FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006.

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1 FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

2 FUNÇÕES DO SISTEMA RESPIRATÓRIO  RESPIRAÇÃO EXTERNA ( trocas, transporte e difusão dos gases)  RESPIRAÇÃO INTERNA: utilização intracelular do O 2 com formação do CO 2. 1. A principal função do sistema respiratório é manter constante o meio interno, fornecendo o O 2 para as necessidades metabólicas e eliminando CO 2. O processo respiratório envolve: a) A respiração externa que envolve a troca de gases entre o meio ambiente e os pulmões, a transferência de gases através da membrana respiratória e o transporte sangüíneo de gases entre os pulmões e as células do corpo e vice-versa; b) A respiração interna que se relaciona à utilização do O 2, através de transformações metabólicas que resultam na formação do CO 2.  Entre as funções secundárias do sistema respiratório, incluem-se as seguintes: a) Auxílio à manutenção do equilíbrio ácido-básico; b) Defesa do corpo contra partículas inaladas (bactérias e pólens); c) Atuação como filtro para impedir a entrada de coágulos na circulação sangüínea; d) Regulação de diversas concentrações hormonais e humorais, por meio do endotélio dos capilares pulmonares. Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

3 FUNÇÕES DO SISTEMA RESPIRATÓRIO  Para o desempenho das funções acima, a respiração pode ser dividida em quatro grandes eventos funcionais, a saber: 1. a Ventilação pulmonar, que se refere à troca de ar entre a atmosfera e os alvéolos pulmonares; 2. a difusão do O 2 e do CO 2 entre os alvéolos e o sangue; 3. o transporte do O 2 e do CO 2 no sangue e nos líquidos corporais para as células (O 2 ) e a partir das células (CO 2 ); 4. a regulação da ventilação e de outros aspectos da respiração. Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

4 ESTRUTURA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO  VIAS AÉREAS As estruturas do sistema respiratório são subdivididas em uma zona condutora, que leva o ar para dentro e para fora dos pulmões, e uma zona respiratória revestida de alvéolos, onde ocorre a troca de gases. As paredes das vias condutora contém musculatura lisa que apresentam inervação simpática e parassimpática. Os neurônios adrenérgicos simpáticos ativam receptores β 2 nos músculos lisos brônquicos, o que leva a relaxamento e dilatação das vias. O receptores β 2 são ativados pela epinefria (adrenalina) circulante liberada pela medula da supra-renal e por agonistas β 2 adrenérgicos. Os neurônios parassimpáticos ativam receptores muscarínicos, o que leva à contração e à constrição das vias aéreas.  A zona respiratória inclui as estruturas que são revestidas por alvéolos e, portanto, participam das trocas gasosas e que são: os bronquíolos respiratórios (estruturas de transição), os condutos alveolares e os sacos alveolares Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

5 ESTRUTURA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

6 ESTRUTURA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra.. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

7 ESTRUTURA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

8 ESTRUTURA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

9 MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

10 MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR  Os pulmões podem ser expandidos e contraídos de duas maneiras, a saber: 1. pelo movimento do diafragma para baixo e para cima, alongando ou encurtando a cavidade torácica. Em repouso, a inspiração normal ocorre quase totalmente pela ação do diafragma, que ao se contrair, traciona para baixo a superfície inferior dos pulmões; durante a expiração, o relaxamento do diafragma e a retração elástica dos pulmões, da parede torácica e das estruturas abdominais, comprime os pulmões. Durante a respiração intensa, as forças elásticas não são potentes o suficiente para produzirem a expiração rápida necessária, e força adicional é obtida, principalmente, pela contração dos músculos abdominais, que empurram o conteúdo abdominal para cima, contra a base do diafragma. 2. pela elevação e depressão das costelas, aumentando ou diminuindo o diâmetro antero-posterior da cavidade torácica. Este mecanismo causa expansão dos pulmões em virtude da elevação da caixa torácica, pois em sua posição natural de repouso, as costelas inclinam-se para baixo. Assim, quando a caixa torácica é elevada, as costelas projetam-se para a frente, afastando-se da coluna vertebral, aumentando assim o diâmetro antero-posterior do tórax em cerca de 20% maior durante a inspiração máxima em relação à expiração. Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

