Fisiologia respiratória

Constituição, funções e alguns parâmetros

A principal função do sistema respiratório é obter O2 e libertar o CO2 (produção de descarboxilações) → O2 nas celulas converte-se em H2O

• vias condutoras de ar (vossas nasais, boca, faringe laringe e traqueia)

• pulmões (não expandem nem retraem por vontade própria)→ músculo liso

A via aéria limpa deve ventilar pelo nariz → conchas nasais estruturas contra os quais o ar choca → aquecendo o ar

• ao respirar pela boca, o ar não choca tanto com estruturas e não é tão aquecido provocando a contração do músculo liso do brônquio

Ao longo das vias condutoras:

• Aquecimento/arrefecimento

• Humidificação: o ar que está a passar pela via vai ficando cada vez mais rico em vapor de água

• Retenção de partículas

Pulmões

• sacos elásticos

• divididos em lobos (dto tem 3)

• albergam os alvéolos pulmonar

  

Árvore Traqueo-Brônquica

• Tem uma parede rígida devido à sequência de anéis de cartilagem, não é compressivel.

• estrutura sempre aberta

• esofago abaixo

• acima temos a traqueia e a laringe

Nota: nas imagens de a a d vai aumentando a inflamação

Árvore Traqueo-Brônquica

1. Zona de condução (primeiras 16 gerações/ ramificações) → não servem para troca de gases

   • Circulação brônquica criada pelo VE: serve para nutrir os tecidos do próprio pulmão.

2. Zona respiratória (últimas 7 gerações) → troca de gases

   • Circulação pulmonar: tem a função de oxigenar o sangue que vai para todo o corpo.

Unidades Respiratórias

pequenos sacos de ar → comunicam diretamente entre si

Alveolos

• estruturas arejadas e muito vascularizadas

• Os dois tipos de células principais são os pneumócitosI e tipo II.

  • pneumocittos tipo I: células ideais para transferência de gases (maior área menos numero)

  • pneumocitos tipo II: produz o surfactante pulmunar que ajuda o pulmão a distender.

Dupla Circulação

• O pulmão possui duas circulações, sendo que uma é dada pelo ventrículo esquerdo e a outra pelo ventrículo direito → dificilmente enfartáveis: recebem sangue pelos 2 ventriculos

VE: circulação brônquica que assegura a sobrevivência do próprio pulmão

Do ventrículo direito sai o tronco pulmonar, que origina a artéria pulmonar direita e esquerda, sendo que cada uma vai para o pulmão correspondente, criando a circulação pulmonar. Dos dois pulmões saem 4 veias pulmonares (2 de cada pulmão), com o sangue oxigenado, que são levadas para a aurícula esquerda. O sangue oxigenado passa então para o ventrículo esquerdo e é bombeado para a aorta e, consequentemente, para todo o corpo (circulação sistémica).

Músculos Inspiratórios

caixa toráxica - limitada por peças ósseas e musculares

contraimos os músculos inspiratorios → aumenta a caixa torácica e pulmões

Diafragma

• forma de uma cúpula

• Quando este se contrai fica mais aplanado (inspiração)

• É o único músculo que é movimentado quando ventilamos em repouso, ou seja, na ausência de esforço.

• O diaframa é composto por dois hemidiafragmas, sendo que o hemidiafragma direito é sempre mais elevado que o esquerdo.

• No centro irá estar o centro tendinoso do diafragma

  

Músculos Inspiratórios

intercostais externos na inspiração: aumentam o volume do torax à custa do seu diâmetro → (às vezes também são movimentados em repouso)

M. esternocleidomastoideu: quando contrai puxa as claviculas e o topo do externo para cima (um dos músculos menos importantes)

Músculos Expiratórios

expiração - relaxamento dos músculos respiratórios excepto em esforço ai vai se recrutar os de inspiração e o abdominal

• M. Intercostais internos

• M. serrátil anterior

• M. Reto abdominal

Músculos respiratórios - em resumo

Pleura

dupla membrana de tecido conjuntivo que forra os pulmões

• pleura visceral: folheto interno

• pleura parietal: folheto externo

Espaço Intrapleural

volume pequeno - quase inexistente → espaço virtual

entre os 2 folhetos a pressão que existe é negativa. O vácuo, garante que os dois estão colados, permitindo que os pulmões sigam sempre a caixa torácica.

