Terceira Ordem: originados a partir dos brônquios lobares, apresentam-se em um total de dez. Os brônquios segmentares estão divididos: 
A. pulmão esquerdo: lobo superior, 4 segmentares e inferior, 4 segmentares e um que não está em contato com a árvore brônquica;
B. pulmão direito: lobo superior, 3 brônquios segmentares, lobo médio. 2 brônquios segmentares e lobo inferior, 4 brônquios segmentares e 1 brônquio segmentar que está mais para cima e não acompanha a árvore brônquica. 
Bronquíolos
· originados dos brônquios segmentares, são constituídos apenas de tecido conjuntivo, não apresentando anéis cartilaginosos. Possuem o menor calibre dos componentes que estruturam a árvore brônquica.
Os alvéolos
· Outro componente da árvore brônquica é os alvéolos, localizados nos pulmões, são responsáveis pelas trocas gasosas. Os alvéolos podem apresentar-se isolados ou em grupos formando pequenos sacos com paredes finas compostas pelos pneumócitos tipo I, que facilitam as trocas gasosas dos alvéolos com a rede de capilares que os cobrem, e pelos pneumócitos tipo II, responsáveis por excretar o surfactante pulmonar, uma substância responsável pela redução da tensão superficial.
Dois tipos de células epiteliais são encontrados nos alvéolos.
· células alveolares tipo I: Cerca de 95% da área superficial alveolar é utilizada para a troca de gases e é formada por células alveolares tipo I. Essas células são muito delgadas, então os gases se difundem rapidamente através delas. Na maior parte da área de troca, uma camada de membrana basal funde o epitélio alveolar ao endotélio do capilar. E na área restante, somente uma pequena quantidade de líquido intersticial está presente.
· A célula alveolar tipo II, menor e mais espessa, sintetiza e secreta uma substância química conhecida 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, como você verá posteriormente neste capítulo. 
As células tipo II também ajudam a minimizar a quantidade de líquido presente nos alvéolos, transportando solutos e água para fora do espaço aéreo alveolar. As paredes finas do alvéolo não contêm músculo, pois se tivessem fibras musculares poderiam bloquear a rápida troca gasosa. Como resultado, o próprio tecido pulmonar não pode se contrair
O pulmão
· É um órgão duplo, localizado no interior do tórax, e que juntamente com outros órgãos, está protegido pela caixa torácica. Esse órgão possui forma cônica, apresentando um ápice superior, uma base inferior e duas faces: costal e mediastinal. 
· A base está apoiada no diafragma, músculo estriado esquelético que separa o tórax do abdome, conhecida também, por exercer essa função de separação, como face diafragmática.
 Na face mediastinal os pulmões apresentam o hilo do pulmão, fenda responsável pela entrada e saída dos brônquios, vasos e nervos pulmonares, constituindo a raiz do pulmão
No pulmão direito, que é maior, há três lobos, o esquerdo consequentemente menor, com dois lobos. Os lobos dividem-se em unidades menores denominadas segmentos broncopulmonares, região em que os brônquios se distribuem. Cada pulmão tem um total de dez segmentos, sendo no pulmão esquerdo cinco em cada lobo e no pulmão direito três seguimentos no lobo superior, dois no médio e cinco no inferior.
Pleura
Cada pulmão é revestido pela pleura, um saco seroso de paredes duplas contínuas até o hilo. A pleura divide-se em pleura pulmonar ou visceral, caracterizada por aderir os pulmões, e pleura parietal, que recobre a face costal do pulmão e está intimamente ligada à caixa torácica. Entre essas paredes forma-se um espaço preenchido por um líquido, conhecido como líquido pleural, que reduz o atrito entre ela.
· Cada membrana pleural, ou pleura, é formada por muitas camadas de tecido conectivo elástico e um grande número de capilares. As camadas opostas da membrana pleural são mantidas unidas por uma fina camada de líquido pleural.
· O líquido pleural tem vários propósitos. Primeiro, ele cria uma superfície úmida e escorregadia para que as membranas opostas possam deslizar uma sobre a outra enquanto os pulmões se movem dentro do tórax. Segundo, ele mantém os pulmões aderidos à parede torácica. 
· Uma ligação líquida similar entre as duas membranas pleurais faz os pulmões “aderirem” à caixa torácica e os mantêm estirados em um estado parcialmente inflado, mesmo em repouso.
