Universidade Federal do Ceará
Faculdade de Farmácia, Odontologia e Enfermagem
Disciplina: Fisiologia Humana
1. Trocas Gasosas - Ar alveolar
O Ar alveolar = Ar inspirado + vapor d’á
gua + CO2
d’água
tecidual;
Ventilação Pulmonar e
Difusão - Alvéolo
Pulmonar
O O2 não é absorvido em sua totalidade;
As trocas gasosas referemreferem-se a difusão de O2 e
CO2 entre o gá
gás alveolar e o sangue;
Os mecanismos de trocas gasosas baseiambaseiam-se nas
propriedades fundamentais dos gases.
Pací
Pacífica Pinheiro
2.Lei geral dos gases
A pressão dos gases é determinada pelo
impacto constante das molé
moléculas em movimento
contra uma superfí
superfície.
Os gases dissolvidos na água ou nos tecidos do
corpo exercem pressões, visto que apresentam
movimento aleató
aleatório - energia ciné
cinética.
2.Lei dos gases
O produto da pressão pelo volume de um gá
gás é
igual ao nº
nº de moles do gá
gás multiplicado pela
constante dos gases e temperatura em graus
Kelvin.
PV= n.R.T
A pressão parcial dos gases é determinada pela
pressão isolada de cada gá
gás.
3.Lei de BoyleBoyle-Mariote
4.Lei de Dalton das Pressões Parciais
Em uma dada temperatura o produto da pressão
pelo volume de um gá
gás é constante.
A pressão parcial de um gá
gás em uma mistura
gasosa é a que ele exerceria se ocupasse o volume
total da mistura unitariamente.
P1V1 = P2V2
Ex.: Durante a inspiraç
inspiração temos:
do volume pulmonar
da pressão intratorá
intratoráxica
• Pressão do gá
gás no seco = Px = PB x F
• Pressão do gá
gás úmido = Px = (PB – PH2O) x F
Onde.: Px = Pressão parcial do gá
gás
PB = Pressão Baromé
Barométrica
PH2O = Pressão de vapor d’á
gua
d’água
F = Fraç
Fração de concentraç
concentração do gá
gás
Pressão da Mistura = Σ Pressão parcial de todos os
gases
1
5.Lei de Henry – Conc.
Conc. dos gases dissolvidos
Composição
do ar (CNPT)
20,98% - 02 = Pressão parcial = 160 mmHg
0,04 % - C02
= 0,3 mmHg
78,6 % - N2
= 600 mmHg
0,92 % - Outros gases
Pressão ao Ní
Nível do Mar – 760 mmHg
6.Lei de Fick – Difusão dos gases
A taxa de transferência por difusão é diretamente
proporcional à forç
força impulsora (∆
(∆P),
P), a um dado
coeficiente de difusão e à área disponí
disponível para difusão.
VX = D A ∆ P / ∆ X
Onde.:
Vx = Volume do gá
gás transferido
D = Coeficiente de difusão do gá
gás
A = Área de superfí
superfície alveolar
∆P = Diferenç
Diferença de pressão parcial do gá
gás
∆X = Espessura da membrana alveolar
Trata da difusão dos gases em uma soluç
solução (sangue)
C = P x S
Onde.: C = Pressão do gá
gás dissolvido
P = Pressão parcial do gá
gás
S = Solubilidade do gá
gás no sangue
Ex.: Se a PO2 no sangue arterial for 100 mmHg qual
será
será a [O2] dissolvido no sangue, sendo a solubilidade
do O2 = 0,003 mL/100
mL/100 mL de sangue/mm Hg?
Hg?
7.Coeficiente de Difusão de um gá
gás (D)
É dependente o Peso Molecular do gá
gás.
O Coeficiente de Difusão (D) do CO2 é 20 X > O2
Ou seja, o CO2 difundedifunde-se 20 X mais rá
rápido
que o O2
Ex.: PO2 no ar alveolar = 100 mmHg
PO2 no sangue = 40 mmHg
∆P = 60 mmHg (barreira alveolar)
8.Capacidade de difusão pulmonar (Dp
(Dp))
9.Variaç
9.Variações da difusão pulmonar (Dp
(Dp))
Enfizema = Dp devido a destruiç
destruição dos
Dp = D x A / ∆X
Onde.:
Dp = Coeficiente de difusão pulmonar
D = Coeficiente de difusão do gá
gás
A = Área de superfí
superfície alveolar
∆X = Espessura da membrana alveolar
OBS: Leva em consideraç
consideração o tempo necessá
necessário para
que o gás se combine com proteí
proteínas
alvé
alvéolos
Fibrose ou edema = Dp devido ao da
espessura da membrana alveolar
Anemia = Dp pela reduç
redução de Hb nos
eritró
eritrócitos
Exercí
Exercício = Dp devido dos capilares
perfundidos
2
10. Formas de gases em soluç
solução
Tanto em gases como no sangue os gases são
transportados em mais de uma forma
[ ] total de um gá
gás = Gá
Gás dissolvido + gá
gás ligado
+ gá
gás quimicamente modificado
Gás Dissolvido
Gás ligado
Gás quimicamente modificado
10. Formas de gases em soluç
solução
Gás Dissolvido
- Os gases em soluç
solução são transportados em parte na
forma dissolvida
OBS1: Somente molé
moléculas dissolvidas contribuem para
aumento da pressão parcial
OBS2: O N2 é o único gá
gás da atmosfera transportado
