Autora: Michelle Glaser Rupollo
Colaboradoras: Luana Paula Golanowksi e Sonnie Mejia
APARELHO RESPIRATÓRIO
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O aparelho respiratório compreende os pulmões e as vias de condução que comunicam o parênquima pulmonar com o meio externo. Estas vias de condução tratam-se das fossas nasais, nasofaringe, laringe, traquéia, brônquios e bronquíolos. É na porção condutora que o ar inspirado é limpo, aquecido e umedecido, a fim de proteger o delicado revestimento dos alvéolos pulmonares.
Os pulmões têm como função principal a respiração, que se trata da troca gasosa entre o organismo e o meio ambiente. Em uma pessoa viva e saudável, os pulmões apresentam-se leves, macios e esponjosos. Já em um fumante são bem escuros, com extensas áreas escurecidas e apresentam-se rígidos.
O pulmão direito é dividido em três lobos, enquanto que o pulmão esquerdo apresenta dois lobos. Cada pulmão possui um ápice (é a extremidade superior arredondada que fica acima do nível da primeira costela) e uma base, cada pulmão possui três faces – costal, mediastinal e diafragmática – e cada um possui três margens – anterior, posterior e inferior. Os pulmões ficam localizados nas cavidades pulmonares no tórax.
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Estas cavidades são revestidas por membranas pleurais que sofrem reflexão e recobrem a face externa dos pulmões. As membranas pleurais são serosas e o saco pleural é constituído pelas membranas visceral, a qual recobre o pulmão e a parietal que recobre a cavidade pleural. Entre as membranas da pleura existe um espaço virtual o qual contém um líquido pleural com função de lubrificar as superfícies pleurais e permitir que estas deslizem suavemente uma sobre a outra durante os movimentos da respiração.
O tecido pulmonar é constituído pelos ductos alveolares e pelos sacos alveolares e alvéolos. Os ductos alveolares iniciam a porção respiratória e são formados pelas ramificações dos bronquíolos respiratórios, e terminam em um alvéolo simples ou em sacos alveolares constituídos por diversos alvéolos. Os alvéolos são estruturas em forma de saco e constituem a última porção da árvore brônquica. Estima-se que os pulmões possuem cerca de 300 milhões de alvéolos. Eles são revestidos por células epiteliais de revestimento também chamadas de pneumócitos tipo I. Existem agentes – antígenos – que destroem os pneumócitos tipo I causando a chamada síndrome do desconforto respiratório do adulto. Sobre a membrana basal do epitélio pulmonar encontram-se os pneumócitos tipo II. Estas células secretam uma substância de natureza lipoprotéica denominada, líquido surfactante. A camada lipoprotéica permite que os alvéolos sejam inflados com maior facilidade na inspiração, o que diminui o esforço muscular nos movimentos respiratórios.
MECÂNICA RESPIRATÓRIA
A diferença de pressão entre o meio interno – pulmões – e o meio externo – meio ambiente é o que permite as trocas gasosas. Para que ocorra a inspiração, a pressão dentro dos pulmões (intrapulmonar) precisa descer a valores abaixo da pressão barométrica. Já para que ocorra a expiração, a diferença de pressão tem que ser inversa a da inspiração. Então para estas pressões ocorram, na inspiração é necessário que ocorra um aumento do volume pulmonar e na expiração, o volume pulmonar deve diminuir. Na inspiração ocorre contração do diafragma e dos músculos intercostais, estes movimentos proporcionam uma elevação das costelas, um abaixamento da margem inferior da cavidade torácica, aumentando assim o diâmetro dos pulmões proporcionando a expansão pulmonar. Quando na expiração os músculos relaxam, ocorre uma retração passiva dos pulmões. O diafragma é o principal músculo da respiração. Em uma radiografia de tórax o mesmo aparece como uma estrutura em forma de cúpula, que separa as cavidades torácica e abdominal.
CONTROLE DA RESPIRAÇÃO
A respiração é regulada pelo sistema nervoso central (SNC). Os músculos da respiração são inervados por fibras nervosas das medulas cervical e torácica. O diafragma, principal músculo da respiração, é inervado pelo nervo frênico. Fibras que partem do bulbo e da medula cervical dirigem-se para estes motoneurônios. Juntos constituem o gerador do ritmo respiratório. A ativação deste gerador é induzida pela formação reticular. Os estímulos respiratórios são indiretamente retroalimentados por receptores sensoriais, via quimioceptores ou via mecanoceptores. Os quimioceptores são estimulados pelas pressões parciais dos gases no sangue, enquanto que os mecanoceptores recebem estímulos decorrentes da expansão pulmonar. A intensidade da ventilação involuntária é regulada pelos valores da pressão parcial de O2 e de CO2, e pelo pH do sangue e do líquor. Quimioceptores situados na periferia da artéria aorta e da carótida medem principalmente a pressão de oxigênio do sangue arterial. Quando ocorre queda da pressão de oxigênio, há estimulação central com conseqüente intensificação da respiração. Da mesma forma, a elevação da pressão de CO2 no sangue e a queda do pH também intensificam a respiração. Quimioceptores localizados no bulbo reagem ao aumento do CO2 no líquor. Este estímulo aumenta a ventilação, o que leva à queda da PCO2 e à elevação do pH no sangue e no líquor. Na elevação crônica da PCO2, como ocorre nos pacientes com Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC), o estímulo respiratório inicialmente intensifica-se, e depois se reduz novamente. Outros estímulos não retroalimentados possuem influência modulatória no ritmo da respiração. São eles: receptores de irritação da mucosa dos brônquios (exemplo: o estímulo da tosse, pela irritação por partículas ou gases irritantes), terminações livres das paredes dos alvéolos e dos brônquios (estas são estimuladas pelo edema pulmonar, com reação de apnéia e queda da pressão arterial), no SNC, mais especificamente em regiões do córtex, sistema límbico, hipotálamo e ponte (que reagem à respostas de emoções como medo, dor, alegria), estímulos da pele (calor e frio) e do centro de termorregulação (a elevação da temperatura e a queda da temperatura corpórea levam a um aumento da respiração), os hormônios também intensificam a respiração (exemplo durante o aumento da progesterona na gravidez e na segunda metade do ciclo menstrual).
