Sistema Respiratório

SISTEMA RESPIRATÓRIO

MSc LORENA ALMEIDA DE MELO

INTRODUÇÃO


O sistema respiratório humano é constituído por um par de pulmões e por vários órgãos que conduzem o ar para dentro e para fora das cavidades pulmonares.




FUNÇÃO






Trocas Gasosas Defesa Regulação da temperatura Fonação Manutenção do equilíbrio ácido-básico

ANÁTOMO-FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO


Divisão Estrutural do Sistema Respiratório


Sistema Respiratório Superior





Nariz, Faringe e estruturas associadas

Sistema Respiratório Inferior


Laringe, Traquéia, Brônquios e Pulmões

MSc Lorena Almeida de Melo

ANÁTOMO-FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO


Divisão Funcional do Sistema Respiratório


Porção Respiratória Responsável pelas trocas gasosas;
Inclui os bronquíolos respiratórios, os ductos e sacos alveolares;
Bronquíolos respiratórios – possuem alvéolos em suas parede;
Ductos e sacos alveolares – possuem alvéolos


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PORÇÃO RESPIRATÓRIA

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ANÁTOMO-FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO


Cavidade Nasal
Tem a função de aquecer e filtrar o ar que entra no sistema respiratório.




Faringe
É uma estrutura que conduz o ar e alimento;
O ar vai para a laringe;
O alimento vai para o esôfago;
A epiglote é uma estrutura que tapa a laringe, não permitindo a passagem de comida para os pulmões; MSc Lorena Almeida de Melo

ANÁTOMO-FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO


Laringe






Conduz o ar; Local onde fica as cordas focais – importante para a fala;

Traquéia









Principal via aérea condutora; Grande tubo constituído por pequenos anéis de cartilagem; Revestimento – células secretoras e muco e células ciliadas (remoção de partículas estranhas); Contém músculo liso. MSc Lorena Almeida de Melo

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Brônquios


São formados pela divisão da traquéia;




Entram nos pulmões e ali sofrem inúmeras bifurcações;




Divisão Brônquio Principal Direito – pulmão direito; vertical; curto; mais largo;
Brônquio Principal Esquerdo – pulmão esquerdo


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BRÔNQUIOS

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Bronquíolos





Pequenos canais de ar Bifurcação em bronquíolos menores, terminando em pequenas dilatações denominadas alvéolos. MSc Lorena Almeida de Melo

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Pulmões






Localização dos Pulmões São órgãos pares – localizados no interior da caixa torácica, formada na frente pelo esterno, atrás pela coluna vertebral e fechada inferiormente pelo diafragma. Pleuras parietal e visceral


Envolvem e protegem cada pulmão




Pleura parietal – lâmina superficial reveste a parede da cavidade torácica;




Pleura visceral – lâmina profunda recobre os próprios pulmões MSc Lorena Almeida de Melo

PLEURAS

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ANÁTOMO-FISIOLOGIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO


Alvéolos











São pequenos sacos que ficam no final dos menores bronquíolos; Os alvéolos são envolvidos por uma série de vasos sanguíneos. Como a parede dos alvéolos é fina, as trocas gasosas ocorrem nesse local; Cada pulmão contém aproximadamente 300 milhões de alvéolos. MSc Lorena Almeida de Melo

ALVÉOLOS

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VASCULARIZAÇÃO DOS ALVÉOLOS

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VENTILAÇÃO PULMONAR


Processo pelo qual os gases são trocados entre a atmosfera e os alvéolos.




O ar flui entre a atmosfera e os pulmões devido às diferença alternadas de pressão criadas pela contração e relaxamento dos músculos respiratórios.

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LEI DE BOYLE


Existe uma relação inversa entre volume pressão.