apenas na forma dissolvida
11. Transporte de gases nos pulmões
Gás Ligado
- São transportados em combinaç
combinação com um ligante
(proteí
(proteínas)
Ex.: O2 = Oxiemoglobina
CO2 = Carboxiemoglobina
CO = Carboemoglobina
Gás quimicamente modificado
- ModificamModificam-se quimicamente c/ auxí
auxílio de enzimas p/
que sejam transportados
Ex.:
Anidrase Carbônica
CO2 _________________________
HCO3-
Pressões dos gases dissolvidos na
Propriedade dos Gases
água e tecidos
Concentraç
Concentração
Coeficiente de
solubilidade
Lei de Henry
P = [gás dissolvido]
dissolvido] / coeficiente
de solubilidade
Coeficiente de
solubilidade
O2
0,024
CO2
0,57
CO
0,018
N2
0,012
He
0,008
3
Velocidade da difusão em meio aquoso
Solubilidade do gá
gás
Área da seç
seção transversa do lí
líquido
Distância a ser percorrida
Peso molecular
Temperatura
Difusão de Gases Atravé
Através da Membrana
alveolar
Diferenç
Diferença de pressão entre as duas faces da
membrana
Área da membrana respirató
respiratória
Espessura da membrana (+ delgada + rá
rápida a
difusão)
Solubilidade do gá
gás na membrana respirató
respiratória
Difusão Alvé
Alvéolo/
olo/Capilar
∆ Pparcial dos gases (O2 e CO2)
PO2
Alvéolos
PCO2
PCO2
Sangue venoso
PO2
Peso molecular
Pressão Parcial dos Gases
Ar inspirado
Ar alveolar
H20
Não
47 mmHg
CO2
0,3 mmHg
O2
N2
Pressão
Total
(0.04%)
159,1 mmHg (20,93%)
(21%)
600,6 mmHg (78,1%)
(79%)
760 mmHg
40 mmHg
100 mmHg
20,93/100x (760(760-47)
573 mmHg
760 mmHg
4
100
Diferenç
Diferenças entre o ar atmosfé
atmosférico
1. O ar alveolar é apenas substituí
substituído
parcialmente pelo ar atmosfé
atmosférico
2. O O2 está
está constantemente sendo absorvido
3. O CO2 está
está constantemente sendo difundido
80
Pressão do vapor da água
(mmHg)
e o ar alveolar
47 mmHg
60
Maior atividade ciné
cinética gasosa
40
37oC
20
do sangue
4. Umidificaç
Umidificação do ar
0
0
10
20
30
40
50
Temperatura (oC)
Concentração e PO2 alveolar
Concentração e PCO2 alveolar
175
CO
in
/m
2
40
(PCO2 normal)
/m
2
in
0
CO
25
75
mL
1 L O2/ min
150
mL
50
0
250 mL O2/ min
80
(PO2 normal)
104
0
20
PO2 alveolar (mmHg)
150
PCO2 alveolar (mmHg)
Limite superior correspondente a ventilação máxima
0
5
20
40
Ventilação alveolar (L/min)
Proporç
Proporção Ventilaç
Ventilação/Perfusão (V/Q)
5
40
20
Ventilação alveolar (L/min)
Relaç
Relação V/Q
Importância crí
crítica na troca ideal dos gases
É inú
inútil:
-Ventilar os alvé
alvéolos sem perfundiperfundi-los
-Perfundir os alvé
alvéolos sem ventilá
ventilá-los
V/Q normal = 0,8
3,5 x
18,5 x
Distribuiç
Distribuição de V/Q é desigual
Variaç
Variações regionais (Q) >>> Variaç
Variações regionais (V)
5
Proporç
Proporção Ventilaç
Ventilação/Perfusão (V/Q)
Distribuiç
Distribuições da Ventilaç
Ventilação, da perfusão
e da relaç
relação ventilaç
ventilação -perfusão
Diagrama PO2 x PCO2
Ventilaç
Ventilação X Perfusão
Defeitos da V/Q
Espaç
Espaço morto
VA/Q > > normal, Q=zero
Ventila, mas NÃO Perfunde
Ventilação é MORTA
Espaço morto fisiológico:
- passagens respiratórias – nariz, faringe,
traquéia
e brônquios
Embolia pulmonar
6
Espaç
Espaço morto
Desvio (shunt)
V/Q = ZERO, V=zero
Perfunde, mas NÃO Ventila
Doença pulmonar obstrutiva crônica
Ambas anormalidades diminuem com
eficácia as trocas gasosas (1/10 do
normal).
VA/Q > > normal, Q=zero
Shunt fisioló
fisiológico
Shunt = desvio
2% Débito cardíaco
Fluxo de sangue dos brônquios
Fluxo de sangue das coronárias
PaO2 (105 mmHg)< PAO2 (100 mmHg)
Difusão dos Gases
alvé
alvéolos
olos
Difuão
sangue
tecido
“Armação” em resina das
vias aéreas e das artérias
pulmonares
“Armação” em resina das
vias aéreas e das veias
pulmonares
7
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
GUYTON, A. C.; HALL, J.E. Fisiologia Humana e
Mecanismos de Doenças. 6. ed. Rio de Janeiro, 1998.
BERNE, R. M.; LEVI, M. N.; KOEPPEN, B. M.;
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Segal Grimbaum, Leoni Verlaine da Silva Carvalho,
Deniza Omena Futuro et al. Rio de Janeiro: Elsevier,
2004.
CONSTANZO, L. Fisiologia. Tradutores:
Antº José Magalhães da Silva Moreira,
Adilson Dias Salles, João Paulo de
OBRIGADA!
Campos. Rio de Janeiro : Elsevier, 2004.
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