Anatomia e Fisiologia do Sistema Respiratório

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1 Anatomia e Fisiologia do Sistema Respiratório 1 Márcia Koja Breigeiron Este capítulo aborda alguns aspectos anatômicos e fisiológicos relevantes do sistema respiratório, salientando as particularidades encontradas na pediatria. INTRODUÇÃO A respiração é o conjunto de eventos envolvidos no transporte de oxigênio (O 2 ) desde o ambiente até a célula e de dióxido de carbono (CO 2 ) em sentido contrário. A finalidade da respiração é proporcionar o aporte de quantidades adequadas de O 2 à célula e remover quantidades adequadas de CO 2 desta, a fim de manter a homeostase do meio (González, 2004; Tortora, 2004). Assim, a respiração pode ser dividida em quatro processos principais: a) ventilação pulmonar, processo no qual o O 2 contido no ar inspirado é transportado para o interior do pulmão, enquanto o CO 2 é eliminado com o ar expirado (mecanismo de convecção); b) difusão alveolocapilar, no qual as moléculas de O 2 são transportadas em sentido oposto ao das moléculas de CO 2 (mecanismo de difusão), através das membranas que separam o ar alveolar do sangue capilar; c) transporte de O 2 e de CO 2 pelo sangue, no qual, via hemoglobina, o O 2 é transportado para os tecidos, enquanto o CO 2 difunde-se das células para o sangue até os pulmões; d) difusão no tecido, em que o consumo contínuo de O 2 e a produção contínua de CO 2 pelas células geram gradientes de pressão parcial entre o sangue capilar e o líquido intracelular, fazendo com que o O 2 se difunda para a célula, e o CO 2, para o sangue capilar (González, 2004). Os processos envolvidos no transporte de O 2 e de CO 2 entre o ambiente e a célula estão inter-relacionados; por conseguinte, qualquer eventual alteração em

2 18 Souto, Lima, Breigeiron e cols. um deles pode modificar a eficácia dos mecanismos de transporte subseqüentes. O sistema e o aparelho respiratórios diferem entre si quanto às suas estruturas anatômicas. O sistema respiratório é constituído por áreas cerebrais, nervos que conectam as áreas cerebrais com os músculos respiratórios, caixa torácica e pulmões. Já o aparelho respiratório corresponde ao conjunto das seguintes estruturas: fossas nasais, cavidade nasal, boca, naso-orofaringe, laringo-faringe, laringe, traquéia, brônquios, bronquíolos e alvéolos (González, 2004). As estruturas das vias aéreas superiores até a traquéia são responsáveis pela condução, filtração, aquecimento e umidificação do ar. A faringe é constituída por um tubo muscular, a laringe e a traquéia possuem uma estrutura cartilaginosa, e os brônquios são constituídos de tecido conjuntivo elástico. A faringe possui três áreas: a nasofaringe, localizada seguindo a cavidade nasal; a orofaringe, que é comum aos sistemas respiratório e digestivo; e a laringo-faringe, posicionada acima da laringe (Tortora, 2004). O processo respiratório e ventilatório é automático, geralmente rítmico e controlado por mecanismos centrais. O pulmão direito tem três lobos, e o esquerdo, apenas dois, cujos brônquios, vasos pulmonares e linfáticos estão posicionados no hilo, situado na face medial de cada pulmão. A traquéia bifurca-se em dois brônquios primários, que entram nos lobos pulmonares e, em seguida, subdividem-se em seguimentos progressivamente menores (bronquíolos, ductos e sacos alveolares) (Hansen; Koeppen, 2003). As principais vias aéreas condutoras para os pulmões incluem a traquéia cartilaginosa, os brônquios principais (direito e esquerdo) e os brônquios intrapulmonares. A cada ramificação subseqüente, o diâmetro das vias aéreas condutoras diminui, perdendo, eventualmente, suas placas cartilaginosas. À medida que o ar entra na traquéia, este passa por 10 a 23 gerações (ou ramificações) em seu percurso até os alvéolos. Os brônquios iniciais constituem a zona condutora e são incapazes de realizar trocas gasosas. Os bronquíolos representam a zona de transição com alguns alvéolos, e os bronquíolos terminais são dotados de dúctulos e sáculos alveolares, representando a zona respiratória (Hansen; Koeppen, 2003). A mecânica da ventilação acontece em dois momentos distintos: a inspiração e a expiração. No processo respiratório, a inspiração, causada por influências neurais coordenadas, situadas no tronco cerebral, é a fase ativa da ventilação. Nessa fase, o diafragma e os músculos inter-

