Surfactante e broncodilatação

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Surfactante e broncodilatação:
O surfactante pulmonar é um líquido produzido pelo organismo que tem a função de facilitar a troca dos gases respiratórios nos pulmões. Sua ação permite que os alvéolos pulmonares, que são pequenos sacos responsáveis pelas trocas gasosas, fiquem abertos durante a respiração, através de uma tensão, o que facilita a entrada de oxigênio na circulação de sangue.
A principal função do surfactante pulmonar é formar uma camada de filme que permitir a abertura adequada dos alvéolos pulmonares e permitir a respiração, através da:
Manutenção da abertura dos alvéolos;
Diminuição da força necessária para a expansão dos pulmões;
Estabilização do tamanho dos alvéolos.
Desta forma, os pulmões ficam sempre ativos e capazes de realizar as trocas gasosas adequadamente
 
Os broncodilatadores são medicamentos que atuam nos brônquios, levando ao seu relaxamento e, consequentemente, ao aumento do calibre das vias aéreas. Eles são a base do tratamento sintomático das doenças pulmonares obstrutivas, como a asma, bronquite crônica, enfisema pulmonar e DPOC. A via de administração preferencial é a inalatória, pela ação direta nas vias aéreas e menor incidência de efeitos colaterais. 
Os medicamentos broncodilatadores são divididos em duas categorias. Os de curta duração são mais usados para alívio imediato dos sintomas. Sua ação tem início rápido e não dura mais de quatro horas. Por outro lado, os broncodilatadores de longa duração têm efeito mais duradouro, em torno de 12 horas, que pode chegar até a 24 horas. Eles devem ser usados como terapia de manutenção, para controle contínuo dos sintomas das doenças respiratórias. Por causa de seu efeito mais lento, que leva alguns minutos para atingir o ápice da ação, eles não são indicados para tratar crises.
1- A estrutura do sistema respiratório (classificando em vias aéreas superiores e inferiores) e entendendo como funciona a troca gasosa (hematose):
O sistema respiratório é encarregado da respiração extracelular, ou seja, garantir as trocas gasosas (de oxigênio e dióxido de carbono) entre o sangue e o ar atmosférico, assim como auxiliar no equilíbrio ácido-base do meio. Ele é constituído por um par de pulmões e por um sistema de tubos que comunicam estes órgãos com o meio exterior. Esses órgãos são divididos em vias aéreas superiores (extratorácica) e inferiores (intratorácica).
Vias aéreas superiores são formadas pelas: fossas nasais, faringe e laringe.
Vias aéreas inferiores são formadas pela: traqueia, brônquios, bronquíolos e alvéolos. Sendo os 3 últimos localizados nos pulmões.
 - Fossas nasais
Nela o ar é aquecido, filtrado e umedecido. Distinguimos em três regiões nas fossas nasais:
Vestíbulo → Correspondem as narinas. Apresenta pelos e glândulas cutâneas que fornecem a primeira barreira a entrada nas vias aéreas das partículas grosseiras;
Área respiratória → Ocorre a produção de muco pelas células caliciformes e glândulas. O muco é deslocado em direção a faringe pelo batimento ciliar. Nesta região encontramos os cornetos ricos em capilares venosos que se tornam turgidos nas gripes e resfriados, dificultando a livre circulação do ar;
Área olfatória → Região das fossas nasais responsáveis pela sensibilidade olfativa.
-Faringe
Localiza-se posteriormente as cavidades nasais e oral e se divide em uma proporção superior ou nasofaringe, uma porção média ou orofaringe e uma porção inferior ou hipofaringe. A cavidade oral, a orofaringe e a hipofaringe são passagens comuns ao aparelho digestivo e respiratório.
-Laringe
Une a faringe à traqueia. Contém peças cartilaginosas que a mantem sempre aberta e nela encontramos as cordas vocais. No início da laringe encontramos a glote, uma entrada controlada por uma espécie de válvula chamada epiglote. Durante a deglutição o fechamento da epiglote que impede a passagem de alimentos para laringe evitando engasgamentos. 
-Traqueia
Conduz o ar da laringe, se divide em dois tubos dentro do tórax: o brônquio principal direito e o brônquio principal esquerdo, que se dirigem ao pulmão direito e esquerdo respectivamente. Estes brônquios por sua vez vão se subdividindo em ramificações cada vez menos calibrosas até formarem os bronquíolos, que são a última parte das vias aéreas antes dos alvéolos.
-Brônquios e Bronquíolos
A traqueia ramifica-se originando os chamados brônquios primários. Após curto trajeto, eles entram nos pulmões através do hilo, pelo qual também entram artérias pulmonares e artérias brônquicas e saem vasos linfáticos e veias. 