Na atividade física, os pulmões aumentam a capacidade de ventilação, oxigenando mais o sangue, enquanto o coração tem seus batimentos acelerados. O oxigênio é fundamental para a produção de energia. Neste processo o ar oxigenado entra pelo nariz e pela boca quando inspiramos, este é puxado pelos pulmões ao inflar. Ao contrário, o ar com gás carbônico é expelido de dentro para fora do nosso corpo na expiração. Os movimentos de expansão e contração dos pulmões são ininterruptos, induzidos pelo diafragma e por músculos do peito e das costas.
 O ar oxigenado para chegar nos pulmões, percorre a faringe, prossegue pela laringe e alcança a traqueia. Dentro dos pulmões o ar oxigenado ainda tem de passar pelas ramificações dos brônquios ou bronquíolos, uma rede de pequenos vasos formados por sucessivas divisões. O ar chega aos alvéolos, cheios de ar, estas bolsinhas permitem a passagem do oxigênio para os finos capilares sanguíneos que as cercam. Por fim, o oxigênio se liga às hemoglobinas, células vermelhas sanguíneas e é transportado pelo sangue ao coração, onde será bombeado para todo o organismo.
2. Estudar a fisiologia do sistema respiratório
INTRODUÇÃO
Funcionalmente,o sistema respiratório também é formado por duas partes. 
(1) A zona condutora 
· consiste em várias cavidades e tubos interconectados (intrapulmonares e extrapulmonares). Estes incluem o nariz, a cavidade nasal, a faringe, a laringe, a traqueia, os brônquios, os bronquíolos e os bronquíolos terminais; sua função é filtrar, aquecer e umedecer o ar e conduzilo para os pulmões. 
(2) A zona respiratória 
· consiste em tubos e tecidos nos pulmões onde ocorrem as trocas gasosas. Estes incluem os bronquíolos respiratórios, os ductos alveolares, os sacos alveolares e os alvéolos e são os principais locais de trocas gasosas entre o ar e o sangue.
A enorme área de superfície de troca gasosa é necessária para suprir as trilhões de células do corpo com quantidade adequada de oxigênio. O metabolismo aeróbio das células depende de um suprimento contínuo de oxigênio e de nutrientes do meio externo, associados à remoção do dióxido de carbono.
Os órgãos respiratórios têm diversas formas, porém todos possuem uma grande área de superfície comprimida em um pequeno espaço. Além de necessitar de uma grande superfície de troca, seres humanos e outros animais terrestres enfrentam um desafio fisiológico adicional: a desidratação. A superfície de troca deve ser fina e úmida para permitir que os gases passem do ar para a solução e, ao mesmo tempo, deve ser protegida de secar como resultado da exposição ao ar.
Uma solução mais comum é anatômica: um epitélio respiratório internalizado. Os pulmões humanos são encerrados na cavidade do tórax para limitar o seu contato com o ar exterior. A internalização cria um ambiente úmido ideal para as trocas gasosas com o sangue e protege a delicada superfície alveolar de danos.
O SISTEMA RESPIRATÓRIO é formado pelas vias respiratórias e pulmões que fornecem ao sangue oxigênio para a respiração celular e retiram dele o dióxido de carbono. O diafragma e a laringe controlam o fluxo de ar pelo sistema, que também pode produzir o som na laringe, que depois é transformado em fala pela língua, dentes e lábios.
· é uma fonte significativa de perda de água e de calor do corpo. Essas perdas devem ser balanceadas com o uso de compensações homeostáticas.
· também, é responsável pela capacidade de captar odores (olfação) através do nariz e transmitir sons claros, evidentes e perceptíveis (fonação) através da laringe.
As quatro funções primárias do sistema respiratório são:
1. Troca de gases entre a atmosfera e o sangue. O corpo traz o O2 e o distribui para os tecidos, eliminando o CO2 produzido pelo metabolismo.
2. Regulação homeostática do pH do corpo. Os pulmões podem alterar o pH corporal retendo ou eliminando seletivamente o CO2.
3. Proteção contra patógenos e substâncias irritantes inalados. Assim como todos os outros epitélios que têm contato com o meio externo, o epitélio respiratório é bem suprido com mecanismos de defesa que aprisionam e destroem substâncias potencialmente nocivas antes que elas possam entrar no corpo. 
4. Vocalização. O ar move-se através das pregas vocais, criando vibrações usadas para falar, cantar e outras formas de comunicação.