VENTILAÇÃO E PERFUSÃO PULMONAR
A ventilação pulmonar é a renovação do ar que vai pelas vias de condução até os pulmões, mais especificamente aos alvéolos. Este processo envolve o centro de controle da respiração, o tempo de inspiração e de expiração, os músculos da respiração, complacência pulmonar, volume corrente e volume minuto, além de outros. A perfusão é a passagem do sangue pelo capilar pulmonar, carreando o oxigênio para nutrição tecidual. Ela depende do débito cardíaco, da freqüência cardíaca, do retorno venoso e da resistência vascular periférica. A ventilação pulmonar e a perfusão são desiguais nos pulmões. A ventilação depende das posturas adotadas pelos indivíduos, depende da ação da gravidade ou de patologias pulmonares associadas, que podem reduzir a capacidade da ventilação. Por exemplo, um indivíduo sem comprometimento pulmonar prévio, em posição ortostática vai apresentar uma ventilação melhor nas bases pulmonares do que nos ápices. Experiências comprovaram que se colocando uma pessoa em posição de decúbito dorsal, ou seja, deitado com a barriga para cima, a diferença da ventilação entre os ápices e as bases desaparecem, e as regiões posteriores apresentam maior ventilação que as anteriores. Quanto a perfusão pulmonar, as bases dos pulmões são mais ricas em capilares pulmonares, então terão maior perfusão.
Existe uma inter-relação direta entre a ventilação e a perfusão. O resultado da relação ventilação/perfusão (V/Q) fisiológico é igual a 0,8. Em análises obtiveram que há uma relação melhor nas bases pulmonares. Na prática, o desequilíbrio desta relação gera uma hipoxemia no indivíduo, em algumas situações como: efeito shunt e efeito espaço morto. O efeito shunt trata-se de um capilar perfundido, mas sem ventilação pulmonar, ou seja, há sangue em contato com os alvéolos, mas por algum motivo, o ar não está chegando aos mesmos. A outra situação é o efeito espaço morto, no qual o alvéolo está sendo ventilado, mas não há perfusão adequada no capilar alveolar.
DIFUSÃO E TRANSPORTE DE GASES
O transporte do oxigênio ocorre pelas hemoglobinas, que são proteínas presentes nas hemáceas. Cada molécula de hemoglobina combina-se com quatro moléculas de oxigênio, formando então a oxi-hemoglobina. Por difusão o gás oxigênio passa doa alvéolos para a corrente sanguínea, da mesma forma ocorre com o gás oxigênio, mas em sentido inverso. Conduzido pelo sangue o oxigênio chega às células e possibilita a oxidação do material orgânico, transformando energias indispensáveis às células. A combustão do material produz CO2, água e energia. Este CO2 é eliminado pelos pulmões. O monóxido de carbono, liberado na queima incompleta de combustíveis e também liberado na fumaça de cigarros, combina-se com a hemoglobina de uma forma mais estável do que a ligação dela com o oxigênio. Por este motivo, a hemoglobina fica impossibilitada de transportar o oxigênio podendo levar à morte por asfixia, dependendo da quantidade de gás inalado. A difusão ocorre através de uma finíssima membrana. A solubilidade do oxigênio é alta, então a difusão pela membrana alvéolo-capilar é alta, eficaz e rápida. O gás carbônico possui difusão mais rápida do que do oxigênio. Em repouso, o sangue do capilar fica em contato com os alvéolos por aproximadamente 0,75 segundos. Assim, há uma reserva que permite com que pessoas com patologias que prejudicam a difusão possam ter oxigenação suficiente quando estão em repouso.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Despopoulos, A. Fisiologia Pulmonar – Texto e Atlas. 5° ed. Rio de Janeiro: Saraiva, 2003
Moore, K. Anatomia orientada para a Clínica. 5° ed. Rio de Janeiro: Guanabara, 2007.
Carneiro, José; Junqueira. Histologia Básica. 11° ed. São Paulo: Guanabara, 2007.
http://www.afh.bio.br/resp/resp2.asp#ventila. Acesso em 20 de novembro de 2009.
http://www.marski.org/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=17. Acesso em 20 de novembro de 2009.
LINKS RELACIONADOS
Saiba mais sobre Fisiologia pulmonar em: http://www.sbpt.org.br
Fisiologia: Entendendo como seu pulmão funciona: http://www.marski.org
Saiba mais sobre anatomia, histologia e fisiologia pulmonar: http://www.afh.bio.br
Saiba mais sobre O funcionamento do pulmão em: http://www.scribd.com