Os brônquios primários ramificam-se no interior dos pulmões e originam três brônquios secundários no pulmão direito e dois no esquerdo. Cada brônquio secundário supre um lobo pulmonar, sendo, por essa razão, também denominados brônquios lobares.
Os brônquios lobares vão se ramificando originando os bronquíolos e estes ao se ramificar vão originando bronquíolos cada vez menores até se continuarem com os alvéolos.
-Alvéolos
São formados por uma delgada camada de células apoiadas em uma lâmina basal e envoltos externamente por uma rede de capilares. No epitélio alveolar é onde ocorre a hematose. Nesse epitélio simples a célula Septal que secreta o líquido surfactante de composição lipoproteica.
-Pulmão
Os pulmões estão localizados na cavidade torácica, e entre eles há uma região denominada mediastino. Os pulmões têm uma forma cônica, e apresentam um ápice superior, uma base inferior e duas faces: costal (em relação com as costelas) e a medial (voltada para o mediastino).
São considerados órgãos macios, esponjosos e elásticos, mas, não possuem capacidade intrínseca para expansão ou contração porque não possuem músculos. Assim, necessitam de outro mecanismo que os façam acompanhar o movimento da caixa torácica e do diafragma para se expandirem e se contraírem. Logo, a contração só é possível graças a uma delgada membrana chamada de pleura que também reveste a face interna da cavidade torácica.
A pleura que reveste os pulmões é chamada de pleura visceral e a que reveste a cavidade torácica é chamada de pleural parietal. Entre a pleura parietal e a pleura visceral existe um espaço potencial chamado de espaço pleural. Este espaço é potencial porque as duas superfícies da pleura estão praticamente em contato uma com a outra, separadas apenas por uma delgada camada de líquido. Quando o tórax se expande os pulmões se expandem por causa da força exercida através das superfícies pleurais intimamente acopladas.
Hematose 
A hematose é um fenômeno da respiração pulmonar que ocorre no interior dos alvéolos pulmonares e consiste na troca de O2 e CO2 do ar para o sangue e vice-versa. Os alvéolos são estruturas em forma de sacos, localizados ao final dos bronquíolos, são recobertos por capilares sanguíneos, nos quais o sangue circula bem próximo ao ar que foi inalado. Ao chegar aos alvéolos, o oxigênio difunde-se para o sangue dos capilares. Enquanto, o gás carbônico, presente no sangue dos capilares difunde-se para o interior dos alvéolos. 
Assim, a hematose ocorre devido à difusão do gás oxigênio do ar dos alvéolos para o sangue dos capilares. E o mesmo ocorre com o gás carbônico, porém, no sentido inverso. O sangue que sai dos pulmões é rico em oxigênio, sendo chamado de sangue arterial. E o sangue que chega aos pulmões é rico em gás carbônico, sendo denominado de sangue venoso.
A difusão do oxigênio, ocorre porque a pressão desse gás (PO2) nos alvéolos é, em média, de 104mmHg, enquanto a PO2 do sangue venoso, que entra nos capilares pulmonares em sua porção arterial, é de apenas 40mmHg. Portanto, a diferença de pressão inicial que possibilita a difusão do oxigênio para os capilares pulmonares é de 104 – 40 = 64, ou seja, 64mmHg.
Quando o oxigênio é utilizado pelas células, todo ele virtualmente se torna dióxido de carbono, o que aumenta a pressão intracelular desse gás (PCO2). Devido a essa elevada PCO2 das células teciduais e é então transportado pelo sangue para os pulmões. Nos pulmões, ele se difunde dos capilares pulmonares para os alvéolos e é por fim expirado.
2- Relação dosurfactante pulmonar com doenças respiratórias, enfatizando a asma: 
O líquido surfactante forra os alvéolos formando uma camada que impede o contato direto do ar com suas paredes. Esta camada consiste em uma hipofase aquosa e proteica, coberta por uma camada monomolecular de fosfolipídios, composta principalmente de dipalmitoilfosfatidilcolina e fosfatidilglicerol. 
O surfactante também diminui a tensão superficial da parede alveolar, mantendo-a estruturalmente e evitando seu colapso durante a inspiração e o colabamento do alvéolo. Essa diminuição de tensão superficial também permite que os alvéolos sejam inflados com maior facilidade. A camada surfactante não é estática, sendo renovada constantemente.
Nos fetos, essa película surfactante lipoproteica aparece nas últimas semanas da gestação, na mesma ocasião em que os corpos multilamelares surgem nos pneumócitos tipo II.
