Fisiologia Respiratória

Fisiologia
Respiratória
FUNÇÕES DO SISTEMA RESPIRATÓRIO
Fornecimento de oxigênio aos tecidos e remoção do
dióxido de carbono.
INTERAÇÃO ENTRE FUNÇÕES RESPIRATÓRIAS
E
NÃO-RESPIRATÓRIAS:
Vocalização, deglutição, regulação térmica, vômito,
micção, defecação, parto,
sono e emoções.
2
Constituição do Sistema
Vias Respiratórias
Vias aéreas:
- Fossas nasais,faringe
- Laringe e traquéia
Pulmões:
- brônquios
- bronquíolos
- alvéolos
3
4
Gases Respiratórios
Nitrogênio: 78%
Oxigênio: 21%
Gás Carbônico:0.03%
Pressão atmosférica dos
gases
Ao nível do maré 760mmHg
(milímetro de mercúrio)
§ Nitrogênio é responsável 78% da
pressão de 760mmHg, Oxigênio é
21% e Gás Carbônico é
desprezível, pois é abaixo de zero
5
Hematose
(troca de gases por difusão)
Processo de oxigenação
do sangue
- local de ocorrência:
alvéolos
- captura do oxigênio
após a liberação do gás
carbônico nos alvéolos.
Obs.: a hemoglobina
carrega os gases:
- Carbo-hemoglobina
- oxi-hemoglobina
Esquema mostra hematose nos alvéolos
6
7
Hematose nos tecidos
Ventilação Pulmonar
Inspiração:
- contração dos
músculos intercostais
e do diafragma
- volume pulmonar
aumenta
- pressão interna
diminui e ar entra
8
Ventilação Respiratória
Expiração:
- relaxamento da
musculatura intercostal
e do diafragma
- volume pulmonar
diminui
- pressão interna
aumenta e o ar saí
9
Ritmo Respiratório
Ação indireta
Queda na quantidade de Oxigênio no sangue
Receptores das paredes das artérias mandam impulsos ao centro
respiratório , localizado no bulbo do SNC ( Sistema Nervoso Central)
O bulbo envia estímulos aos músculos intercostais e ao diafragma
Aceleração dos movimentos respiratórios
Ação direta( devido a um esforço físico)
1.
2.
Aumento da tensão de Gás Carbônico nos vasos que irrigam o bulbo
O bulbo envia impulso para os músculos intercostais e ao diafragma
10
Capacidade Pulmonar
Capacidade pulmonar de um adulto: 6 litros
Troca de ar em cada movimento respiratório em
repouso: 0,5 litros
Troca de ar na respiração forçada: pode chegar a 4,5 a
5 litros
Obs1: Esse volume é a capacidade vital
Obs2: o ar residual( que fica nos pulmões) é cerca de
1,2 a 1,5 litros,
mesmo após a respiração forçada.
11
Respiração Celular
Transporte de O2 e CO2
Troca de Gases
Circulação Pulmonar
Controle da Ventilação
Respiração Celular
Transporte de O2 e CO2
Troca de Gases
Circulação Pulmonar
Controle da Ventilação
Respiração Celular
A célula precisa de energia para a contração
muscular, biossíntese, transporte
transmembrana e produção de calor –
Bomba Na/K ATPase
Substratos são oxidados liberando energia.
Oxidar: perda de elétrons com liberação de
energia.
Para que serve o Oxigênio? É o aceptor final
de elétrons, porém não de forma direta.
Respiração Celular
Respiração Celular
ATP: “moeda corrente” da energia
celular – reciclado em ADP.
* O ATP corporal é suficiente para manter as funções por 1,5 min.
Respiração Celular
O que acontece quando há pouco
oxigênio?
Glicólise continua ocorrendo no
citoplasma:
NADH + H com piruvato = lactato
Aeróbio: 1 mol de glicose = 38 mols ATP
Anaeróbico:1 mol de glicose= 2 mols ATP
Metabolismo Anaeróbico
Respiração Celular
Transporte de O2 e CO2
Troca de Gases
Circulação Pulmonar
Controle da Ventilação
Transporte de O2 e CO2
O oxigênio é transportado pela hemoglobina,
por uma ligação reversível das pulmões para
os tecidos. A carbaminohemoglobina no
sentido contrário.
HbA possui duas cadeias alfa e duas beta –
cada uma com um grupo heme.
Heme é formado por protoporfirina e um íon
Ferroso – local para ligação de oxigênio.
Fatores que alteração a conformação
espacial da molécula, aumentando ou
reduzindo a afinidade do oxigênio pelo heme.
Transporte de O2 e CO2
PO2 depende do oxigênio não ligado a
hemoglobina – apenas O2 dissolvido.
Saturação de hemoglobina depende da
pO2.
Uma ligação do oxigênio com heme,
facilita as demais ligações.
Curva de Dissociação
O2-Hemoglobina
Aumento da pO2
entre 10 e 60 mmHg
produzem um
aumento substancial
da saturação.
Aumentos acima de
60 mmHg, saturação
de 90%, não
alteram tanto a
saturação.
Curva de Dissociação
O2-Hemoglobina
Curva de Dissociação
O2-Hemoglobina – Desvios da Curva
2- nos tecidos com o acúmulo
de CO2, H, temperatura
aumentada e 2,3
difosfoglicerol reduzem a
afinidade do oxigênio pela
hemoglobina. Liberando mais
para os tecidos.
3- no alvéolo, pouco CO2, H,
temperatura menor e pouco
2,3 difosfoglicerol aumenta a
afinidade de oxigênio pela
hemoglobina. Mais oxigênio
ligado a Hb.
