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LABORATÓRIO MORFOFUNCIONAL UC1 – FUNÇÕES BIOLÓGICAS . AULA 4 SP4: OS PULMÕES, A VENTILAÇÃO E A HEMATOSE 1. Descrever a localização dos sacos pleurais na cavidade torácica e as características de suas fixações; descrever a posição do hilo pulmonar no saco pleural; Sacos pleurais: saco seroso fechado que recobre os pulmões. A pleura apresenta dois folhetos: Pleura pulmonar: reveste a superfície do pulmão e mantém continuidade com a pleura parietal; ligado aos pulmões Pleura parietal: recobre a face interna da parede do tórax; ligado à parede torácica A cavidade pleural é preenchida por fluido para reduzir o atrito. Hilo: está localizado na face mediastinal; contém a artéria pulmonar, as duas veias pulmonares, o brônquio principal, as artérias brônquicas, as veias brônquicas, os nervos e os vasos linfáticos. 2. Descreve as características macro e microscópicas das vias respiratórias torácica, diferenciando a porção condutora da porção respiratória: traqueia, brônquios principais (1ºordem), brônquios lobares (2º ordem), brônquios segmentares (3º ordem); bronquíolos (terminais respiratórios) e ácinos (ductos e alvéolos); Estruturas que fazem parte do sistema respiratório: nariz, pela faringe, pela laringe, pela traqueia, pelos brônquios e pelos pulmões Divisão estrutural: • Sistema respiratório superior: nariz, a cavidade nasal, a faringe e estruturas associadas; • Sistema respiratório inferior: laringe, a traqueia, os brônquios e os pulmões; Divisão funcional: • Zona condutora: o nariz, a cavidade nasal, a faringe, a laringe, a traqueia, os brônquios, os bronquíolos e os bronquíolos terminais. o Funções: filtrar, aquecer e umedecer o ar e conduzi-lo para os pulmões. • Zona respiratória: os bronquíolos respiratórios, os ductos alveolares, os sacos alveolares e os alvéolos. o Função: realizar trocas gasosas entre o ar e o sangue. Porcão respiratória: TRAQUEIA: Macroscopia: Localização: anteriormente no esôfago. Uma via tubular que se estende desde a laringe até a margem superior da vértebra TV, onde se divide em brônquios primários direito e esquerdo. É formada por uma cartilagem hialina em forma de C (as terminais dos C são formados por ligamentos fibroelásticos e feixes de músculo liso – impede o colabamento da parede e regulam a luz da traqueia) Microscopia: Camadas da traqueia: Túnica mucosa: camada de epitélio pseudoestratificado colunar ciliado (epitélio respiratório) e uma camada subjacente de lâmina própria que contém fibras elásticas e reticulares. Proteção contra poeira. Epitélio respiratório: reveste a maior parte da porção condutora (traqueia, brônquio, bronquíolo terminal). Epitélio pseudoestratificado colunar ciliado tem as seguintes células (ordem de abundância): • 1º Células colunares ciliadas: batimento de cílios; • 2º Células caliciformes: secretoras de muco, que retém partículas; • 3º Células em escova (brush cells): numerosos microvilos. Na base das células em escova há terminações nervosas aferentes, e essas células são consideradas receptores sensoriais. • 4º Células basais: células tronco • 5º Célula granular: parece a célula basal, mas contém numerosos grânulos Submucosa: tecido conjuntivo frouxo que contém glândulas seromucosas e seus ductos. Cartilagem hialina: possui de 16 a 20 anéis horizontais incompletos de cartilagem hialina se assemelham à letra C, estão empilhados uns sobre os outros e estão ligados por tecido conjuntivo denso. A parte aberta de cada anel de cartilagem em formato de C está voltada posteriormente em direção ao esôfago e é cruzada por uma membrana fibromuscular (fibras musculares lisas transversais – chamadas músculo traqueal – e tecido conjuntivo elástico, que possibilita que o diâmetro da traqueia mude sutilmente durante a