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OBJETIVO 1- Explicar a mecânica respiratória a) Anatomia: pleuras e músculos respiratórios PLEURAS - Cada pulmão é revestido e envolvido por um saco pleural seroso formado por duas membranas contínuas: a pleura visceral, que reveste toda a superfície pulmonar, formando sua face externa brilhante, e a pleura parietal, que reveste as cavidades pulmonares → Cavidade pleural- o espaço entre as camadas de pleura – contém uma camada capilar de líquido pleural seroso, que lubrifica as superfícies pleurais e permite que as camadas de pleura deslizem suavemente uma sobre a outra, durante a respiração. A tensão superficial do líquido pleural também propicia a coesão que mantém a superfície pulmonar em contato com a parede torácica; assim, o pulmão se expande e se enche de ar quando o tórax expande, ainda permitindo o deslizamento, de forma muito semelhante a uma película de água entre duas placas de vidro. → Pleura visceral (pleura pulmonar) - está aposta ao pulmão e aderida a todas as suas superfícies, inclusive as fissuras horizontal e oblíqua. Na dissecção de cadáveres, em geral não é possível dissecar a pleura visceral da superfície do pulmão. Ela torna a superfície do pulmão lisa e escorregadia, permitindo o livre movimento sobre a pleura parietal. A pleura visceral é contínua com a pleura parietal no hilo do pulmão, onde estruturas que formam a raiz do pulmão (ex: o brônquio e os vasos pulmonares) entram e saem. → Pleura parietal- reveste as cavidades pulmonares, aderindo, assim, à parede torácica, ao mediastino e ao diafragma. É mais espessa do que a pleura visceral, e durante cirurgias e dissecções de cadáver, pode ser separada das superfícies que reveste. A pleura parietal tem três partes – costal, mediastinal e diafragmática – e a cúpula da pleura (parte da pleura no pescoço). • Parte costal da pleura parietal (pleura costovertebral ou costal) cobre as faces internas da parede torácica. Está separada da face interna da parede torácica pela fáscia endotorácica. Essa camada extrapleural fina de tecido conjuntivo frouxo forma um plano de clivagem natural para a separação cirúrgica da pleura costal da parede torácica. • Parte mediastinal da pleura parietal (pleura mediastinal) cobre as faces laterais do mediastino, a divisória de tecidos e órgãos que separam as cavidades pulmonares e seus sacos pleurais. Continua superiormente até a raiz do pescoço na forma de cúpula da pleura. É contínua com a pleura costal anterior e posteriormente e com a pleura diafragmática na parte inferior. Superiormente à raiz do pulmão, a parte mediastinal é uma lâmina contínua em sentido anteroposterior entre o esterno e a coluna vertebral. No hilo do pulmão, é a parte mediastinal que se reflete lateralmente sobre a raiz do pulmão e torna-se contínua com a pleura visceral. • Parte diafragmática da pleura parietal (pleura diafragmática) cobre a face superior (torácica) do diafragma de cada lado do mediastino, exceto ao longo de suas inserções (origens) costais e no local onde o diafragma está fundido ao pericárdio, a membrana fibrosserosa que envolve o coração. Uma camada fina, mais elástica de fáscia endotorácica, a fáscia frenicopleural, une a parte diafragmática da pleura às fibras musculares do diafragma. • Cúpula da pleura cobre o ápice do pulmão (a parte do pulmão que se estende superiormente através da abertura superior do tórax até a raiz do pescoço. É uma continuação superior das partes costal e mediastinal da pleura parietal. A cúpula da pleura forma uma abóboda sobre o ápice do pulmão, cuja parte mais alta situa-se 2 a 3 cm superiormente ao terço medial da clavícula, no nível do colo da costela I. A cúpula da pleura é reforçada por uma extensão fibrosa da fáscia endotorácica, a membrana suprapleural (fáscia de Sibson). A membrana fixa-se à margem interna da costela I e ao processo transverso da vértebra C VII. - As linhas relativamente abruptas ao longo das quais a pleura parietal muda de direção quando passa (é refletida) de uma parede da cavidade pleural para a outra são as linhas de reflexão pleurais. Três linhas de reflexão pleurais delimitam a extensão das cavidades pulmonares de cada lado: esternal, costal e diafragmática. Os contornos das cavidades pulmonares direita e esquerda são