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Respiratório - Guyton sábado, 22 de maio de 2021 11:02 Ventilação Pulmonar - Capítulo 38 A ventilação pulmonar pode ser definida como a entrada e a saída de ar dos pulmões em cada respiração. A respiração prove oxigênio aos tecidos e remove o dióxido de carbono. A fim de alcançar tais objetivos, a respiração pode ser dividida em quatro funções principais: 1. Ventilação pulmonar (ventilação) 2. Difusão de Oxigenio e Dióxido de Carbono entre os alvéolos e o sangue (difusão) 3. Transporte de O2 e CO2 no sangue e nos líquidos corporais (perfusão) 4. Regulação da ventilação e outros aspectos da respiração (controle, realizado pelo SNC) Mecânica da ventilação pulmonar A respiração pode ser classificada em dois tipos principais, que vão de acordo com a utilização dos músculos acessórios ou não. Sendo elas, a respiração tranquila e a respiração vigorosa. A respiração tranquila não usa músculos acessórios, apenas o diafragma. 1. O diafragma se contrai, puxando assim a pleura parietal que está ligada a ele aumentando o espaço pleural e, consequentemente, aumentando a pressão negativa no seu interior. 2. Essa pressão subatmosférica criada é responsavel por expandir o pulmão, tendo em vista que pressões subatmosféricas são capazes de sugar as coisas. Essa expansão faz com que o ar atmosférico entre dentro do alvéolo. 3. Quando o diafragma relaxa, ele expulsa o ar de dentro dos pulmões devido a diminuição da negatividade da pressão intrapleural em virtude a compressão causada por esse relaxamento. Se fosse o ar responsavel por essa expansão, o indivíduo sentiria dor. Na respiração vigorosa ocorre a utilização de músculos acessórios. • Músculos da inspiração (intercostais externos;) • Músculos da expiração (intercostais internos; reto abdominal) O volume de ar que entra nos pulmões durante a respiração vigorosa é maior Tipos de pressão Pressão Pleural; • Valor variável. • No início da respiração, essa pressão é -5 cmH2O. • No final da inspiração ele chega próximo a -7,5 cmH2O. • Com a expiração o valor baixa e retorna a - 5 cmH2O. Pressão Alveolar; • É a força dentro do alvéolo • No início, temos uma pressão de 0 • Quando o ar vai entrando e o alvéolo se expande pressão se torna negativa, chegando a -1. • Logo que o diafragma relaxa a pressão volta a 0 • Na expiração a pressão também irá variar, podendo chegar a 1 enquanto expulsa o ar. Mas após isso a pressão retornará a 0. Pressão Transpulmonar • É a diferença que existe entre pressão alveolar e pleural. Em cmH20. • É uma pressão que varia bastante Pressão da tensão superficial Quando a água forma uma superficie de contato com o ar, as moléculas na superficie tem atração superficialmente forte umas pelas outras. O efeito global é o de causar força contrátil elástica de todo o pulmão, que é referido como força elástica da tensão superficial. Dentro do nosso sistema respiratório existe água na forma de vapor. Caso essas moléculas de água se acumulem nos alvéolos e se liguem umas às outras o alvéolo pode colapsar. Para que isso não ocorra, o epitélio dos pulmões é preparado. Ele é composto por dois tipos de células. Existem um tipo de célula que produz surfactantes (um líquido rico em lipídeos) que bloqueia o acumulo de água e impede o colapso do alvéolo. Volumes Pulmonares 1. Volume corrente - é o volume de ar que entra e sai do meu pulmão durante uma respiração tranquila, cerca de 500 ml. 2. Volume de reserva inspiratória - volume que se é inspirado na respiração forçada, após o volume corrente, cerca de 3000 ml. 3. Volume de reserva expiratória - é o ar que eu consigo expirar com força, equivale a 1100 ml 4. Volume residual - volume que sempre fica dentro do pulmão, cerca de 1200 ml Capacidades pulmonares 1. Capacidade inspiratória - VC mais VRI = 3500 ml 2. Capacidade residual funcional - quantidade que permanece no pulmão durante a respiração tranquila. Soma do VR mais o VRE. 2300 ml. 3. Capacidade vital - todo o ar que entra e saí do pulmão com força. 