inspiração e a expiração). O pericôndrio é responsáveis pela nutrição; Túnica adventícia: tecido conjuntivo frouxo. Une a traqueia aos tecidos circunvizinhos. BRÔNQUIOS PRINCIPAIS, BRÔNQUIOS LOBARES, BRÔNQUIOS SEGMENTARES E BRONQUÍOLOS (TERMINAIS E RESPIRATÓRIOS): Macroscopia: Localização: pulmão (penetram o pulmão através do hilo pulmonar) Brônquio principal direito e esquerdo (primários): o direito é mais vertical, mais curto e mais largo do que o esquerdo. Brônquios lobares: um para cada lobo do pulmão. (o pulmão direito tem três lobos, o pulmão esquerdo tem dois) Brônquios segmentares: surgem da divisão dos brônquios lobares e irrigam segmentos broncopulmonares específicos dentro dos lobos. Bronquíolos terminais e respiratórios: existem de 5 a 7 bronquíolos terminais. Cada bronquíolo terminal origina um ou mais bronquíolos respiratórios, os quais marcam a transição para a porção respiratória. Microscopia: Brônquios: Camada mucosa (epitélio + lâmina própria de tec. conj. frouxo) Nos ramos maiores: a mucosa é semelhante à da traqueia, revestida por epitélio respiratório (epitélio pseudoestratificado colunar ciliado com células caliciforme); Nos ramos menores: o epitélio é cilíndrico simples ciliado. Camada muscular Camada submucosa: tecido conjuntivo Camada de cartilagem hialina: gradualmente substituem os anéis incompletos de cartilagem nos brônquios principais e por fim desaparecem nos bronquíolos distais. À medida que a quantidade de cartilagem diminui, a quantidade de músculo liso aumenta. As peças cartilaginosas são envolvidas por tecido conjuntivo rico em fibras elásticas. Camada adventícia, continua com as fibras conjuntivas do tecido pulmonar adjacente. Tanto na adventícia como na mucosa são frequentes os acúmulos de linfócitos. Bronquíolos no geral: • Não apresentam cartilagem, glândulas ou nódulos linfáticos. • O epitélio, nas porções iniciais, é cilíndrico simples ciliado, passando a cúbico simples, ciliado ou não, na porção final. • As células caliciformes diminuem em número, podendo faltar completamente. • Lâmina própria dos bronquíolos é delgada e rica em fibras elásticas. Segue-se à mucosa uma camada muscular lisa (mais desenvolvida que a brônquica) cujas células se entrelaçam com as fibras elásticas. Bronquíolos Terminais: últimas porções das árvores brônquicas • Estrutura semelhante à dos bronquíolos, mas com parede mais delgada, revestida internamente por epitélio colunar baixo ou cúbico, com células ciliadas e não ciliadas. • Têm ainda as células de clara não ciliadas, que apresentam grânulos secretores em suas porções apicais, que secretam proteínas protegem o revestimento bronquiolar contra determinados poluentes do ar inspirado e contra inflamações. Bronquíolos Respiratórios: constituem a transição entre a porção condutora e a porção respiratória. • Tubo curto, às vezes ramificado, com estrutura semelhante à do bronquíolo terminal, exceto pela existência de numerosas expansões saculiformes constituídas por alvéolos, onde ocorrem trocas de gases. • Porções não ocupadas pelos alvéolos são revestidas por epitélio simples que varia de colunar baixo a cuboide, podendo ainda apresentar cílios na porção inicial. Contém células de Clara. • O músculo liso e as fibras elásticas formam uma camada mais delgada do que a do bronquíolo terminal. Bronquíolo respiratório e ductos alveolares: ÁCINOS (ductos e alvéolos): Porção respiratória: ductos alveolares, os sacos alveolares e os alvéolos. Ducto alveolar: tubo com epitélio simples plano bastante delgado. Alvéolos: são estruturas encontradas nos sacos alveolares, ductos alveolares e bronquíolos respiratórios; constituem as últimas porções da árvore brônquica. Tem epitélio simples plano bastante delgado, que se apoia em um tecido conjuntivo delgado. Nas bordas dos alvéolos, a lâmina própria apresenta feixes de músculo liso. Os ductos alveolares mais distais não apresentam músculo liso. Uma matriz rica em fibras elásticas e contendo também fibras reticulares constitui o suporte para os ductose alvéolos. As fibras elásticas são importantes, porque se distendem durante a inspiração e se contraem passivamente na expiração. As fibras reticulares servem de suporte para os delicados capilares sanguíneos interalveolares e para a parede dos alvéolos, impedindo a distensão excessiva dessas estruturas e eventuais lesões. 