Fisiologia Humana 7 - Sistema Respiratório

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Fisiologia Humana 7 - Sistema Respiratório

  1. 1. SISTEMA RESPIRATÓRIO MSc LORENA ALMEIDA DE MELO
  2. 2. INTRODUÇÃO O sistema respiratório humano é constituído por um par de pulmões e por vários órgãos que conduzem o ar para dentro e para fora das cavidades pulmonares. FUNÇÃO Trocas Gasosas Defesa Regulação da temperatura Fonação Manutenção do equilíbrio ácido-básico
  3. 3. ANÁTOMO-FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Divisão Estrutural do Sistema Respiratório Sistema Respiratório Superior Nariz, Faringe e estruturas associadas Sistema Respiratório Inferior Laringe, Traquéia, Brônquios e Pulmões MSc Lorena Almeida de Melo
  4. 4. ANÁTOMO-FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Divisão Funcional do Sistema Respiratório Porção Respiratória Responsável pelas trocas gasosas; Inclui os bronquíolos respiratórios, os ductos e sacos alveolares; Bronquíolos respiratórios – possuem alvéolos em suas parede; Ductos e sacos alveolares – possuem alvéolos MSc Lorena Almeida de Melo
  5. 5. PORÇÃO RESPIRATÓRIA MSc Lorena Almeida de Melo
  6. 6. ANÁTOMO-FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Cavidade Nasal Tem a função de aquecer e filtrar o ar que entra no sistema respiratório. Faringe É uma estrutura que conduz o ar e alimento; O ar vai para a laringe; O alimento vai para o esôfago; A epiglote é uma estrutura que tapa a laringe, não permitindo a passagem de comida para os pulmões; MSc Lorena Almeida de Melo
  7. 7. ANÁTOMO-FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Laringe Conduz o ar; Local onde fica as cordas focais – importante para a fala; Traquéia Principal via aérea condutora; Grande tubo constituído por pequenos anéis de cartilagem; Revestimento – células secretoras e muco e células ciliadas (remoção de partículas estranhas); Contém músculo liso. MSc Lorena Almeida de Melo
  8. 8. ANÁTOMO-FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Brônquios São formados pela divisão da traquéia; Entram nos pulmões e ali sofrem inúmeras bifurcações; Divisão Brônquio Principal Direito – pulmão direito; vertical; curto; mais largo; Brônquio Principal Esquerdo – pulmão esquerdo MSc Lorena Almeida de Melo
  9. 9. BRÔNQUIOS MSc Lorena Almeida de Melo
  10. 10. ANÁTOMO-FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Bronquíolos Pequenos canais de ar Bifurcação em bronquíolos menores, terminando em pequenas dilatações denominadas alvéolos. MSc Lorena Almeida de Melo
  11. 11. ANÁTOMO-FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Pulmões Localização dos Pulmões São órgãos pares – localizados no interior da caixa torácica, formada na frente pelo esterno, atrás pela coluna vertebral e fechada inferiormente pelo diafragma. Pleuras parietal e visceral Envolvem e protegem cada pulmão Pleura parietal – lâmina superficial reveste a parede da cavidade torácica; Pleura visceral – lâmina profunda recobre os próprios pulmões MSc Lorena Almeida de Melo
  12. 12. PLEURAS MSc Lorena Almeida de Melo
  13. 13. ANÁTOMO-FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Alvéolos São pequenos sacos que ficam no final dos menores bronquíolos; Os alvéolos são envolvidos por uma série de vasos sanguíneos. Como a parede dos alvéolos é fina, as trocas gasosas ocorrem nesse local; Cada pulmão contém aproximadamente 300 milhões de alvéolos. MSc Lorena Almeida de Melo
  14. 14. ALVÉOLOS MSc Lorena Almeida de Melo
