Biofísica - Sistema Respiratório PDF

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Summary

Resumo baseado em anotações de aula e no livro acima citado sobre o sistema respiratório na perspectiva da biofísica. ...

Description

Composição da atmosfera: 21% Oxigênio 79% Nitrogênio, Argônio e outros gases. Pressão Atmosférica:

Quanto maior é a altitude menor é a pressão atmosférica, já que a massa de gases é menor e Pressão = (massa x gravidade)/Área. Quanto menor a massa de gases mais rarefeito é o ar. Segundo Dalton enuncia em sua Lei, a pressão total de uma mistura gasosa corresponde a soma das pressões parciais (individuais) de cada gás, ou seja, a pressão atmosférica é um somatório das pressões do nitrogênio, oxigênio, argônio e os demais fases que compõem o ar atmosférico. Um dos componentes do ar é de suma importância para a manutenção da vida animal na terra, trata-se do oxigênio. No corpo humano o sistema respiratório e o cardiovascular trabalham em conjunto para suprir a necessidade de oxigênio do organismo para realizar suas reações metabólicas; como consequência dessas reações com o oxigênio o organismo produz gás carbônico e é de responsabilidade também desses dois sistemas eliminar o gás carbônico do organismo. A falha do transporte desses dois gases pode ocasionar um desequilíbrio do pH do organismo, pois concentrações muito elevadas de oxigênio podem levar a alcalose sanguínea e concentrações muito elevadas de gás carbônico levam a maior acidez do pH, o desequilíbrio do pH pode levar a desnaturação de proteínas e a não ocorrência das reações metabólicas, que são essenciais para manutenção do organismo. Ar ↔ (Respiração externa) Sangue ↔ (Respiração interna) Tecidos Funções do Sistema Respiratório: Equilíbrio Térmico; Manutenção homeostática do pH;

Metabolismo de hormônios; Fonação; Purificar, umidificar e aquecer o ar. Mecânica do Sistema Respiratório: Para compreender o funcionamento mecânico do processo respiratório é necessário saber os componentes participantes e suas atuações. A traqueia serve para passagem de ar, os brônquios e os demais componentes da árvore branquial servem para passagem de ar e retenção de impurezas que não tenham sido eliminadas durante a passagem do ar no trato superior; nos alvéolos estão conectados vasos sanguíneos e é por onde será realizadas as trocas de oxigênio por gás carbônico; a pleura além de proteger os pulmões do atrito, que a sua expansão e contração ocasionaria, tem uma função essencial na manutenção da expansividade do pulmão em repouso, que será tratada mais a frente.

Não há como falar em respiração sem falar das pressões envolvidas durante o processo, já que o mesmo envolve circulação e trocas gasosas.

Analisando o sistema respiratório no instante de repouso, que ocorre entre um ciclo respiratório e outro, temos a seguinte situação:

A pressão alveolar encontra-se equilibrada com a pressão atmosférica, logo, enquanto este estado de equilíbrio permanecer não haverá diferença no volume de entrada ou saída de ar dos pulmões. Mas é possível notar que no espaço pleural existe uma diferença de pressão quando comparada aos demais espaços, a pressão nesse espaço é menor, sendo chamada de pressão negativa, e isso é de grande importância para manutenção do pulmão expandido, já que a diferença de pressão cria uma força que “empurra” as paredes elásticas do pulmão contra a caixa torácica, que limita essa expansão. Quando ocorre a Inspiração o músculo diafragma se contrai fazendo o volume torácico aumentar; a expansão cria uma pressão alveolar negativa e uma pressão pleural ainda mais negativa (pois o espaço pleural é como se fosse uma bolsa fechada e a expansão da caixa torácica leva a expansão dessa bolsa, entretanto, o volume de líquido se mantém o mesmo e a bolsa fica com um espaço excedente vazio, o qual cria um vácuo no sistema), fazendo com a pressão se torne menor), deste modo, fazendo com que o ar entre nos pulmões para que a pressão alveolar se iguale a pressão atmosférica. Este fenômeno de troca gasosa é descrito por duas Leis, a Lei de Boyle-Mariotte que diz que “o volume de gás é inversamente proporcional à pressão de gás”, (P1V1=P2V2), e a Lei de Henry que diz que os gases se movimentam da área de maior pressão para área de menor pressão. Na expiração o diafragma relaxa, fazendo diminuir o volume da caixa torácica e, assim, a pressão pleural se torne menos negativa (pois a bolsa volta ao seu volume normal) e a pressão alveolar se torne positiva, o que faz com que o gás que está preenchendo o pulmão saia para que a pressão alveolar se iguale à pressão atmosférica e seja concluído mais um ciclo respiratório. É importante lembrar que a Inspiração é um processo que gasta energia, já que é necessária a contração muscular, entretanto a Expiração é um processo passivo,sem gasto energético, na maior parte das vezes; a Expiração só será um processo com gasto energético quando for forçada a saída de ar, pois será necessária a contração muscular.

Obs: A troca de oxigênio por gás carbônico ocorre entre o alvéolo pulmonar e os capilares sanguíneos, por difusão simples, no intervalo entre a Inspiração e Expiração.

Quando o ar entra pela traquéia este segue um regime de fluxo laminar, ou seja, um fluxo organizado e que tem passagem livre. A medida que o ar segue pela árvore brônquica vai se chocando com as bifurcações dos vasos de condução do ar e passa a ter um fluxo turbulento que vai perdendo energia e necessitará de um investimento energético extra para escoar até os pulmões. Obs: Além da diferença de pressão existente entre o pulmão e o espaço interpleural, outros fatores contribuem para o não colapsamento dos pulmões e, dentre estes, destaca-se também as forças de adesão. Entre as pleuras (pleura visceral, que é a membrana da bolsa ligada ao pulmão, e pleura parietal, a membrana ligada aos músculos do tórax) existe uma solução salina (água e sais) que possui moléculas que interagem fortemente com as moléculas da superfície da pleura fazendo com que estas não se separem facilmente, esta força é conhecida como força de adesão (ADESÃO, de aderir e não coesão, forças de coesão é aquele existente entre as moléculas do líquido, que são vencidas, neste caso, pela força de adesão). Os pulmões são órgãos elásticos e extensíveis. A extensibilidade é a propriedade que garante que um corpo pode ser deformado; já a elasticidade é a propriedade que um corpo possui de voltar a sua forma inicial quando cessado o esforço deformante. Os pulmões são órgãos complacentes, a complacência é a propriedade que corpos elásticos ocos possuem de aumentar o volume quando submetidos a determinada pressão (A bexiga também é um órgão complacente). A Tensão Superficial:

Na superfície interna do Alvéolo existe uma fina camada de uma solução salina, assim como a que existe no espaço interpleural. Como os vasos da árvore brônquica são preenchidos por ar esta película líquida entra em contato direto com o ar e, assim, produz uma espécie de força denominada tensão superficial, que é uma força de tensão elástica que surge da interação da superfície de um líquido com um gás. Esta força dificulta a passagem de ar pelos alvéolos, que dificulta as trocas gasosas, pois impede a passagem do ar. Para solucionar o problema da tensão superficial existem células denominadas pneumócitos II que secretam uma substância tensorredutora, ou seja, esta substância reduz a tensão superficial para que o ar possa passar com menor resistência. Esta substância tensorredutora é o surfactante, detergente, que irá interagir com as moléculas de água da interface líquido-gás e diminuir as forças de coesão da superfície, já que a interação entre o surfactante e a água é mais fraca do que a interação água-água.Vale ressaltar que o surfactante alveolar além de função tensorredutora também possui função bactericida....