Mdulo III: Funes BiolgicasProblema 2: Nas aulas de Yoga- Clarice, que bom v-la por aqui em nosso centro de Yoga.- , amiga Cludia. Estou grvida de 3 meses e fiquei sabendo que ao nascer o beb tem uma respirao predominantemente abdominal, porm quando adultos, modificamos nossa maneira de respirar, utilizando outros msculos, e a Yoga pode trazer de volta esta respirao diafragmtica melhorando a capacidade respiratria.- Por isso que devemos fazer corretamente o exerccio para o controle da respirao e oxigenao adequada, melhorando a produo de surfactante, o transporte de gases respiratrios e tambm a relao ventilao/perfuso.- Por isso que os bebs prematuros tm bastante dificuldade para respirar? Devido alteraes nos nveis dessa surfactante?Objetivos de Estudo:I- Definir e explicar ventilao e perfuso;II- Compreender a funo dos msculos na respirao;III- Compreender o controle respiratrio (nervoso e qumico);IV- Definir e explicar o Efeito Bohr, a hematose e a capacidade respiratria (transporte de gases);V- Definir e entender a produo e funo da substncia surfactante.

OBJ 1 - VENTILAO E PERFUSO E CAPACIDADE RESPIRATRIAVentilao: a respirao, o fluxo de ar entre a atmosfera e os alvolos.A importncia fundamental da ventilao pulmonar renovar continuamente o ar nas reas de trocas gasosas dos pulmes, onde o ar est em proximidade circulao sangunea pulmonar.Volumes Pulmonares1. Volume corrente Respire normalmente;2. Volume de reserva inspiratrio Agora, ao final de uma inspirao normal, inspire o mximo de ar que voc conseguir;3. Volume de reserva expiratrio Agora pare ao final de uma expirao normal e ento expire o mximo de ar que voc puder;4. Volume residual o volume de ar que fica nos pulmes aps a expirao mais forada.

Capacidades Pulmonares1. Capacidade inspiratria= volume corrente + volume de reserva inspiratrio; a quantidade de ar que uma pessoa pode respirar, comeando num nvel expiratrio normal e distendendo os pulmes a uma quantidade mxima.

2. Capacidade residual funcional= volume de reserva expiratrio + volume residual; a quantidade de ar que permanece nos pulmes no final de uma expirao normal.* importante para a funo pulmonar, como este valor muda marcadamente em alguns tipos de doena pulmonar, geralmente desejvel medir esta capacidade.

3. Capacidade vital=vol. de reserva inspiratrio + vol. corrente + vol. de reserva expiratrio; a quantidade mxima de ar que uma pessoa pode expelir dos pulmes aps primeiramente ench-los sua extenso mxima e ento expirar tambm sua extenso mxima.

4. Capacidade pulmonar total= capacidade vital + volume residual. o volume mximo que os pulmes podem ser expandidos com o maior esforo.

Ventilao-minuto= frequncia respiratria x volume corrente a quantidade total de ar novo movido para o interior das vias respiratrias a cada minuto.

Ventilao alveolar: a velocidade com que o ar novo alcana os alvolos, sacos alveolares, ductos alveolares e bronquolos respiratrios.Espao morto Ar intil para as trocas gasosas. Uma parte do ar que uma pessoa respira nunca alcana as reas de trocas gasosas porque simplesmente preenche as vias respiratrias onde estas trocas nunca ocorrem, tais como o nariz, a faringe e a traqueia. Na expirao, o ar do espao morto expirado primeiramente antes de qualquer ar dos alvolos alcanar a atmosfera; logo, o espao morto muito desvantajoso para remover os gases expiratrios dos pulmes.*Ventilao alveolar= Frequncia ventilatria x (volume corrente volume do espao morto)

RESUMO Um nico ciclo respiratrio consiste em uma inspirao e uma expirao; O fluxo de ar no sistema respiratrio diretamente proporcional ao gradiente de presso, e inversamente relacionado resistncia ao fluxo de ar oferecida pelas vias areas; As presses intrapleurais so sempre subatmosfricas porque a cavidade pleural um compartimento fechado; O aumento de dixido de carbono no ar expirado dilata os bronquolos. Os neurnios parassimpticos causam a broncoconstrio em resposta a estmulos irritantes. No h inervao simptica significativa nos bronquolos, mas a adrenalina causa a broncodilatao;