Respiração Externa
É o movimento de gases entre o meio externo e as células do corpo. A respiração externa pode ser subdividida em quatro processos integrados. São:
1. A troca de ar entre a atmosfera e os pulmões. Este processo é conhecido como ventilação, ou respiração. Inspiração (inalação) é o movimento do ar para dentro dos pulmões. Expiração (exalação) é o movimento de ar para fora dos pulmões. Os mecanismos pelos quais a ventilação ocorre são chamados coletivamente de mecânica da respiração.
2. A troca de O2 e de CO2 entre os pulmões e o sangue. 
3. O transporte de O2 e CO2 pelo sangue.
4. A troca de gases entre o sangue e as células. 
A respiração externa necessita da cooperação entre os sistemas respiratório e circulatório. O sistema respiratório é formado pelas estruturas envolvidas com a ventilação e com as trocas gasosas
1. O sistema condutor, ou vias aéreas, que conduz ar do meio externo para a superfície de troca dos pulmões. 
2. Os alvéolos são uma série de sacos interconectados e associados aos seus respectivos capilares pulmonares. Essas estruturas formam a superfície de troca, onde o oxigênio se move do ar inalado para o sangue, e o dióxido de carbono move-se do sangue para o ar que será exalado.
3. Os ossos e os músculos do tórax (cavidade torácica) e do abdome que auxiliam a ventilação
As vias aéreas aquecem, umedecem 
e filtram o ar inspirado
Durante a respiração, as vias aéreas superiores e os brônquios fazem mais do que simplesmente servirem de passagem para o ar. Eles desempenham um papel importante no condicionamento do ar antes que ele alcance os alvéolos. O condicionamento possui três componentes:
1. Aquecimento do ar à temperatura do corpo (37°C), de modo que a temperatura corporal não mude e os alvéolos não sejam danificados pelo ar frio. 
2. Adiciona vapor de água até o ar atingir a umidade de 100%, de modo que o epitélio de troca úmido não seque. 
3. Filtra material estranho, de modo que vírus, bactérias e partículas inorgânicas não alcançam os alvéolos
O ar inalado é aquecido pelo calor do corpo e umedecido pela água evaporada do revestimento mucoso das vias aéreas. A filtração do ar ocorre na traqueia e nos brônquios. Tanto a traqueia quanto os brônquios são revestidos com um epitélio ciliado, cujos cílios são banhados por uma camada de solução salina 
OBS: A respiração pela boca não é tão eficaz em aquecer e umedecer o ar como a respiração pelo nariz. Se você se exercita ao ar livre em um clima muito frio, pode sentir uma dor em seu peito, que resulta de respirar ar frio pela boca.
Ventilação pulmonar
O processo de troca gasosa no corpo, chamado de respiração, tem três passos básicos:
1. A ventilação pulmonar, ou respiração, é a inspiração (inalação) e expiração (exalação) do ar e envolve a troca de ar entre a atmosfera e os alvéolos dos pulmões. 
2. A respiração externa (pulmonar) é a troca de gases entre os alvéolos dos pulmões e o sangue nos capilares pulmonares através da membrana respiratória. Neste processo, o sangue capilar pulmonar ganha O2 e perde CO2 .
3. A respiração interna (tecidual) é a troca de gases entre o sangue nos capilares sistêmicos e as células teciduais. Nesta etapa, o sangue perde O2 e ganha CO2. Dentro das células, as reações metabólicas que consomem O2 e liberam CO2 durante a produção de ATP são denominadas respiração celular.
 Na ventilação pulmonar, o ar flui entre a atmosfera e os alvéolos dos pulmões em decorrência das diferenças de pressão alternadas produzidas pela contração e pelo relaxamento dos músculos respiratórios. A taxa de fluxo de ar e o esforço necessário para a respiração também são influenciados pela tensão superficial alveolar, complacência dos pulmões e resistência das vias respiratórias.
3. Entender a mecânica respiratória(Responsabilidade de Vanessa)
4.Objetivo analisar os mecanismos de regulação do sistema respiratório
Sistema Nervoso Central.
Os músculos esqueléticos, ao contrário do músculo cardíaco autoexcitável, não são capazes de se contrair espontaneamente. Em vez disso, a contração do músculo esquelético precisa ser iniciada pelos neurônios motores somáticos, os quais são controlados pelo sistema nervoso central.