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VENTILAÇÃO PULMONAR


INSPIRAÇÃO







Entrada de ar para os pulmões; Processo ativo. Antes de cada inspiração a pressão do ar dentro do pulmão – igual a pressão atmosférica (760 mmHg = 1 atm); Para o ar entrar nos pulmões – a pressão dentro dos alvéolos deve ser menor do que a pressão atmosférica. MSc Lorena Almeida de Melo

VENTILAÇÃO PULMONAR


INSPIRAÇÃO


Contração dos músculos inspiratórios Principal músculo é o diafragma (responsável por 2/3 de ar que entra nos pulmões);
Aumenta as dimensões vertical, anteroposterior e lateral da caixa torácica;
Outro mm. importante é o intercostal externo – aumentam o vol. anteroposterior do tórax;
Inspirações forçadas profundas – músculos acessórios (esternocledoimastóideo, escalenos).
À medida que o volume dos pulmões aumenta o ar flui de uma região de pressão mais alta para uma região de pressão mais baixa.


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MÚSCULOS RESPIRATÓRIOS

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VENTILAÇÃO PULMONAR


Expiração


Saída de ar para os pulmões.




Processo passivo (não estão envolvidos contrações musculares) – retração elástica;




Forças que contribuem para expiração Retração das fibras elásticas – esticadas durante a inspiração;
Tração (para dentro) da tensão superficial devido à película de líquido alveolar.


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VENTILAÇÃO PULMONAR


Diminuição da caixa torácica e pulmões








Músculos inspiratórios relaxam – reduzindo o volume do pulmão e aumentando a pressão alveolar Saída de ar devido à pressão positiva que se forma no interior dos pulmões em relação ao ar atmosférico; A expiração se torna ativa quando há a necessidade de se expelir um volume de ar além do normalmente expelido (exercício) – contração dos mm. respiratórios. MSc Lorena Almeida de Melo

Fatores Que Afetam a Ventilação Pulmonar


Tensão superficial do líquido alveolar








Origina-se em todas as interfaces ar-água – moléculas polares de água são mais fortemente atraídas umas as outras do que as moléculas gasosas no ar; Quando o líquido circunda uma esfera de ar – alvéolo – a tensão superficial – força para dentro – tendendo a colabamento alveolar; Durante a respiração a tensão superficial deve ser superada para expandir os pulmões; MSc Lorena Almeida de Melo

Fatores Que Afetam a Ventilação Pulmonar


Tensão superficial líquido alveolar


do

Surfactante


É uma mistura complexa de diversos fosfolipídios, proteínas e íons.




Função: Diminuir a tensão superficial dos alvéolos.

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Fatores Que Afetam a Ventilação Pulmonar


Complacência dos Pulmões









Refere-se a quanto esforço é necessário para expandir os pulmões e a parede torácica; Complacência alta – pulmões e a parede torácica fácil expansão; Complacência baixa – resistência à expansão; Fatores que afetam a complacência – elasticidade e tensão superficial. MSc Lorena Almeida de Melo

Fatores Que Afetam a Ventilação Pulmonar


Resistência da Via Aérea








Durante a inspiração – redução da resistência das vias aéreas a passagem do ar; Durante a expiração – aumento da resistência das vias aéreas com a redução do diâmetro dos bronquíolos. Fluxo= Pressão/Resistência

MSc Lorena Almeida de Melo

Volumes Pulmonares











Volume corrente – vol. de ar que entra e sai do pulmão durante a inspiração e expiração normal (repouso) – 500 ml Volume de reserva inspiratório – vol. extra de ar que pode ser inspirado além do volume corrente – 3100 ml Volume de reserva expiratório – vol. de ar que ainda pode ser expirado de maneira forçada após expiração normal – 1200 ml Volume de residual – vol. de ar que ainda permanece nos pulmões após expiração forçada. Representa o ar que não pode ser removido dos pulmões - 1200 ml. MSc Lorena Almeida de Melo