Dentre as principais patologias relacionadas ao surfactante temos:
- Síndrome da angústia respiratória (Doença da membrana hialina)
A síndrome da angústia respiratória (denominada antigamente doença da membrana hialina) é um distúrbio respiratório no qual os alvéolos (sacos aéreos) dos pulmões do recém-nascido não permanecem abertos por causa da elevada tensão superficial resultante da produção insuficiente de surfactante
Para que um recém-nascido seja capaz de respirar independentemente, os alvéolos pulmonares devem ser capazes de permanecerem abertos e cheios de ar após o nascimento. Eles conseguem fazê-lo em grande parte graças a uma substância denominada surfactante. O surfactante é produzido por células dos alvéolos pulmonares e reduz a tensão superficial. Ele é produzido à medida que os pulmões do feto amadurecem, frequentemente em torno da 34a semana e quase sempre em torno da 37a semana de gestação. A síndrome da angústia respiratória ocorre quase que exclusivamente em recém-nascidos prematuros. Quanto mais prematuro o recém-nascido, maior a chance dele apresentar a síndrome da angústia respiratória. A probabilidade de ocorrência da síndrome também é maior em filhos de mães diabéticas.
-Síndrome de aspiração meconial (SAM)
O mecônio é um conhecido inibidor da atividade do surfactante pulmonar. Além de suas características obstrutivas e inflamatórias, o mecônio determina um aumento da tensão superficial, que resulta em múltiplo colabamento alveolar, com piora da função pulmonar já comprometida. Este efeito inibitório do mecônio sobre a função do surfactante pode ser revertido através do aumento da concentração deste último, e se constitui na base do tratamento com surfactante na síndrome de aspiração meconia. Existem poucos estudos controlados avaliando o uso do Surfactante exogeno, para tratamento da SAM; além disso, os que existem foram realizados com pequeno número de pacientes e têm resultados conflitantes.
-Pneumonia
A pneumonia extensa pode levar a uma disfunção do surfactante, tanto por um processo de inibição secundário ao extenso processo inflamatório e edema, que acompanha o processo de base, como por anormalidade nas frações fosfolipídicas e protéicas, que foram descritas associadas a uma variedade de patógenos, incluindo bactéria, vírus e fungos. Relatos de tratamento de pneumonia com surfactante em humanos são raros, e estudos controlados não são disponíveis. Em prematuros com falência respiratória secundária à pneumonia, o surfactante se mostrou seguro.
-Bronquiolite
A bronquiolite acomete crianças abaixo de 2 anos de idade e fora do período neonatal. É uma infecção causada principalmente pelo vírus sincicial respiratório. O achado histopatológico típico inclui lesão alveolar e bronquiolar terminal, envolvendo a membrana alvéolo-capilar e os pneumócitos, com lesão obstrutiva das pequenas vias aéreas. A lesão dos pneumócitos tipo II leva a uma disfunção qualitativa do surfactante, que contribui para o colapso alveolar e o aumento da permeabilidade capilar, piorando, agora por inativação, a disfunção do surfactante. O tratamento com surfactante foi proposto em vista de sua atividade estabilizadora dos bronquíolos terminais e alvéolos e da melhora da troca gasosa.
-Hérnia diafragmática congênita
A hérnia diafragmática congênita (HDC) é um defeito congênito causado por um orifício no diafragma ou pela ausência do diafragma. Devido à ausência ou orifício no diafragma, os órgãos (podem incluir o estômago, o baço, os intestinos e o fígado) localizados no abdómen movem-se para a área do peito. Esses órgãos pressionam novamente os pulmões e impedem o desenvolvimento adequado dos pulmões.
Existem evidências da experimentação animal e em humanos que sugerem melhora da função pulmonar e da oxigenação com o uso de surfactante exógeno na hérnia diafragmática congênita, com melhora da sobrevida. No entanto, a falta de estudos randomizados e controlados, de maior casuística, não permite assumir que os efeitos benéficos, em curto prazo, se reflitam em melhora da mortalidade ou morbidade em longo prazo.
-Asma
Asma é o estreitamento dos brônquios (canais que levam ar aos pulmões) que dificulta a passagem do ar provocando contrações ou broncoespasmos. As crises comprometem a respiração, tornando-a difícil. Quando os bronquíolos inflamam, segregam mais muco o que aumenta o problema respiratório. Na asma, expirar é mais difícil do que inspirar, uma vez que o ar viciado permanece nos pulmões provocando sensação de sufoco. 
A asma é uma doença crônica, ou seja, ela não tem cura, embora seus sintomas possam até desaparecer com o passar do tempo quando é feito o tratamento adequado. Ela é mais comum nas crianças e adolescentes. Entre os mais jovens, a asma costuma ter natureza alérgica e suas crises são desencadeadas por agentes que são inalados e provocam uma reação de hipersensibilidade, como ácaros, pólen, mofo, poeira, fumaça de cigarro, entre outros. Além disso, fatores como esforço físico, mudanças bruscas de temperatura e infecções respiratórias como gripes e resfriados também podem funcionar como gatilho para crises de asma.
