Fisiologia do Sistema Respiratório

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DISCIPLINA: ANESTESIOLOGIA
DOCENTE: LUCIANE
FISIOLOGIA
DO SISTEMA 
RESPIRATÓRIO
Mecânica da Ventilação 
Pulmonar
Musculatura que permite a ventilação
Músculos inspiratórios: produzem a expansão pulmonar: Diafragma, músculos intercostais externos, 
esternocleidomastoideo, serrátil anterior (puxam várias costelas) e escalenos (puxam as duas primeiras costelas).
Músculos da expiração forçada: músculos reto abdominais, transverso do abdome, oblíquo externo e oblíquo 
interno.
Dinâmica pressórica que permite a ventilação
O pulmão flutua na cavidade torácica cercado por uma fina camada de líquido pleural que lubrifica os seus 
movimentos dentro da cavidade.
● Pressão Pleural 
● Pressão Alveolar
- Complacência – é o quão facilmente o pulmão se distende.
Lei de Boyle-Mariotte
Pressão Transpulmonar
Surfactante, tensão superficial e colapso alveolar
Tensão superficial
Volumes e capacidades pulmonares
Funções das Vias 
Respiratórias
Reflexo da 
tosse
A laringe, a traqueia, os bronquíolos 
e os alvéolos são muito sensíveis, de 
modo que pequenas quantidades de 
corpos estranhos podem causar 
irritação.
Reflexo do 
espirro
 É semelhante ao reflexo da 
tosse, mas ocorre nas vias 
aéreas nasais;
 Ocorre devido à estimulação 
do N. Trigêmio.
Funções 
respiratórias 
normais do 
nariz
1. Aquecimento;
2. Umidificação;
3. Filtração parcial.
Vocalização
Para que haja vocalização, é 
preciso duas funções mecânicas:
1. Fonação (laringe);
2. Articulação (boca).
Pressões no Sistema 
Pulmonar
Pressões no Sistema Pulmonar
● Ventrículo D= 25/1 mmHg
● Artéria pulmonar = 25/8 
mmHg média - 15 mmHg
● Capilar pulmonar= 7 mmHG
● Átrio E e veias pulmonares = 1 a 5 mmHg
 
Pressão pulmonar em cunha
 
Volume Sanguíneo dos Pulmões
● Volume normal - 450 ml
➢ 70 ml nos capilares 
➢ Restante nas artérias e veias 
➢ Pode vaiar da metade até o dobro deste volume 
Expiração forçada
Hipovolemia
Estenose mitral
Insuficiência do VE
Líquidos na Cavidade Pleural
CAUSAS:
● Bloqueio linfático 
● Insuficiência cardíaca 
● Redução da pressão coloidosmótica do plasma 
● Lesão capilar 
Física da difusão dos gases 
 DIFUSÃO DE OXIGÊNIO ALVÉOLO-CAPILAR
Dissolvido no plasma - 2%
Oxihemoglobina (HbO2) - 98%
Po2 alveolar - 104
Po2 sangue - 40
Física da difusão dos gases 
● Difusão dos gases através da 
membrana respiratória
● Unidade respiratória:
 Cada alvéolo: 0,2 mm
❖ Parede unidade respiratória: 
delgada 
❖ Capilares
Membrana respiratória ou 
Membrana pulmonar 
Membrana Respiratória
Camadas da membrana respiratória:
1. A camada de líquido surfactante
2. Epitélio alveolar
3. Membrana basal epitelial
4. Espaço intersticial
5. Membrana basal capilar
6. Membrana endotelial capilar
Estrutura da membrana respiratória e difusão do 
O2 do alvéolo para a hemácia e a difusão do CO2 
na direção oposta
Fatores que afetam a 
velocidade da difusão 
gasosa através da 
membrana respiratória
Fatores que afetam a velocidade da difusão 
gasosa através da membrana respiratória 
1) A espessura da membrana 
Fatores que afetam a velocidade da difusão 
gasosa através da membrana respiratória 
2) A área superficial da membrana 
Fatores que afetam a velocidade da difusão 
gasosa através da membrana respiratória 
3) O coeficiente de difusão do gás na substância da membrana
•A transferência de gás através da Membrana respiratória é 
dependente: Solubilidade na membrana
•CO2 (se difunde através da membrana): 20 x mais rápido que o O2
•O2: 2 x mais rápido que o N2
Fatores que afetam a velocidade da difusão 
gasosa através da membrana respiratória 
4) A diferença de pressão parcial do gás entre os dois lados 
da membrana
Capacidade de difusão da membrana 
respiratória 
•Habilidade Membrana Respiratória ↔ trocar gás entre 
alvéolos e sangue
Capacidade de difusão: Volume de um gás que se difunde através da membrana a 
cada minuto para uma diferença de pressão de 1 mm Hg (x ml/1/min/1mmhg)
Capacidade Aumentada de Difusão do 
Oxigênio
Capacidade de difusão para O2 sob condições de repouso
21 ml/min/mm Hg
Diferença de pressão de O2 através da membrana durante respiração: 11 mm Hg
21 x 11 = 230 mililitros de O2/mi
Aumento na Capacidade de Difusão de 
Oxigênio durante o Exercício
Fluxo sanguíneo: aumenta 
Ventilação: aumenta 
Difusão de O2: aumenta 
Máximo de 65 ml/min/mmHg (3x + repouso) -> (3x 21 ml)
Provocada pela 
Abertura de capilares pulmonares
Aumento da área superficial
Capacidades de difusão para monóxido de 
carbono, oxigênio e dióxido de carbono em 
pulmões normais
Capacidade de difusão para dióxido de carbono
a) Difusão rápida pela membrana
b) Diferença média menor que 1 mmHg
No entanto:
As medidas de difusão de outros gases mostram que : a 
capacidade de difusão: relaciona-se à difusão do gás em foco
Capacidade de difusão do dióxido de carbono:
Sob condições de repouso - 400 a 450 mL/min/mmHg
Durante o exercício - 1.200 a 1.300 mL/min/mmHg
Respiração Artificial
Ressuscitador
Tanque de Respiração (“Pulmão de 
Ferro”)