No sistema respiratório, a contração do diafragma e de outros músculos é iniciada por uma rede de neurônios no tronco encefálico, que dispara potenciais de ação espontaneamente. A presença de interações sinápticas complicadas entre neurônios cria os ciclos rítmicos de inspiração e expiração. Esses neurônios são influenciados continuamente por estímulos sensoriais, principalmente a partir de quimiorreceptores que detectam CO2, O2 e H . O padrão ventilatório depende, em grande parte, dos níveis dessas três substâncias no sangue arterial e no líquido extracelular.
A rede neural do tronco encefálico que controla a respiração se comporta como um gerador de padrão central, com atividade rítmica intrínseca, que provavelmente é decorrente de neurôniosmarca-passo com potenciais de membrana instáveis. As entradas sensoriais derivadas de alterações do CO2 e de outros quimiorreceptores aumenta essa complexidade.
Há um modelo do controle da ventilação, em que as evidencias estão fundamentadas em experiencias, que estabelece que:
1. Os neurônios respiratórios do bulbo controlam músculos inspiratórios e expiratórios. 
2. Os neurônios da ponte integram informações sensoriais e interagem com neurônios bulbares para influenciar a ventilação. 
3. O padrão rítmico da respiração surge de uma rede do tronco encefálico com neurônios que despolarizam automaticamente. 
4. A ventilação está sujeita à modulação contínua por vários reflexos associados a quimiorreceptores, mecanorreceptores e por centros encefálicos superiores.
Os neurônios do bulbo controlam a respiração
Os neurônios respiratórios estão concentrados bilateralmente em duas áreas do bulbo. Uma área chamada de núcleo do trato solitário (NTS) contém o grupo respiratório dorsal (GRD) de neurônios que controlam principalmente os músculos da inspiração. Os sinais provenientes do GRD vão via nervos frênicos para o diafragma e via nervos intercostais para os músculos intercostais. Além disso, o NTS recebe informação sensorial dos quimiorreceptores e dos mecanorreceptores periféricos através dos nervos vago e glossofaríngeo (nervos cranianos X e IX).
Os neurônios respiratórios da ponte recebem informação sensorial do GRD e, por sua vez, influenciam o início e o término da inspiração. Os grupos respiratórios pontinos e outros neurônios pontinos enviam sinais tônicos para as redes bulbares para ajudar a coordenar um ritmo respiratório uniforme.
 O grupo respiratório ventral (GRV) do bulbo tem múltiplas regiões com diferentes funções. 
· Uma área conhecida como complexo pré-Bötzinger contém neurônios que disparam espontaneamente e que podem atuar como o marca-passo básico do ritmo respiratório. 
· Outras áreas controlam músculos usados na expiração ativa ou na inspiração maior do que o normal, como a que ocorre durante o exercício vigoroso. 
· Além disso, fibras nervosas originadas no GRV inervam músculos da laringe, da faringe e da língua para manter as vias aéreas superiores abertas durante a respiração. O relaxamento inapropriado desses músculos durante o sono contribui para a apneia obstrutiva do sono, uma disfunção do sono associada a ronco e à sonolência diurna excessiva.
A ação integrada das redes de controle da respiração pode ser estudada através do monitoramento da atividade elétrica no nervo frênico e de outros nervos motores. Durante a respiração espontânea em repouso, um marca-passo inicia cada ciclo, e os neurônios inspiratórios aumentam gradualmente a estimulação dos músculos inspiratórios. Este aumento é, por vezes, chamado de rampa devido ao formato do gráfico de da atividade neuronal inspiratória. Alguns neurônios inspiratórios disparam para iniciar a rampa. O disparo desses neurônios recruta outros neurônios inspiratórios em uma alça de retroalimentação positiva. À medida que mais neurônios disparam, mais fibras musculares esqueléticas são recrutadas. A caixa torácica expande- -se suavemente quando o diafragma contrai.
 Ao final da inspiração, os neurônios inspiratórios param de disparar abruptamente, e os músculos inspiratórios relaxam. Durante os próximos poucos segundos, ocorre a expiração passiva devido à retração elástica dos músculos inspiratórios e do tecido elástico dos pulmões. Contudo, alguma atividade dos neurônios motores pode ser observada durante a expiração passiva, sugerindo que talvez os músculos das vias aéreas superiores contraiam para reduzir a velocidade do fluxo de ar no sistema respiratório. 
Muitos neurônios expiratórios do grupo respiratório ventral permanecem inativos durante a respiração em repouso (espontânea). Eles funcionam principalmente durante a respiração forçada, quando os movimentos inspiratórios são ampliados, e durante a expiração ativa.