Perfuso: refere-se ao fluxo sanguneo da circulao pulmonar disponvel para a troca gasosa, sendo que as suas presses so relativamente mais baixas quando comparadas com a circulao sistmica.A perfuso pulmonar dependente da postura. Na posio ortosttica podem ser vistas trs zonas:Zona I a ventilao sobrepuja a perfuso;Zona II - a ventilao e a perfuso so equivalentes;Zona III a perfuso sobrepuja a ventilao.Relao entre o tamanho das vias areas e fluxo sanguneo regional na posio ortosttica.A. A perfuso encontra-se reduzida nos pices devido fora gravitacional. Esse fato permite os alvolos serem plenamente expandidos. Essa expanso pode comprimir os vasos sanguneos diminuindo mais a perfuso sangunea;

B. A perfuso aumentada nas bases pulmonares devido gravidade. Os vasos sanguneos com maior dimetro evitam a completa expanso dos alvolos podendo reduzir seus dimetros.

OBJ 2 - A FUNO DOS MSCULOS NA RESPIRAO

Durante a respirao normal e tranquila, todas as contraes dos msculos respiratrios ocorrem durante a inspirao; a expirao quase inteiramente um processo passivo causado pelo recuo elstico dos pulmes e da caixa torcica.Assim, sob a condio de repouso, os msculos respiratrios normalmente realizam o trabalho para originar a inspirao, mas no a expirao.O trabalho da inspirao pode ser dividido em trs fases: Trabalho de complacncia ou trabalho elstico o necessrio para expandir os pulmes contra as foras elsticas do pulmo e do trax; Trabalho de resistncia ou tecidual o necessrio para sobrepujar a viscosidade pulmonar e das estruturas da parede torcica; Trabalho de resistncia das vias areas o necessrio para sobrepujar a resistncia area do movimento de ar para dentro dos pulmes.

Os pulmes podem ser expandidos e contrados de duas maneiras:1- Por movimentao de subida e descida do diafragma para aumentar ou diminuir a cavidade torcica.A respirao tranquila e normal realizada quase inteiramente pelo movimento do diafragma- Inspirao: a contrao diafragmtica puxa as superfcies inferiores dos pulmes para baixo.- Expirao: o diafragma relaxa, e o recuo elstico dos pulmes, parede torcica e estruturas abdominais comprime os pulmes e expele o ar.* Durante a respirao vigorosa, as foras elsticas no so poderosas o suficiente para produzir a rpida expirao necessria, assim uma fora extra obtida principalmente pela contrao da musculatura abdominal, que empurra o contedo abdominal para cima contra a parte inferior do diafragma, comprimindo os pulmes.

2- Pela elevao e depresso das costelas para aumentar ou diminuir o dimetro anteroposterior da cavidade torcica. A elevao da caixa torcica expande os pulmes porque, na posio de repouso natural, as costelas inclinam-se inferiormente, possibilitando que o esterno recue em direo coluna vertebral.Inspirao mxima: a elevao da caixa torcica projeta as costelas quase diretamente para frente, aumentando o dimetro anteroposterior do trax em cerca de 20% em comparao com a expirao.Todos os msculos que elevam a caixa torcica so classificados como msculos da inspirao, e aqueles que deprimem a caixa torcica so classificados como msculos da expirao. Msculos da inspirao: Intercostais externos elevam as costelas, ampliando a largura da cavidade torcica; Auxiliares: 1) Esternocleidomastoideos elevam o esterno; 2) Serrteis anteriores elevam muitas costelas; 3) Escalenos elevam as duas primeiras costelas.Msculos da expirao: Intercostais internos se angulam entre as costelas, diminuindo a largura da cavidade; Reto abdominal exerce o efeito poderoso de puxar para baixo as costelas inferiores ao mesmo tempo que, em conjunto com outros msculos abdominais, tambm comprime o contedo do diafragma.

*Ver mais msculos na imagem abaixo.

