Funções vitais Circulação Respiração Vias aéreas Alvéolo pulmonar Circulação pulmonar Circulação sistêmica Troca I Atmosfera para os pulmões Troca II Pulmões para o sangue Transporte de gases no sangue Outras funçõs do sistema respiratório: Regulação do ph sanguíneo, Vocalização, Proteção contra substâncias irritantes e patógenos inalados Células Respiração celular Nutrientes Troca III Sangue para As células
Profa. Cláudia Herrera Tambeli Silverthorn Página 496 a 519
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Objetivo: Estudar os processos mecânicos responsáveis pela ventilação pulmonar Roteiro: 1. Constituintes do sistema respiratório 2. Mecânica da ventilação pulmonar: 2.1. Interação entre o pulmão e a parede torácica 2.2. Movimentos e músculos responsáveis pela ventilação pulmonar 2.3. Fatores determinantes do fluxo de ar Gradiente de pressão entre o ar atmosférico e o pulmão Relação entre pressão e volume pulmonar Complacência pulmonar Resistência das vias aéreas 3. Medidas da ventilação pulmonar e de sua eficiência 4. Relação entre a ventilação e a perfusão através dos capilares pulmonares
CONSTITUINTES DO SISTEMA RESPIRATÓRIO Zona condutora Vias aéreas Cavidade torácica Pulmão Pleura Zona respiratória Bronquíolo Respiratório Bronquíolo Terminal Ducto Alveolar Alvéolo Ducto Alveolar Saco Alveolar
VIAS AÉREAS: FUNÇÕES PROTETORAS 1 - Aquecer, umidificar e filtrar o ar 2 - Bloquear a inalação de partículas irritantes: Pêlos do nariz Espirro Tosse Secreção de muco Revestimento epitelial ciliado
Vias aéreas Cavidade torácica Pulmão Pleura Traquéia Pulmão Direito Brônquio Direito Diafragma Cavidade Nasal Faringe Laringe Pulmão Esquerdo Brônquio Esquerdo Traquéia Pleura Parietal Pleura Visceral Espaço intrapleural Pulmão Diafragma
Propriedades elástica do pulmão e da cavidade torácica Equilíbrio de forças entre o pulmão e a cavidade torácica é mantido pela pressão negativa do líquido intrapleural PT RE Pressão intrapleural -3 Fatores responsáveis pela pressão negativa do liquido intrapleural Crescimento diferencial do tórax e pulmão Bombeamento contínuo do líquido intrapleural para os vasos linfáticos Rompimento do equilíbrio de forças entre o pulmão e a parede torácica pneumotórax
PNEUMOTORAX - Expansão torácica e colapso pulmonar
A Pressão Pleural normalmente é negativa (-3mmHg). Assim, os alvéolos são mantidos abertos. Se houver perfuração da pleura, o pulmão colabará devido à entrada de ar e ao extravasamento de líquido. Não haverá mais pressão negativa que unia as duas pleuras. Então, a pleura parietal acompanha a caixa torácica e a visceral acompanha o pulmão que vai colabar. (Visceral não mais acompanha Parietal) PNEUMOTORAX - Expansão torácica e colapso pulmonar
Ar atmosférico Alvéolos INSPIRAÇÃO e EXPIRAÇÃO
Trabalho contra forças que se opõem ao enchimento pulmonar (resistência da elasticidade dos pulmões, resistência das vias aéreas ao fluxo de ar ) Gasto energético: 3 a 5 % do metabolismo (ventilação normal) 50 vezes maior durante o exercício físico
Durante a ventilação o fluxo de ar depende do gradiente de pressão FLUXO DE AR = P R
FLUXO DE AR = P R Lei de Boyle (P 1.V 1 =P 2.V 2 ) 3.2=1.6 6=6 Diafragma
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Fatores determinantes do fluxo de ar durante a ventilação pulmonar Variações das pressões intra-alveolar e intrapleural durante o ciclo respiratório Pressão Intra- Alveolar - Na Inspiração, a Palv é negativa (ar entra no pulmão) - Na Expiração a Palv é positiva (ar sai do pulmão) - Quando não há fluxo de ar, a Palv= 0mm Hg PIP A C 0-3 -6-4 +1 Expiração Inspiração -3-1 0 D B PIA
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Fatores determinantes do fluxo de ar durante a ventilação pulmonar Representação gráfica das variações das pressões intra-alveolar e intrapleural durante o ciclo respiratório A1- Nivel de repouso A2- P ficou negativa A3- P=0 A4- P ficou positiva A5- Ar saiu, volta ao normal B1- Nível de repouso B2- Pleura Visceral foi puxada por Parietal (inspiração) B3- Final da Expiração V- Volume está diretamente relacionado ao ar nos alvéolos
Grau de variação do volume pulmonar para uma dada alteração da pressão. Capacidade do pulmão se distender
