Universidade Federal do Ceará

Faculdade de Medicina

Depto. Fisiologia e Farmacologia

Objetivos cognitivos de aprendizagem

 

Sistema Respiratório

O Sistema Respiratório tem a função de manter um fluxo adequado de gases respiratórios (Hematose) na microcirculação pulmonar e assim contribuir para a manutenção da Homeostase).

Mecânica da respiração pulmonar

Volumes e capacidades pulmonares

Circulação pulmonar

O Ciclo Respiratório e Hematose

Transporte de O2 no sangue

Transporte de CO2 no sangue

Regulação da respiração pulmonar

Equilíbrio Ácido-Básico

Avaliação

 

 

Mecânica da respiração pulmonar

Nível 1 de complexidade

1)      Descrever as principais estruturas respiratórias. No adulto, os pulmões são dois órgãos de forma piramidal, medindo 25 cm de comprimento e de consistência esponjosa, revestidos externamente por uma membrana serosa (a pleura). O pulmão direito possui três lobos e o esquerdo possui dois lobos. (Describe the structural characteristics of the airways, the alveolar-capillary unit, the chest wall and muscles of respiration, and the neural components of the respiratory system).

2)      Descrever a localização dos centros respiratórios e explicar a sua relação como a contração do diafragma. Os centros respiratórios bulbares (além dos apnêusticos e pneumotáxico da ponte) são os controladores primários dos nervos frênicos que se originam no 4º metâmero medular cervical (C4), uma lesão neste ou acima deste metâmero causa paralisia respiratória.

3)      Compreender as propriedades elásticas da parede torácica e do intertício pulmonar e sua importância na expiração normal. A pressão interpleural medida no final da expiração normal (-5 cmH2O) é a pressão de equilíbrio entre as forças que tendem a colabar (fibras elásticas e tensão superficial alveolar) e distender a parede torácica (desenvolvida pela própria parede). (Understand the elastic recoil properties of the chest wall and how the lung and chest wall interact).

4)      Definir ácino pulmonar e explicar como os ácinos se expandem, sua relação com a expansão da cavidade torácica e com a pressão intratorácica. O ácino pulmonar é formado por um bronquíolo respiratório de primeira-ordem e todas as suas vias aéreas distais que trocam gases, o bronquíolo se dividem formando ductos alveolares que, por sua vez se dividem em sacos alveolares e alvéolos.

5)      Descrever o papel das forças de superfície alveolar gerando elasticidade e porque isto tende a causar instabildiade alveolar (colabamento dos pequenos alvéolos e expansão dos grandes). À medida que o alvéolo aumenta, a superfície interna também aumenta, o que diminui a espessura da surfactante que é o principal fator que diminui a tendência de colabamento pulmonar. Por isto o fluxo de ar é máximo na expiração forçada próxima da CPTotal. (Describe the role of alveolar surface forces in generating lung recoil).

6)      Descrever os principais componentes da surfactante pulmonar e explicar a função de cada um deles. O principal componente da surfactante, secretada pelos pneumócitos II, são os fosfolipídeos (dipalmitoil-lecitina) que diminui a tensão superficial líquida que revestem a parede interna, as proteínas (10% da mistura) aceleram a adsorção dos fosfolipídios. (Describe the principal components of pulmonary surfactant and explain the roles of each).

7)     Resumir as mudanças que ocorrem nas pressões intrapleural, alveolar, fluxo de ar e do volume pulmonar durante o curso de uma respiração normal. (Summarize the changes that take place in intrapleural and alveolar pressures, airflow, and lung volume during the course of a normal breath). Durante uma expiração normal a energia elástica acumulada na inspiração tende a retrair os pulmões aumentando (tornando menos negativa) a pressão interpleural, o que causa o aumento da pressão alveolar em 1 mmHg, suficiente para expulsar 500 mL de ar.

Nível 2

8)      Listar as outras funções do sistema respiratório, além da troca gasosa. (List the other functions of the respiratory system besides gas exchange).

9)      Identificar o mecanismo pelo qual partículas e microorganismos são depurados das vias aéreas. (Identify the mechanism by which particles are cleared from the airways).

10)  Descrever a distribuição da resistência das vias aéreas e os fatores que contribuem para isso, incluindo a compressão dinâmica das vias aéreas. (Describe the distribution of airway resistance and the factors that contribute to it, including dynamic compression of the airways). CP = VT/(PALV - PEX), onde CP é complacência pulmonar, PALV é a pressão alveolar e PEX é a pressão alveolar expiratória final.