A existência de ar no espaço intrapleural (pneumotórax) obriga ao colapso pulmonar (atelectasia)

Se este espaço ganhar volume, deixa de ser chamado virtual e passa a ser chamado → real → isto acontece em condições patológicas (pode entrar ar ou sangue ou linfa)

situações patológicas (aumenta a pressão):

• pneumotorax → ar (mais frequente)

• emototorax → sangue

• quilotorax → linfa

o pulmão vai começar a colapsar

Função principal do sistema respirtório

Garantir a introdução de oxigénio (O2) no sangue e a remoção de dióxido de carbono (CO2)

Funções acessórias do sistema respiratório

• olfato

• manutenção do ph arterial estável (para que o ph dos tecidos tbm estejam estáveis - o pulmão decide eliminar mais ou menos co2 por unidade de tempo, co2 reage com a h20 presente no plasma, quanto mais co2, mais ácido, menor o ph)

• sintese de s. vasoativas (hormonas vasoconstritora): ECA (enzima conversorada angiotensina)

• fonação → produção de som

DESAFIO

1. Qual o principal músculo inspiratório?

2. Por ser um órgão de dupla circulação, o pulmão é bastante resistente ao enfarte (i.e. destruição orgânica causada por fluxo deficiente).

   Qual o nome das duas circulações sanguíneas do pulmão?

1. diafragma

2. ciculação pulmunar e bronquica

2. CICLO RESPIRATÓRIO

Ventilação

• É a alteração mecânica do volume e da pressão dos pulmões.

• Ventilação a pressão positiva: estes seres vivos geram pressões muito elevadas na cavidade oral e esta pressão vence facilmente a pressão intrapulmonar, obrigando a que o ar da cavidade oral seja engolido

• Ventilação a pressão negativa (a dos seres humanos): neste caso, vai haver uma diminuição da pressão intrapulmonar de modo a que esta seja inferior à pressão do ar e este possa entrar para dentro do pulmão

quando o volume aumenta, a pressão diminui (abaixo da pressão da atmosfera)

Lei de Boyle

Diz que o produto da pressão e volume de uma estrutura fechada se deve manter constante ao longo do tempo.

Ventilação em repouso (Eupneica)

estímulo dos neurónios que estão no tronco cerebral → despolarizam espontaneamente comandando músculos respiratórios

com a expiração → neurónios deixam de emitir potenciais de ação e de estimular estes músculos respiratórios

Expiração Forçada

para ajudar uma pessoa cuja via aérea esteja obstruída, tipo por um comprimido, dentes ou comida → Manobra de Heimlich

Ventilação Artificial

caso o individuo não consiga ventilizar naturamente

• pressão negativa → primeiros ventiladores, atualmente já não se usa, apenas para recuperar lesões (miniatura)

• pressão positiva → mascara ligada a uma maquina que gera gradientes positivos de pressão ou entubar a pessoa (na traqueia)

pessoas com excesso de peso têm uma via aérea apertada, dificulta a entubação

gordura está:

• na lingua

• no figado

• etc

Volumes Pulmonares

Pulmão tem ar distribuído, de todo o volume em repouso apenas mobilizamos pouco (meio litro) → volume corrente (VC) (500 mL)

ao inspirar fundo, coloca se muito mais ar , o volume extra é → volume de reserva inspiratório

volume extra na expiração→ volume de reserva expiratorio

CapacidadeVital (CV) - se medida em esforço = capacidade vital forçada (FVC)

No final de uma expiração eupneica o pulmão contém a sua capacidade residual funcional → Volume Residual (VR) → volume sempre mantido no pulmão (para que estes não colapsem)

volume expirado no primeiro segundo é um parametro de diagnostico (FEV1)

somar a cap vital a este volume residual → Capacidade PulmonarTotal (5/6 litros de ar)

Nota: A capacidade pulmonar total é de aprox. 6000 mL.

Provas de Função Respiratória

tecnicas de medição:

• espirometria (usada em farmacias comunitárias)

• pletismografia de corpo inteiro → camada selada com um bocal e narinas colapsadas (para que não haja respiração nasal) → pede-se para a pessoa inspirar e expirar em esforço

no graf da direita → graf de fluxo de ar em função do volume

• fluxo negativo - inspiração

• fluxo positivo - expiração

Nota: numa expiração forçada a maior parte do ar sai num segundo → pelo menos 70% (vias aérias limpas, sem excesso de muco) → se tiver obstruído colocam menos ar fora no primeiro segundo

Volume Residual

volume que não conseguimos mobilizar nem em condições de esforço, colocado no pulmão na nossa primeira respiração (após parto) → há renovação do mesmo

Este:

• Persiste no pulmão após expiração máxima

• Ar aprisionado no alvéolo

• Impede o colapso pulmonar

Interação Pulmão-Caixa Torácica

O pulmão possui uma tendência natural para estar fechado. A caixa torácica tem uma tendência natural a querer expandir. → Assim, tem de se criar um ponto de equilibrio entre as duas estruturas.