assimétricos porque o coração está voltado para o lado esquerdo, pressionando mais a cavidade esquerda do que a direita. - Para visualizar a relação entre pleuras e pulmões, empurre seu punho dentro de um balão de ar quase vazio. A parte interna da parede do balão (adjacente ao seu punho, que representa o pulmão) é semelhante à pleura visceral; a parede externa do balão representa a pleura parietal. A cavidade entre as paredes do balão, cheia de ar, é análoga à cavidade pleural, embora a cavidade pleural. No punho (que representa a raiz do pulmão), as paredes interna e externa do balão são contínuas, assim como as pleuras visceral e parietal, que, juntas, formam o saco pleural. Observe que o pulmão está situado fora da cavidade do saco pleural, mas é circundado por ele, assim como o punho é envolvido pelo balão, mas está fora da sua cavidade. MÚSCULOS QUE PRODUZEM A EXPANSÃO E A CONTRAÇÃO PULMONARES - Todos os músculos que elevam a caixa torácica são classificados como músculos da inspiração, e os que deprimem a caixa torácica são classificados como músculos da expiração. - Os mais importantes que elevam a caixa torácica são os intercostais externos, mas outros que auxiliam são: (1) músculos esternocleidomastóideos, que elevam o esterno; (2) serráteis anteriores, que elevam muitas costelas; (3) escalenos, que elevam as duas primeiras costelas. - Os músculos que puxam a caixa torácica para baixo, durante a expiração, são principalmente: (1) reto abdominal, que exerce o efeito poderoso de puxar para baixo as costelas inferiores, ao mesmo tempo em que, em conjunto com outros músculos abdominais, também comprime o conteúdo abdominal para cima contra o diafragma (2) os intercostais internos. - Do lado esquerdo, as costelas durante a expiração estão anguladas para baixo, e os intercostais externos estão alongados anterior e inferiormente. Conforme eles se contraem, puxam as costelas superiores para frente com relação às inferiores, o que causa mecanismo de alavanca nas costelas, para levantá-las, produzindo inspiração. - Os intercostais internos funcionam exatamente de modo oposto, atuando como músculos expiratórios, porque se angulam entre as costelas, na direção contrária, e produzem a alavanca oposta. b) Variações das pressões PRESSÕES QUE CAUSAM O MOVIMENTO DO AR PARADENTRO E PARA FORA DOS PULMÕES - Os pulmões são estruturas elásticas que colapsam, como um balão, e expelem todo o ar pela traqueia, toda vez que não existe força para mantê-lo inflado. - Também não existem conexões entre os pulmões e as paredes da caixa torácica, exceto onde ele está suspenso no hilo a partir do mediastino, região situada no meio da caixa torácica. - Em vez disso, o pulmão “flutua” na cavidade torácica, cercado por fina camada de líquido 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 à parede torácica, como se estivessem colados; no entanto, eles estão bem lubrificados e podem deslizar livremente quando o tórax se expande e contrai. Pressão Pleural e suas Variações durante a Respiração. - Pressão pleural é a pressão do líquido no estreito espaço entre a pleura visceral e a pleura parietal. - Como observado antes, essa pressão é normalmente uma sucção ligeira, o que significa discreta pressão negativa. - A pressão pleural normal no início da inspiração é cerca de −5 centímetros de água, que é a quantidade de sucçãonecessária para manter os pulmões abertos no seu nível de repouso. - Durante a inspiração normal, a expansão da caixa torácica traciona os pulmões para diante com força maior e cria mais pressão negativa, que chega a cerca de −7,5 centímetros de água. - Essas relações entre a pressão pleural e a mudança do volume pulmonar são mostradas figura, que mostra no painel inferior a crescente negatividade da pressão pleural de −5 a −7,5 durante a inspiração e, no painel superior, o aumento do volume pulmonar de 0,5 litro. - Depois, na expiração, os eventos são essencialmente revertidos. Pressão Alveolar: Pressão do Ar no Interior dos Alvéolos Pulmonares. - Quando a glote está aberta e não existe fluxo de ar para dentro ou para fora dos pulmões, as pressões em todas as partes da árvore respiratória, até os alvéolos, são iguais à pressão atmosférica, que é considerada a pressão de referência zero nas vias aéreas — isto é, 0 cm depressão de água. - Para