  15. 15. VASCULARIZAÇÃO DOS ALVÉOLOS MSc Lorena Almeida de Melo
  16. 16. VENTILAÇÃO PULMONAR Processo pelo qual os gases são trocados entre a atmosfera e os alvéolos. O ar flui entre a atmosfera e os pulmões devido às diferença alternadas de pressão criadas pela contração e relaxamento dos músculos respiratórios. MSc Lorena Almeida de Melo
  17. 17. LEI DE BOYLE Existe uma relação inversa entre volume pressão. MSc Lorena Almeida de Melo
  18. 18. VENTILAÇÃO PULMONAR INSPIRAÇÃO Entrada de ar para os pulmões; Processo ativo. Antes de cada inspiração a pressão do ar dentro do pulmão – igual a pressão atmosférica (760 mmHg = 1 atm); Para o ar entrar nos pulmões – a pressão dentro dos alvéolos deve ser menor do que a pressão atmosférica. MSc Lorena Almeida de Melo
  19. 19. VENTILAÇÃO PULMONAR INSPIRAÇÃO Contração dos músculos inspiratórios Principal músculo é o diafragma (responsável por 2/3 de ar que entra nos pulmões); Aumenta as dimensões vertical, anteroposterior e lateral da caixa torácica; Outro mm. importante é o intercostal externo – aumentam o vol. anteroposterior do tórax; Inspirações forçadas profundas – músculos acessórios (esternocledoimastóideo, escalenos). À medida que o volume dos pulmões aumenta o ar flui de uma região de pressão mais alta para uma região de pressão mais baixa. MSc Lorena Almeida de Melo
  20. 20. MÚSCULOS RESPIRATÓRIOS MSc Lorena Almeida de Melo
  21. 21. VENTILAÇÃO PULMONAR Expiração Saída de ar para os pulmões. Processo passivo (não estão envolvidos contrações musculares) – retração elástica; Forças que contribuem para expiração Retração das fibras elásticas – esticadas durante a inspiração; Tração (para dentro) da tensão superficial devido à película de líquido alveolar. MSc Lorena Almeida de Melo
  22. 22. VENTILAÇÃO PULMONAR Diminuição da caixa torácica e pulmões Músculos inspiratórios relaxam – reduzindo o volume do pulmão e aumentando a pressão alveolar Saída de ar devido à pressão positiva que se forma no interior dos pulmões em relação ao ar atmosférico; A expiração se torna ativa quando há a necessidade de se expelir um volume de ar além do normalmente expelido (exercício) – contração dos mm. respiratórios. MSc Lorena Almeida de Melo
  23. 23. Fatores Que Afetam a Ventilação Pulmonar Tensão superficial do líquido alveolar Origina-se em todas as interfaces ar-água – moléculas polares de água são mais fortemente atraídas umas as outras do que as moléculas gasosas no ar; Quando o líquido circunda uma esfera de ar – alvéolo – a tensão superficial – força para dentro – tendendo a colabamento alveolar; Durante a respiração a tensão superficial deve ser superada para expandir os pulmões; MSc Lorena Almeida de Melo
  24. 24. Fatores Que Afetam a Ventilação Pulmonar Tensão superficial líquido alveolar do Surfactante É uma mistura complexa de diversos fosfolipídios, proteínas e íons. Função: Diminuir a tensão superficial dos alvéolos. MSc Lorena Almeida de Melo
  25. 25. Fatores Que Afetam a Ventilação Pulmonar Complacência dos Pulmões Refere-se a quanto esforço é necessário para expandir os pulmões e a parede torácica; Complacência alta – pulmões e a parede torácica fácil expansão; Complacência baixa – resistência à expansão; Fatores que afetam a complacência – elasticidade e tensão superficial. MSc Lorena Almeida de Melo
  26. 26. Fatores Que Afetam a Ventilação Pulmonar Resistência da Via Aérea Durante a inspiração – redução da resistência das vias aéreas a passagem do ar; Durante a expiração – aumento da resistência das vias aéreas com a redução do diâmetro dos bronquíolos. Fluxo= Pressão/Resistência MSc Lorena Almeida de Melo
