Fisiologia do sistema respiratório

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Fisiologia Respiratória Pulmões e vias aéreas que conectam ao ambiente externo Zona de Condução aquece, umedece e filtra células ciliadas e secretoras de muco musculatura lisa (simp – relaxa e parass – contrai) Zona de Troca Nariz Nasofaringe Laringe Traquéia Brônquios Bronquíolos Bronquíolos terminais troca gasosa (alvéolos) Bronquíolos respiratórios Ductos alveolares Alvéolos (300 milhões/pulmão) Pneumócitos (I e II)

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Capacidade e Volume Pulmonar

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-5cmH2O 0cmH2O 0cmH2O Pulmões Tende a expandir Tende a contrair (colabar, colapsar)

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A inspiração ocorre devido à contração do diafragma, dos músculos intercostais externos e escaleno que “puxam” a pleura parietal em direção ao abdome. Consequentemente, a pleura visceral é “puxada” promovendo a expansão pulmonar. Volume pulmonar aumenta, a pressão diminui e fluxo de ar é gerado para equilibrar o gradiente de pressão gerado. Na expiração, cessa o impulso nervoso somático para contração e os músculos relaxam. A elasticidade pulmonar retorna a musculatura ao ponto de equilíbrio, o vol pulmonar diminui, a pressão intra pulmonar aumenta e fluxo de ar é gerado para reequilibrar a pressão.

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Pressões em um ciclo respiratório P transmural é a P no interior das vias aéreas menos a P intrapleural

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Difusão – Necessidade de Energia que vem da Temperatura Transporte de Gases Ausência de “Zero Absoluto” (-273,15 oC) Qual o princípio básico para as trocas gasosas? Entretanto...

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... além da Temperatura influenciar a Difusão – Fonte de Energia, devemos considerar... Transporte de Gases Tecidos – Área de Troca, Gradiente(?P), Espessura, Coeficiente Difusional (D) O2 CO2 T P1 P2 A Lei de Fick (5µM)

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PO2 em função de PCO2

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20x >

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Exercício vigoroso Maior necessidade (20x) Como suprir tal demanda se o tempo de permanência do sangue no capilar alveolar diminui (+Débito Cardíaco)? Aumento da área de perfusão: vasodilatação promove aumento da área de troca 2/3 restantes do tempo de permanência são suficientes para saturação total ou quase total. E a difusão do O2 em situação alterada? Transporte de Gases Aumento da Relação Ventilação/Perfusão na porção superior dos Pulmões Mecanismos Compensatórios:

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Ligação do O2 com a Hb é reversível... ...em função da PCO2 e do pH 97% - O2 + Hb (eritrócito) 3% - O2 dissolvido na água (plasma + eritrócito) Transporte Sanguíneo de O2 Alostérica - afinidade alterada pela conformação Hemoglobina (Hb) + O2 - Oxiemoglobina

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Transporte Sanguíneo de O2 Afinidade pelo O2 - HbF>>HbA>>>HbS Hemoglobina (HbA) – 4 Cadeias de aminoácidos (2 alfa e 2 beta) Hemoglobina (HbF) – 4 Cadeias de aminoácidos (2 alfa e 2 gama) Hemoglobina Anormal – mais de 30 já foram descritas (HbS – Anemia Falciforme) Grupamento Heme(prostético) – protoporfirina e íons ferro (ferroso Fe++) Hemocitoblastos - Hemácia Perdem as organelas citoplasmáticas e sobrevivem ± 120 dias Principal função: transportar a Hemoglobina

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Efeito Bohr Curva de dissociação da Hemoglobina

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Transporte do Dióxido de Carbono (CO2) Intimamente ligado ao equilíbrio ácido-básico dos líquidos corporais Ao atingir o capilar, apenas 7% é transportado até os pulmões dissolvido no plasma... ...93% restante, é transportado como íon bicarbonato (70%) e ligado à Hb (23%) Por qual motivo?

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Transporte do Dióxido de Carbono (CO2) Em contato com o CO2, a H2O reage para formar ácido carbônico: H2O + CO2 --------- H2CO3 Tal reação dispende muitos segundos ou até minutos... ...se não fosse a ação de uma enzima que acelera 5.000 vezes tal reação. Esta enzima denomina-se ANIDRASE CARBÔNICA e encontra-se no interior dos eritrócitos. Também em uma fração de segundo, o H2CO3 dissocia-se em íons H+ e íons bicarbonato: H2O + CO2 -------- H2CO3 ---------- H+ + HCO3- E o que acontece com estes íons?

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O H+ combina-se com a Hb (tampão ácido-base) Muitos dos íons HCO3- difundem-se para o plasma, enquanto um influxo de Cl- volta a equilibrar as cargas no interior do eritrócito Cl- no eritrócito venoso > Cl- no eritrócito arterial – desvio do cloreto Transporte do Dióxido de Carbono (CO2)

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Ligação do O2 com a Hb – Efeito Haldane Deslocamento da ligação do CO2 com a Hb em função da PO2 Efeito Haldane Acidificação da Hb e geração H+ que combina-se com HCO3- e... H+ + HCO3- --------- H2CO3 ---------- H2O + CO2

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Controle da Ventilação Tronco Encefálico (Mesencéfalo, Ponte e Bulbo) – rede neuronal com despolarização automática com controle voluntário, até certo ponto.. Bulbo – núcleo resp. dorsal – inspiração (intercostais e diafragma) núcleo resp. ventral – expiração (forçada e exercício)

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Influencia do pH, CO2 e O2 – quimiorreceptores periféricos e centrais periféricos – aórticos e carotídeos centrais – superfície ventral do bulbo