Transporte de CO2
Arterial:
90% bicarbonato
5% ligado à hemoglobina
5% dissolvido no plasma
Venoso:
60% bicarbonato
30% ligado à hemoglobina.
10% dissolvido no plasma.
Curva de Dissociação CO2
A relação é mais
linear.
As curvas variam
com a SatO2
Respiração Celular
Transporte de O2 e CO2
Troca de Gases
Circulação Pulmonar
Controle da Ventilação
Troca de Gases
Volume minuto= Volume Corrente x FR
Volume minuto= 500 x 10 = 5 litros
4 litros que fazem trocas com 840 ml de oxigênio.
O sangue venoso tem 750 ml de O2 e ganha
250 ml ao passar pelos pulmões e se tornar
arterial. Perdendo 250 ml quando passam
pelos tecidos novamente.
O sangue venoso tem 2600 ml de CO2 sendo
200 liberado pelos pulmões. O sangue arterial
com 2400 ml recebe mais 200 ml de CO2 nos
tecidos.
Difusão de CO2 e Oxigênio
Atravessar a parede alveolar, interstício
e capilar.
Lei de Fick
Coeficiente de difusão do CO2 é maior.
Espaço morto é a porção onde não há
troca gasosa.
Ventilação alveolar é o volume nas áreas
de troca vezes x freqüência respiratória.
Concentração Alveolar de Gases
Ventilação
Alveolar
Respiração Celular
Transporte de O2 e CO2
Troca de Gases
Circulação Pulmonar
Controle da Ventilação
Circulação Pulmonar
Algumas semelhanças com a circulação
sistêmica...
Algumas diferenças:
Baixas pressões – pouca transudação que
aumentaria a barreira álveolo-capilar
Baixa resistência
Circulação Pulmonar
Vasos:
Os vasos da circulação pulmonar contém
450 ml de sangue. Os capilares tem apenas
70 ml.
São distensíveis podendo aceitar o aumento
do débito de VD, sem aumento da pressão.
Circulação Pulmonar
Pressões:
P. artéria pulmonar sistólica: 25 mmHg
P. artéria pulmonar diastólica: 10 mmHg
Média: 15 mmHg
P. no átrio esquerdo: 5 mmHg
P. capilar pulmonar média: 8 mmHg
Circulação Pulmonar
Pressão Hidrostática – Arterial:
Média de 15 mmHg, porém é..
10 mmHg maior nas base
10 mmHg menor no ápice
5 mmHg
15 mmHg
25 mmHg
Circulação Pulmonar
Pressão Hidrostática – Venosa:
Média de 5 mmHg, porém é..
10 mmHg maior nas base
- 5 mmHg
10 mmHg menor no ápice
5 mmHg
15 mmHg
Circulação Pulmonar
Se a pressão alveolar for
maior do que a pressão
capilar os vasos fecham
e não haverá fluxo.
A pressão alveolar é igual a pressão
atmosférica, mais ou menos 1 cm H2O.
A pressão alveolar aumenta muito com a VM!!!
Circulação Pulmonar – Zonas
Pulmonares
Zona 1:
Mais próxima ao ápice.
P. alveolar> P. artéria pulmonar: não há
fluxo sangüíneo e a ventilação não é útil.
Não existe em pulmões normais, surgem
quando há aumento da p. alveolar ou
redução da p. artéria pulmonar.
Circulação Pulmonar
Zona 2:
P. artéria pulmonar> p. alveolar> p. veia
pulmonares.
Fluxo capilar intermitente depende da diferença
arterial-alveolar.
Circulação Pulmonar
Zona 3:
P. arterial e venosa pulmonar > P. alveolar
Os capilares permanecem abertos e o fluxo
é terminado pela diferença de pressão
arterio-venosa.
Hipóxia = Vasoconstrição?
O que acontece para que áreas não
ventiladas não sejam perfundidas?
P. alveolar> 70 mmHg há produção de
óxido nítrico e faz vasodilatação da área
que está sendo ventilada.
P. alveolar< 70 mmHg não há produção
de óxido nítrico e ocorre vasoconstrição.
Shunt Venoso
O coração esquerdo recebe uma
pequena quantidade de sangue venoso
das artérias brônquicas (1% do DC) e
veias que drenam o VE.
Quantidade de oxigênio no sangue
arterial é menor que no capilar pulmonar.
Agravada por algumas situações.
Relação
Ventilação/Perfusão
Normal: 0,8
4 litros/min de ventilação alveolar.
5 litros/min de perfusão.
Aumentada: aumento pO2 alveolar e reduz o
CO2 – sem perfusão - ar inspirado.
Reduzida: aumento do CO2 alveolar e redução
do pO2 – sem ventilação – sangue venoso.
Relação
Ventilação/Perfusão
Ápice: 3
pO2=130 mmHg
pCO2= 28
Bases: 0,6
pO2= 88 mmHg
pCO2= 42 mmHg
Respiração Celular
Transporte de O2 e CO2
Troca de Gases
Circulação Pulmonar
Controle da Ventilação
Controle da Ventilação
Centro respiratório na Medula Oblonga:
Dorsais: inspiratório
Ventrais: expiratório
SNC
Controle da Ventilação
Quimiorreceptores Centrais: Aumento da concentração de
Hidrogênios no líquor estimula a ventilação.
CO2 arterial é mais importante do que o pH!
pO2 arterial não é importante!
Controle da Ventilação
Quimiorreceptores periféricos:
Bulbo carotídeo e aorta.
Controle da Ventilação
Resposta a hipóxia:
Depende do CO2.
A resposta é maior abaixo
de 60 mmHg.
Controle da Ventilação
Outros fatores: corticais e hipotalâmicas,
receptores pulmonares, receptores
musculares, barorreceptores,
temperatura e hormonal.