· Na respiração forçada, a atividade aumentada dos neurônios inspiratórios estimula os músculos acessórios, como os esternocleidomastóideos. A contração desses músculos acessórios aumenta a expansão do tórax, elevando o esterno e as costelas superiores. 
· Na expiração ativa, os neurônios expiratórios do grupo respiratório ventral ativam os músculos intercostais internos e os abdominais. Parece haver alguma comunicação entre os neurônios inspiratórios e os expiratórios, uma vez que os neurônios inspiratórios são inibidos durante a expiração ativa. 
Influência do CO2, do oxigênio e do pH sobre a ventilação
 A entrada sensorial proveniente dos quimiorreceptores centrais e periféricos modifica a ritmicidade da rede de controle para ajudar a manter a homeostasia dos gases sanguíneos. O dióxido de carbono é o estímulo primário para as mudanças na ventilação. O oxigênio e o pH do plasma desempenham um papel menos importante. 
Os quimiorreceptores sensíveis ao oxigênio e ao dióxido de carbono estão estrategicamente associados à circulação arterial. Se muito pouco oxigênio estiver presente no sangue arterial destinado ao encéfalo e a outros tecidos, a frequência e a amplitude da respiração aumentam.
 Se a produção de CO2 pelas células exceder a sua taxa de remoção de CO2 pelos pulmões, a arterial aumenta, e a ventilação é intensificada com o objetivo de eliminar o CO2. Esses reflexos homeostáticos operam constantemente, mantendo a e a arterial dentro de uma faixa estreita de normalidade. 
Os quimiorreceptores periféricos enviam para o SNC informações sensoriais sobre as mudanças na, no pH e na plasmática. Os corpos carotídeos nas carótidas são os quimiorreceptores periféricos primários. Eles estão localizados perto dos barorreceptores, estruturas envolvidas no controle reflexo da pressão arterial. Os quimiorreceptores centrais respondem a alterações na concentração de CO2 no líquido cerebrospinal. Os receptores centrais primários estão na superfície ventral do bulbo, perto dos neurônios envolvidos no controle respiratório.
Os quimiorreceptores periféricos carótidos e aórticos 
· monitoram a Po2, a Pco2 e o pH. A P02 abaixo de 60 mmHg desencadeia um aumento na ventilação. 
· O dióxido de carbono é o estímulo primário para as mudanças na ventilação.
· Os quimiorreceptores bulbares e carotídeos respondem a mudanças na Pco2. 
· Os reflexos protetores monitorados pelos receptores periféricos evitam danos aos pulmões por irritantes inalados.
· Os processos mentais conscientes ou inconscientes podem afetar a atividade respiratória.
· OBS: a pO2 é a quantidade de moléculas de oxigênio dissolvidas no sangue e a pCO2 é a quantidade de moléculas de gás carbônico dissolvidas no sangue.
5.Entender as possíveis complicações que a insuficiência respiratória traz para o sistema nervoso
Na síndrome de insuficiência respiratória, os sinais e sintomas refletem os efeitos da hipoxemia e/ou da hipercapnia sobre o SNC.
	 
	Hipoxemia aguda
	Hipercapnia
	Sistema nervoso central
	Confusão
	Apreensão
	
	Instabilidade motora
	Confusão
	
	Convulsões/coma
	Torpor/coma
O SNC (drive respiratório) ativa a musculatura respiratória, levando à insuflação pulmonar. A pressão gerada pela musculatura inspiratória (competência neuromuscular) deve ser suficiente para vencer a elasticidade do pulmão e da parede torácica (carga elástica), assim como a resistência de via aérea (carga resistiva). 
A Insuficiência respiratória tipo II pode ocorrer por alterações em 3 mecanismos básicos da ventilação, isoladamente ou associados:
 
1.    Depressão do drive respiratório, que pode ocorrer na vigência de doenças do SNC (acidente vascular cerebral, hipertensão intracraniana, meningoencefalites), distúrbios metabólicos (hiponatremia, hipocalemia, hipo ou hiperglicemia), e por efeito de drogas (opioides, benzodiazepínicos, barbitúricos, bloqueadores neuromusculares, anestésicos, intoxicações exógenas).
2.    Incapacidade neuromuscular, quando há comprometimento do sistema nervoso periférico, junção neuromuscular ou da musculatura esquelética. Etiologias: uso de bloqueadoresneuromusculares, hipomagnesemia, hipocalemia, tétano, polineuropatia, miastenia grave, esclerose múltipla, lesões do neurônio motor inferior, síndrome de Guillain-Barré, distrofia muscular.