  27. 27. Volumes Pulmonares Volume corrente – vol. de ar que entra e sai do pulmão durante a inspiração e expiração normal (repouso) – 500 ml Volume de reserva inspiratório – vol. extra de ar que pode ser inspirado além do volume corrente – 3100 ml Volume de reserva expiratório – vol. de ar que ainda pode ser expirado de maneira forçada após expiração normal – 1200 ml Volume de residual – vol. de ar que ainda permanece nos pulmões após expiração forçada. Representa o ar que não pode ser removido dos pulmões - 1200 ml. MSc Lorena Almeida de Melo
  28. 28. Capacidades Pulmonares Capacidade inspiratória – Vol. corrente + vol. de reserva inspiratório. Quantidade máxima de ar que uma pessoa pode inspirar a partir do final da expiração – 500+3100= 3600 ml; Capacidade funcional residual – vol. de reserva expiratório + vol. residual – 1200+1200= 2400 ml Capacidade vital – vol. de ar que ainda pode ser expirado de maneira forçada após expiração normal – 4800 ml (VRInsp+Vc+VRExp) Capacidade pulmonar total – vol. de ar contido nos pulmões no final de uma inspiração máxima - 5800 ml. MSc Lorena Almeida de Melo
  29. 29. Ventilação Alveolar É a quantidade de ar novo que alcança as áreas pulmonares de troca gasosa – alvéolos, sacos alveolares, ductos alveolares e os bronquíolos respiratórios; Respiração normal (repouso) – volume de ar corrente preenche até bronquíolos terminais muito pouco atinge os alvéolos; Como é o que o ar fresco se movimenta nesta última e curta distância dos bronquíolos terminais até os alvéolos? Difusão – provocada pelo movimento cinético das moléculas, cada molécula de gás se movimentando em alta velocidade por entre as outras moléculas. A ventilação alveolar = FR x volume corrente → VA = 12x500 = 6000 ml/min; MSc Lorena Almeida de Melo
  30. 30. Efeito do Espaço Morto sobre a Ventilação Alveolar Espaço morto: vias respiratórias onde não ocorrem as trocas gasosas. Ar que entra nas via respiratória, mas nunca alcança as zonas de troca gasosa. Volume normal do espaço morto é de 150 mililitros VA = 12 x (500-150) = 4200 ml/min. MSc Lorena Almeida de Melo
  31. 31. Troca de Oxigênio e Dióxido de Carbono O O2 do ar penetra nos alvéolos, difunde-se para o sangue - tecido; O CO2 se difunde dos tecidos para o sangue - alvéolos - ar atmosférico Difusão dos Gases Através da Membrana Respiratória Para a difusão dos gases, estes devem transpor a membrana respiratória; MSc Lorena Almeida de Melo
  32. 32. TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA MSc Lorena Almeida de Melo
  33. 33. Troca de Oxigênio e Dióxido de Carbono Fatores que podem afetar a difusão Espessura da membrana; Fibrose, edema pulmonar - ⇑ espessura, ⇓ difusão Área superficial da membrana; Enfisema pulmonar - ⇓ área de superfície, ⇓ difusão Velocidade de difusão do gás específico; Diferença de pressão entre os dois lados a membrana MSc Lorena Almeida de Melo
  34. 34. Troca de Oxigênio e Dióxido de Carbono Lei de Dalton Cada gás em uma mistura de gases exerce sua própria pressão como se todos os outros gases não estivessem presentes; Pressão Parcial – pressão parcial de um gás específico em uma mistura; Ar atmosférico = PN2 + PO2+ PH2O + PCO2 + P outros gases; Importância das pressões parciais Determinam o movimento do oxigênio e gás carbônico entre a atmosfera – pulmões – sangue – células corporais; O gás se propaga de uma área de maior pressão parcial para uma com menor pressão parcial.