3 Reanimação cardiorrespiratória pediátrica 19 costais externos se contraem, fazendo com que a caixa torácica se expanda, o que diminui a pressão no espaço pleural que circunda cada pulmão. Com a redução da pressão no espaço pleural, os pulmões, que são distensíveis, expandem-se passivamente, diminuindo a pressão nos espaços aéreos terminais (ductos alveolares e alvéolos). À medida que essa pressão diminui, o ar ambiente flui pela árvore brônquica, em direção aos espaços aéreos terminais, até que as pressões se igualem, o que assinala o término da inspiração. Durante a expiração (fase predominantemente passiva) o processo se inverte; as pressões pleural e alveolar aumentam e o gás flui para fora dos pulmões. (Fig. 1.1) A concentração sérica de CO 2 determinará o tempo de inspiração e de expiração (Staub, 1996). A existência de um fator tensoativo, a substância surfactante produzida pelos pneumócitos tipo II, cumpre uma função primordial no processo respiratório. Suas funções específicas concentram-se em: 1) reduzir a tensão superficial na interface ar-líquido do alvéolo, o que aumenta a distensibilidade pulmonar; 2) manter a estabilidade alveolar, evitando o colapso pulmonar; 3) manter o equilíbrio de fluidos através da membrana capilar, o que impede o extravasamento de fluidos ao espaço intersticial e eventualmente aos alvéolos (González, 2004). Inspiração Expiração Expansão torácica Esterno Costelas Pulmão Diafragma Contração do diafragma Contração torácica Relaxamento do diafragma FIGURA 1.1 Mecânica ventilatória salientando a inspiração (processo ativo) e a expiração (processo passivo).

4 20 Souto, Lima, Breigeiron e cols. É importante salientar que as estruturas que compõem o aparelho respiratório são diferenciadas no recém-nascido, no lactente, na criança e no adulto e, portanto, essas diferenças alteram a mecânica ventilatória, considerando a faixa etária. Com relação às diferenças observadas nas diferentes faixas etárias, as seguintes considerações devem ser destacadas (Salazar, 1999): a) até o quarto ou sexto mês de vida da criança, a respiração é predominantemente nasal, devido ao fato de a língua ser discretamente grande em relação à cavidade bucal, e a mandíbula, relativamente pequena, reduzindo o espaço da orofaringe e impossibilitando a respiração bucal, de modo que a obstrução nasal nessa faixa etária poderá tornar-se um evento crítico; b) na laringe, destaca-se a cartilagem epiglote, responsável pelo controle da entrada de ar nas vias aéreas, cuja função é impedir a aspiração de corpos estranhos. No lactente, a epiglote é mais larga e rígida, formando um ângulo de 45 o em relação à parede anterior da faringe, provocando seu estreitamento, podendo dificultar a entubação e apresentar maior resistência ao fluxo de ar; c) a traquéia compõe-se de músculos lisos sustentados por 16 a 18 anéis cartilaginosos, dispostos regularmente, mantendo aberta a passagem para o fluxo de ar. Na extremidade inferior (carina), a traquéia se divide, formando os brônquios direito e esquerdo, que se ramificam em bronquíolos, e estes, em ductos alveolares. Na criança, o brônquio direito possui uma assimetria em relação ao brônquio esquerdo, localizando-se um pouco mais acima, o que predispõe à entubação seletiva; d) os alvéolos são responsáveis pelas trocas gasosas e possuem forma de saco ricamente vascularizados. Quanto mais jovem for a criança, menor será o número de alvéolos. Assim, a criança possui uma área de troca gasosa menor do que a do adulto, proporcional à área corporal. Como o metabolismo da criança é maior, sua reserva pulmonar é muito limitada e há tendência ao colapso dessas pequenas estruturas; e) o diafragma é o músculo responsável por 75% dos movimentos respiratórios. Os demais esforços são realizados pelos músculos torácicos que deslocam as costelas. A pressão dentro da cavidade torácica é negativa, o que favorece a entrada de ar do meio externo para as vias aéreas. Na criança (em especial no recém-nascido e no lactente jovem), a resistência das vias aéreas é maior em razão do aumento da pressão do abdome e da

5 Reanimação cardiorrespiratória pediátrica 21 direção de contração do diafragma, fatos que estão relacionados à maior permanência na posição deitada e menor na posição ereta; f) na criança, a caixa torácica também é mais complacente, porque o esterno é mais flexível, as costelas são mais horizontalizadas e os músculos intercostais estão pouco desenvolvidos. Esses fatores, associados ao predomínio da respiração abdominal, podem produzir insuficiência respiratória com mais facilidade em crianças com agressão respiratória ou problemas abdominais (peritonite, ascite, distensão abdominal); g) no recém-nascido prematuro, o tórax é muito deformável, e a produção da substância surfactante pode ser insuficiente, aumentando, desse modo, o risco de colapso alveolar com conseqüente extravasamento de fluidos para o interior do alvéolo. CONSIDERAÇÕES FINAIS O conhecimento das particularidades da criança quanto à anatomia e à fisiologia respiratórias facilita uma melhor abordagem semiológica, propiciando, desse modo, uma conduta direcionada e precisa para o paciente pediátrico por parte dos profissionais da área da saúde. REFERÊNCIAS GONZÁLEZ, N.C. Introdução à fisiologia respiratória: aspectos mecânicos da ventilação pulmonar. In: CINGOLANI, H.E.; HOUSSAY, A.B. (Ed.). Fisiologia humana de Houssay. 7.ed. Porto Alegre: Artmed, p HANSEN, J.T.; KOEPPEN, B.M. Fisiologia respiratória. In: HANSEN, J.T.; KOEPPEN, B.M. (Ed.). Atlas de fisiologia humana de Netter. Porto Alegre: Artmed, Cap. 5, p SALAZAR, M.B. Semiologia e semiótica de Enfermagem. São Paulo: Atheneu, STAUB, N.C. Estrutura e função do sistema respiratório. In: BERNE, R.M.; LEVY, M.N. Fisiologia. 4.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, p TORTORA, G.J. Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia. 4.ed. Porto Alegre: Artmed, p.596.