4600 ml 4. Capacidade pulmonar total - 5800 ml. Ventilação-Minuto Ventilação-minuto é a quantidade total de novo ar levado para o interior das vias respiratórias a cada minuto ele é igual à ventilação pulmonar multiplicada pela frequência respiratória por minuto. Portanto, a ventilação-minuto é em média de 6L/min. Frequencia Respiratória (F.R) = 12 - 20 Ventilação Pulmonar (V.P.) Ventilação-Minuto V/M = FR xVP Ex.: VM = 12/m * 500ml = 6000ml/min Ventilação Alveolar Quantidade de ar que entra na nossa unidade respiratória. A importância fundamental da ventilação pulmonar é a de renovar continuamente o ar nas áreas de trocas gasosas dos pulmões, onde o ar está próximo à circulação sanguínea pulmonar. Essas áreas incluem os alvéolos sacos alveolares, ductos alveolares e bronquíolos respiratórios. A velocidade/intensidade com que o ar novo alcança essas áreas é chamada ventilação alveolar. Espaço Morto E Seu Efeito Na Ventilação Alveolar Parte do ar que as pessoas respiram nunca alcança as áreas de trocas gasosas, por simplesmente preencher as vias respiratórias onde essas trocas nunca ocorrem, tais como: 1. Nariz 2. Faringe 3. Traqueia São chamados de espaço morto por não ser útil para as trocas gasosas. Controle Neural E Local Da Musculatura Bronquiolar - Dilatação Simpática O controle direto dos bronquíolos pelas fibras simpáticas é relativamente fraco porque poucas dessas fibras penetram nas porções centrais do pulmão. Entretanto, a arvore brônquica é muito exposta à norepinefrina e epinefrina, liberadas na corrente sanguínea pela estimulação simpática da glândula adrenal. Agem em cima dos receptores betadrenérgicos, causando dilatação da árvore brônquica. Contrição Parassimpática dos Bronquíolos Poucas fibras parassimpáticas derivadas do Vago penetram no parênquima - secreção de acetilcolina - constrição leve a moderada dos bronquíolos. Fatores Secretores Locais, frequentemente causam constrição Bronquiolar • Histamina • Substancias de Reação lenta da Anafilaxia. Complacência e Elastância pulmonar A complacência refere-se à quantidade de força necessaria para que haja a deformação de um corpo. No caso dos pulmões, caso a complacência seja baixa, os pulmões necessitaram exercer mais força para que haja essa deformação durante a inspiração. A elastância é o inverso da complacência. A elastância refere-se justamente a capacidade de um corpo de resistir a deformação mecânica. A baixa elastância pode ser comparada a um short de malha cujo qual você estica e ela não consegue mais retornar ao seu formato original, pois perdeu a capacidade elástica. Doença restritiva pulmonar A diminuição da complacência afeta a qualidade da ventilação. Nesses casos, a energia necessaria para contrair um pulmão pouco complacente é muito maior que o fisiologicamente normal. Esses casos patológicos são denominados de doenças restritivas pulmonares. Existem duas principais causas para a perca dessa elastância, a primeira seria pelo tecido cicatricial formado em doenças pulmonares fibróticas e a segunda seria a produção alveolar inadequada de surfactante. A fibrose pulmonar é caracterizada pelo desenvolvimento de tecido fibroso cicatricial rígido que restringe a insuflação pulmonar. • Ex. quando uma pessoa inala muitas partículas finas os macrófagos as fagocitam e então secretam um fator de crescimento que estimula fibroblastos a produzir colágeno inelástico. O surfactante é uma substancia produzida pelas células do pulmão responsável por reduzir a tensão superficial dos alvéolos a fim de evitar o colabamento desse alvéolo. Revestimento Mucosodas Vias Respiratórias e Ação dos Cílios na Limpeza dessas Vias Existem cílios que vibram de baixo para cima a