Introdução à fisiologia respiratória

2. AGOSTO I 2020.
Curso de Fisioterapia.
Prof.: Lúdio Barbosa
Fisioterapia Cardiopulmonar na Saúde do
Adulto.

3. A Disciplina
.
O objetivo dessa disciplina é desenvolver no acadêmico
competências gerais ou de fundamento de área, de acordo
com as unidades de ensino e conteúdos estudados, com foco
nas habilidades necessárias para a atuação profissional.
Desta forma você entrará em contato com os principais
mecanismos envolvidos nas afecções cardiopulmonares
agudas e crônicas, para que você seja capaz de entender
os prejuízos funcionais relacionados a estas afecções e
de eleger os melhores métodos de intervenção, sejam
eles de maneira preventiva, restauradora ou para
manutenção da função cardiovascular e respiratória.
.

4. UNIDADE 1 – ESPECIFICIDADES DA
FISIOLOGIA E AVALIAÇÃO
CARDIORRESPIRATÓRIA
• SEÇÃO 1.1 – ESPECIFICIDADES DA FISIOLOGIA
RESPIRATÓRIA

5. CONTROLE DA RESPIRAÇÃO

6. CONTROLE DA RESPIRAÇÃO
• O processo automático normal da respiração se origina em impulsos provenientes do Tronco
Encefálico.
• Natureza periódica da inspiração e expiração é controlada
pelo padrão gerador central → grupos de neurônios
localizados no Bulbo e na Ponte.
1. Centro respiratório bulbar
2. Centro apnêustico
3. Centro pneumotáxico

7. CONTROLE DA RESPIRAÇÃO
Centro respiratório bulbar
• Localizado na formação reticular do bulbo. Complexo Pré-Botzinger: grupo de células na região
ventrolateral que parece ser essencial para a geração do ritmo respiratório.
• Têm a propriedade intrínseca e periódica de gerar estímulos, sendo responsáveis pelo ritmo básico da
ventilação.
GRUPO RESPIRATÓRIO DORSAL GRUPO RESPIRATÓRIO VENTRAL
INSPIRAÇÃO EXPIRAÇÃO

8. CONTROLE DA RESPIRAÇÃO
Centro apnêustico
• Localizado na região inferior da ponte.
• Em uma secção realizada acima desse local, em um animal de laboratório, foi observada paradas
inspiratórias prolongadas (apnéia) interrompidas por esforços expiratórios.
• Impulsos exercem efeito excitatório na área inspiratória do bulbo.

9. CONTROLE DA RESPIRAÇÃO
Centro pneumtáxico
• Localizado na região superior da ponte.
• Parece “desligar” ou inibir a inspiração. Regula o volume inspirado e, secundariamente, a frequência
respiratória.
• Responsável pela sintonia fina da respiração.

10. CONTROLE DA RESPIRAÇÃO
Córtex
• A respiração se encontra sob controle voluntário até certo ponto, o córtex possui capacidade
limitada de prevalecer sobre o tronco encefálico.
• Hiperventilação: alcalose respiratória.
• Hipoventilação voluntária é mais difícil. A duração da interrupção respiratória é limitada por vários
fatores, inclusive pelos níveis de PaO2 e PaCO2.

11. Sensores
Quimiorreceptores centrais
• Responde a alterações na composição química do sangue ou de outro líquido ao seu redor. Os
receptores mais importantes envolvidos no controle minuto a minuto da ventilação são aqueles
situados perto da superfície ventral do bulbo (IX e X).
• São circundados pelo líquido extracelular cerebral (LEC) e
respondem a alterações na [ ] de H+.
• A composição do LEC ao redor dos receptores é controlada pelo
líquido cerebrospinal (LCS), pelo fluxo sanguíneo e pelo
metabolismo local.
• LCS é o mais importante, encontra-se separado do sangue pela
barreira hematoencefálica.
• O nível de CO2 no sangue regula a ventilação principalmente por
intermédio do efeito sobre o pH do LCS.
Sensíveis à PCO2 , mas não à PO2 do sangue.

14. Sensores
Quimiorreceptores periféricos
• Localizados nos glomos carotídeos na bifurcação das artérias carotídeas comuns e nos glomos para-
aórticos acima e abaixo do arco aórtico.
• Respondem a reduções de pH e PaO2 a ao aumento do PaCO2.
• A resposta desses receptores pode ser rápida. São responsáveis por todo aumento da ventilação que
ocorre nos humanos em resposta a hipoxemia arterial.
• Em situações de hipercapnia menos de 20% da resposta ventilatória pode ser atribuída aos
receptores periféricos, porém, por possuírem resposta mais rápida podem ser úteis em ajustes da
ventilação em casos de alterações abruptas na PaCO2.
• Glomos carotídeos respondem a queda de pH arterial.