3. Descrever as características macroscópicas dos pulmões (posição, formato, lobos, fissuras, hilo, faces); Macroscopia Posição e localização: se estendem desde o diafragma até a região discretamente superior às clavículas e encontra-se contra as costelas anterior e posteriormente. Estão na cavidade torácica e são separados pelo coração e por outras estruturas do mediastino. Formato: Parte inferior do pulmão: base é côncava e se encaixa sobre a zona convexa do diafragma. Parte superior do pulmão: ápice. A superfície do pulmão apoiada sobre as costelas, a face costal, coincide com a curvatura arredondada das costelas. A face mediastinal (medial) de cada pulmão contém uma região, o hilo do pulmão, por meio da qual os brônquios, os vasos sanguíneos pulmonares, os vasos linfáticos e os nervos entram e saem. Estas estruturas são mantidas unidas pela pleura e tecido conjuntivo e constituem a raiz do pulmão. Medialmente, o pulmão esquerdo também contém uma concavidade, a incisura cardíaca, em que o vértice do coração se encontra. Em razão do espaço ocupado pelo coração, o pulmão esquerdo é aproximadamente 10% menor do que o pulmão direito. Embora o pulmão direito seja mais espesso e mais largo, é também um pouco mais curto do que o pulmão esquerdo, porque o diafragma é maior no lado direito, acomodando o fígado que se encontra inferiormente a ele. As fissuras dividem os pulmões em lobos. Ambos os pulmões têm uma FISSURA OBLÍQUA, que se estende inferior e anteriormente; • No pulmão esquerdo, a fissura oblíqua separa o LOBO SUPERIOR do LOBO INFERIOR. • No pulmão direito, a parte superior da fissura oblíqua separa o LOBO SUPERIOR do LOBO INFERIOR; • No pulmão direito, a parte inferior da fissura oblíqua separa o lobo inferior do LOBO MÉDIO, que é limitado superiormente pela fissura horizontal. O pulmão direito tem a FISSURA HORIZONTAL do pulmão direito. Cada lobo recebe seu próprio brônquio lobar. • O brônquio principal direito dá origem a três brônquios lobares chamados brônquios lobares superior, médio e inferior; • O brônquio principal esquerdo dá origem aos brônquios lobares superior e inferior. No pulmão, os brônquios lobares dão origem aos brônquios segmentares. O segmento de tecido pulmonar que cada brônquio segmentar supre é chamado segmento broncopulmonar. Cada segmento broncopulmonar dos pulmões tem muitos pequenos compartimentos, chamados lóbulos: • Cada lóbulo é envolvido por tecido conjuntivo elástico e contém um vaso linfático, uma arteríola, uma vênula e uma ramificação de um bronquíolo terminal. Os bronquíolos terminais subdividem-se em ramos microscópicos chamados bronquíolos respiratórios. 4. Descrever a aparência dos pulmões, hilo, recessos, brônquios e traqueia na radiologia de tórax em varias incidências; 1. Traqueia 2. Carina – nível espinhal T5 3. Arco/ botão aórtico 4. Aorta torácica descendente 5. Ventrículo esquerdo 6. Hemidiafragma esquerdo 7. Hemidiafragma direito 8. Átrio direito 9. Veia cava superior 1. Clavícula 2. Costela posterior 3. Costela anterior 4. Ângulo costofrênico direito 5. Ângulo costofrênico esquerdo 6. Hilo direito (contendo os linfonodos hiliares direitos) 7. Hilo esquerdo (contendo os linfonodos hiliares esquerdo) 8. Ápice pulmonar 5. Descrever