3.    Aumento da carga ventilatória, ocasionada por distúrbios da caixa torácica, como cifoescoliose, derrame pleural volumoso e politrauma, associado ou não a pneumotórax, e por alterações das vias aéreas: asma, doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), queda da língua, corpo estranho, estenose traqueal, bócio, tumores, edema de glote, traqueomalácia.
6. Compreender os mecanismos de hematose, transporte de gases, troca de gases da hemoglobina e acidose.
Hematose
A hematose é um mecanismo de trocas gasosas que ocorre nos alvéolos pulmonares. Esse processo é fundamental para garantir o transporte de oxigênio pelo corpo e a remoção do gás carbônico.
·  hematose acontece quando o oxigênio proveniente da respiração pulmonar chega aos alvéolos pulmonares. Nesse local, o oxigênio difunde-se para o sangue presente nos capilares à sua volta e o gás carbônico presente no sangue dos capilares difunde-se para o interior dos alvéolos (trocas gasosas). 
· O oxigênio que passa para o sangue entra nas hemácias e liga-se à hemoglobina. Ao se ligar à hemoglobina, forma-se a oxi-hemoglobina, que garante o transporte de oxigênio para as células. O sangue, agora oxigenado (sangue arterial), segue em direção ao coração, onde será impulsionado para o corpo.
O mecanismo que permite a hematose é a difusão.
Difusão é a passagem de substâncias de uma área onde estão em maior concentração, para uma área em que estão em menor concentração e ela decorre da diferença de pressão entre os ambientes. No caso da difusão pulmonar, ela é consequência da diferença de pressão entre os gases da atmosfera (pressão atmosférica), do ar alveolar (pressão pulmonar) e dos capilares sanguíneos.
Quanto maior a concentração de um gás, maior a sua pressão. Assim, para gás carbônico e oxigênio se movimentarem para dentro e para fora dos pulmões, eles migrarão sempre do meio onde estão em maior concentração (maior pressão), para o meio de menor concentração (menor pressão). 
como ocorre a difusão pulmonar
A diferença entre a pressão atmosférica e a pressão alveolar nos faz inspirar e expirar. Inspiramos oxigênio porque sua pressão é maior na atmosfera do que dentro dos pulmões. E expiramos gás carbônico porque sua pressão é maior dentro dos pulmões do que na atmosfera.
Já a diferença de pressão entre os alvéolos e os capilares sanguíneos, promove a difusão entre essas estruturas. Os alvéolos pulmonares são recobertos por uma grande rede de capilares, garantindo a proximidade entre o sangue e o ar que está no interior dos alvéolos e favorecendo a difusão.
O gás carbônico está mais concentrado no sangue dos capilares e menos nos alvéolos. Assim, ele se difunde para o ar alveolar, sendo expelido posteriormente pela expiração. Já o oxigênio, está mais concentrado nos alvéolos e menos nos capilares. Ele migra para os capilares, possibilitando sua entrada na corrente sanguínea. E é por meio da corrente sanguínea que esse oxigênio chegará aos tecidos e nutrirá os órgãos do corpo.
Hemoglobina
Quando o O2 e o CO2 entram no sangue, ocorrem determinadas reações químicas que ajudam no transporte de gases e nas trocas gasosas.
Transporte de oxigênio 
O oxigênio não se dissolve facilmente em água, de modo que somente aproximadamente 1,5% do O2 inspirado está dissolvido no plasma sanguíneo, que é composto principalmente por água. Aproximadamente 98,5% do O2 no sangue está ligado à hemoglobina nos eritrócitos . Cada 100 mℓ de sangue oxigenado contém o equivalente a 20 mℓ de O2 gasoso. Usando as porcentagens indicadas, a quantidade dissolvida no plasma é de 0,3 mℓ e a quantidade ligada à hemoglobina é de 19,7 mℓ. A porção heme da hemoglobina contém quatro átomos de ferro, cada um capaz de se ligar a uma molécula de O2. O oxigênio e a hemoglobina se ligam em uma reação facilmente reversível para formar a oxihemoglobina.
s 98,5% do O2 que estão ligados à hemoglobina estão “presos” nas hemácias, de modo que apenas o O2 dissolvido (1,5%) é capaz de se difundir para fora dos capilares teciduais para as células teciduais. Assim, é importante compreender os fatores que promovem a ligação e a dissociação do O2 da hemoglobina.