OBJ 3 CONTROLE RESPIRATRIO

O sistema nervoso normalmente ajusta a taxa de ventilao alveolar de forma quase precisa s exigncias corpreas, de modo que as presses de oxignio (PO2) e do dixido de carbono (PCO2) no sangue arterial sofram pouca alterao mesmo durante atividade fsica intensa e muitos outros tipos de estresse respiratrio.O centro respiratrio divide-se em trs agrupamentos maiores de neurnios:Grupo respiratrio dorsal (poro dorsal do bulbo) inspirao;Situam-se no interior do ncleo do trato solitrio terminao sensorial dos nervos vago e glossofarngeo, que transmitem sinais sensoriais ao centro respiratrio a partir de: 1. Quimiorreceptores perifricos; 2.Barorreceptores; 3.Vrios tipos de receptores nos pulmes.Grupo respiratrio ventral (poro ventrolateral do bulbo) expirao;Centro pneumotxico (poro dorsal superior da ponte) controle da frequncia e da profundidade respiratrias.A contrao do diafragma e de outros msculos iniciada por uma rede de neurnios do tronco enceflico que disparam espontaneamente.Interaes sinpticas complicadas entre neurnios da rede criam os ciclos rtmicos de inspirao e expirao, influenciados continuamente por sinais sensoriais, especialmente os provenientes de quimiorreceptores sensveis a CO2, O2 e pH. O padro ventilatrio depende em grande parte dos nveis destas trs substncias no sangue arterial e no lquido extracelular.A rede de neurnios do tronco enceflico que controla a respirao se comporta como um gerador central de padro, com atividade rtmica intrnseca que provavelmente originada em neurnios marca-passo que possuem potenciais de membrana instveis. 1. Os neurnios respiratrios do bulbo controlam msculos inspiratrios e expiratrios;2. Os neurnios da ponte integram informaes sensoriais e interagem com neurnios bulbares para influenciar a ventilao;3. O padro rtmico da respirao gerado a partir de uma rede de neurnios que disparam espontaneamente;4. A ventilao est sujeita modulao contnua por vrios reflexos associados a quimiorreceptores e mecanorreceptores e por centros enceflicos superiores.

1. Neurnios do bulbo controlam a respirao

Os neurnios respiratrios esto concentrados bilateralmente em duas reas do bulbo:O ncleo do trato solitrio (NTS) contm o grupo respiratrio dorsal (GRD) de neurnios que controlam principalmente os msculos da inspirao.

Sinais provenientes do GRD vo via nervos frnicos para o diafragma e via nervos intercostais para os msculos intercostais. Alm disso, o NTS recebe informao sensorial de mecano- e quimiorreceptores perifricos via nervos vago e glossofarngeo (nervos cranianos X e IX).

Os neurnios respiratrios da ponte recebem informao sensorial do GRD e, por sua vez, influenciam o incio e o trmino da inspirao. Os grupos respiratrios pontinhos (antes chamados de centro pneumotxico) e outros neurnios pontinhos enviam sinais tnicos para as redes bulbares para ajudar a coordenar um ritmo respiratrio uniforme.O grupo respiratrio ventral (GRV) do bulbo tem mltiplas regies com diferentes funes. Uma rea conhecida como complexo pr-Botzinger contm neurnios que disparam espontaneamente que podem atuar como o marca-passo bsico do ritmo respiratrio.Durante a respirao espontnea em repouso, um marca-passo inicia cada ciclo, e os neurnios inspiratrios aumentam gradualmente a estimulao dos msculos inspiratrios. Este aumento muitas vezes chamado de rampa devido forma do grfico da atividade do neurnio inspiratrio. Alguns neurnios inspiratrios disparam para iniciar a rampa. medida que mais neurnios disparam, mais fibras musculares esquelticas so recrutadas. A caixa torcica expande-se suavemente quando o diafragma contrai.Ao final da inspirao, os neurnios inspiratrios param de disparar abruptamente, e os msculos inspiratrios relaxam. Durante os prximos poucos segundos, ocorre a expirao passiva devido retrao elstica dos msculos inspiratrios e do tecido elstico dos pulmes. Contudo, alguma atividade dos neurnios motores pode ser observada durante a expirao passiva, sugerindo que talvez os msculos das vias areas superiores contraiam para reduzir a velocidade do fluxo de ar no sistema respiratrio.Muitos neurnios expiratrios do grupo respiratrio ventral permanecem inativos durante a respirao em repouso (espontnea). Eles funcionam principalmente durante a respirao forada, quando os movimentos inspiratrios so ampliados, e durante a expirao ativa. Na respirao forada, a atividade aumentada dos neurnios inspiratrios estimula os msculos acessrios, como os esternocleidomastoideos. A contrao desses msculos acessrios aumenta a expanso do trax elevando o esterno e as costelas superiores. Na expirao ativa, os neurnios expiratrios do grupo respiratrio ventral ativam os msculos intercostais internos e os abdominais.

