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SISTEMA RESPIRATÓRIO

MSc LORENA ALMEIDA DE MELO
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
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
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
PORÇÃO RESPIRATÓRIA

MSc Lorena Almeida de Melo
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
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
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
BRÔNQUIOS

MSc Lorena Almeida de Melo
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
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
PLEURAS

MSc Lorena Almeida de Melo
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
ALVÉOLOS

MSc Lorena Almeida de Melo
VASCULARIZAÇÃO DOS ALVÉOLOS

MSc Lorena Almeida de Melo
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
LEI DE BOYLE
Existe uma relação inversa entre volume
pressão.

MSc Lorena Almeida de Melo
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
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
MÚSCULOS RESPIRATÓRIOS

MSc Lorena Almeida de Melo
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
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
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
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
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
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
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
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
Fisiologia Humana 7 - Sistema Respiratório
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
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
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
TRANSPORTE ATRAVÉS DA
MEMBRANA

MSc Lorena Almeida de Melo
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
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.
RESPIRAÇÃO EXTERNA E
INTERNA

MSc Lorena Almeida de Melo
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
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
TRANSPORTE DE O2

MSc Lorena Almeida de Melo
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
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
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
Respiração Interna

MSc Lorena Almeida de Melo
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
Transporte de O2 e CO2 no
Sangue

MSc Lorena Almeida de Melo
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
TRANSPORTE DE GÁS CARBÔNICO

MSc Lorena Almeida de Melo
Transporte de O2
Hemoglobina
Proteína do tipo globina.
Grupo Heme
Íon Ferro

MSc Lorena Almeida de Melo
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
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
TRANSPORTE DE
CO2
Ligado a HB

MSc Lorena Almeida de Melo
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
TRANSPORTE DE CO2
SAÍDA DO TECIDO

MSc Lorena Almeida de Melo
TRANSPORTE DE CO2
REAÇÃO COM A H2O

MSc Lorena Almeida de Melo
TRANSPORTE DE CO2
HB E CLORETO

MSc Lorena Almeida de Melo
TRANSPORTE DE CO2
HB E CLORETO

MSc Lorena Almeida de Melo
TRANSPORTE DE CO2
H+ e HCO3-

MSc Lorena Almeida de Melo
TRANSPORTE DE CO2
CHEGADA AO ALVÉOLO

MSc Lorena Almeida de Melo
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
CENTRO RESPIRATÓRIO

MSc Lorena Almeida de Melo
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
ÁREA DE PERIODICIDADE
BULBAR

MSc Lorena Almeida de Melo
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
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
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
REGULAÇÃO DO CENTRO
RESPIRATÓRIO

MSc Lorena Almeida de Melo
REGULAÇÃO DO CENTRO
RESPIRATÓRIO

MSc Lorena Almeida de Melo

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Fisiologia Humana 7 - Sistema Respiratório

  • 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. 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. 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
  • 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. 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. 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
  • 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. 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
  • 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
  • 15. VASCULARIZAÇÃO DOS ALVÉOLOS MSc Lorena Almeida de Melo
  • 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. LEI DE BOYLE Existe uma relação inversa entre volume pressão. MSc Lorena Almeida de Melo
  • 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. 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
  • 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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
  • 30. 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
  • 31. 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
  • 32. 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
  • 33. TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA MSc Lorena Almeida de Melo
  • 34. 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
  • 35. 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.
  • 36. RESPIRAÇÃO EXTERNA E INTERNA MSc Lorena Almeida de Melo
  • 37. 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
  • 38. 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
  • 39. TRANSPORTE DE O2 MSc Lorena Almeida de Melo
  • 40. 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
  • 41. 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
  • 42. 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
  • 44. 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
  • 45. Transporte de O2 e CO2 no Sangue MSc Lorena Almeida de Melo
  • 46. 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
  • 47. TRANSPORTE DE GÁS CARBÔNICO MSc Lorena Almeida de Melo
  • 48. Transporte de O2 Hemoglobina Proteína do tipo globina. Grupo Heme Íon Ferro MSc Lorena Almeida de Melo
  • 49. 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
  • 50. 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
  • 51. TRANSPORTE DE CO2 Ligado a HB MSc Lorena Almeida de Melo
  • 52. 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
  • 53. TRANSPORTE DE CO2 SAÍDA DO TECIDO MSc Lorena Almeida de Melo
  • 54. TRANSPORTE DE CO2 REAÇÃO COM A H2O MSc Lorena Almeida de Melo
  • 55. TRANSPORTE DE CO2 HB E CLORETO MSc Lorena Almeida de Melo
  • 56. TRANSPORTE DE CO2 HB E CLORETO MSc Lorena Almeida de Melo
  • 57. TRANSPORTE DE CO2 H+ e HCO3- MSc Lorena Almeida de Melo
  • 58. TRANSPORTE DE CO2 CHEGADA AO ALVÉOLO MSc Lorena Almeida de Melo
  • 59. 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
  • 61. 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
  • 62. ÁREA DE PERIODICIDADE BULBAR MSc Lorena Almeida de Melo
  • 63. 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
  • 64. 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
  • 65. 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
  • 66. REGULAÇÃO DO CENTRO RESPIRATÓRIO MSc Lorena Almeida de Melo
  • 67. REGULAÇÃO DO CENTRO RESPIRATÓRIO MSc Lorena Almeida de Melo