as possíveis alterações na radiografia de tórax que indicam lesões de vias aéreas e pulmões; descrever o sinal de silhueta (significado, utilidade); Bronquite: os sinais de bronquite crônica nas radiografias são sutis, podendo ser observados espessamento de paredes brônquicas (mais evidente nas regiões peri-hilares) e aumento da trama pulmonar em todos os campos. Asma: aumento do espaço aéreo reversível. Os sinais indiretos do aumento do espaço aéreo: aumento do diâmetro torácico, aumento dos espaços intercostais, retificação das cúpulas diafragmáticas, visualização da borda inferior do coração (aspecto "em gota"). Todavia, uma vez revertido o broncoespasmo, estas alterações desaparecem. Pode causar bronquiectasia que representa dilatações irreversíveis dos brônquios, que permite sua visualização no raio X. Sinal de silhueta: Todas as linhas vistas nas radiografias (contornos) são dadas pelo contato entre duas densidades diferentes. Assim, o contorno cardíaco é visto pela diferença de densidade entre as partes moles do coração e o ar pulmonar. Uma lesão intratorácica que toca a borda do coração, aorta ou diafragma poderá obliterar essa borda na radiografia. Sempre que o parênquima pulmonar adjacente a uma dessas estruturas sofre um processo patológico em que a densidade do ar é substituída pela de partes moles, aquele limite ou contorno é perdido. Essa perda de contorno é chamada de "sinal da silhueta". Assim, se uma lesão (p. ex., pneumonia) acomete o lobo médio, poderá borrar o contorno direito do coração. Outros exemplos de lesões: • Segmentos basais: borram o contorno do diafragma. • Língula: apaga o contorno cardíaco esquerdo. • Segmento anterior do lobo superior direito: altera a aorta ascendente. • Segmento ápico-posterior do lobo superior esquerdo: apaga o botão aórtico. Ex.: Perda da definição do contorno cardíaco à esquerda Tipos de acometimento pulmonar: 6. Descrever os mecanismos de lesão celular, conceito geral de inflamação e reparo; Inflamação aguda: 3 componentes principais • Dilatação de pequenos vasos levando o aumento no fluxo sanguíneo; • Aumento da permeabilidade da microvasculatura, que permite que as proteínas no plasma e os leucócitos saiam da circulação; • Emigração de leucócitos da microcirculação, seu acúmulo no foco da lesão e sua ativação para eliminar o agente agressor. Consolidação: ocorre em casos de pneumonia bacteriana. Ocupação ou substituição do ar no espaço aéreo que se mostra como um aumento da atenuação do parênquima pulmonar, escurecendo as margens dos vasos e das paredes das vias aéreas. Opacidade intersticiais: ocorre em casos de pneumonia viral; Nódulo: é uma única opacidade pulmonar arredondada, bem circunscrita, envolta por parênquima pulmonar normal, com diâmetro menor ou igual a 3 cm. Massa: é uma única opacidade pulmonar arredondada, bem circunscrita, envolta por parênquima pulmonar normal, com diâmetro maior que 3 cm Atelectasia pulmonar: colapso do pulmão ou de parte dele. Podemos ter atelectasias obstrutivas, compressivas, restritivas, cicatriciais, tensionais, adesivas, etc. Na imagem: uma atelectasia de lobo superior direito (note o desvio traqueal e o aumento da opacidade) LABORATÓRIO DE ANÁLISES CLÍNICAS E TERAPÊUTICAS UC1 – FUNÇÕES BIOLÓGICAS . AULA 4 SP4: ESPIROMETRIA: VOLUMES E CAPACIDADES PULMONARES. 