FISIOLOGIA HUMANA UNIDADE V: SISTEMA RESPIRATÓRIO

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1 FISIOLOGIA HUMANA UNIDADE V: SISTEMA RESPIRATÓRIO Funções Troca de gases com o ar atmosférico; Manutenção da concentração de oxigênio; Eliminação da concentração de dióxido de carbônico; Regulação da ventilação. 1

2 Aspectos morfofuncionais Divisão estrutural 2

3 Aspectos morfofuncionais Divisão funcional: Parte condutora: conexões dentro e fora dos pulmões; Filtrar, aquecer e umedecer o ar; Nariz, faringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos e bronquíolos terminais; Parte respiratória: tecidos no interior dos pulmões; Troca gasosa entre o ar e o sangue; Bronquíolos respiratórios, ductos alveolares, sacos alveolares e alvéolos. Mecânica pulmonar Função primária do pulmão: troca gasosa; Propriedades mecânicas do pulmão determinam a facilidade ou dificuldade do movimento de ar; Mecânica da ventilação em três estágios: Respiração ou ventilação pulmonar; Respiração pulmonar externa; Respiração tecidual interna. 3

4 Mecânica pulmonar Respiração ou ventilação pulmonar: Inspiração e expiração de ar; Permite a troca de ar entre a atmosfera e os espaços aéreos do pulmão; Respiração pulmonar externa: Troca gasosa entre os espaços aéreos pulmonares e o sangue nos capilares pulmonares; Ocorre através da membrana respiratória, onde o sangue recebe oxigênio (O2) e perde gás carbônico (CO2); Respiração tecidual interna: Troca gasosa entre o sangue presente nos capilares sistêmicos e as células teciduais; Sangue perde O2 e recebe CO2. Respiração ou ventilação pulmonar Dependente de gradientes de pressão; Pressão intrapulmonar antes da inspiração: 760 mmhg (1 atmosfera); Inspiração: permite o ar entrar nos pulmões, pois aumenta o seu volume e reduz a pressão no interior dos alvéolos (758 mmhg) em relação à pressão atmosférica; Expiração: redução do volume de ar e aumento da pressão alveolar (762 mmhg) ; 4

5 Respiração ou ventilação pulmonar Inspiração: Primeiro estágio da expansão pulmonar ocorre com a contração do diafragma e músculos intercostais externos; Diafragma: Aumenta o diâmetro vertical da cavidade torácica; Responsável por 75% do ar que chega aos pulmões; Alteração de 1 cm na respiração normal e 10 cm no exercício vigoroso; Intercostais externos: EXPANSÃO TORÁCICA tracionam as costelas para cima e esterno para frente. Respiração ou ventilação pulmonar Expiração: Início: momento em que músculos inspiratórios relaxam e reduzem a cavidade torácica; Fibras elásticas esticadas na inspiração retraem e atingem tamanho normal; Tração para dentro da parede pulmonar. CONTRAÇÃO/ RETRAÇÃO TORÁCICA 5

6 Respiração ou ventilação pulmonar Músculos acessórios na inspiração profunda: esternocleidomastóideo, escalenos (ambos na região cervical) e peitorais menores (região torácica) ; Expiração forçada: intercostais internos, abdominais, grande dorsais e quadrados lombares; Força o diafragma para cima; Retrai os pulmões, reduzindo seus volumes de ar, aumentando a pressão alveolar. 12 6

7 Ventilação x perfusão pulmonar Ventilação: processo de movimento do ar para dentro e fora dos pulmões (inspiração e expiração); Perfusão/difusão/hematose: processo onde o sangue desoxigenado passa pelos pulmões e é reoxigenado (fluxo sanguíneo pulmonar); Componentes fundamentais às trocas gasosas que ocorrem nos pulmões. PERFUSÃO Início no átrio direito; Sangue chega da circulação sistêmica ao átrio direito (via veias cava); Bombeado pelo ventrículo direito (via artéria pulmonar) para os pulmões; 7

8 500 ml sangue na circulação pulmonar (10% do total); Repouso: 75 ml na rede alvéolo-capilar; Estresse: 150/200 ml (maior recrutamento capilar). Membrana respiratória: local onde ocorre a troca gasosa entre o ar alveolar e o sangue dos capilares; Muito fina; Composta de membrana alveolar, parede capilar e membranas basais. 8

9 Unidade respiratória Alvéolos Responsáveis pela estrutura esponjosa do pulmão; Parede comum a dois alvéolos: septo interalveolar; Interstício: formado por fibras colágenas, elásticas e proteoglicanas (proteínas intracelulares ligadas à estruturas que possuem açúcares); Células que revestem os alvéolos: Pneumócitos tipo I (pavimentosas); Pneumócitos tipo II (cuboidais): Apresentam microvilosidades e grânulos de uma secreção denominada surfactante. 9

10 Surfactante Derivada da contração da expressão surface active agent (agente de atividade superficial); Lipoproteína que reveste a superfície dos alvéolos; Fina película de material tensoativo essencial para manter a estabilidade alveolar: Mantém os alvéolos abertos; Diminui a força de coesão entre moléculas de água localizadas na membrana alveolar; Mantém o interior dos alvéolos secos; Auxilia a difusão dos gases pela membrana alveolar; Facilita a distensão dos alvéolos; Impede o colabamento de alvéolos quando o recémnascido entra em contato com o ar. O fator mais importante para a troca gasosa entre os alvéolos e o sangue é o gradiente de pressão entre os gases das duas áreas. 10

11 Pressões parciais dos gases: Lei de Dalton: a pressão de uma mistura gasosa é igual a soma das pressões parciais de cada gás da mistura. Nível do mar ou pressão atmosférica padrão: 760 mmhg Nitrogênio PN2 (79,04%): 600,7 mmhg Oxigênio PO2 (20,93%): 159,1 mmhg Dióxido de carbono PCO2 (0,03%): 0,2 mmhg Lei de Henry: gases dissolvem-se em líquidos proporcionalmente às suas pressões parciais dependendo também da sua solubilidade em líquidos específicos e da temperatura. Gás % no ar seco Ar seco (mmhg) Ar alveolar (mmhg) Sangue venoso (mmhg) Gradiente de difusão (mmhg) Total Água Oxigênio 20,93 159, Dióxido de carbono 0,03 0, Nitrogênio 79,04 600, Pressões parciais dos gases respiratórios no nível do mar. 11

12 Ar alveolar Oxigênio: 104 mmhg Dióxido de carbono: 40 mmhg Sangue Oxigênio: 40 mmhg Dióxido de carbono: 45 mmhg *Solubilidade do dióxido de carbono na membrana é 20 vezes maior que o oxigênio; pode se difundir muito mais rápido. Trocas gasosas, difusão e transporte de gases Transporte de gases via difusão: processo físico e passivo; Características circulatórias que facilitam a difusão: Grandes superfícies para trocas gasosas; Pequena distância da difusão; Diferença de gradiente de pressão: Oxigênio consumido por tecidos de baixa pressão; Dióxido de carbono produzido aumenta a pressão. 12