causar o influxo de ar para os alvéolos, durante a inspiração a pressão nos alvéolos deve cair para valor ligeiramente abaixo da pressão atmosférica (abaixo de 0). - A segunda curva (intitulada “pressão alveolar”) da figura demonstra que, durante a inspiração normal, a pressão alveolar diminui para cerca de −1 centímetro de água. - Essa pressão ligeiramente negativa é suficiente para puxar 0,5 litro de ar para o interior dos pulmões, nos 2 segundos necessários para uma inspiração normal e tranquila. - Durante a expiração, a pressão alveolar sobe para cerca de +1 centímetro de água e força o 0,5 litro de ar inspirado para fora dos pulmões, durante os 2 a 3segundos de expiração. Pressão Transpulmonar: Diferença entre as Pressões Alveolar e Pleural. - Na figura observa-se que a pressão transpulmonar é a diferença de pressão entre os alvéolos e as superfícies externas dos pulmões (pressão pleural), sendo medida das forças elásticas nos pulmões que tendem a colapsá-los a cada instante da respiração, a chamada pressão de retração. Complacência Pulmonar - O grau de extensão dos pulmões por cada unidade de aumento da pressão transpulmonar (se tempo suficiente for permitido para atingir o equilíbrio) é chamado complacência pulmonar. - A complacência total de ambos os pulmões no adulto normal é, em média, de 200 mililitros de ar por centímetro de pressão de água transpulmonar. - Isto é, sempre que a pressão transpulmonar aumentar 1 centímetro de água, o volume pulmonar, após 10 a20 segundos, se expandirá 200 mililitros. Diagrama de Complacência dos Pulmões. - A figura mostra o diagrama que relaciona as alterações do volume pulmonar com as mudanças da pressão pleural que, por sua vez, modifica a pressão transpulmonar. - Observe que a relação é diferente para a inspiração e para a expiração. - Cada curva é registrada pelas mudanças da pressão pleural em pequenos passos, permitindo-se que o volume pulmonar atinja nível estável entre passos sucessivos. - As duas curvas são denominadas, respectivamente, curva de complacência inspiratória e curva de complacência expiratória, e todo o diagrama é chamado diagrama da complacência pulmonar. - As características do diagrama de complacência são determinadas pelas forças elásticas dos pulmões, que podem ser divididas em duas partes: (1) força elástica do tecido pulmonar propriamente dito; (2) forças elásticas causadas pela tensão superficial do líquido que reveste as paredes internas dos alvéolos e outros espaços aéreos pulmonares. - As forças elásticas do tecido pulmonar são determinadas, em grande parte, pelas fibras de elastina e de colágeno, entrelaçadas no parênquima pulmonar. - Nos pulmões vazios, essas fibras estão no estado elasticamente contraído e dobrado; então, quando os pulmões se expandem, as fibras são estiradas e desdobradas e, assim, se alongam e exercem até mesmo força elástica maior. - As forças elásticas causadas pela tensão superficial são muito mais complexas. - O significado da tensão superficial é mostrado na figura, que compara o diagrama de complacência dos pulmões quando cheios com solução salina e quando cheios com ar. - Quando os pulmões são cheios com ar, existe uma interface entre o líquido alveolar e o ar no interior do alvéolo. - Nos pulmões cheios por solução salina, não existe interface ar-líquido; portanto, o efeito da tensão superficial não está presente — apenas as forças elásticas dos tecidos estão operando neste caso. - Note que as pressões transpleurais, necessárias para expandir os pulmões cheios de ar, são cerca de três vezes maiores que as necessárias para expandir os pulmões cheios de solução salina. - Assim, pode-se concluir que as forças elásticas teciduais, que tendem a provocar o colapso do pulmão cheio de ar representam, apenas cerca de um terço da elasticidade total pulmonar, enquanto as forças de tensão superficial líquido-ar nos alvéolos representam cerca de dois terços. - As forças elásticas pulmonares de tensão superficial líquido-ar também aumentam, tremendamente, quando a substância chamada surfactante não está no líquido alveolar. c) Mecanismo respiratório (inspiração e expiração tanto em repouso quanto forçado) Os pulmões podem ser expandidos e contraídos por duas maneiras: (1) por movimentos de subida e descida do diafragma para aumentar