Fisiologia Respiratória

Como a Arquitetura do Pulmão Serve à Função Pulmonar

A função respiratória depende do funcionamento de várias estruturas, tais como o controle da respiração, a "bomba" ventilatória, a distribuição gasosa e sanguínea intrapulmonar e a troca gasosa. Os pulmões produzem e metabolizam algumas substâncias vasoativas, filtram materiais indesejáveis da circulação (filtragem do sangue venoso antes de entrar nas cavidades cardíacas esquerdas) e atuam como reservatório de sangue, mas a sua principal função é a troca do gás carbônico pelo oxigênio.

Interface Sangue-Gás

O CO2 e o O2 movimentam-se entre o ar e o sangue por Difusão Simples, ou seja, de uma zona de pressão parcial alta para uma de pressão parcial baixa. (*assim como a água corre morro abaixo)

A lei de difusão de Fick afirma que a quantidade de gás que atravessa uma membrana de tecido é proporcional à área da membrana, mas inversamente proporcional à sua espessura. A barreira sangue-gás, chamada membrana alvéolo-capilar, é extremamente fina e tem uma área entre 50 e 100 metros quadrados.

Opa!

Como é possível tamanha superfície de difusão dentro de uma limitada cavidade torácica?

Isso se faz através do envolvimento dos pequenos vasos sanguíneos (capilares) ao redor de uma enorme quantidade de pequenos sacos aéreos, os alvéolos. Eles existem aos milhões, são aproximadamente 300 milhões com diâmentros de 0,3 mm.

Se fossem esferas, possuiriam área total com 85 metros quadrados, mas de volume de apenas 1 litro. Por comparação, uma única esfera deste volume teria uma área de superfície interna de apenas 1:100 de metro quadrado. Assim o pulmão cria essa grande área de difusão, por ser dividido em miríades de unidades.
* Os alvéolos não são esféricos, mas poliédricos. Nem toda sua superfície está disponível para difusão. Esses números são, portanto, apenas aproximados.

Vias Aéreas

As vias aéreas consistem de tubos ramificados que se tornam mais estreitos, mais curtos e mais numerosos, a medida que penetram mais profundamente no pulmão.

Divisões:

Traquéia - Brônquios Principais D e E - Brônquios Lobares - Brônquios Segmentares - Bronquíolos (aproximadamente 19 divisões) - Bronquíolos Terminais - Bronquíolos Respiratórios.

• Ácino: porção do pulmão distal aos bronquíolos terminais


• Zona Respiratória: Bronquíolos Terminais - Bronquíolos Respiratórios - Ductos Alveolares (inteiramente revestidos de alvéolos)
  A zona respiratória possui um volume a cerca de 2,5 a 3 litros de ar.

Vasos Sanguíneos e Fluxo

Os vasos sanguíneos pulmonares também formam uma série de tubos ramificados, da artéria pulmonar aos capilares e de volta às veias pulmonares.

A artéria pulmonar recebe todo o débito cardíaco direito, mas a resistência do circuito pulmonar é espantosamente pequena.

A pressão média da a. pulmonar é de 20 cmH2O (15 mmHg), sendo necessária para 6 litros de sangue por minuto. (* o mesmo fluxo em um canudinho de refrigerante necessita de 120 cmH2O)

Sistema Sanguíneo adicional do pulmão = Circulação Bronquial

Supre as vias aéreas inferiores, próximo dos bronquíolos terminais. O fluxo é uma mera fração daquele da circulação pulmonar, e o pulmão pode funcionar razoavelmente bem sem ele - por exemplo - após um transplante pulmonar.

O Movimento Inspiratório

Durante a inspiração, o volume da cavidade torácica aumenta e o ar é puxado para dentro.

O diafragma, ao se contrair, causa a sua descida, ao tempo que os intercostais externos elevam as costelas, aumentando a área transversal do tórax.

O pulmão é elástico e retorna, passivamente, ao seu volume pré-inspiratório durante o repouso da respiração. É notavelmente fácil expandir-se. Uma respiração normal de cerca de 500 ml, por exemplo, requer uma pressão de menos de 3 cmH2O. (* um balão pode necessitar uma pressão de 30 cmH2O para a mesma alteração de volume)

A pressão necessária para movimentar o gás através das vias respiratórias também é muito pequena. Durante uma respiração normal, uma taxa de fluxo aéreo de 1 litro por segundo requer uma queda de pressão ao longo das vias aéreas de menos de 2 cmH2O. (* um cachimbo requer uma pressão de cerca de 500 cmH2O para a mesma taxa de fluxo)