fim de limpar as vias respiratórias. Limpar de polem ou poeira, isso vai para o vestíbulo nasal. Reflexo da Tosse Impulsos neurais aferentes das vias respiratórias vão em direção ao bulbo, para os centros de controle da respiração, que emitirão sinais para as vias respiratórias e logo 2,5 litros de ar serão rapidamente inspirados. A epiglote se fecha e as cordas vocais também são fechadas com firmeza para aprisionar o ar no interior dos pulmões. A contração dos músculos abdominais empurrando o diafragma somado a contração dos m. intercostais internos fará com que a pressão intrapulmonar se eleva até 100mmHG. Logo haverá a abertura das cordas vocais e da epiglote e o ar em alta pressão nos pulmões explode em direção ao exterior numa velocidade de 120 - 160 Km/h. Reflexo do Espirro O estimulo inicia nas vias nasais - impulsos aferentes passam pelo quinto par craniano - bulbo - série de reações semelhantes ao reflexo da tosse acontece - a úvula é deprimida - grandes quantidades de ar passam rapidamente pelo nariz - ajudando a limpar as vias nasais do material estranho. Funções de Condicionamento do Ar Três funções são realizadas pelas cavidades nasais: 1. Aquecer o ar extensas superfícies das conchas e septo 2. Umedecimento do ar quase por completo 3. Filtrado parcial do ar Essas funções em conjunto são chamadas de função de condicionamento do ar. Circulação Pulmonar, Edema Pulmonar e Liquido Pleural - Cap 39 O pulmão tem duas circulações: 1. Circulação de alta pressão e fluxo baixo; (traqueia, árvore brônquica) [Artéria Brônquica] {para fazer boa nutrição do pulmão} 2. Circulação de baixa pressão e fluxo elevado, que leva sangue venoso e todas as partes do corpo para os capilares alveolares, onde ganha oxigênio e perde dióxido de carbono. [Artéria Pulmonar] {para a realização da hematose} Anatomia Fisiologia do Sistema Circulatório Pulmonar 1. Vasos pulmonares 2. Vasos Brônquicos 3. Vasos Linfáticos Pressão na Artéria Pulmonar e Pressão do Capilar Pulmonar S: Sistólica M: Média D: Diastólica A pressão do capilar nunca foi adequadamente medida, sempre que ocorreu a introdução de uma pipeta com barômetro no capilar pulmonar o seu fluxo era interrompido e isso trazia complicações para o paciente. Desse modo, o valor que se chegou de 7 mmHg, é apenas uma média. Volume Sanguíneo dos Pulmões Os pulmões servem como reservatório de sangue. O volume dos pulmões é de cerca de 450 ml, cerca de 9% do volume total de sangue em todo o sistema circulatório. Aproximadamente 70 mm desse volume sanguíneo fica localizado nos capilares pulmonares, e o restante é dividido igualmente entre as artérias e veias pulmonares. O fluxo de sangue pelos pulmões e sua distribuição. É comum que ocorra uma vasodilatação nos órgãos que tenham pouco oxigênio e muito gás carbônico, tendo em vista que, o gás carbônico pode se ligar com a água e formar ácido, lesionando assim os órgãos. A diminuição de oxigênio alveolar reduz o fluxo sanguíneo alveolar local (diferente do que acontece nos outros tecidos) e regula a distribuição do fluxo sanguíneo pulmonar. Efeitos dos Gradientes de Pressão Hidrostática nos Pulmões sobre o Fluxo Sanguíneo Regional Pulmonar No adulto normal, na posição ereta, o ponto mais baixo nos pulmões fica aproximadamente 30cm do ponto mais alto. Isso representa uma diferença de pressão de cerca de 23 mmHg, com 15mmHg acima do coração e 8mmHg abaixo. Ou seja, a pressão arterial pulmonar na porção mais superior do pulmão da pessoa em pé é aproximadamente 15 mmHg menor do que a pressão da artéria pulmonar no nível do coração, e a pressão na porção inferior é em torno de 8mmHg maior. A pressão na região superior é menor devido a força gravitatória criada no sangue dos vasos superiores. Zonas 1, 2 e 3 de Fluxo Sanguíneo Pulmonar • Zona 1 - Ausência de fluxo sanguíneo, durante todas as partes do ciclo cardíaco. (zona