Transporte de dióxido de carbono
 Em condições normais de repouso, cada 100 mℓ de sangue venoso contêm o equivalente a 53 mℓ de CO2 gasoso, que é transportado no sangue de três maneiras principais:
1. CO2 dissolvido. Uma pequena porcentagem – aproximadamente 7% – está dissolvida no plasma sanguíneo. Ao alcançar os pulmões, o CO2 dissolvido se difunde no ar alveolar e é expirado.
2. Compostos carbamino. Uma porcentagem um pouco mais elevada, aproximadamente 23%, combinase aos grupos amina dos aminoácidos e proteínas no sangue para formar compostos carbamino. Como a proteína mais prevalente no sangue é a hemoglobina (no interior dos eritrócitos), a maior parte do CO2 transportado deste modo está ligada à hemoglobina. Os principais locais de ligação do CO2 são os aminoácidos terminais das duas cadeias globina alfa e duas cadeias globina beta. A hemoglobina que se ligou ao CO2 é denominada carbaminohemoglobina (HbCO2): 
 A formação da carbaminohemoglobina é muito influenciada pela PCO2 . Por exemplo, nos capilares teciduais, a PCO2 é relativamente elevada, o que promove a formação de carbaminohemoglobina. Mas nos capilares pulmonares, a PCO2 é relativamente baixa, e o CO2 se separa facilmente da globina e entra nos alvéolos por difusão.
(3) Íons bicarbonato. O maior percentual de CO2 – aproximadamente 70% – é transportado no plasma sanguíneo como íons bicarbonato (HCO3 – ). Conforme o CO2 se difunde para os capilares sistêmicos e entra nos eritrócitos, ele reage com a água na presença da enzima anidrase carbônica (AC) para formar o ácido carbônico, que se dissocia em H + e HCO3 – : 
 Assim, conforme o sangue capta CO2 , o HCO3 – se acumula no interior das hemácias. Um pouco de HCO3 – se move para o plasma sanguíneo, abaixando seu gradiente de concentração. Em troca, íons cloreto (Cl – ) se movem do plasma para as hemácias. Essa troca de íons negativos, que mantém o equilíbrio elétrico entre o plasma sanguíneo e o citosol das hemácias, é conhecida como deslocamento de cloreto . O efeito líquido destas reações é que o CO2 é removido das células teciduais e transportado para o plasma sanguíneo como HCO3 – . Conforme o sangue passa pelos capilares pulmonares nos pulmões, todas estas reações se revertem e o CO2 é expirado.
Acidose respiratória
Ocorre quando a hipoventilação alveolar resulta em acúmulo de CO2 e elevação da Pco2 plasmática. 
· Algumas situações nas quais isso ocorre são a depressão respiratória ocasionada por drogas (incluindo o álcool), aumento da resistência das vias aéreas, como na asma, distúrbios na troca de gases, ocasionados por fibrose ou pneumonia grave, e fraqueza dos músculos na distrofia muscular e outras doenças musculares.
A causa mais comum de acidose respiratória é a doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), que inclui o enfisema. No enfisema, o prejuízo da ventilação alveolar está reclacionado à perda da área de superfície alveolar para as trocas gasosas. Independentemente da causa, na acidose respiratória os níveis plasmáticos de CO2 aumentam (em vermelho), levando a um aumento nos níveis de H+ e HCO3
A acidose respiratória é caracterizada pela presença de um pH reduzido associado com níveis elevados de bicarbonato. Como o problema é de origem respiratória, o corpo não pode realizar compensação respiratória. (Entretanto, dependendo do problema, a ventilação mecânica pode ser usada algumas vezes para auxiliar na respiração.) Qualquer compensação para a acidose respiratória deve ocorrer através de mecanismos renais que excretem H e reabsorvam HCO3. A excreção de H aumenta o pH plasmático. A reabsorção de HCO3 fornece tampões adicionais que reagem com o H, reduzindo sua concentração e aumentando o pH.
7.Entender  a doença pulmonarcrônica, a ação dos broncodilatadores e por que ocorreu o aumento das hemácias.
Doença pulmonar crônica
A doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) é um tipo de distúrbio respiratório caracterizado por obstrução crônica e recorrente do fluxo de ar, que aumenta a resistência das vias respiratórias , enfisema e bronquite crônica. 