Efeito do Ressuscitador e do 
Tanque de Respiração no Retorno 
Venoso
Transporte de Dióxido de 
Carbono no Sangue
Formas químicas em que o CO2 é transportado
1. Saída de CO2 dos tecidos → forma molecular dissolvida.
2. Ao sair dos tecidos, o CO2 adentra os capilares e inicia diversas reações 
químicas.
Transporte de CO2 na forma dissolvida
Uma pequena parcela é transportada dessa forma. (7%)
● Pressão do CO2 no sangue venoso misto = 45 mmHg. 
2,7 mL/dL de CO2 está dissolvido.
● Pressão do CO2 no sangue arterial = 40 mmHg.
2,4 mL/dL de CO2 está dissolvido.
A diferença entre os dois volumes (0,3 mL) corresponde a quantidade dissolvida 
transportada.
Transporte de CO2 na forma de bicarbonato
Água reage com CO2 e forma ácido carbônico nas hemácias.
● É lento, não fosse a enzima anidrase carbônica.
○ Alta velocidade de reação
○ Equilíbrio quase completo
○ Grandes quantidades de CO2 reagem com a água
Corresponde a maior porcentagem de CO2 que é transportado (70%)
O ácido carbônico pode se dissociar em íons hidrogênio e bicarbonato
1. Íons hidrogênio
Associam-se à hemoglobina das hemácias (função de tampão)
2. Íons bicarbonato
Difundem-se das hemácias para o plasma sendo substituídos por íons cloreto 
(desvio de cloretos)
Transporte de CO2 conjugado com hemoglobina
O CO2 se associa à hemoglobina formando a carbaminoemoglobina.
● Reversível
● Instável
➔ Libera facilmente CO2
● Processo semelhante ocorre com proteínas plasmáticas
● Corresponderia a 30% da quantidade de CO2 transportada 
➔ Reação mais lenta
Efeito Haldane
Oxigênio tende a deslocar o CO2 do sangue ao se ligar à hemoglobina 
Hemoglobina funciona como ácido mais forte:
1. Quanto mais ácida, menos o CO2 tende a se ligar.
2. Aumento de acidez → hemoglobina libera íons hidrogênio.
➔Associam-se com CO2 formando ácido carbônico
➔Ácido carbônico se dissocia em água e CO2.
Efeito haldane em:
Capilares dos tecidos:
Oxigênio é removido da hemoglobina, o 
efeito aumenta a captação de CO2.
Pulmões:
Oxigênio é captado pela hemoglobina, o 
efeito aumenta a liberação de CO2.
Centro Respiratório
Centro 
Respiratório
● Composto por:
○ Grupo Respiratório Dorsal 
(GRD):
■ Porção dorsal do 
Bulbo -> Inspiração.
○ Grupo Respiratório 
Ventral (GRV):
■ Parte ventrolateral do 
Bulbo -> Expiração.
○ Centro Pneumotáxico 
(CPT):
■ Porção dorsal superior 
da Ponte -> Controle 
de Frequência e da 
Amplitude 
Respiratória.
Grupo 
Respiratório 
Dorsal
● Situa-se no Núcleo do Trato 
Solitário;
● Desempenha o papel mais 
importante do controle da 
respiração;
● É responsável pelo Ritmo 
Respiratório, gerando surtos 
repetitivos de potenciais de 
ação neuronais 
inspiratórios;
● Sinal respiratório em 
“Rampa”*
○ Controle da Velocidade 
do Aumento do Sinal em 
Rampa;
○ Controle do Ponto 
Limítrofe da Interrupção 
Súbita da Rampa.