Complacência Pulmonar- é inversamente proporcional à elastância Complacência X Elastância Se diminuída, há dificuldade de inspirar Se diminuida, há dificuldade de expirar Caso de enfisema
Enfisema
A complacência pulmonar depende: 1/3 fibras elásticas dos pulmões 2/3 tensão superficial SURFACTANTE: Reduz a tensão superficial
Funções do surfactante Diminuir a tensão superficial na superfície líquida que reveste os alvéolos Diminuir a força necessária para a expansão dos pulmões, reduzindo o esforço muscular necessário à respiração Estabilização do tamanho dos alvéolos
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Como o surfactante contribui com a estabilização do tamanho dos alvéolos
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Doenças associadas a baixa complacência pulmonar Doenças pulmonares restritivas Síndrome de angústia respiratória Baixa complacência pulmonar em bebês prematuros causada por quantidades inadequadas de surfactante pulmonar Pulmão normal Pulmão com insuficiência de surfactante
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Doenças associadas a baixa complacência pulmonar Doenças pulmonares restritivas Fibrose pulmonar
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Resistência das vias aéreas R = FLUXO DE AR = P R Lη r 4 η = viscosidade do ar inspirado L = comprimento da via aérea R = raio da via aérea Fatores que aumentam a resistência ao fluxo de ar: Bronquioconstrição Resposta parassimpática à inalação de irritantes Administração de acetilcolina Outros fatores: Tumores obstrutivos Acúmulo de muco Prostaglandinas, leucotrienos, histamina
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Resistência das vias aéreas R = FLUXO DE AR = P R Lη r 4 η = viscosidade do ar inspirado L = comprimento da via aérea R = raio da via aérea Fatores que diminuem a resistência ao fluxo de ar: Bronquiodilatação Estimulação simpática Agonistas adrenérgicos Anti-histamínicos > CO 2 no ar alveolar
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Doenças associadas a alta resistência ao fluxo de ar Doenças pulmonares obstrutivas Asma
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Medidas da eficiência respiratória VENTILAÇÃO PULMONAR TOTAL = VOLUME MINUTO PULMONAR VM = VC x F (n o ciclos / min ) VM = 500ml x 12 VM = VOLUME MINUTO VC = VOLUME CORRENTE F = FREQUÊNCIA RESPIRATÓRIA Logo: VM = 6 litros/min
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Medidas da eficiência respiratória VENTILAÇÃO ALVEOLAR VA = (VC VEM) x F (n o ciclos / min ) VEM = Volume do espaço morto Anatômico = 150 ml (nariz a bronquíolos terminais) Fisiológico alvéolos não funcionantes VA = (500 150) x 12 Logo: VA = 4,2 litros/min
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Relação entre a ventilação e a perfusão através dos capilares pulmonares VENTILAÇÃO Está relacionada com a perfusão através dos capilares pulmonares Desequilíbrio na relação ventilação/perfusão leva a formação do espaço morto fisiológico que ocorre quando o alvéolo é: 1. Ventilado, mas não perfundido 2. Perfundido, mas não ventilado
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR Relação entre a ventilação e a perfusão através dos capilares pulmonares
Estudamos os processos mecânicos responsáveis pela ventilação pulmonar
Existe um equilíbrio de forças entre o pulmão e a cavidade torácica que é mantido pela pressão negativa do líquido intrapleural A ventilação resulta dos movimentos respiratórios de inspiração e expiraçao Músculo que participam da inspiração: diafragma, intercostais externos, escalenos, esternocleidomastoideo Músculos que participam da expiração ativa: intercostais internos e abdominais
O fluxo de ar pulmonar é determinado pelo gradiente de pressão entre o ar atmosférico e os pulmões Esse gradiente de pressão é criado a partir das variáções de volume pulmonar decorrentes da contração dos músculos respiratórios Quanto menor a resitência das vias aéreas maior é o fluxo de ar nos pulmões Medidas da função e da eficiência pulmonar possuem valor de diagnóstico considerável O fluxo sanguíno pulmonar é controlado pela PO 2 alveolar.
Patologias pulmonares Pneumotórax Doença pulmonar fibrótica Enfisema Asma Síndrome da angústia respiratória do recém-nascido