Fisiologia do Trato Respiratório

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1 Universidade Federal de Ouro Preto Instituto de Ciências Exatas e Biológicas ICEB Departamento de Ciências Biológicas DECBI Fisiologia II (CBI-198) Fisiologia do Trato Respiratório Profª: Franciny Paiva

2 Função do Trato Respiratório Função: prover O 2 aos tecidos e remover C O 2 - ventilação pulmonar; - difusão de O 2 e C O 2 entre os alvéolos e o sangue; - transporte de O 2 e C O 2 no sangue e nos líquidos corporais; - regulação da ventilação.

3 Organização do Trato Respiratório Vias aéreas superiores: - preparar o ar inspirado (temperatura e umidade), filtrar, capturar e eliminar partículas de 10 um. - nariz, laringe (epiglote e as cordas vocais). Vias aéreas inferiores: - traqueia, brônquios, bronquíolos, alvéolos.

4 Organização do Trato Respiratório Unidade Fisiológica básica do pulmão: - bronquíolos respiratórios, dutos alveolares e alvéolos.

5 Alvéolos: (adultos). Surfactante - 3 tipos de células tipo II sintetiza o surfactante. - Fosfolipídios, lipídeos neutros, ácidos graxos e proteínas. - menor trabalho respiratório (redução nas forças de tensão superficial). - evita o colapso e aderência dos alvéolos na expiração (propriedades anti-adesivas). - estabiliza os alvéolos. Síndrome respiratória do recém-nascido

6 Músculos Respiratórios Respiração: automática, rítmica e centralmente regulada, com controle voluntario. Principal músculo da respiração diafragma. - Movimentos de descida e subida do diafragma (respiração tranquila normal). Inspiração contração diafragmática força o conteúdo abdominal para baixo e para frente. Borda das costelas são elevadas e movidas para fora.

7 Músculos Respiratórios Expiração é passiva durante a respiração basal. Torna-se ativa durante o exercício e a hiperventilação. Expiração diafragma relaxa e, a retração elástica dos pulmões, da parede torácica e das estruturas abdominais, comprime os pulmões e expele o ar.

8 Mecânica da Respiração Volumes Pulmonares Volume pulmonar possui papel importante na troca gasosa e no trabalho respiratório. Medida por espirometria ou pletismografia.

9 Mecânica da Respiração Volumes Pulmonares VR/CPT Capacidade Vital (CV): vol. total de ar expirado, capaz de ser movimentado. Volume residual: permanece nos pulmões após expiração máxima. Capacidade Pulmonar Total (CPT): vol. total de ar nos pulmões. Capacidade Residual funcional (CRF): ar que permanece nos pulmões após expiração basal. Volume de Reserva Inspiratório (VRI); Volume de Reserva Expiratório (VRE); Capacidade Inspiratória (CI); Volume Corrente (Vc); Capacidade Vital Forçada (CVF).

10 Mecânica da Respiração Complacência Pulmonar Complacência pulmonar corresponde a medida das propriedades elásticas do pulmão e reflete a distensibilidade pulmonar. C=ΔV/ΔP 0,2l/cmH 2 O - Afetada por diferentes pneumopatias.

11 Mecânica da Respiração Interações Pulmão-Parede Torácica Pulmão e parede torácica movimentam-se em conjunto. - Pressão Pleural: pressão do liquido no estreito espaço entre a pleura visceral e a pleura parietal. - Pressão Alveolar: pressão do ar dentro dosalvéolos pulmonares. - Pressão Transpulmonar: diferença entre a pressão alveolar e a pressão pleural. P L = P A -P pl

12 Mecânica da Respiração Interações Pulmão-Parede Torácica Pulmão encontra-se no vol. de repouso ao final da expiração (capacidade respiratória funcional); Pressão pleural negativa retração elástica pulmonar; Pressão alveolar zero não tem fluxo gasoso.

13 Fluxo Aéreo nas Vias Respiratórias Ar movimenta-se quando existe diferença de pressão. Resistência aumenta 16x se o raio do tubo for reduzido a metade. Comprimento do tubo aumentar 2x a resistência aumentara 2x. Raio é diretamente proporcional a viscosidade do fluido. Resistência de fluxo de ar nas vias respiratórias (R VA ) varia: vias aéreas de grande calibre (>2mm diâmetro); médio calibre (~2mm); pequeno calibre (<2mm, bronquíolos). 80% 15% 5% Muco, edema e contração do músculo liso brônquico. R - resistência ao fluxo V - velocidade do fluxo P - pressão motriz r - raio do tubo η -viscosidade do fluido l - comprimento do tubo

14 Sistema Circulatório Pulmonar Dois suprimentos sanguíneos diferentes: - Circulação pulmonar traz o sangue desoxigenado do ventrículo direito para as unidades de trocas de gases. - Circulação bronquial vem da aorta (nutri o parênquima pulmonar)

15 Controle Neural do Trato Respiratório Pulmão é inervado pelo sistema nervoso autônomo, sob controle do SNC. SN Parassimpático: constrição das vias aéreas, dilatação dos vasos sanguíneos e aumento da secreção glandular; SN Simpático: relaxamento das vias aéreas, constrição dos vasos sanguíneos e inibição da secreção glandular.