Capacidades Pulmonares











Capacidade inspiratória – Vol. corrente + vol. de reserva inspiratório. Quantidade máxima de ar que uma pessoa pode inspirar a partir do final da expiração – 500+3100= 3600 ml; Capacidade funcional residual – vol. de reserva expiratório + vol. residual – 1200+1200= 2400 ml Capacidade vital – vol. de ar que ainda pode ser expirado de maneira forçada após expiração normal – 4800 ml (VRInsp+Vc+VRExp) Capacidade pulmonar total – vol. de ar contido nos pulmões no final de uma inspiração máxima - 5800 ml. MSc Lorena Almeida de Melo

Ventilação Alveolar








É a quantidade de ar novo que alcança as áreas pulmonares de troca gasosa – alvéolos, sacos alveolares, ductos alveolares e os bronquíolos respiratórios; Respiração normal (repouso) – volume de ar corrente preenche até bronquíolos terminais muito pouco atinge os alvéolos; Como é o que o ar fresco se movimenta nesta última e curta distância dos bronquíolos terminais até os alvéolos?





Difusão – provocada pelo movimento cinético das moléculas, cada molécula de gás se movimentando em alta velocidade por entre as outras moléculas.

A ventilação alveolar = FR x volume corrente → VA = 12x500 = 6000 ml/min; MSc Lorena Almeida de Melo

Efeito do Espaço Morto sobre a Ventilação Alveolar


Espaço morto: vias respiratórias onde não ocorrem as trocas gasosas.




Ar que entra nas via respiratória, mas nunca alcança as zonas de troca gasosa.




Volume normal do espaço morto é de 150 mililitros VA = 12 x (500-150) = 4200 ml/min.




MSc Lorena Almeida de Melo

Troca de Oxigênio e Dióxido de Carbono








O O2 do ar penetra nos alvéolos, difunde-se para o sangue - tecido; O CO2 se difunde dos tecidos para o sangue - alvéolos - ar atmosférico Difusão dos Gases Através da Membrana Respiratória


Para a difusão dos gases, estes devem transpor a membrana respiratória; MSc Lorena Almeida de Melo

TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA

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Troca de Oxigênio e Dióxido de Carbono


Fatores que podem afetar a difusão


Espessura da membrana;





Fibrose, edema pulmonar - ⇑ espessura, ⇓ difusão

Área superficial da membrana;


Enfisema pulmonar - ⇓ área de superfície, ⇓ difusão




Velocidade de difusão do gás específico;




Diferença de pressão entre os dois lados a membrana MSc Lorena Almeida de Melo

Troca de Oxigênio e Dióxido de Carbono


Lei de Dalton











Cada gás em uma mistura de gases exerce sua própria pressão como se todos os outros gases não estivessem presentes; Pressão Parcial – pressão parcial de um gás específico em uma mistura; Ar atmosférico = PN2 + PO2+ PH2O + PCO2 + P outros gases;

Importância das pressões parciais





Determinam o movimento do oxigênio e gás carbônico entre a atmosfera – pulmões – sangue – células corporais; O gás se propaga de uma área de maior pressão parcial para uma com menor pressão parcial.

RESPIRAÇÃO EXTERNA E INTERNA

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Respiração Externa e Interna


Respiração Externa


Troca de O2 e CO2 entre o ar nos alvéolos dos pulmões e o sangue nos capilares.




Finalidade: conversão de sangue desoxigenado (vem do lado direito do coração) para sangue oxigenado (retorna para o lado esquerdo do coração).




O sangue desoxigenado é bombeado pelo ventrículo D (artérias pulmonares) para os capilares pulmonares que circundam o alvéolo; MSc Lorena Almeida de Melo

Respiração Externa e Interna


Respiração Externa


As pressões parciais dos gases
PO2 sangue desoxigenado = 40 mmHg
PO2 do ar alveolar = 105 mmHg




Por diferença de pressão há difusão efetiva de O2 dos alvéolos para os capilares até que seja alcançado o equilíbrio.