O dixido de carbono, o oxignio e o pH influenciam a ventilaoA entrada sensorial proveniente dos quimiorreceptores centrais e perifricos modifica a ritmicidade da rede de controle para ajudar a manter a homeostase dos gases sanguneos.O dixido de carbono o principal estmulo para as mudanas na ventilao. O oxignio e o pH do plasma desempenham um papel menos importante.Os quimiorreceptores sensveis ao oxignio e ao dixido de carbono esto estrategicamente associados a circulao arterial. Se muito pouco oxignio estiver presente no sangue arterial destinado para o encfalo e para outros tecidos, a frequncia e a amplitude da respirao aumentam. Se a taxa de produo de CO2 pelas clulas excede a taxa de remoo do CO2 pelos pulmes, a Pco2 arterial aumenta, e a ventilao aumentada para equiparar a remoo de CO2 sua produo. Esses reflexos homeostticos operam constantemente, mantendo a Po2 e a Pco2 arteriais dentro de uma faixa estreita.Os quimiorreceptores perifricos localizados nas artrias cartida e aorta detectam as mudanas na Po2, no pH e na Pco2 do plasma.Os quimiorreceptores centrais no encfalo respondem s mudanas na concentrao de CO2 no lquido cerebrospinal. Estes receptores centrais esto localizados na superfcie ventral do bulbo, prximo aos neurnios envolvidos no controle respiratrio.

Reflexos protetores dos pulmesAlm dos reflexos quimiorreceptores que ajudam a regular a ventilao, o corpo possui reflexos protetores que respondem a danos fsicos ou irritao do trato respiratrio e hiperinflao dos pulmes. O principal reflexo protetor a broncoconstrio, mediada por neurnios parassimpticos que inervam o musculo liso bronquiolar. Partculas inaladas ou gases nocivos estimulam receptores de irritao na mucosa das vias areas. Os receptores de irritao enviam sinais por meio de neurnios sensoriais para os centros de integrao no sistema nervoso central que provocam a broncoconstrio. A resposta protetora reflexa tambm inclui tosse e espirro.

Interferncias voluntriasEmbora possamos alterar temporariamente nosso desempenho respiratrio, no podemos suprimir os reflexos quimiorreceptores. Prender a respirao um bom exemplo. Voc pode prender sua respirao voluntariamente apenas at a Pco2 elevada no sangue e no lquido cerebrospinal ativar o reflexo quimiorreceptor, forando voc a inspirar.