patológica, quando não há fluxo) • Zona 2 - Fluxo sanguíneo intermitente (fisiológico) • Zona 3 - Fluxo sanguíneo contínuo (fisiológico) Efeito do exercicio sobre o fluxo sanguíneo pelas diferentes partes do pulmão O aumento do fluxo, na região superior dos pulmões, aumenta durante o exercicio. O aumento do fluxo, na região superior, pode ser de 700 a 800% enquanto a elevação, na parte inferior dos pulmões, pode não exceder 200 a 300%. (motivo: conversão do ápice de zona 2 pra zona 3). Dinâmica capilar pulmonar É importante observar que as paredes alveolares são revestidas de tantos capilares que na maioria dos locais, os capilares quase se tocam lado a lado. Portanto, frequentemente é dito que o sangue capilar flui nas paredes alveolares como uma "lâmina de fluxo", em vez de fluir por capilares individuais. Pressão capilar (já foi) Tempo de permanência do sangue nos capilares Quando o súbito cardíaco é normal, o sangue passa pelos capilares pulmonares em aproximadamente 0,8 segundo. Quando o debito cardíaco aumenta, esse tempo pode diminuir para 0,3 segundo. Inter-relações entre pressão do líquido intersticial e outras pressões pulmonares (ler no guyton para a tutoria) Princípios físicos das trocas gasosas; difusão de O2 e CO2 através da membrana respiratória - Cap 40 Após uma ventilação acontecer, a próxima etapa é a difusão do oxigenio dos alvéolos para o sangue e a difusão do CO2 na direção oposta, para fora do sangue. O gás sofre efeito do gradiente de concentração. Da maior concentração para a menor concentração Pressões Gasosas A pressão é causada por múltiplos impactos de moléculas em movimento contra uma superficie. Isto significa que a pressão é diretamente proporcional à concentração das moléculas de gás. Na fisiologia respiratória lidamos com misturas de gases, principalmente oxigênio, nitrogênio e dióxido de carbono. A intensidade da difusão de cada um desses gases é diretamente proporcional à pressão causada por somente esse gás, que é denominado pressão parcial do gás. Fatores que determinam a pressão parcial de gás dissolvido em líquido A pressão parcial de gás em solução é determinada não só por sua concentração como também pelo seu coeficiente de solubilidade. Ou seja, alguns tipos de moléculas, especialmente a do CO2, são físicas ou quimicamente atraídas pelas moléculas de água outras são repelidas. A Lei de Henry Pressão parcial = concentração de gás dissolvido / coeficiente de solubilidade Quanto mais solúvel, menor é a pressão parcial do gás. Ex.: o gás carbônico se dissolve na água, enquanto o oxigenio não. Então, no exemplo que o prof. deu, o oxigenio teria pressão maior pois não é tão solúvel quanto o CO2. A solubilidade é uma constante Em qual direção ocorrerá a difusão efetiva do gás? As moleculas sempre tendem a ir da região com maior concentração para a região de menor concentração. Nos alvéolos, o oxigenio está em grande concentração e tende a entrar nos capilares onde a concentração de oxigenio é pouca, igualmente é o que ocorre com o gás carbônico que saí do capilar para alvéolo. Fatores que afetam a intensidade de difusão gasosa em líquido: 1. A diferença de pressão (delta P) 2. A solubilidade do gás no líquido (S) 3. A área de corte transversal do líquido (A) 4. A distância pela qual o gás precisa se difundir (d) 5. O peso molecular do gás (raiz de PM) As variáveis de cima aumentam a intensidade, os de baixo diminuem. (Guyton fala que a temperatura influencia, mas depois diz quenão existe nada que comprove isso, então não deve ser considerado) As composições de ares alveolar atmosférico são diferentes Pressão de vapor de água É a pressão exercida pelas moléculas de água para escapar da superficie é denominada pressão de vapor da água. Em uma temperatura corporal normal de 37 C, essa pressão de vapor é 47 mmHg. Essa pressão é importante para