11)  Descrever os diferentes tipos de fluxo aéreo e os fatores que determinam a resistência das vias aéreas. (Describe the various types of airflow as well as the determinants of airway resistance). Fluxo laminar. Fluxos turbulento. A equação de Poiseuille. R = 8uL/PIxr4 onde R é a resistência, u é a viscosidade, L é o comprimento do tubo, PI é 3,14 e r é o raio interno. Diâmetro das vias aéreas.

12)  Explicar a importância da Lei de Laplace na instabilidade alveolar.

13)  Definir tensão superficial e descrever a forma como se aplica a mecânica pulmonar, incluindo os efeitos do tamanho alveolar e o papel da surfactante. Definir atalectasia e o papel da surfactante na sua prevenção. (Define surface tension and describe how it applies to lung mechanics, including the effects of alveolar size and the role of surfactants. Define atalectasis and the role of surfactants in preventing it).

Nível 3

14)  Compreender a relação pressão-volume e o significado da complacência pulmonar para no indivíduo normal em doenças pulmonares obstrutivas e restritivas. (Understand the basic pressure-volume relationship and the meaning of compliance both for normal as well as diseased (restrictive and obstructive) lung).

15)  Descrever como as mudanças no pulmão e na mecância da parede torácica afetam os volumes pulmonares em pessoas saudáveis e em doentes. (Describe how changes in lung and chest wall mechanics affect lung volumes in healthy and diseased states).

 

 

Volumes e Capacidades pulmonares

Se uma pessoa adulta normal inspirar ao máximo e, em seguida, for atropelada por um rolo compressor, o volume de ar da sua última expiração será de quase 6 litros (nas CNTP). Este volume de ar máximo é chamado Capacidade Pulmonar Total e é a soma de todos os Volumes (Residual + Reserva Expiratório + Corrente + Reserva Inspiratório).

Na inspiração normal, normalmente se adiciona apenas 500 mL (Volume Corrente) de ar aos 2.300 mL (Capacidade Residual Funcional) que já estão no Sistema Respiratório, de modo que, sempre há um “colchão de ar” (uma interface), entre o sangue e a atmosfera.

Se não existisse a Capacidade Residual Funcional, a renovação do ar no Sistema Respiratório seria muito mais eficiente e nós morreríamos rapidamente por alcalose respiratória, pois a baixíssima pressão parcial de CO2 na atual atmosfera terrestre é fatal para a sobrevivência celular.

Nível 1

1)      Explicar o método da expirometria, listar os volumes e capacidades pulmonares e saber quais as medições podem ser feitas por expirometria e quais exigem métodos indiretos.  A Espirometria mede os volumes pulmonares funcionais: 1-Volume Residual, 2-Volume de Reserva Expiratório, 3-Volume Corrente e o 4-Volume de Reserva Inspiratório. O maior volume anatômico (Valv = 2,15 L) se localiza nos alvéolos pulmonares (350 milhões).
 (Define the different subdivisions of lung volume and- Know which measurements can be made with a spirometer and which require indirect methods).

2)      Descrever o conceito de espaço morto fisiológico. O espaço morto fisiológico pulmonar é o volume pulmonar onde não há troca gasosa (Hematose) e isto pode ocorrer por ausência de ventilação, impermeabilidade da parede ou diminuição da perfusão (como na oclusão da artéria pulmonar). (Describe the concept of physiological dead space).

3)      Definir e diferenciar a ventilação minuto pulmonar da ventilação minuto alveolar. Frequência respiratória (FR) = 20/min. Volume Corrente (VC) = 0,7 L. Volume do Espaço Morto (VEM) = 0,2 L. Ventilação pulmonar (VP) = Ventilação alveolar (VA) - Ventilação do espaço morto (VEM). VA = VP - VEM. VA = 20*0,7 - 20*0,2 = 14 - 4 = 10 L/min. (Define and contrast the following terms: anatomic dead space, physiologic dead space, wasted (dead space) ventilation, total minute ventilation and alveolar minute ventilation). O ventilação minuto normal (6 L/minuto) = Volume corrente (500 mL) x Frequência respiratória (12/minuto).

Nível 2

4)      Descrever o conceito de espaço morto fisiológico e como ele pode ser medido. (Describe the concept by which physiological dead space can be measured).

5)      Desenhar uma curva de fluxo-volume com esforço máximo normal, rotular as regiões de esforço-dependente e independente. (Draw a normal maximal effort flow-volume curve, labeling the effort-dependent and -independent regions).