  35. 35. RESPIRAÇÃO EXTERNA E INTERNA MSc Lorena Almeida de Melo
  36. 36. Respiração Externa e Interna Respiração Externa Troca de O2 e CO2 entre o ar nos alvéolos dos pulmões e o sangue nos capilares. Finalidade: conversão de sangue desoxigenado (vem do lado direito do coração) para sangue oxigenado (retorna para o lado esquerdo do coração). O sangue desoxigenado é bombeado pelo ventrículo D (artérias pulmonares) para os capilares pulmonares que circundam o alvéolo; MSc Lorena Almeida de Melo
  37. 37. Respiração Externa e Interna Respiração Externa As pressões parciais dos gases PO2 sangue desoxigenado = 40 mmHg PO2 do ar alveolar = 105 mmHg Por diferença de pressão há difusão efetiva de O2 dos alvéolos para os capilares até que seja alcançado o equilíbrio. A pressão de O2 do sangue agora oxigenado aumenta para 105 mmHg; Como o sangue sai dos capilares próximos dos alvéolos mistura-se com o pequeno volume de sangue que flui pelas partes condutoras do sistema respiratório onde não ocorre troca gasosa – a PO2 nas veias pulmonares = 100 mmHg; MSc Lorena Almeida de Melo
  38. 38. TRANSPORTE DE O2 MSc Lorena Almeida de Melo
  39. 39. Respiração Externa e Interna Respiração Externa CO2 se difunde na direção oposta – sangue desoxigenado → alvéolo PCO2 do sangue desoxigenado = 45 mmHg; PCO2 do ar alveolar = 40 mmHg MSc Lorena Almeida de Melo
  40. 40. Respiração Externa e Interna Respiração Interna Troca de oxigênio e dióxido de carbono entre os capilares sistêmicos e as células teciduais. Finalidade: conversão do sangue oxigenado em sangue desoxigenado. PO2 sangue oxigenado nos capilares teciduais = 100 mmHg PO2 células teciduais = 40 mmHg. Devido à diferença na PO2 o oxigênio se difunde do sangue oxigenado – líquido intersticial – células teciduais. Enquanto o O2 se difunde dos capilares teciduais para as células o CO2 se difunde na direção oposta MSc Lorena Almeida de Melo
  41. 41. Respiração Externa e Interna Respiração Interna PCO2 sangue oxigenado nos capilares teciduais = 40 mmHg. PCO2 células teciduais = 45 mmHg. O sangue desoxigenado retorna para o coração e é bombeado para os pulmões – respiração externa MSc Lorena Almeida de Melo
  42. 42. Respiração Interna MSc Lorena Almeida de Melo
  43. 43. Transporte de O2 e CO2 no Sangue Transporte de Oxigênio Após a difusão do O2 dos alvéolos para o sangue, ele é transportado para os tecidos; 98,5 % são transportados em combinação com a hemoglobina; 1,5 % dissolvidos no plasma (baixa solubilidade em água) MSc Lorena Almeida de Melo
  44. 44. Transporte de O2 e CO2 no Sangue MSc Lorena Almeida de Melo
  45. 45. Transporte de O2 e CO2 no Sangue Transporte de Gás Carbônico É transportado dos tecidos para o sangue; Formas de transporte Dissolvido no plasma (7%); Compostos carbamino (23%) Combinação com o grupos amino dos aminoácidos e proteínas presente no sangue (hemoglobina) – composto carabamino; O CO2 é transportado ligado aos aminoácidos da parte globina da hemoglobina – carbaminoemoglobina (HbCO2) Íon bicarbonato (HCO3) MSc Lorena Almeida de Melo
  46. 46. TRANSPORTE DE GÁS CARBÔNICO MSc Lorena Almeida de Melo
  47. 47. Transporte de O2 Hemoglobina Proteína do tipo globina. Grupo Heme Íon Ferro MSc Lorena Almeida de Melo
  48. 48. Relação entre a Hemoglobina e a Pressão Parcial de oxigênio O fator mais importante que determina quanto do O2 se combina com a hemoglobina – PO2 - ↑ PO2 mais O2 se combina com Hb. Hb + O2 ↔ HbO2 Quando a hemoglobina reduzida (Hb desoxiemoglobina) é convertida em HbO2 – hemoglobina saturada. Ex: capilares pulmonares MSc Lorena Almeida de Melo
  49. 49. Fatores que afetam a afinidade de hemoglobina pelo Oxigênio Acidez à medida que a acidez aumenta (↓ pH) a afinidade da hemoglobina com o O2 diminui e o O2 se separa mais facilmente da hemoglobina; Pressão parcial do dióxido de carbono ↑ PCO2 a Hb libera o O2 mais facilmente; Temperatura Um aumento na temperatura corporal aumenta a quantidade de O2 liberado pela hemoglobina; BPG (2,3-bifosfoglicerato) Substância encontrada nas células sangüíneas vermelhas – diminui a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio; MSc Lorena Almeida de Melo