A doença se instala depois que há um quadro persistente de bronquite ou enfisema pulmonar. O primeiro causa um estado permanente de inflamação nos pulmões, enquanto o segundo destrói os alvéolos. 
Na maior parte dos casos, a DPOC é evitável, porque a sua causa mais comum é o tabagismo ou o tabagismo passivo. Outras causas incluem a poluição do ar, a infecção pulmonar, a exposição ocupacional a poeiras e gases, e fatores genéticos. 
Além do potencial para interromper a respiração de vez, diminui a circulação de oxigênio no sangue e dispara substâncias inflamatórias pelo corpo todo. O risco de infarto e AVC dobra. Os portadores podem ainda sofrer com fraqueza muscular, raciocínio prejudicado e até ficarem mais sujeitos à depressão. 
Tratamento
A doença não tem cura, mas uma série de medidas a mantém sob controle e, na medida do possível, devolve um pouco da função pulmonar. Os medicamentos broncodilatadores, que melhoram a respiração, são os mais usados, mas anti-inflamatórios também podem acabam prescritos em alguns casos. Quando a concentração de oxigênio no sangue está muito baixa, o indivíduo precisa fazer terapia para suplementar o fôlego. Fora isso, deve estar sempre atento às chamadas exacerbações agudas, picos de piora da doença que podem levar à insuficiência respiratória se não tratados imediatamente. Infecções respiratórias disparam as crises e agravam o quadro, por isso o médico geralmente recomenda a vacinação contra a gripe todos os anos. As atividades físicas também são importantes no tratamento, uma vez que problemas em fibras musculares são comuns em quem tem a doença. Além de fortalecer a musculatura, o exercício ainda combate a inflamação nos pulmões típicas do quadro. 
Broncodilatadores
Os tipos mais comuns de broncodilatadores são os anticolinérgicos e agonistas beta2. Esses medicamentos são inalados, percorrem as vias respiratórias e se ligam às células do músculo liso brônquico. Isso resulta em relaxamento muscular e diminuição dos níveis de muco, o que permite respirar mais facilmente. 
Quando usados pela via inalatória, os beta 2 agonistas e os antagonistas muscarínicos têm ação mais rápida com menos efeitos sistêmicos. 
· Os broncodilatadores de ação rápida são mais usados no tratamento de alívio dos sintomas agudos enquanto os de ação prolongada são melhor usados no tratamento de manutenção.
· Os β2-agonistas são os broncodilatadores mais usados no tratamento da asma. 
· Os anticolinérgicos têm início de ação mais lento e menos efeito sobre a função pulmonar, quando comparados aos beta 2 agonistas, sendo mais usados no tratamento de portadores de doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC). 
· O emprego das metilxantinas no tratamento regular é limitado por seus efeitos tóxicos potencialmente perigosos. 
· Os β2-agonistas de curta e de longa duração, junto com os corticosteroides inalatórios, constituem o pilar terapêutico da asma nos doentes com a asma mal controlada com o uso isolado de corticosteróide inalatório
Por que ocorreu o aumento das hemácias.
Existem diversas doenças e condições que podem aumentar o número de hemácias no sangue, como em casos de:
· Tabagismo;
· Cardiopatia congênita (Problemas na estrutura e no funcionamento do coração presentes desde o nascimento);
· Tumor no rim;
· Baixos níveis de oxigênio no sangue (hipóxia);
· Cicatrizes ou espessamento dos pulmões (fibrose pulmonar);
· Doenças na medula óssea (p.ex.: Policitemia vera);
· Exposição a altas altitudes (pode manter as hemácias altas por semanas);
· Uso de medicamentos como gentamicina e metildopa e
· Desidratação, que representa um "falso" aumento das hemácias, com a hidratação venosa, os valores equilibram e normalizam.
O processo de produção de hemácias, denominado eritropoiese, ocorre na medula óssea vermelha e é regulado pela eritropoietina, um hormônio produzido nos rins em indivíduos adultos. A hipóxia (baixa concentração de oxigênio) é uma grande estimuladora da produção desse hormônio. Em grandes altitudes, por exemplo, a eritropoietina é produzida em ampla quantidade, iniciando assim um aumento na produção de hemácias.
A quantidade normal de hemácias no sangue é diferente para homens e mulheres:
· Homem: 4,7 a 6,1 milhões de células por microlitro de sangue;
· Mulher: 4,2 a 5,4 milhões de células por microlitro de sangue.