Fisiologia Respiratória I

Bom dia pessoal,

continuando nosso curso de Fisiologia, hoje falaremos um pouco sobre Fisiologia Respiratória.

Para quem tiver interesse na anatomia do sistema respiratório, a aula onde falo sobre encontra-se no link:

http://plantandociencia.blogspot.com/2019/04/sistema-respiratorio.html

Esse resumo é baseado nos capítulos 37 e 41 do Livro Tratado de Fisiologia Médica - Guyton e Hall.

A respiração provê oxigênio aos tecidos e remove o dióxido de carbono. Para alcançar tais objetivos, a respiração pode ser dividida em quatro funções principais:

1. Ventilação pulmonar - influxo e efluxo de ar entre os alvéolos pulmonares e a atmosfera.
2. Difusão de oxigênio e dióxido de carbono entre os alvéolos pulmonares e o sangue;
3. Transporte de oxigênio e dióxido de carbono no sangue e nos líquidos corporais e suas trocas com os tecidos e as células do corpo;
4. Regulação da ventilação e outros aspectos da respiração.

- Mecânica da Ventilação Pulmonar:

Os pulmões podem ser contraídos e expandidos por duas maneiras:

1. Por movimentos de subida e descida do diafragma para aumentar ou diminuir a cavidade torácica;
2. Pela elevação e depressão das costelas para aumentar e diminuir o diâmetro antero-posterior da cavidade torácica.

Esses dois processos são mostrados na figura a baixo:

A respiração tranquila, em um estado normal, é realizada quase que inteiramente pelo primeiro método, ou seja, pelos movimentos do diafragma.

Durante a inspiração, a contração diafragmática puxa as superfícies inferiores dos pulmões para baixo. Depois, durante a expiração, o diafragma relaxa e a retração elástica dos pulmões, da parede torácica e das estruturas abdominais comprime os pulmões e expele o ar.

Durante a respiração vigorosa, como no exercício aeróbico, as forças elásticas não são poderosas o suficiente para produzir a rápida expiração necessária. Assim, força extra é obtida pela contração da musculatura abdominal, que empurra o conteúdo abdominal para cima, contra a parte inferior do diafragma, comprimindo dessa maneira os pulmões.

O segundo método para expansão dos pulmões é elevar a caixa torácica. Isso expande os pulmões porque, na posição de repouso natural, as costelas se inclinam para baixo, possibilitando que o esterno recue em direção à coluna vertebral. Quando a caixa torácica é elevada, no entanto, as costelas se projetam quase diretamente para a frente, fazendo com que o esterno também se mova anteriormente para longe da coluna, aumentando o diâmetro da caixa torácica por volta de 20% durante a inspiração máxima, em comparação com a expiração. 

Portanto, todos os músculos que elevam a caixa torácica são conhecidos como músculos de inspiração (diafragma, intercostais externos, esternocleidomastoideo, serráteis anteriores e escalenos), e os que deprimem a caixa torácica são conhecidos como músculos de expiração (reto abdominal, diafragma, intercostais internos).

- Pressões que causam o movimento do ar para dentro e para fora dos pulmões:

Os pulmões são estruturas elásticas que colapsam, como um balão, e expele todo o ar pela traqueia, toda vez que não existe força para mantê-lo inflado. O pulmão não é conectado com a caixa torácica, exceto pela sua suspensão no hilo através do mediastino. Na verdade, ele "flutua" dentro dela, cercado por uma fina camada de liquido pleural, que lubrifica o movimento dos pulmões dentro da cavidade. Além disso, a sucção contínua do excesso de líquido para os canais linfáticos mantém leve tração entre a superfície visceral da pleura pulmonar e a superfície parietal da pleura da cavidade torácica. Portanto, os pulmões são presos a parede torácica, como se estivessem colados; no entanto, eles estão bem lubrificados e podem deslizar livremente quando o tórax se expande ou se contrai.

- Pressão Pleural e suas Variações durante a respiração:

É a pressão do líquido contido no espaço entre a pleura visceral e a pleura parietal. Este líquido é  chamado de líquido pleural. Como já falamos, o líquido pleural sofre leve sucção do sistema linfático, gerando uma pressão negativa.

Essa pressão negativa é a mínima necessária para manter o pulmão aberto durante o seu nível de repouso. Durante a inspiração, a expansão da caixa torácica torna essa pressão mais negativa ainda, tracionando os pulmões para expandir.

Podemos visualizar essa relação na figura:

- Pressão Alveolar: 

É a pressão do ar dentro dos alvéolos pulmonares.  Quando estamos com a glote fechada e não há fluxo de ar entre os pulmões e a atmosfera, toda a árvore respiratória, até os alvéolos, se mantém na mesma pressão, de 0 cm de pressão de água, mesma pressão atmosférica.

Para que o ar possa então chegar até os alvéolos, a pressão alveolar deve cair para baixo de 0, ou seja, ficar negativa. Durante a inspiração normal, essa pressão fica mais negativa, o suficiente para puxar 0,5 litros de ar para dentro dos pulmões (2 segundos, inspiração média). 

Durante a expiração, a pressão alveolar vai ficar positiva, ao ponto que a nova pressão seja suficiente para expelir os 0,5 litros de ar para fora do pulmão. (2 a 3 segundos, expiração média).

- Pressão Transpulmonar: 

É a diferença entre a pressão alveolar e a pressão pleural.

É a diferença entre a pressão dentro dos alvéolos e a pressão das superfícies externas do pulmão. Essa força gerada pela diferença de pressão entre esses dois compartimentos pulmonares permite resistir à pressão de retração, que sempre tenta colabar os pulmões.

- Complacência Pulmonar:

É o grau de extensão dos pulmões em relação à pressão transpulmonar.

Traduzindo, conforme aumenta-se a pressão transpulmonar, o volume dos pulmões aumenta também. Assim, durante a inspiração, os pulmões aumentam em larga escala sua complacência, permitindo a entrada de um maior volume de ar.

Para termos uma ideia, a complacência total de ambos os pulmões de um adulto normal é cerca de 200 ml de ar. 

- Surfactante, Tensão Superficial e Colapso Alveolar:

Tensão Superficial: a tensão superficial dentro dos alvéolos é tanta que a tendência é a contração do alvéolo, que expulsaria todo o ar do seu interior e geraria o colabamento alveolar. Age como uma força contrária elástica de tensão superficial.

Quem não permite esse colabamento é uma substância conhecida como Surfactante (mistura de fosfolipídios, proteínas e íons), que diminui a tensão superficial, permitindo que os alvéolos continuem abertos. O surfactante é produzido e secretado pelas células epiteliais alveolares do tipo II, que constituem cerca de 10% da área de superfície alveolar.

- Ventilação Alveolar e Espaço Morto:

Ventilação alveolar é o processo responsável pela renovação do ar nas áreas de troca gasosa do pulmão, ou seja, dentro dos alvéolos, onde o ar chega próximo da circulação sanguínea pulmonar e a troca gasosa pode ocorrer.

Então, a velocidade/intensidade com que o ar novo alcança essas áreas é chamada ventilação alveolar.

Espaço morto corresponde ao espaço onde não ocorre troca gasosa, como o nariz, a faringe e a traqueia. O ar fica parado nesses locais, e fica conhecido como ar do espaço morto. Este é a primeira porção de ar a sair durante a expiração.

A primeira parte da aula termina aqui.
O restante encontra-se em Sistema Respiratório II.

Obrigado pela atenção