A pressão de O2 do sangue agora oxigenado aumenta para 105 mmHg;




Como o sangue sai dos capilares próximos dos alvéolos mistura-se com o pequeno volume de sangue que flui pelas partes condutoras do sistema respiratório onde não ocorre troca gasosa – a PO2 nas veias pulmonares = 100 mmHg; MSc Lorena Almeida de Melo

TRANSPORTE DE O2

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Respiração Externa e Interna


Respiração Externa








CO2 se difunde na direção oposta – sangue desoxigenado → alvéolo PCO2 do sangue desoxigenado = 45 mmHg; PCO2 do ar alveolar = 40 mmHg MSc Lorena Almeida de Melo

Respiração Externa e Interna


Respiração Interna


Troca de oxigênio e dióxido de carbono entre os capilares sistêmicos e as células teciduais.




Finalidade: conversão do sangue oxigenado em sangue desoxigenado.




PO2 sangue oxigenado nos capilares teciduais = 100 mmHg PO2 células teciduais = 40 mmHg.





Devido à diferença na PO2 o oxigênio se difunde do sangue oxigenado – líquido intersticial – células teciduais.




Enquanto o O2 se difunde dos capilares teciduais para as células o CO2 se difunde na direção oposta MSc Lorena Almeida de Melo

Respiração Externa e Interna


Respiração Interna


PCO2 sangue oxigenado nos capilares teciduais = 40 mmHg.




PCO2 células teciduais = 45 mmHg.




O sangue desoxigenado retorna para o coração e é bombeado para os pulmões – respiração externa

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Respiração Interna

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Transporte de O2 e CO2 no Sangue


Transporte de Oxigênio








Após a difusão do O2 dos alvéolos para o sangue, ele é transportado para os tecidos; 98,5 % são transportados em combinação com a hemoglobina; 1,5 % dissolvidos no plasma (baixa solubilidade em água)

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Transporte de O2 e CO2 no Sangue

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Transporte de O2 e CO2 no Sangue


Transporte de Gás Carbônico



É transportado dos tecidos para o sangue; Formas de transporte Dissolvido no plasma (7%);
Compostos carbamino (23%)











Combinação com o grupos amino dos aminoácidos e proteínas presente no sangue (hemoglobina) – composto carabamino; O CO2 é transportado ligado aos aminoácidos da parte globina da hemoglobina – carbaminoemoglobina (HbCO2)

Íon bicarbonato (HCO3)

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TRANSPORTE DE GÁS CARBÔNICO

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Transporte de O2


Hemoglobina




Proteína do tipo globina. Grupo Heme Íon Ferro

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Relação entre a Hemoglobina e a Pressão Parcial de oxigênio


O fator mais importante que determina quanto do O2 se combina com a hemoglobina – PO2 - ↑ PO2 mais O2 se combina com Hb.




Hb + O2 ↔ HbO2




Quando a hemoglobina reduzida (Hb desoxiemoglobina) é convertida em HbO2 – hemoglobina saturada. Ex: capilares pulmonares

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Fatores que afetam a afinidade de hemoglobina pelo Oxigênio


Acidez





Pressão parcial do dióxido de carbono





↑ PCO2 a Hb libera o O2 mais facilmente;

Temperatura





à medida que a acidez aumenta (↓ pH) a afinidade da hemoglobina com o O2 diminui e o O2 se separa mais facilmente da hemoglobina;

Um aumento na temperatura corporal aumenta a quantidade de O2 liberado pela hemoglobina;

BPG (2,3-bifosfoglicerato)


Substância encontrada nas células sangüíneas vermelhas – diminui a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio; MSc Lorena Almeida de Melo

TRANSPORTE DE CO2 Ligado a HB

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Íons Bicarbonato (70%)