realizar a umidificação do ar inspirado. Intensidade que o ar alveolar é renovado pelo ar atmosférico. O gás não sai completamente do alvéolo. É necessario mais de 16 respirações para renovar completamente um gás que está no alvéolo. A concentração de oxigênio nos alvéolos também sua pressão parcial é controlada por: 1. Pela intensidade da absorção de oxigênio pelo sangue; 2. Pela intensidade de entrada de novo oxigênio nos pulmões pelo processo ventilatório; Recordar: PO2 alveolar = 104 mmHg Unidade Respiratória Bronquíolo respiratório, duto aveolar, sacos alveolares, alvéolo e atrios alveolar (porção que expande, dilata). Todas essas estruturas fazem trocas gasosas, por terem um epitélio mais plano. Membrana respiratória Composta por 6 camadas: 1. Capa do liquido surfactante 2. Epitélio alveolar 3. Membrana basal do epitélio alveolar 4. Interstício 5. Membrana basal dos capilares sanguíneos 6. Endotélio do capilar Fatores que afetam a intensidade da difusão gasosa através da membrana. 1. Espessura da membrana. (quanto mais grossa menor a difusão) 2. Área superficial da membrana. (maior a área maior a difusão) 3. Coeficiente de difusão do gás na substancia da membrana (peso molecular e solubilidade) [CONSTANTE] 4. Diferença de pressão parcial do gás entre os dois lados da membrana. Capacidade aumentada da difusão de oxigenio Durante o exercicio a capacidade de difusão do CO2 pode até triplicar. Já o oxigenio não consegue aumentar nem metade do que o CO2 aumenta. Proporção ventilação-perfusão (Va/Q) Quando Va é normal em determinado alvéolo, e a Q é normal, diz-se que a proporção Va/Q está normal. Quando Va é ZERO, porém ainda existe Q, então a Va/Q é ZERO. Quando Va está adequada, mas a Q é ZERO, então a Va/Q é INFINITA. Na proporção zero ou infinita, não ocorre troca gasosa pela membrana respiratória do alvéolo afetado. Regulação da Respiração - Cap 43 XX Nosso sistema nervoso é o responsavel por controlar a nossa ventilação e respiração. Essa regulação vai de acordo com as exigências corpóreas. De modo com que o PO2 e o PCO2 no sangue arterial se alterem. Centro Respiratório O centro respiratório é o agrupamento de quatro grupos neuronais, sendo três para a respiração e um só para o momento de apneia. O centro respiratório se compõe por diversos grupos de neurônios localizados bilateralmente no bulbo e na ponte do tranco cerebral. (a maior parte é no bulbo). 1. Centro dorsal (está no dorso do bulbo) - esse é responsável pela inspiração tranquila, na inspiração forçada ele precisa da ajuda do ventral. 2. Grupo respiratório ventral (ventre do bulbo) - localizado na porção ventrolateral do bulbo, é responsável pela inspiração forçada e expiração forçada. (pode ser dito na respiração forçada) 3. Centro pneumotáxico (está localizado na ponte) - encontrado na porção dorsal superior da ponte, incumbido essencialmente do controle da frequencia e amplitude respiratória. 4. Centro apnêustico - está trabalhando durante a apneia, mas não é certeza Apneia é apenas a ausência da inspiração (núcleo é uma região do sistema nervoso onde ocorre várias sinapses, pois existem o fim de alguns neuronios e o começo de outros) Grupo respiratório dorsal de neurônios - seu controle na inspiração e no ritmo respiratório O grupo respiratório dorsal desempenha o papel mais importante no controle da respiração e, em grade parte, se situa no interior do trato solitário (NTS). O NTS corresponde à terminação sensorial dos nervos vago e glossofaríngeo, que transmitem sinais sensoriais para o centro respiratório a partir de: 1. Quimiorreceptores periféricos 2. Barorreceptores (não tem função muito importante nesse sistema) 3. Varios tipos de receptores nos pulmões Descargas inspiratórias rítmicas no grupo respiratório dorsal O ritmo básico respiratório é gerado principalmente, no grupo respiratório dorsal de neurônios. Esse