Grupo 
Respiratório 
Ventral
●Situa-se no Núcleo Ambíguo;
● Difere do GRD:
○ Os neurônios do GRV 
permanecem quase que 
totalmente inativos 
durante a respiração 
normal e tranquila;
○ Parecem não participar da 
oscilação rítmica;
○ A área respiratória 
ventral também contribui 
para o controle 
respiratório extra;
○ Contribuem tanto para a 
inspiração quanto para a 
expiração (sinais 
expiratórios vigorosos 
para os músculos 
abdominais).
Centro 
Pneumotáxico
• Situa-se no Núcleo Parabraquial;
• Transmite sinais para a área 
inspiratória;
• Controla o ponto de “desligamento” 
da rampa inspiratória, gerando 
controle na duração da fase de 
expansão do ciclo pulmonar;
• Sinal intenso -> inspiração pode durar 
até 0,5s -> leve expansão dos 
pulmões;
• Sinal fraco -> inspiração pode durar 
5s ou mais -> enchendo os pulmões 
com excesso de ar;
• Função de limitação da inspiração;
• Sinal Pneumotáxico Intenso pode 
aumentar a frequência respiratória 
para 30 a 40 movimentos 
respiratórios por minuto, e vice versa.
*Sinal Respiratório em “Rampa”
○Sinal Nervoso -> Músculos Inspiratórios (p. Diafragma);
○Não apresenta surto instantâneo dos potenciais de ação;
○Esse sinal exibe um início débil com elevação constante, na 
forma de rampa por cerca de 2s;
○ Interrupção pelos próx. 3s;
○Desativa a excitação do diafragma e permite a retração 
elástica dos pulmões e da parede torácica, produzindo a 
expiração;
○Reinício do sinal respiratório;
○ Indução de aumento constante do volume dos pulmões durante 
a inspiração.
Reflexo de Insuflação de Hering-Breuer
●Receptores de estiramento situados nas porções musculares das paredes dos 
brônquios e bronquíolos, no parênquima pulmonar;
● Transmite sinais através dos Nervos Vagos para o GRD em caso de pulmões 
excessivamente distendidos;
● Simula sinais advindos do CPT ou ativam a resposta feedback que “desativa” 
a rampa inspiratória;
● Interrompe a Inspiração.
Controle Químico da 
Respiração
Controle Químico 
da Respiração
● A área quimiossensível 
situa-se bilateralmente, 
à 0,2 milímetro da 
superfície ventral do 
Bulbo;
● Muito sensível às 
alterações sanguíneas 
da Pco2 ou da concentração de 
hidrogênio.
Íons de Hidrogênio
● Provável Estímulo Primário;
● Estimulam a área quimiossensível;
● Contudo, Íons de H não atravessam 
a barreira hematoencefálica com 
facilidade;
● Alterações de concentração 
sanguínea de H+ têm efeito menor 
que alterações de concentração do 
CO2.
Dióxido de Carbono
● Estímulo Secundário;
● Reage com a água dos tecidos, 
formando ácido carbônico, que se 
dissocia em íons hidrogênio e íons 
bicarbonato. Esses íons H atuam 
estimulando a área;
● Alta permeabilidade da barreira 
hematoencefálica ao dióxido de 
carbono;
● Pco2 sanguínea aumenta = 
aumento da Pco2 no líquido 
intersticial do Bulbo e no líquido 
cefalorraquidiano;
● Exerce potente efeito agudo, porém 
fraco efeito crônico.
Hipóxia e Terapia com 
Oxigênio
Efeitos da hipoxia no corpo
● Hipoxia grave → morte celular por todo o corpo.
● Hipoxia menos intensa:
○ Depressão da atividade mental
○ Redução da capacidade muscular
Causas
● Oxigenação inadequada por causas extrínsecas
● Doença pulmonar
● Desvios arteriovenosos
● Inadequação do transporte de O2
● Inadequação da capacidade tecidual de usar O2
○ Envenenamento por cianeto
Terapia com oxigênio 
É administrada de 3 formas:
1. Tenda
2. Máscara 
3. Cateter intranasal
NÃO INDICADA:
➔ Metabolização tecidual é incapaz de utilizar o O2.
Cianose
Tom de pele azulada causada pelo acúmulo de hemoglobina desoxigenada nos vasos.
Condições de atenção:
Anemia- dificilmente ocorrerá cianose
Policitemia vera- frequentemente leva à cionase
Hipercapnia - Excesso 
de Dióxido de Carbono 
nos Líquidos Corporais
 Pco2 acima de 60 a 75 mmHg:
● Ocorre dispneia;
● Respiração rápida e profunda.
Pco2 entre 80 a 100 pode resultar 
em:
● Letargia;
● Estado semicomatoso.
Pco2 entre 120 a 150 pode induzir:
● Anestesia e morte.
Dispneia
Significa incapacidade de ventilar 
suficientemente os pulmões.
Fatores envolvidos na sensação de 
dispneia:
1. anormalidade dos gases 
respiratórios nos líquidos pleurais;
2. trabalho realizado pelos músculos 
respiratórios;
3. estado mental.