11 MÚSCULOS RESPIRATÓRIOS Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B.-2006

12 PULMÃO E PLEURAS  A pleura visceral recobre a superfície externa dos pulmões; A pleura parietal reveste a superfície interna da parede torácica e do diafragma; O saco pleural é apenas um espaço virtual, pois normalmente as duas membranas pleurais colam-se uma a outra, envolvendo apenas pequena quantidade de líquido pleural. O líquido pleural age como lubrificante e promove a união dos dois folhetos pleurais da mesma forma como a água promove a união de duas lâminas de vidro: as lâminas podem facilmente deslizar uma sobre a outra, mas é difícil separá-las. Assim, qualquer movimento da parede torácica produz variações similares no volume pulmonar. Normalmente, não existe gás no espaço pleural; contudo, a ruptura do pulmão ou uma ferida penetrante da parede torácica pode introduzir gás no espaço pleural, o que, quando ocorre se denomina pneumotórax. Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

13 DIFERENTES PRESSÕES NO SISTEMA RESPIRATÓRIO 1.PRESSÃO PLEURAL – é a pressão do líquido pleural existente entre as pleuras visceral e parietal, que no início da inspiração tem um valor aproximado de – 5 cm de H 2 O, sendo responsável pelo impedi- mento do colapso pulmonar. 2.PRESSÃO ALVEOLAR – é a pressão do ar no interior dos alvéolos pulmonares que, quando a glote está aberta e não há entrada nem saída de ar, as pressões em todas as partes da árvore respiratória, até os alvéolos, são iguais à pressão atmosférica (referência zero). 3.PRESSÃO TRANSPULMONAR – é a diferença de pressão entre a pressão alveolar e a pressão pleural. É a diferença de pressão entre a pressão nos alvéolos e nas superfícies externas nos pulmões e fornece uma medida das forças elásticas nos pulmões que tendem a produzir colapso dos pulmões a cada momento da respiração, sendo por isso denomina de pressão de retração. COMPLACÊNCIA é o grau de expansão pulmonar para cada unidade de aumento da pressão transpulmonar, que no homem adulto normal é de cerca de 200 ml de ar por centímetro de água de pressão transpulmonar. Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

14 PAPEL DO SURFACTANTE  O surfactante é um agente tensoativo na água, o que significa que ele reduz acentuadamente a tensão superficial da água. É secretado por células epiteliais especializadas denominadas células epiteliais alveolares tipo II, que constituem cerca de 10% da área da superfície dos alvéolos. O surfactante é uma mistura complexa de vários fosfolipídios, proteínas e íons. Os componentes mais importantes são o fosfolipídio dipalmitoilfosfatidilcolina, as apoproteínas do surfactante e os íons cálcio. A dipalmitoilfosfatidilcolina é responsável pela redução da tensão superficial.  Quando os alvéolos apresentam o seu diâmetro diminuído a tensão superficial no seu interior está aumentada. Isto é particularmente importante em prematuros de baixo peso, muitos dos alvéolos tem raios que equivalem a menos de um quarto do de um adulto. Além disso, o surfactante só começa a ser secretado nos alvéolos entre o sexto e o sétimo mês de gestação, e, em alguns casos, ainda mais tarde. Por conseguinte, muitos prematuros apresentam pouco, ou nenhum, surfactante nos alvéolos, e seus pulmões têm tendência extrema a se colapsar, algumas vezes de até 6 a 8 vezes a observada no adulto normal. Isto causa a afecção denominada de síndrome da angústia respiratória do recém-nascido. Essa condição é fatal, se não for tratada com medidas rigorosas, sobretudo aplicação apropriada de ventilação com pressão positiva. Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