3- Onde ocorre o comando dos movimentos do sistema respiratório, entendendo os processos metabólicos: 
A respiração é controlada pelo sistema nervoso autônomo ou neurovegetativo, através um centro nervoso localizado na região do bulbo (tronco cerebral). Desse centro partem os nervos responsáveis pela contração dos músculos respiratórios (diafragma e músculos intercostais). Os sinais nervosos são transmitidos desse centro através da coluna espinhal para os músculos da respiração. O mais importante músculo da respiração, o diafragma, recebe os sinais respiratórios através de um nervo especial, o nervo frênico, que deixa a medula espinhal na metade superior do pescoço e dirige-se para baixo, através do tórax até o diafragma. Os sinais para os músculos expiratórios, especialmente os músculos abdominais, são transmitidos pela porção baixa da medula espinhal, para os nervos espinhais que inervam os músculos. Em condições normais esse centro produz impulso a cada 5 segundos, estimulando a contração da musculatura torácica e do diafragma, onde inspiramos. 
Controle de ventilação:
Baixa concentração de O2: Se baixar a concentração sanguínea de O2 os quimiorreceptores da artéria aorta e carótida mandam impulsos ao centro respiratório no bulbo. O bulbo através dos nervos motores estimula os músculos intercostais e o diafragma à acelerarem o ritmo respiratório, o que aumenta a captação de O2.
Aumento da concentração de CO2: É o mecanismo mais sensível. O CO2 atua pelo aumento de H+ (acidez no sangue) que estimula diretamente receptores da parte ventral do bulbo.
Mecanismos de ventilação:
Dois movimentos estão envolvidos com a renovação do ar nos pulmões: o movimento de inspiração e o de expiração.
Inspiração: Ocorre contrações dos músculos intercostais o que provoca uma elevação das costelas com aumento da caixa torácica no plano horizontal. O diafragma se contrai, abaixando-se, o que determina a expansão da caixa torácica no plano vertical. Aumenta o volume interno do tórax o que diminui a pressão sobre os pulmões.Estes então se dilatam recebendo ar.
Expiração: Os músculos relaxam, o volume interno da caixa torácica diminui o que faz com que aumente a pressão sobre as paredes pulmonares. Este aumento da pressão sobre as paredes pulmonares determina a expulsão do ar.
Transporte de gases respiratórios:
Oxigênio: Uma pequena parcela de oxigênio permanece dissolvida no plasma, mas a maioria do O2 penetra nas hemácias, combina-se com as hemoglobinas formando a oxiemoglobina (instável), transportada para os tecidos.
Gás carbônico: O transporte de CO2 (é mais solúvel em água que o O2) é na maior parte feita pelo plasma sanguíneo, sob a forma de íons bicarbonato. Cerca de 9% do CO2 se dissolve no plasma, 27% do CO2 combina-se com a hemoglobina formando a carboemoglobina (instável), 64% do CO2 está sob a forma de HCO-3 o plasma. Dos tecidos o CO2 passa para o sangue e chega nas hemácias, onde a enzima anidrase carbônica catalisar a reação:
O ácido carbônico dissocia-se em H+ + HCO-3. O íon H+ tende a aumentar a acidez do sangue, porém isto é contornado porque a oxiemoglobina capta o H+ passando à HHb (hemoglobina acida) e liberando o O2 para as células.
Parte do HCO-3 fica no plasma sob a forma de NaHCO2 (bicarbonato de sódio) que funciona como substância tampão.
O sangue venoso leva para os pulmões o HCO-3 e a HHb. Após difundir-se dos alvéolos o oxigênio desloca H+ da HHb resultando HbO2. O H+ combina-se com o HCO-3 dando H2CO3 que se dissocia em H2O e CO2. Este CO2 livre difunde-se do sangue para os alvéolos e é eliminado na expiração.
Monóxido de carbono: O monóxido de carbono pode ser considerado como antimetabolito. Quando aspirado, ao nível do alvéolo pulmonar, combina-se reversivelmente com a hemoglobina para formar a carboxiemoglobina. Porém, a afinidade do monóxido de carbono pela hemoglobina é cerca de 200-250 vezes aquela do oxigênio, resultando em duas consequências importantes: certos números de sítios de ligação de uma ou mais moléculas de monóxido de carbono a molécula de hemoglobina com seus grupos heme aumenta a afinidade dos sítios remanescentes para o oxigênio e a capacidade da hemoglobina nos eritrócitos de fornecer oxigênio aos tecidos, a baixas pressões parciais de oxigênio, fica seriamente prejudicada. A consequência final do processo é uma apoxia (sem oxigênio) tecidual.