16 GD Trato Respiratório 1. Quais estruturas compõem o sistema respiratório? 2. Qual local é produzido o surfactante e quais suas funções? 3. Explique como se dá a participação dos principais músculos respiratórios durante a inspiração e expiração. 4. Defina capacidade pulmonar total, capacidade vital, volume residual, capacidade residual funcional e volume corrente. 5. O que é complacência pulmonar e por que ela está alterada em indivíduos com enfisema ou fibrose. 6. Descreva sobre a pressão pleural e a pressão alveolar durante a inspiração e expiração. 7. Sabendo que há uma relação inversamente proporcional entre resistência ao fluxo (R) e raio do tubo (r), explique por que essa relação não ocorre nas vias aéreas inferiores.

17 Ventilação e Perfusão Relação V/Q Maior determinante da troca de gás normal Ventilação: Processo pelo qual os gases novos se movem para dentro e para fora dos pulmões. V E =f x Vc Perfusão: Processo pelo qual o sangue desoxigenado passa através do pulmão e torna-se reoxigenado.

18 Ventilação Alveolar Ventilação alveolar: começa com o ar ambiente mistura de gases (N 2, O 2, CO 2, argônio e outros). Importantes leis gasosas aplicadas ao ar ambiente - A soma das frações de cada gás e igual a 1,0: 1,0 = FN2+ FO2+ Fargônioe outros gases - A soma das pressões parciais ou as tensões de um gás deve se igualar à pressão total dos gases: Pb = PN2 + PO2 + Pargônio e outros gases 760 mmhg = PN2 + PO2 + Pargônio e outros gases A pressão parcial de um gás é igual a fração do gás na mistura gasosa vezes a pressão (barométrica) ambiente ou total.

19 Ventilação Alveolar Composição ar alveolar é # do ar atmosférico.

20 Perfusão Sangue desoxigenado provem do coração. Sistema circulatório de baixa pressão e resistência: Artérias paredes finas, pouco músculo liso, complacentes.

21 Relação V/Q Ventilação alveolar ~ 4,0l/min Fluxo sanguíneo pulmonar ~ 5,0l/min Relação não equilibrada transferência de O 2 e CO 2 comprometida. Hipoxemia arterial (PO2 arterial < 80 mmhg). Hipercapnia (PCO2 arterial > 40 ± 2 mmhg). Hipocapnia (PCO2 < 35 mmhg).

22 Transporte de O 2 e CO 2 Difusão principal mecanismo do movimento de gases ao longo do trato respiratório. V gás = difusão de um gás A superfície da área do tecido D - constante de difusão do gás (P1-P2) - diferença da pressão parcial do gás T - espessura do tecido

23 Transporte de O 2 Alveolo-capilar HbO 2 (oxi-hemoglobina) e dissolvido no plasma. Ligação O 2 -Hb reversível liberar o O 2 do sangue para os tecidos.

24 Transporte de O 2 Alveolo-capilar. O numero de moléculas de O 2 ligadas a Hb depende da pressão parcial de O 2 no sangue.

25 Capilar-tecidos. Transporte de O 2

26 Transporte de CO 2 CO 2 papel critico na manutenção da homeostase fisiológica. - Regula a concentração do ion H +. - Importante estimulo químico dos quimiorreceptores. Tecido-sangue.

27 Transporte de CO 2 Tecido-sangue. Transportado na forma de bicarbonato, CO 2 dissolvido e complexos proteicos de tipo carbamino.

28 Capilar alvéolo. Transporte de CO 2

29 Controle da Respiração Automaticidade e automodulação (voluntaria). Quatro grandes sítios de controle respiratório: 1. centro de controle respiratório 2. quimiorreceptores centrais 3. quimiorreceptores periféricos 4. mecanorreceptores pulmonares

30 Controle da Respiração Automaticidade e automodulação (voluntaria).

31 1. Defina ventilação e perfusão. GD Trato Respiratório 2. Por que uma relação ventilação/perfusão alterada pode causar hipoxemia, hipercapnia e hipocapnia? 3. Quais são as variáveis que alteram a difusão de um gás (V gás ) através do trato respiratório? 4. Calcule a pressão parcial, no ar atmosférico e na traqueia, dos gases O 2, CO 2 e N Explique o transporte alvéolos capilares tecidos do oxigênio. 6. Explique o transporte tecidos capilares alvéolos do dióxido de carbono. Por que é importante manter uma P CO2 com pequena variação? 7. Explique a diferença entre a curva de dissociação do O 2 e CO 2. Quais os principais fatores que alteram a curva de dissociação do O 2? 8. Discorra sobre os sítios de controle respiratório.