15 TRABALHO VENTILATÓRIO  Durante a respiração normal em repouso, quase toda a contração dos músculos respiratórios ocorre apenas durante a inspiração, enquanto a expiração é um processo quase inteiramente passivo, produzido pela retração elástica dos pulmões e das estruturas da caixa torácica. Assim, em condições de repouso, os músculos respiratórios só executam “trabalho” para produzir a inspiração, e não para causar a expiração. O trabalho da inspiração pode ser divido em três partes: 1. Trabalho da complacência ou trabalho elástico – o necessário para expandir os pulmões contra as forças elásticas dos pulmões e do tórax; 2. Trabalho da resistência tecidual – o exigido para superar a viscosidade do pulmão e das estruturas da parede toráxica; 3. Trabalho da resistência das vias aéreas – o necessário para vencer a resistência das vias aéreas durante a movimentação do ar para os pulmões.  Na presença de doença pulmonar, todos os tipos de trabalho costumam ficar muito aumentados.  A energia necessária para a respiração normal de repouso é de 3 a 5% da energia total consumida pelo corpo. Durante o exercício físico intenso, a quantidade de energia necessária pode aumentar por até 50 vezes. Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

16 TRABALHO VENTILATÓRIO Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

17 VOLUMES E CAPACIDADES PULMONARES Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

18 ESPAÇO MORTO RESPIRATÓRIO  Parte do ar que é respirado jamais alcança as áreas onde ocorrem as trocas gasosas, preenchendo, apenas, as vias aéreas onde não ocorrem trocas, como nariz, boca, faringe, laringe, traquéia, brônquios e os bronquíolos. Esse ar é denominado ar do espaço morto anatômico, visto que é inútil para o processo das trocas gasosas. O espaço nas vias aéreas onde não ocorre qualquer troca gasosa é denominado espaço morto anatômico. No homem adulto jovem, o ar do espaço morto anatômico normal é de cerca de 150 ml, cujo valor pode aumentar ligeiramente com a idade.  Além do espaço morto anatômico, há o espaço morto alveolar que em pacientes com doença pulmonar alguns alvéolos não recebem nenhum fluxo sangüíneo e, portanto, não participam das trocas gasosas.  O espaço morto total (ou “fisiológico”) inclui o espaço morto anatômico e o espaço morto alveolar  Funções do espaço morto anatômico: 1. Condicionamento do ar – aquecimento do ar à temperatura corporal e saturação com vapor de água o que impede o ressecamento das vias aéreas e a formação de tampões de muco; 2. Remoção de partículas estranhas - previne a bronquite crônica. Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, M.T.B. - 2006

19 ALGUNS CONCEITOS BÁSICOS SOBRE FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA 1.EUPNÉIA – respiração normal; 2.TAQUIPNÉIA – aumento da freqüência respiratória; 3.BRADIPNÉIA - diminuição da freqüência respiratória; 4.HIPERPNÉIA – aumento do volume corrente; 5.HIPOPNÉIA - diminuição do volume corrente; 6.HIPERVENTILAÇÃO – aumento da ventilação alveolar além das necessidades metabólicas; 7.HIPOVENTILAÇÃO - diminuição da ventilação alveolar além das necessidades metabólicas; 8.APNÉIA – parada respiratória após expiração; 9.DISPNÉIA – respiração laboriosa (dificuldade respiratória); 10.APNEUSE – interrupção respiratória ao final da inspiração; 11.VOLUME MINUTO RESPIRATÓRIO - volume de ar mobilizado durante um minuto; 12.VENTILAÇÃO ALVEOLAR – volume de ar que entra efetivamente para o interior dos pulmões, participando efetivamente das trocas gasosas. Dr. SCHÜTZ, R.A. e Dra. SCHÜTZ, MT.B. - 2006