ou diminuir a cavidade torácica (2) por elevação e depressão das costelas para elevar e reduzir o diâmetro anteroposterior da cavidade torácica. - A respiração tranquila e normal é realizada quase inteiramente pelo primeiro método, isto é, pelos movimentos do diafragma. - Durante a inspiração, a contração diafragmática puxa as superfícies inferiores dos pulmões para baixo. - Depois, na expiração, o diafragma simplesmente 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, no entanto, as forças elásticas não são poderosas o suficiente para produzir a rápida expiração necessária; assim, força extra é obtida, principalmente, 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. Ao ser elevada expandem-se os pulmões porque, na posição de repouso natural, as costelas se inclinam para baixo, possibilitando, dessa forma, que o esterno recue em direção à coluna vertebral. - Quando a caixa torácica é elevada, no entanto, as costelas se projetam quase diretamente para frente, fazendo com que o esterno também se mova anteriormente para longe da coluna, aumentando o diâmetro anteroposterior do tórax por cerca de 20% durante a inspiração máxima, em comparação à expiração. OBJETIVO 2. Descrever os mecanismos de controle central e periférico da ventilação REGULAÇÃO DA VENTILAÇÃO - A respiração é um processo rítmico que normalmente ocorre sem o pensamento consciente ou consciência, nesse aspecto, assemelha-se ao batimento rítmico do coração. - Contudo, os músculos esqueléticos, ao contrário do músculo cardíaco autoexcitável, não são capazes de se contrair espontaneamente. Em vez disso, a contração do músculo esquelético precisa ser iniciada pelos neurônios motores somáticos, os quais, por sua vez, são controlados pelo sistema nervoso central. - No sistema respiratório, a contração do diafragma e de outros músculos é iniciada por uma rede de neurônios no tronco encefálico, que dispara potenciais de ação espontaneamente.- A respiração ocorre automaticamente por toda a vida de uma pessoa, mas também pode ser controlada voluntariamente até certo ponto. - A presença de interações sinápticas complicadas entre neurônios cria os ciclos rítmicos de inspiração e expiração. - Esses neurônios são influenciados continuamente por estímulos sensoriais, principalmente a partir de quimiorreceptores que detectam CO2, O2 e H. - O padrão ventilatório depende, em grande parte, dos níveis dessas três substâncias no sangue arterial e no líquido extracelular. - A rede neural do tronco encefálico que controla a respiração se comporta como um gerador de padrão central, com atividade rítmica intrínseca, que provavelmente é decorrente de neurônios marca-passo com potenciais de membrana instáveis. - As entradas sensoriais derivadas de alterações do CO2 e de outros quimiorreceptores aumenta essa complexidade. - As pesquisas sobre o controle respiratório exercido pelo SNC são difíceis de serem executadas devido à complexidade das redes neurais e às suas localizações anatômicas, nos últimos anos, os cientistas melhoraram as técnicas para o estudo desse sistema. Os detalhes que se seguem representam o modelo contemporâneo do controle da ventilação. Este modelo estabelece que: 1. Os neurônios respiratórios do bulbo controlam músculos inspiratórios e expiratórios. 2. Os neurônios da ponte integram informações sensoriais e interagem com neurônios bulbares para influenciar a ventilação. 3. O padrão rítmico da respiração surge de uma rede do tronco encefálico com neurônios que despolarizam automaticamente. 4. A ventilação está sujeita à modulação contínua por vários reflexos associados a quimiorreceptores, mecanorreceptores e por centros encefálicos superiores. Bulbo - Sabemos que os neurônios respiratórios estão concentrados bilateralmente em duas áreas do bulbo. - Uma área chamada de núcleo do trato solitário (NTS) contém o grupo respiratório dorsal (GRD) de neurônios que controlam principalmente os músculos da inspiração. - Os sinais do GRD vão via nervos frênicos para o diafragma e via nervos intercostais para os músculos intercostais. - Além disso, o NTS recebe informação sensorial dos quimiorreceptores e dos mecanorreceptores periféricos através dos nervos vago e glossofaríngeo (nervos cranianos X e IX). - Os neurônios respiratórios da ponte recebem informação sensorial