1. Caracterizar a mecânica ventilatória. Basicamente a entrada e saída de ar dos pulmões se dá por diferenças de pressão entre o exterior e o interior dos pulmões. A respiração ocorre por diferença de pressão. Inspiração e expiração tranquila: Os pulmões são contraídos e expandidos de duas maneiras: 1. Pelo movimento do diafragma: Contração (inspiração ativa) - movimento do diafragma para baixo: como o diafragma está ligado a pleura parietal, quando ocorre essa contração, os pulmões também são tracionados para baixo, o que aumenta o volume do sistema respiratório e diminui a pressão alveolar (que fica menor do que a pressão atmosférica, e assim o ar entra do meio de maior pressão para o meio de menor pressão). Relaxamento (expiração passiva) - movimento do diafragma para cima:o diafragma relaxa e a retração elástica dos pulmões e da caixa torácica comprimem os pulmões fazendo com que a pressão alveolar se torne superior a pressão atmosférica, assim o ar sai. 2. Pela elevação ou depressão das costelas aumentando e diminuindo o diâmetro ântero-posterior e látero- lateral da caixa torácica; Inspiração forçada: ocorre o auxilio de outros músculos (intercostais externos, serráteis anteriores – eleva as costelas, escalenos – eleva as duas primeiras costelas, esternocleidomastóideo – eleva o esterno). Quando esses músculos contraem, eles elevam o osso esterno/ caixa torácica, ajudando aumentar o diâmetro do sistema respiratório para que o ar entre com maior velocidade e com maior volume. Expiração forçada: ocorre com o auxilio de outros músculos (abdominais e os intercostais internos) 2. Caracterizar os volumes e capacidades respiratórias e seus valores de referência. Frequência respiratória: 12 – 20 rpm A quantidade de ciclos ventilatórios que realizamos em 1 minuto é chamada frequência respiratória (FR). Temos 4 volumes que agem sobre os pulmões, são eles: Volume corrente (VC): é a quantidade de ar que entra e sai dos pulmões durante um ciclo ventilatório (inspiração e expiração) e corresponde a cerca de 500ml; Volume de reserva inspiratório (VRI): é a quantidade de ar que pode entrar nos pulmões após uma inspiração corrente, e em uma inspiração máxima o VRI pode chegar a 3000ml; Volume de reserva expiratório (VRE): é a quantidade de ar que pode sair dos pulmões após uma expiração corrente, e em uma expiração máxima o VRE pode chegar a 1100ml Volume residual (VR): é a quantidade de ar que permanece no interior dos pulmões (para não ocorrer colabamento), mesmo após uma expiração forçada máxima. O VR é de cerca de 1200ml. Capacidades Pulmonares: Representam a soma de dois ou mais volumes pulmonares, e são importantíssimos durante a prova de função pulmonar (espirometria), para detectar doenças obstrutivas e/ou restritivas do sistema respiratório. Capacidade Inspiratória (CI): é a soma do VC e do VRI; Capacidade Residual Funcional (CRF): é a soma do VRE e do VR; Capacidade Vital (CV): é a soma do VC, do VRI e do VRE; Capacidade Pulmonar Total (CPT): é a soma de todos os volumes pulmonares (VC, VRI, VRE e VR) e em condições normais é de cerca de 5800ml. 3. Descrever o princípio de funcionamento de um espirômetro. 4. Justificar quando o exame deve ser solicitado e quando deve ser contraindicado. A espirometria é o teste de função pulmonar mais comum para avaliar a saúde dos seus pulmões, sendo útil para ajudar a diagnosticar e tratar várias doenças respiratórias. Neste exame, você enche seus pulmões com o máximo de ar que puder e depois sopra com força rapidamente em um aparelho chamado espirômetro. O espirômetro mede todo o ar que a pessoa consegue soprar por meio de uma variável chamada Capacidade Vital Forçada (CVF) e também a velocidade da saída do ar dos pulmões, especialmente no primeiro segundo do teste (VEF1: Volume Expiratório Forçado no 10 Segundo). O teste é indolor (sem injeções, picadas, comprimidos) e, geralmente, dura menos de 15 minutos. Se um medicamento é usado no teste, via de regra, é por via inalatória. Não é necessário jejum para a realização do exame. Uma pessoa deve realizar uma espirometria se: • Sente falta de ar (por exemplo quando caminha rapidamente). • Tosse muito. • Se está preocupada com a saúde dos seus pulmões. • Se já está recebendo tratamento para uma doença