Fisiologia respiratória (1)

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Sistema Respiratório
Ph.D. Tiago Veltri
Importância:
	A partir da utilização de oxigênio é possível oxidar substâncias orgânicas e produzir energia na forma de ATP.
Uma estrutura de trocas deve ser úmida, permeável e fina.
Composição do ar e pressão de oxigênio atmosférica
Respiração
 Humana
Trajeto do ar
Fossas nasais 
Faringe 
Laringe
Traquéia 
Brônquios 
Bronquíolos 
 Alvéolos
É realizada em 4 etapas:
 Ventilação Pulmonar
 Difusão Pulmonar
 Transporte de O2 e CO2 pelo sangue
Troca gasosa nos tecidos metabolicamente ativos
 
Respiração Humana
Ventilação Pulmonar
COMPONENTES OSTEOMUSCULARES DO SISTEMA RESPIRATÓRIO
Gradil Costal
Músculos que participam
 da respiração
Músculo diafragma
Inspiração e Expiração
Inspiração: os músculos da caixa torácica puxam as costelas para cima e para fora, o diafragma se contrai e se achata, promovendo um aumento da caixa torácica, com conseqüente redução da pressão interna, forçando a entrada do ar.
Expiração: todos os músculos relaxam, voltando à posição inicial, a pressão interna da caixa torácica aumenta e o ar é expelido. 
Músculos usados na ventilação pulmonar
Inspiração
Expiração
Radiografia torácica
Músculos da Respiração
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MECÂNICA DA VENTILAÇÃO
INSPIRAÇÃO
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO
EXPIRAÇÃO
A ventilação pulmonar “segue” a lei de Boyle
Lei de Boyle: relação pressão-volume
P1 x V1 = P2 x V2
 
 
Diminuição de volume  aumento de pressão
 Aumento do volume  diminuição de pressão
Relação entre a ventilação pulmonar e a lei de Boyle
inspiração
expiração
expiração
Inspiração
Expiração
Radiografia torácica
VOLUMES E CAPACIDADES PULMONARES
 
Volume Pulmonar e Capacidade
Medida por Expirometria
Capaciadade Vital (CV): Quantidade máxima de ar que pode ser expirada seguida de uma inspiração máxima
Volume Residual (VR): Resíduo de ar nos pulmões após uma respiração máxima
Capacidade Pulmonar Total (CPT): Soma da CV e VR
VM = 12 respirações/min X 500 mL/respiração 
= 5-6 litros/min
 
*VM = ventilação-minuto
ESPIROMETRIA
Ventilação Pulmonar (VP)
Quantidade de ar movido dentro ou fora dos pulmões por minuto
Produto do Volume Corrente (VTidal) e Frequência Ventilatória (FV)
VP = VT x FV
Troca Gasosa e Transporte de gases pelo sangue
1. Como acontece a ventilação pulmonar ?
2. Como acontece a difusão de gases entre os alvéolos e os capilares pulmonares?
Barreira alveolocapilar
Antes da 26a à 28a semana correm grande risco de adquirirem a síndrome da angústia respiratória (SAR)
 
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Regra de difusão simples através de uma membrana 
Lei de difusão de Fick
Taxa de difusão = área de superfície x gradiente de [ ] x Constante de Difusão (permeabilidade) 
 
 
espessura da membrana
 
 
O fator mais importante para a troca de gases em situações fisiológicas é o gradiente de concentração 
Difusão de O2 e CO2 pela barreira alveolocapilar 
Transporte de O2
Curva de dissociação da oxihemoglobina
Curva de dissociação O2-Hb: 
pH sanguíneo decai durante exercícios intensos, assim como a temperatura aumenta
Aumento da temperatura sanguínea e pH baixo resultam em um ligação fraca Hb-O2 
Resulta em um “desvio para direita” da curva
Efeito Bohr
	Favorece “descarregamento” de O2 para os tecidos com o aumento de CO2 no sangue
Efeito Bohr
Transporte de O2 Muscular
Mioglobina (Mb) passagem de O2 pelas membranas celulares para mitochondria
Maior afinidade para O2 que hemoglobina
Sempre em baixa PO2 
Permite a mioglobina armazenar O2
Transporte sanguíneo de CO2
Dissolvido no Plasma (10%)
Ligado a Hemoglobina (20%)
Bicarbonato (70%)
CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3-
Também Importante para Tamponar o H+ 
Transporte de CO2 Sanguíneo
Liberação de CO2 do Sangue
Ventilação no Balanço 
Acido-Base
pH sanguineo é regulado em parte pela ventilação
Um amento na ventilação causa exalação de CO2
Reduz PCO2 sanguínea
Menor concentração H+ 
Resposta para o CO2: de três maneiras 
Diferença Arterio-Venosa (DifA-V)
REGULAÇÃO DA RESPIRAÇÃO
 
Reflexo de Hering-Breuer
Respostas Agudas do Sistema Respiratório Durante o Exercício
O início da atividade física se faz acompanhar por um aumento imediato na ventilação.
A segunda fase mais gradual do aumento respiratório demonstrada durante o exercício intenso é controlada primariamente por alterações no estado químico do sangue arterial.
No final do exercício, as demandas musculares por energia diminuem quase imediatamente para os níveis em repouso. Porém, a ventilação pulmonar retorna ao normal em uma velocidade relativamente mais lenta. A respiração pós-exercício é regulada principalmente pelo equilíbrio acidobásico, pela pressão parcial do dióxido de carbono dissolvido (PCO2) e pela temperatura do sangue.
A relação entre o volume de ar expirado ou ventilado (VE) e a quantidade de oxigênio consumida pelos tecidos VO2)) em determinado intervalo de tempo é conhecida como equivalente ventilatório para o oxigênio, ou VE/VO2. Habitualmente, esse índice é medido em litros de ar respirado por litro de oxigênio consumido por minuto.
Em geral VE/VO2 permanece relativamente constante ao longo de ampla variedade de níveis de exercício. Isso indica que o controle para a respiração está funcionando adequadamente para a demanda de oxigênio pelo corpo.
É possível estimar o limiar de lactato com razoável precisão mediante a identificação do ponto no qual o VE / VO2 começa a aumentar, enquanto o VE/ VCO2 continua a diminuir
 Mudanças na ventilação pulmonar (VE) 
O limiar ventilatório é o ponto no qual a ventilação começa a aumentar de forma desproporcional ao aumento no consumo do oxigênio. Esse aumento no VE reflete a necessidade de remoção do dióxido de carbono em excesso
Exercise in a Hot Environment
During prolonged submaximal exercise:
Ventilation tends to drift upward
Little change in PCO2
Higher ventilation not due to increased PCO2
Changes in VE and PCO2 During Exercise in a Hot/Humid Environment
Sem contração dos músculos inspiratóriospulmãoinspiração
P
at
= 760 mmHgP
al
= 760 mmHgP
at
= 760 mmHgP
al
= 757 mmHg
expiração
P
at
= 760 mmHgP
al
= 763 mmHg
inspiração
P
at
= 760 mmHgP
al
= 757 mmHg
P
at
= 760 mmHgP
al
= 763 mmHg