  50. 50. TRANSPORTE DE CO2 Ligado a HB MSc Lorena Almeida de Melo
  51. 51. Íons Bicarbonato (70%) O CO2 é transportado no plasma como íons bicarbonato (HCO3-); AC CO2 + H20 ↔ H2C03 ↔ H+ + HCO3Quando o CO2 se difunde para os capilares teciduais e entra nas células sangüíneas vermelhas – reage com a água – ação da enzima anidrase carbônica (AC) – ácido carbônico – H+ + HCO3Com o acúmulo de HCO3- nas células sangüíneas vermelhas – parte se difunde para fora (plasma) baixando gradiente de concentração; Entrada de íons cloreto – do plasma para as células sangüíneas vermelhas; O efeito final dessas reações é que o CO2 é removido das células teciduais e transportado no plasma como HCO3- ; Nos pulmões o CO2 se difunde do plasma para o alvéolo; MSc Lorena Almeida de Melo
  52. 52. TRANSPORTE DE CO2 SAÍDA DO TECIDO MSc Lorena Almeida de Melo
  53. 53. TRANSPORTE DE CO2 REAÇÃO COM A H2O MSc Lorena Almeida de Melo
  54. 54. TRANSPORTE DE CO2 HB E CLORETO MSc Lorena Almeida de Melo
  55. 55. TRANSPORTE DE CO2 HB E CLORETO MSc Lorena Almeida de Melo
  56. 56. TRANSPORTE DE CO2 H+ e HCO3- MSc Lorena Almeida de Melo
  57. 57. TRANSPORTE DE CO2 CHEGADA AO ALVÉOLO MSc Lorena Almeida de Melo
  58. 58. REGULAÇÃO DA RESPIRAÇÃO O sistema nervoso ajusta a ventilação às necessidades do corpo, de modo que as pressões parciais de O2 e CO2 no sangue arterial pouco se alteram; mesmo durante exercícios extenuantes. Repouso – 200 ml de O2 – usados pelas células corporais; Exercício – aumenta 15-20 vezes o consumo de O2; Papel do Centro Respiratório Centro respiratório: área na qual os impulsos nervosos são enviados para os músculos respiratórios; Consiste – aglomerados de neurônios – bilateralmente no bulbo e na ponte do encéfalo; Divisão Funcional dos Neurônios Área de periodicidade bulbar – bulbo; Área pneumotáxica – ponte; Área apnêustica – ponte MSc Lorena Almeida de Melo
  59. 59. CENTRO RESPIRATÓRIO MSc Lorena Almeida de Melo
  60. 60. ÁREA DE PERIODICIDADE BULBAR Controla o ritmo básico da respiração – repouso – 2” de inspiração e 3” expiração. Dentro da área de periodicidade bulbar – neurônios inspiratórios e expiratórios. O ritmo básico da respiração inicia com os impulsos nervosos gerados na área inspiratória. MSc Lorena Almeida de Melo
  61. 61. ÁREA DE PERIODICIDADE BULBAR MSc Lorena Almeida de Melo
  62. 62. CENTRO RESPIRATÓRIO Área Pneumotáxica Ajuda a coordenar a transição entre a inspiração e a expiração; Transmite impulsos inibidores para área respiratória – desliga a área inspiratória antes que os pulmões fiquem completamente cheios de ar (limitam a duração da inspiração facilitando o inicio da expiração). Área Apnêustica Esta área envia impulsos estimulatórios para a área inspiratória que ativa e prolonga a inspiração – inibindo a expiração. MSc Lorena Almeida de Melo
  63. 63. REGULAÇÃO DO CENTRO RESPIRATÓRIO Regulação do Centro Respiratório O ritmo respiratório pode ser modificado em repostas a influxo provenientes de outras regiões do encéfalo e de receptores situados na parte periférica do sistema nervoso. Fatores que influenciam a regulação da respiração Influências Corticais na Respiração Podemos controlar nosso padrão respiratório por curto período de tempo – conexões do córtex com o centro respiratório. Limitada pelos níveis de CO2 e H+ - impulsos nervosos são enviados ao longo dos nervos frênicos e intercostais para os músculos inspiratórios e a respiração recomeça. MSc Lorena Almeida de Melo
  64. 64. REGULAÇÃO DO CENTRO RESPIRATÓRIO Regulação do Centro Respiratório Regulação Química da Respiração O sistema respiratório funciona para manter níveis adequados de CO2 e O2. Quimiorreceptores centrais quimiorreceptores periféricos artérias sistêmicas). (bulbo) e (paredes das MSc Lorena Almeida de Melo
  65. 65. REGULAÇÃO DO CENTRO RESPIRATÓRIO MSc Lorena Almeida de Melo
  66. 66. REGULAÇÃO DO CENTRO RESPIRATÓRIO MSc Lorena Almeida de Melo

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