pulmonar. • É fumante ou fumava (o cigarro frequentemente provoca, entre outros prejuízos para a saúde, a queda da função pulmonar). • Se trabalha em determinadas condições ambientais com maior potencial de causar doenças respiratórias. Contraindicações: hemoptise, angina recente, descolamento de retina, crise hipertensiva, edema pulmonar e aneurisma de aorta torácica. Realização do Exame: O técnico em espirometria ou o seu médico pneumologista irá mostrar como soprar no espirômetro. Durante o exame é necessário utilizar um tubete descartável na boca e um clipe macio sobre o nariz para evitar que o ar vaze pelas narinas. Ao iniciar o teste, o paciente será orientado a inspirar profundamente no espirômetro e a seguir será solicitado a soprar com força no espirômetro (de forma similar a de apagar as velas de um bolo de aniversário), continuando a soprar até os seus pulmões estarem vazios, sendo que neste momento será orientado a parar. Em alguns exames, as manobras serão repetidas após alguns minutos da inalação de uma medicação broncodilatadora para verificar se há melhora da sua função pulmonar com o medicamento inalatório. Resultados: O pneumologista analisará os resultados, por meio de gráficos, para verificar como os pulmões estão funcionando e se apresentam valores dentro da faixa de referência para a população brasileira. Para cada pessoa existe uma gama de resultados que é considerada normal de acordo com a idade e altura. Em linhas gerais: a) Se a quantidade de ar que o paciente consegue soprar durante o primeiro segundo é baixa, você pode ter um estreitamento das vias aéreas possivelmente devido a asma ou doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC, uma doença que engloba enfisema pulmonar e bronquite crônica). b) Se está em uso de medicamentos para asma ou DPOC, a espirometria pode ser utilizada para verificar se o tratamento está sendo eficaz. c) Se a quantidade de ar que o paciente consegue soprar durante toda a manobra respiratória, seja ela lenta ou forçada, estiver reduzida, existe a possibilidade da presença de doença restritiva associada como, por exemplo, doenças fibrosantes. d) O teste também pode ser útil em outras condições clínicas (no caso de doenças cardíacas ou reumáticas, que podem comprometer os pulmões). 5. Caracterizar a ação dos tipos de broncodilatadores. Os fármacos broncodilatadores relaxam o músculo liso das vias respiratórias e previnem a broncoconstrição. Indicado na asma, bronquite crônica, enfisema. Broncodilatadores: Agonistas β2-adrenérgicos (simpaticomiméticos): os β agonistas produzem broncodilatação por estimular diretamente β2 receptores no músculo liso das vias respiratórias. Esse tipo de medicamento pode se ligar também ao β1, que está presente no sistema cardíaco, e causar taquicardia. Exemplo: agonista beta adrenérgico: FENOTEROL. Antagonistas colinérgicos anti-muscarínicos (acoplados a proteína G): estes agentes são os antagonistas competitivos da ligação de ACh a receptores colinérgicos muscarínicos, portanto esses fármacos bloqueiam os efeitos de Ach (ex: broncoconstrição) em receptores muscarínicos, incluindo o efeito constritor direto sobre o músculo liso brônquico. Sua eficácia prevista decorre do papel desempenhado pelo sistema nervoso parassimpático na regulação do tônus broncomotor. Estímulos múltiplos e diversos causam aumentos reflexos na atividade parassimpática que contribuem para a broncoconstrição. Exemplo: BROMETO DE IPRATRÓPIO E BROMETRO DE TIOTROPIO (mais seletivo e de longa duração). Conduta terapêutica na crise asmática: β2 agonista de curta duração; anticolinérgico (atravent), corticosteróide. Para a manutenção, é necessário: corticosteróide inalatório (CI); corticosteróide sistêmico (CS); β2 agonista de longa duração; antagonista de leucotrienos.