OBJ 4 O EFEITO BOHR, A HEMATOSE E O TRANSPORTE DE GASESO Efeito BohrA afinidade da hemoglobina pelo oxignio depende do pH, a acidez estimula a liberao de oxignio, assim diminuindo a afinidade. O aumento da concentrao de dixido de carbono (CO2) tambm abaixa a afinidade por oxignio.A presena de nveis mais altos de CO2 e prtons (H+) nos capilares de tecidos em metabolismo ativo promove a liberao de O2 da hemoglobina, o efeito recproco ocorre nos capilares dos alvolos do pulmo, alta concentrao de O2 libera CO2 e H+ da hemoglobina. Essas relaes so conhecidas como efeito Bohr.O conjunto de fenmenos relacionados com o aumento do carter cido da Hb quando ela se liga ao oxignio, e o aumento do carter bsico causado pela desoxigenao, constitui o que se conhece como efeito Bohr alcalino ou normal: Hb(O2)4 Hb + 4O2Quando esta equao se desloca para a direita, a reao est ocorrendo nos capilares e os ons H+ promovem a liberao do oxignio. J quando a reao deslocada para a esquerda, nos pulmes ou brnquios, a oxigenao leva liberao do H+.A hemoglobina desempenha importante papel na manuteno do pH plasmtico: medida que a pO2 cai e a concentrao de H+ aumenta, a hemoglobina libera O2 e capta H+. Quando a pO2 aumenta e a concentrao de H+ diminui, a hemoglobina se liga ao O2 liberando o H+.O aumento da concentrao cida do plasma provoca uma queda na afinidade da Hb por oxignio. Este efeito normalmente encontrado nos vasos sanguneos dos tecidos, onde h uma maior concentrao de prtons e dixido de carbono, decorrente da atividade celular.O mecanismo de transporte de CO2 no sangue fundamentalmente diferente do utilizado para o O2, pois o primeiro muito mais solvel que o segundo e possui maior coeficiente de difuso. Desta forma, uma quantidade considervel de CO2 est presente no sangue a uma baixa pO2. A maior parte do CO2 no est dissolvida no sangue, mas se apresenta combinada com gua formando bicarbonato: CO2 + H2O H2 CO3 H+ + HCO3-O CO2 restante transportado pela Hb sob a forma de carbonato ligado reversivelmente aos grupos aminas terminais, por tal motivo o CO2 diminui a afinidade da Hb mesmo em pH constante.

OBJ 5 - PRODUO E FUNO DO SURFACTANTE

O surfactante diminui a tenso superficial no lquido que reveste os alvolos. A reduo da tenso superficial impede os alvolos menores de colapsarem e tambm torna mais fcil inflar os pulmes;

Elasticidade total pulmonar: Foras elsticas teciduais 1/3 Foras de tenso superficial lquido-ar nos alvolos 2/3 (atuao do surfactante)

Produo: secretado por clulas epiteliais especiais alveolares do tipo II (pneumcitos do tipo II ou clulas septais), que formam 10% (Guyton)/5% (Gartner) da superfcie alveolar. Essas clulas possuem corpos lamelares que so liberados no lmen do alvolo como surfactante pulmonar.O que : uma mistura complexa de vrios fosfolipdios, protenas e ons. Os componentes mais importantes so o fosfolipdio dipalmitoilfosfatidilcolina, apoprotenas surfactantes e ons clcio. Funo: A dilpamitoifosfatidilcolina, junto com vrios fosfolipdios menos importantes, responsvel pela reduo da tenso superficial, mantendo o alvolo aberto.Os alvolos tm tamanhos diferentes, aquele que tiver o maior raio ter a menor presso (Lei de Laplace). Logo, quando o ar entrar nos pulmes, ele ir deslocar-se para o lado de menor presso (o alvolo maior). Assim, os alvolos pequenos no seriam areolados.O surfactante atua reduzindo a tenso superficial, principalmente no alvolo de menor raio, o que vai permitir que o ar se distribua de modo igual nos dois alvolos.*O Surfactante comea a ser secretado nos alvolos a partir do sexto ou stimo ms de gestao, ou at mesmo mais tardiamente. Portanto, muitos recm-nascidos prematuros tm pouco ou nenhum surfactante nos alvolos quando nascem, e o seus pulmes tm uma tendncia extrema ao colapso, algumas vezes de 6 a 8 vezes maior que aquela de um adulto. Isso causa a sndrome de angstia respiratria do recm-nascido, fatal caso no seja tratada com medidas enrgicas.O Surfactante: Facilita a distensibilidade (aumenta a complacncia) pulmonar; Diminui o trabalho dos msculos respiratrios; Isola a parede alveolar impedindo que, em uma situao anormal, extravase lquido do capilar para o alvolo.

Complacncia pulmonar: a extenso na qual os pulmes se expandiro por cada unidade de aumento da presso transpulmonar (diferena entre a presso alveolar e a presso pleural).A complacncia do sistema combinado pulmo trax quase a metade daquela do pulmo isolado.