grupo de neurônios gera surtos repetitivos de potenciais de ação neuronais inspiratórios. (semelhante ao nó sinusal). Sinal inspiratório de Rampa Na inspiração normal, o sinal transmitido ao diafragma exibe início débil com elevação constante, na forma de rampa por cerca de 2 segundos. Então o sinal apresenta 3 segundos, o que desativa a excitação do diafragma e permite a retração elástica dos pulmões e da parede toráxica, produzindo a expiração. Existem duas qualidades da rampa inspiratória passiveis de controle: 1. Controle da velocidade do aumento do sinal em rampa, de modo que durante a respiração mais intensa a rampa aumenta com rapidez e, dessa forma, promova a rápida expansão dos pulmões. 2. Controle do ponto limítrofe da interrupção súbita da rampa. Esse é o método usual de controle da frequencia respiratória; ou seja, quanto mais precocemente a rampa for interrompida, menor será a duração da inspiração. Isso reduz a duração da respiração e consequentemente ocorre aumento da FR. Centro Pneumatáxico (ver mais) O centro pneumotáxico controla o desligamento da rampa, controlando assim a duração da fase de expansão do ciclo pulmonar. Bloqueia o dorsal Grupo respiratório ventral de neurônios - funções tanto da inspiração como na expiração. 1. Os neurônios do grupo respiratório ventral permanecem quase que totalmente inativo durante a respiração normal e tranquila 2. Os neurônios respiratórios ventrais parecem não participar da oscilação rítmica básica responsavel pelo controle da respiração. 3. Quando o impulso respiratório tende para que o aumento da ventilação pulmonar fique acima do normal os sinais respiratórios se propagam para os neurônios respiratórios ventrais, do mecanismo oscilatório básico da área respiratória dorsal. Como consequência, a área respiratória ventral também contribui para o controle respiratório extra. Controle químico da respiração Concentração de CO2, H e O2 (quimio) Área quimiossensivel do Centro Respiratório • Área situada bilateralmente, que se encontra a 0,2 milímetro da superficie ventral do bulbo • Essa área é muito sensível às alterações sanguíneas da PCO2, ou da concentração dos íons H. Tal área, por sua vez, estimula outras porções do centro respiratório (tem- se a teoria de que essa área só sofre influência do hidrogenio) excitação dos neurônios quimiossensiveis • Os neuronios sensoriais da área quimiossensivel são particularmente estimulados pelos íons hidrogenio; na verdade, acredita-se que esses íons possam apresentar o único estimulo relevante para esses neuronios • Contudo, os íons hidrogenio, não atravessam a barreiras hematoencefálica com facilidade. O CO2 estimula a área quimiossensivel • Embora o dióxido de carbono apresente pequeno efeito direto sobre a estimulação dos neurônios na área quimiossensivel, ele tem efeito indireto potente. • Tal função ocorre mediante reação com a água dos tecidos, de modo a formar o ácido carbônico que se dissocia em íons de hidrogênios e ions bicarbonato; os ions hidrogenio então exercem intenso efeito estimulatorio direto sobre a respiração. Com esse estimulo ocorrerá uma respiração mais intensa, para eliminar o ácido do corpo. Por que o CO2 sanguíneo temefeito mais potente na estimulação dos neuronios quimiossensiveis em comparação aos ions h+ sanguineos? Isso se deve à baixa permeabilidade das barreiras hematoencefalicas aos íons hidrogênio e à alta permeabilidade ao CO2 que atravessa a barreiras como se ala não existisse Portanto, sempre que a PCO2 sanguínea aumenta, também a PCO2 se eleva no liquido intersticial do bulbo e no LCR. Em ambos os liquidos, o CO2 reage imediatamente com a água, para formar novos íons hidrogenio. Redução de oxigenio. Referências GUYTON, A.C. e Hall J.E. Tratado de Fisiologia Médica. Editora Elsevier. 13ª ed., 2017
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