15. Respostas integradas
Resposta ao dióxido de carbono
• Fator mais importante no controle da ventilação sob condições normais é a PaCO2. A redução da
PaCO2 é muito eficaz na redução do estímulo à ventilação.
• Sono, Idade, fatores genéticos e personalidade reduzem a resposta ventilatória ao CO2. Diversas
drogas deprimem o centro respiratório podendo causar hipoventilação importante.
Resposta ao oxigênio
• Retentores crônicos de CO2: pH do LEC retorna para próximo do normal apesar da PaCO2
aumentada, perdendo a maior parte do estímulo do CO2. Sob essas condições, a hipoxemia arterial
se torna o principal estímulo à ventilação.
Resposta ao pH
• ↓ do pH sanguíneo arterial estimula a ventilação.

16. ESTRUTURA E FUNÇÃO

17. O sistema respiratório é o conjunto de
órgãos responsáveis pelas trocas gasosas
entre o organismo e o meio ambiente,
possibilitando a respiração celular.
Estrutura e função

18. • Possui como função
primária a troca gasosa:
permite que o oxigênio (O2)
se mova do ar para o
sangue venoso e o dióxido
de carbono (CO2) faça o
movimento contrário.
• Atua como reservatório de sangue.
• Metaboliza alguns compostos.
• Filtra materiais não desejados da sua
circulação.
• Pulmão é um órgão esponjoso, localizado na caixa torácica.
É elástico e retorna passivamente ao seu volume pré-
inspiratório. É facilmente distensível.

19. Membrana alvéolo-capilar
• O2 e CO2 se movem entre o ar e o sangue por DIFUSÃO SIMPLES.
• Lei de Fick (da difusão): “A quantidade de gás que se move através de
uma lâmina de tecido é proporcional à área dessa lâmina, mas inversa à
sua espessura”. (1ª Lei)
• A membrana alvéolo-capilar é extremamente
fina e tem uma área entre 50 a 100 m2.

20. Membrana alvéolo-capilar
• Alvéolos: pequenos sacos aéreos, envolvidos por vasos sanguíneos. Há cerca de 500 milhões no
pulmão humano, com cerca de 1/3 de mm de diâmetro.
• O ar atinge um lado da membrana alvéolo-capilar através das vias aéreas e o outro pelos vasos
sanguíneos.

21. VIAS AÉREAS E FLUXO AÉREO
• Vias aéreas consistem em uma série de tubos
ramificados que, quanto mais se aprofundam no
parênquima pulmonar, mais se tornam estreitos,
curtos e numerosos.

22. VIAS AÉREAS E FLUXO AÉREO
• Traqueia → possui bifurcação (Carina), onde dá origem ao brônquio principal direito e
brônquio principal esquerdo.
• Brônquio principal → Brônquios lobares → → brônquios segmentares → → → bronquíolos
terminais (menores vias aéreas sem alvéolos).
• Zona condutora: formada pelos ductos condutores e tem como função conduzir o gás
inspirado até regiões pulmonares que façam a hematose.
• Espaço morto anatômico: espaço correspondente à zona condutora das vias aéreas. Possui
volume de 150 ml, aproximadamente.

23. VIAS AÉREAS E FLUXO AÉREO
• Bronquíolos terminais → bronquíolos respiratórios (possuem poucos alvéolos) → Ductos alveolares
(completamente revestidos de alvéolos).
• Zona respiratória: região alveolar onde ocorre troca gasosa (volume de 2,5 a 3 litros).
• O gás inspirado flui até próximo dos bronquíolos terminais por fluxo intenso. Além desse ponto, a
área de secção transversa das vias aéreas é tão grande que a velocidade do ar diminui
consideravelmente, tornando a difusão o mecanismo principal de ventilação na zona respiratória.

25. MECÂNICA DA RESPIRAÇÃO

26. Músculos da respiração
• Inspiração.
• Diafragma: principal músculo da inspiração. Consiste em uma fina lâmina muscular em forma de
cúpula, inserida nas costelas inferiores. É inervado pelos nervos frênicos (C3-C4-C5).
• Durante uma respiração normal o diafragma se move cerca de 1 cm, porém, durante a respiração
forçada pode ocorrer uma excursão de até 10 cm. Durante sua contração ocorre aumento do
diâmetro vertical e transverso do tórax.
• Músculos intercostais externos: conectam as costelas adjacentes e inclinam-se para baixo e para
frente. Quando contraem, tracionam as costelas para cima e para frente: “movimento de alça de
balde”.
• Aumentam o diâmetro lateral e anteroposterior do tórax.

27. Músculos da respiração

28. Músculos da respiração
• Inspiração.
• Músculos acessórios da respiração: incluem os escalenos que elevam as duas primeiras costelas e o
esternocleidomastóideo, que realiza a elevação do esterno.
• A atividade desses músculos é pequena, se é que existe, durante a respiração tranquila, em repouso.
Entretanto, com o exercício e em algumas situações patológicas, como no DPOC ou durante quadros
de IRA, podem se contrair de forma vigorosa.

29. Músculos da respiração
• Expiração.
• Durante a respiração tranquila, a expiração é passiva. O pulmão e parede torácica são elásticas e
tendem a retornar para suas posições de equilíbrio após serem ativamente expandidos ao longo da
expiração.
• Durante o exercício e a hiperventilação voluntária a expiração passa a ser ativa.
• Reto abdominal, os oblíquos internos e externos e o transverso do abdome.
• Intercostais internos auxiliam a expiração ativa, tracionando as costelas para baixo e para dentro,
diminuindo o volume torácico.

