Este documento discute a difusão dos gases no sistema respiratório. Explica que a difusão é o movimento passivo de moléculas de uma área de alta pressão parcial para uma área de baixa pressão parcial, de acordo com as leis de Fick e Henry. Detalha como ocorre a difusão dos gases oxigênio e dióxido de carbono através da membrana alvéolo-capilar, criando gradientes de pressão parcial entre o sangue e os alvéolos pulmonares. Também descreve test

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁHOSPITAL UNIVERSITÁRIO JOÃO DE BARROS BARRETORESIDÊNCIA MÉDICA EM PNEUMOLOGIA E TISIOLOGIA Fisiologia do Sistema Respiratório AULA 2 - DIFUSÃO Odilton C. S. de Amaral

2. Sistema respiratório “O Sistema Respiratório tem como função primordial fornecer oxigênio e remover o dióxido de carbono das células do organismo, porém contribui para o equilíbrio ácido-base, como sistema de defesa contra infecções, reserva de sangue, produção de componentes vasoativos, entre outras”

3. Fisiologia Respiratória Ventilação Difusão Fluxo de sangue, dissociação e metabolismo Relação de Ventilação-perfusão Transporte do Gás Mecanismo da Respiração

4. DIFUSÃO DOS GASES

5. Introdução DIFUSÃO – movimento PASSIVO de moléculas de uma área de elevada pressão parcial -> menor pressão parcial. Os gases respiratórios(O2, CO2,N2) obedecem as leis da física (leis de Boyle, Dalton, Henry e Graham); P atm= 760 mmHg ou 1 atm Pressão de cada gás – Pressão parcial(P); ∑PO2,CO2,N2,H2O = P atm.

6. Ar atmosférico Pressão parcial e concentração dos gases no ar atmosférico

7. Difusão simples dos gases LEI DE FICK – “A velocidade de transferência de um gás é proporcional a área desta membrana e ao gradiente de pressão parcial e inversamente proporcional à espessura desta membrana”

8. Principais na difusão: Gradiente de pressão e o coeficiente de solubilidade . LEI DE FICK ( DIFUSÃO SIMPLES)

9. Coeficiente de Solubilidade (ŋ) A concentração de um gás em uma solução depende de seu coeficiente; Os gases que se dissolvem em maior qtde na água tem maior coeficiente. Coeficiente relativo de difusão dos gases

10. Outros fatores influenciam na velocidade de difusão: Qto ≥ PM do gás ≤ a Vgás de difusão; Qto ≥ A , ≥ Vgás Qto ≥ distancia ≤ a Vgás T - edema Efetiva troca de gases.

11. AR ALVEOLAR Concentrações diferentes Ar atm; O ar alveolar não é completamente renovado a cada respiração; O2 é continuamente transferido ao sangue e CO2 ao ar alveolar. Comparação da composição do ar alveolar com o ar atmosférico

13. Bronquíolo respiratório, alvéolo e capilar; Paredes finas; extensa rede de capilares comunicantes; Membrana alvéolo-capilar; Permeável aos gases; Espessura 3mm, área total 70 m2 Volume de sangue nos capilares : 60 -140ml CO2 20x ≥ O2 2X ≥ N2 DIFUSÃO ΔP (PO2 alvéolo > PO2 sangue ) ΔP (PCO2 sangue > PCO2 alvéolo ). Unidade respiratória CAPACIDADE DE DIFUSÃO O2 = 21 ML x 11mmHg = 231ml “a cada minuto a MR difunde 230ml O2 p/ sangue. Exercício ↑ 3x “ CO2 = 400 a 450 ml/min. Vgas ↑ medida difícil. Membrana respiratória

14. Difusão do gás na MR Barreira alvéolo-capilar - respiração normal; Sangue venoso do capilar – PO2 40 torr e CO2 de 46 torr; Alvéolo pulmonar - PO2 104 torr e CO2 de 40 torr; Gradiente de difusão – O2 alvéolo->eritrócito CO2 eritrócito-> alvéolo.

15. Gradiente de difusão do O2 do alvéolo p/ o eritrócito. Em ¼ do tempo que permanece um eritrócito no capilar (0,75s) ocorre a difusão.

16. Gradiente de difusão do CO2 do eritrócito p/ o alvéolo.

17. TESTE DE DILUIÇÃO OU DIFUSÃO Avaliação da capacidade de difusão pelo monóxido de carbono (CO) e a determinação do volume alveolar (CPT) pela diluição do He (TDHe). A diluição depende do volume de ar em alvéolos ventilados; Obstrução moderada ou grave e alçaponamento de ar o intercâmbio é menor e resulta em menor diluição do gás; Método de respiração única.

18. TESTE DE DILUIÇÃO COMO É REALIZADO O TESTE? O doente respira em um sistema valvular que permite inspirar profundamente uma mistura gasosa, 0,3% de CO e 5 a 10% de hélio (He) de um saco e expira após uma apnéia de 10 segundos. As frações alveolares de CO e He(inerte) são medidas numa amostra de gás de 750ml. Descartado os primeiros 750ml para lavagem do espaço morto das vias aéreas e do aparelho. Fração alveolar ou PCO ↓ com o tempo de apnéia; CO + Hb Conhecendo a fração inicial de CO e final da apnéia; Calcula constante de queda exponencial (kCO) da relação ; Valor final de DCO.

19. Método de única Respiração Amostra alveolar Após descartar os primeiros 750ml uma amostra alveolar é coletada e analisada. Retenção da respiração 10s

22. Indicações e resultados

23. Indicações e resultados

24. Considerações Clínicas DPOC – DCO reduzida; indicativo de enfisema; destruição do leito capilar pulmonar e perda da superfície alveolar; ASMA - DCO normal ou ↑; arquitetura mantida; Perfusão elevada de LS e volume sanguíneo capilar ↑; Doenças Intersticiais – sensível e precoce; geralmente reduzida; Pré-operatório – Preditor de complicações pós-operatórias; dificuldades após toracotomia;

25. Referências 1) JOHN B. WEST. Respiratory Physiology – The Essentials. 8th Ed. 2) C R Douglas. Tratado de Fisiologia Aplicada Ciências Médicas. 6° ed. 2006.