Notas:

• pleura e relações com o pulmão e caixa

• pulmão ocuparia menos volume se não estivesse ligado à pleura

• caixa n expandiria se n estivesse ligada ao pulmão

Trabalho Inspiratório

É necessário realizar três tipos de trabalho durante a inspiração:

1. Trabalho elástico ou de complacência: o mais preguiçoso é o pulmão → não gosta de abrir (dado que tem tecido conjutivo rico em elastina ) → temos que consumir energia para que o pulmão seja aberto (contração dos músculos inspiratórios com força suficiente)

2. Trabalho de resistência viscosa: o ar que entra e sai está sempre em contacto direto com a h20 no epitélio (trabalho respiratório tem que eliminar a inércia → entra água e o ar)

3. Trabalho de resistência aérea: moléculas de ar chocam na via aérea, criando uma resistência mínima, muito fácil de ultrapassar

Tensão Elástica Pulmonar

A retração elástica pulmonar deve-se a:

1. Tensão elástica intrínseca do parênquima pulmonar (1/3 da retração total)

2. Tensão elástica devida à tensão superficial arágua (2/3 da retração total)

Ptranspulmonar = Pintrapulmonar – Pintrapleural

Nota: Pintrapleural é negativa face à atmosfera (não às restantes)

• diferença entre pressões aumenta na expiração gráfico abaixo

Tensão superficial e surfactante

Pneumócitos tipo II: Produção em resposta à distensão

Composição:

• 90% lípidos

• Dipalmitoilfosfatidilcolina e colesterol

• 5-10% proteínas

lei de laplase → pressão dos alveolos (pressão interna expande o alveoplo)

• maior o raio do alvéolo menos a pressão interna

• se não houver surfactante os alvéolos pequenos, enviam o seu ar para os alvéolos grandes

sem surfactante, não teriamos alvéolos pequenos, estes iriam colapsar

• diminui o nº de pontes de H entre a água que reveste o epitélio

Espaço Morto

o ar percorre um longo caminho até chegar aos alvéolos → estruturas distais

1. ar que não chega aos pulmões → ar anatomicamente morto (não participa nas trocas gasosas) → é o volume de ar que não intervém na ventilação – ar das vias de condução

2. ar que checa aos pulmões e alvéolos → nem todos os alvéolos recebem o mesmo fluxo de sangue

a região dos pulmões que acumulam mais sangue, são as inferiores logo:

• alvéolos do topo → menos fluxo de sangue (não util)

• alvéolos do fundo → mais fluxo de sangue

Espaço anatómico morto (EAM)

• Volume de ar que não intervém na ventilação – ar das vias de condução

para que enviar ar para os alvéolos que recebem pouco sangue → Espaço alveolar morto (EAV)

• Volume de ar alveolar que não intervém na hematose por baixa perfusão da região pulmonar

Espaço fisiológico morto = EAM + EAV Volume total de ar que não intervém na hematose pulmonar

snorkelling → Aumento do espaço anatómico morto

• vai ter que fazer mais esforço para inspirar, caminho mais longo, com mais pontos de contacto e atrito.

  

Medidas de Ventilação

Ventilação minuto 𝑽ሶ 𝒄 = 𝑽𝒄 × 𝒇 → ar que chega aos pulmões → ventilação aleolar

Ventilação do espaço anatómico morto 𝑽ሶ𝒎 = 𝑽𝒎 × 𝒇

Ventilação Alveolar 𝑽ሶ 𝑨 = (𝑽𝒄 − 𝑽𝒎) × �

Padrões Ventilatórios

A profundidade da ventilação é mais eficiente que a frequência respiratória para provocar o aumento da ventilação alveolar

1. Variações na frequência:

   • Bradipneia: quando o individuo está a fazer menos ciclos do que é suposto

   • Taquipneia: quando o individuo está a fazer mais ciclos que o normal por minuto.

2. Variações no Volume - Tabela abaixo