do GRD e, por sua vez, influenciam o início e o término da inspiração. Ponte - Os grupos respiratórios pontinos (centro pneumotáxico) e outros neurônios pontinos enviam sinais tônicos para as redes bulbares para ajudar a coordenar um ritmo respiratório uniforme. - O grupo respiratório ventral (GRV) do bulbo tem múltiplas regiões com diferentes funções. - Uma área conhecida como complexo pré-Bötzinger contém neurônios que disparam espontaneamente e que podem atuar como o marca-passo básico do ritmo respiratório. - Outras áreas controlam músculos usados na expiração ativa ou na inspiração maior do que o normal, como a que ocorre durante o exercício vigoroso. - Além disso, fibras nervosas originadas no GRV inervam músculos da laringe, da faringe e da língua para manter as vias aéreas superiores abertas durante a respiração. - O relaxamento inapropriado desses músculos durante o sono contribui para a apneia obstrutiva do sono, uma disfunção do sono associada a ronco e à sonolência diurna excessiva. - A ação integrada das redes de controle da respiração pode ser estudada através do monitoramento da atividade elétrica no nervo frênico e de outros nervos motores. - Durante a respiração espontânea em repouso, um marca-passo inicia cada ciclo, e os neurônios inspiratórios aumentam gradualmente a estimulação dos músculos inspiratórios. - Este aumento é, por vezes, chamado de rampa devido ao formato do gráfico de da atividade neuronal inspiratória. Quimiorreceptores periféricos: Os quimiorreceptores periféricos são extensões do sistema nervoso periférico que respondem a alterações nas concentrações de moléculas do sangue (oxigênio ou dióxido de carbono) e ajudam a manter a homeostase cardiorrespiratória. Eles geralmente estão localizados nas carótidas e porções da aorta. Quimiorreceptores centrais: Os quimiorreceptores centrais respondem a alterações na concentração de CO2 no líquido cerebrospinal. Os receptores centrais primários estão na superfície ventral do bulbo, perto dos neurônios envolvidos no controle respiratório. O controlador químico mais importante da ventilação é o dióxido de carbono, percebido tanto pelos quimiorreceptores periféricos quanto pelos quimiorreceptores centrais, localizados no bulbo Esses receptores ajustam o ritmo respiratório, fornecendo um sinal de entrada contínuo para a rede de controle. OBJETIVO 3. Definir asma brônquica em crise e justificar os sinais e sintomas - A asma brônquica, ou simplesmente "asma", é uma doença crônica que provoca inflamação e consequente estreitamento dos brônquios, dificultando a passagem do ar. - Ela pode decorrer de características herdadas, mas isso não significa que o filho de uma pessoa asmática necessariamente terá a doença. - As principais características dessa doença pulmonarsão dificuldade de respirar, chiado e aperto no peito, respiração curta e rápida. - Os sintomas pioram à noite e nas primeiras horas da manhã ou em resposta à prática de exercícios físicos, à exposição a alérgenos, à poluição ambiental e a mudanças climáticas. Taquipneia= termo médico usado para descrever a respiração acelerada, organismo tenta compensar a falta de oxigênio com uma respiração mais rápida. Cianose de lábios= Cianose é uma coloração azulada na pele, nos lábios e no leito ungueal (unhas) causada por uma escassez de oxigênio no sangue. Sibilação= Os sibilos são sons altos, semelhantes a um assobio que ocorrem durante a respiração quando há bloqueio parcial das vias aéreas. Saturação de O2= porcentagem de oxigênio que está sendo transportada na circulação sanguínea, medida da quantidade de hemoglobina que é limitada ao oxigênio molecular aponta em um dado momento. Valor de referência: 95 - 100% Pressão arterial: A pressão arterial é a pressão que o sangue exerce sobre as paredes das artérias. Valor de referência: 120 x 80 mmHg Frequência respiratória: É a mensuração do número de incursões respiratórias em um minuto (irpm). Valor de referência: 12 - 20 irpm Frequência cardíaca: indica a quantidade de vezes que o coração bate por minuto Valor de referência: 50 a 90 bpm O exame clínico revelou alteração importante na mecânica respiratória, com presença de taquipneia, cianose de lábios, sibilação em ambos os pulmões, saturação de O2 88%, PA 140 x 90 mmHg, Tmax 36ºC, FR 38 irpm e FC 108 bpm.