30. Músculos da respiração

31. Volumes pulmonares

32. Volumes pulmonares
• Volume corrente (VC): volume de ar que
entra e sai em cada respiração normal.
(500ml)
• Volume de reserva inspiratória (VRI): volume
de ar inspirado além do VC. (2500 – 3500ml)
•
• Volume de reserva expiratória (VRE): volume
de ar expirado além do VC. (1000 ml)
• Volume residual (VR): volume de ar que
permanece após uma expiração máxima.

33. Capacidades pulmonares
• Capacidade inspiratória (CI): representa a
soma do VC+VRI.
• Capacidade vital (CV): representa a soma da
CI + VRE.
•
• Capacidade residual funcional (CRF): soma do
VR + VRE.
• Capacidade pulmonar total (CPT): é a soma
de todos os volumes pulmonares.
VC+VRI+VRE+VR OU CI+CRF

34. Propriedades elásticas do pulmão
• Curva pressão-volume.
• A pressão dentro das vias aéreas
e dos alvéolos pulmonares é igual
a pressão atmosférica.
• Pressão transpulmonar:
diferença de pressão entre a
parte de dentro e de fora
pulmão. Espaço intrapleural:
espaço entre o pulmão e caixa
torácica, possui apenas alguns
mililitros de água.

35. Propriedades elásticas do pulmão
• Complacência pulmonar.
• É a variação de pressão x volume.
• A complacência é modificação de volume por unidade de pressão alterada.
• Inclinação na curva pressão x volume representam a complacência pulmonar.
• A pressão ao redor de um pulmão é sempre negativa,
em função da retração elástica.
• Comportamento elástico do pulmão: fibras de elastinas
e colágeno nos alvéolos e ao redor dos vasos e
brônquios.

36. Propriedades elásticas do pulmão
• Tensão superficial.
• Definição: “Constitui força que atua ao longo da linha imaginária de 1cm de comprimento na
superfície de um líquido”.
A força de atração entre a as moléculas adjacentes de um líquido são mais fortes do que aquelas
entre o gás e o líquido.
• As superfícies se contarem formando uma esfera.
•
• Lei de Laplace = 4 x tensão superficial / raio

37. Propriedades elásticas do pulmão
• Tensão superficial.
• Os alvéolos secretam um material que reduz de forma acentuada a tensão superficial.
• Surfactante: é um fosfolipídeo, e o Dipalmitoil fosfatidilcolina (DPFC) é o principal constituinte.
• É formado relativamente tarde na vida fetal (SDRA).
• Aumenta a complacência pulmonar, reduz o trabalho de expansão a cada respiração, promove
estabilidade alveolar.

38. Propriedades elásticas do pulmão
• Resistência pulmonar.
• É a diferença pressórica entre as extremidades envolvidas, o que gera velocidade e padrões
do fluxo aéreo. Na árvore brônquica essa resistência varia muito.
• Traquéia e brônquios: fluxo turbulento
• Regiões de ramificação: fluxo transicional
• Fluxo laminar: bronquíolos terminais.

39. Propriedades elásticas do pulmão
• Resistência pulmonar.
• Volume pulmonar
• Contração da musculatura lisa brônquica
• Densidade e viscosidade do gás
• Compressão dinâmica das vias aéreas

40. Ponto de igual pressão
• Compressão dinâmica das vias aéreas

41. Relação ventilação-perfusão (V/Q)
• Sabe-se que a distribuição dos alvéolos e capilares pulmonares e a ação da gravidade fazem
com que haja diferença entre ventilação e perfusão ao longo do pulmão.
• Região dependente
• Região não dependente

42. Relação ventilação-perfusão (V/Q)
• Pressão intrapleural não é uniforme ao longo do pulmão, ou seja, existe uma variação dos
valores de pressão ao longo da cavidade pleural.
• O peso dos pulmões faz com que a pressão nas bases pulmonares seja maiores, mais
positivas do que nos ápices.
• Essas diferenças fazem que os volumes pulmonares em repouso sejam diferentes em toda
sua extensão, sendo unidades alveolares nas bases menos expandidas do que as dos ápices,
já que são mais insufladas.
• Isso provoca alterações na relação V/Q.

43. a)Qual região pulmonar apresenta a maior complacência?
Justifique.
b)Esta área de maior complacência apresentará maior
ventilação ou menor ventilação?
c) Qual região pulmonar apresenta maior perfusão?
d)Por que a diferença de perfusão entre o ápice e a base
pulmonares se reduz muito quando o indivíduo se encontra em
decúbito?
e)Qual região pulmonar apresenta maior relação
ventilação/perfusão?
f) Caso a ventilação de um pulmão seja completamente
obstruída pela aspiração de um corpo estranho, o que ocorrerá
com o fluxo sanguíneo do pulmão não obstruído? A que se
deve essa alteração? Como estará a relação
ventilação/perfusão no pulmão obstruído, num momento
inicial?