O CO2 é transportado no plasma como íons bicarbonato (HCO3-); AC CO2 + H20 ↔ H2C03 ↔ H+ + HCO3Quando o CO2 se difunde para os capilares teciduais e entra nas células sangüíneas vermelhas – reage com a água – ação da enzima anidrase carbônica (AC) – ácido carbônico – H+ + HCO3Com o acúmulo de HCO3- nas células sangüíneas vermelhas – parte se difunde para fora (plasma) baixando gradiente de concentração; Entrada de íons cloreto – do plasma para as células sangüíneas vermelhas; O efeito final dessas reações é que o CO2 é removido das células teciduais e transportado no plasma como HCO3- ; Nos pulmões o CO2 se difunde do plasma para o alvéolo; MSc Lorena Almeida de Melo

TRANSPORTE DE CO2 SAÍDA DO TECIDO

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TRANSPORTE DE CO2 REAÇÃO COM A H2O

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TRANSPORTE DE CO2 HB E CLORETO

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TRANSPORTE DE CO2 HB E CLORETO

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TRANSPORTE DE CO2 H+ e HCO3-

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TRANSPORTE DE CO2 CHEGADA AO ALVÉOLO

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REGULAÇÃO DA RESPIRAÇÃO







O sistema nervoso ajusta a ventilação às necessidades do corpo, de modo que as pressões parciais de O2 e CO2 no sangue arterial pouco se alteram; mesmo durante exercícios extenuantes. Repouso – 200 ml de O2 – usados pelas células corporais; Exercício – aumenta 15-20 vezes o consumo de O2; Papel do Centro Respiratório








Centro respiratório: área na qual os impulsos nervosos são enviados para os músculos respiratórios; Consiste – aglomerados de neurônios – bilateralmente no bulbo e na ponte do encéfalo;

Divisão Funcional dos Neurônios




Área de periodicidade bulbar – bulbo; Área pneumotáxica – ponte; Área apnêustica – ponte MSc Lorena Almeida de Melo

CENTRO RESPIRATÓRIO

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ÁREA DE PERIODICIDADE BULBAR


Controla o ritmo básico da respiração – repouso – 2” de inspiração e 3” expiração.




Dentro da área de periodicidade bulbar – neurônios inspiratórios e expiratórios.




O ritmo básico da respiração inicia com os impulsos nervosos gerados na área inspiratória. MSc Lorena Almeida de Melo

ÁREA DE PERIODICIDADE BULBAR

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CENTRO RESPIRATÓRIO


Área Pneumotáxica








Ajuda a coordenar a transição entre a inspiração e a expiração; Transmite impulsos inibidores para área respiratória – desliga a área inspiratória antes que os pulmões fiquem completamente cheios de ar (limitam a duração da inspiração facilitando o inicio da expiração).

Área Apnêustica


Esta área envia impulsos estimulatórios para a área inspiratória que ativa e prolonga a inspiração – inibindo a expiração. MSc Lorena Almeida de Melo

REGULAÇÃO DO CENTRO RESPIRATÓRIO


Regulação do Centro Respiratório


O ritmo respiratório pode ser modificado em repostas a influxo provenientes de outras regiões do encéfalo e de receptores situados na parte periférica do sistema nervoso.




Fatores que influenciam a regulação da respiração


Influências Corticais na Respiração


Podemos controlar nosso padrão respiratório por curto período de tempo – conexões do córtex com o centro respiratório.




Limitada pelos níveis de CO2 e H+ - impulsos nervosos são enviados ao longo dos nervos frênicos e intercostais para os músculos inspiratórios e a respiração recomeça. MSc Lorena Almeida de Melo

REGULAÇÃO DO CENTRO RESPIRATÓRIO


Regulação do Centro Respiratório


Regulação Química da Respiração
O

sistema respiratório funciona para manter níveis adequados de CO2 e O2.


Quimiorreceptores

quimiorreceptores artérias sistêmicas).

centrais periféricos

(bulbo) e (paredes das

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REGULAÇÃO DO CENTRO RESPIRATÓRIO

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REGULAÇÃO DO CENTRO RESPIRATÓRIO

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