6)      Usar o conceito de compressão dinâmica das vias aéreas para explicar porque cada ponto da curva da região esforço-independente representa um fluxo máximo que dependente exclusivamente do volume pulmonar. (Use the concept of dynamic compression of airways to explain why each point in the effort-independent region of the curve represents a maximal flow rate that is uniquely dependent on lung volume).

Nível 3

7)      Definir os fatores que determinam a capacidade pulmonar total, a capacidade residual funcional e o volume residual. Descrever os mecanismos responsáveis pelas alterações nos volumes que ocorrem em pacientes com enfisema e fibrose pulmonar. (Define the factors that determine total lung capacity, functional residual capacity, and residual volume. Describe the mechanisms responsible for the changes in those volumes that occur in patients with emphysema and pulmonary fibrosis). Volume minuto respiratório = Frequência respiratória x Volume corrente. Volume corrente. Volume inspiratório de reserva. Volume expiratório de reserva. Volume residual. Capacidade pulmonar total. Capacidade vital. Capacidade de reserva inspiratória. Capacidade de reserva expiratória. DPOC. Bronquite crônica. Enfisema obstrutivo.

8)      Descrever como e porque a forma da curva fluxo-volume é deslocada na doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC). (Describe how and why the shape of the flow-volume curve is shifted in chronic obstructive lung disease (COPD)).

9)      Descreva em termos quantitativos o efeito da ventilação sobre a PCO2 de acordo com a equação da ventilação alveolar. (Describe in quantitative terms the effect of ventilation on PCO2 according to the alveolar ventilation equation).

10)  Ser capaz de estimar a pressão parcial alveolar de oxigênio (PaO2), utilizando os a forma simplificada da equação do gás alveolar. Ser capaz de utilizar a equação para calcular a quantidade de  O2 suplementar necessário para ultrapassar uma diminuição na PaO2 causada por hipoventilação ou em alta altitude. (Be able to estimate the alveolar oxygen partial pressure (PAO2) using the simplified form of the alveolar gas equation. Be able to use the equation to calculate the amount of supplemental O2 required to overcome a reduction in PAO2 caused by hypoventilation or high altitude).

11)  Definir os seguintes termos: hipoventilação, hiperventilação, hipercapnia, eupnéa,  hipopnéias e hiperpnea. (Define the following terms: hypoventilation, hyperventilation, hypercapnea, eupnea, hypopnea, and hyperpnea).

12)  Compreender e interpretar as informações obtidas a partir de testes de expiração forçada. (Understand and interpret information obtained from tests of forced expiration).

13)  Desenhar um espirograma resultante de um esforço expiratório máximo. Rotular a capacidade vital forçada (CVF), o fluxo expiratório forçado (FEVs) e o fluxo expiratório máximo entre 25-75% da CVF (FEF25-75%). (Draw a spirogram resulting from a maximal expiratory effort. Label the forced vital capacity (FVC), timed forced expiratory volumes (FEVs), and the maximal expiratory flow rate between 25-75% of FVC (FEF25-75%)).

14)   

Circulação pulmonar

Nível 1

15)  Identificar as diferenças entre a circulação pulmonar e a circulação sistêmica, com especial referência para a circulação venosa brônquica. As veias brônquicas das vias aéreas superiores juntam-se às veias sistêmicas no coração direito, enquanto que as veias brônquicas que drenam as vias aéreas inferiores deságuam no átrio esquerdo (estas são conhecido como colaterais pulmonares). (Appreciate the differences between the pulmonary and systemic circulations, with particular reference to the bronchial circulation).

16)  Descrever as diferenças regionais no fluxo sanguíneo pulmonar na posição vertical. Definir as zonas pulmonares I, II e III, de West em relação à pressão extra-intra vascular pulmonar. Na Zona_I pulmonar de West a pressão alveolar é maior que nos vasos pulmonares (não há fluxo). Na Zona_II a pressão alveolar é maior que pressão venosa pulmonar e menor que a pressão arterial pulmonar e na Zona_III o fluxo sanguíneo é ininterrupto. (Describe the regional differences in pulmonary blood flow in an upright person. Define zones I, II, and III in the lung, with respect to pulmonary vascular pressure and alveolar pressure).

17)    Descrever a microcirculação pulmonar e como é possível medir as pressões na circulação pulmonar. O Sistema Respiratório tem a função de manter a PO2 = 100mmHg e a PCO2 = 40mmHg na microcirculação pulmonar, independente de quanto O2 esteja combinado à Hb. Insuficiência respiratória ocorre quando a PO2 é menor que 60mmHg e a PCO2 é maior que 50mmHg.

Nível 2

18)  Descrever os fatores determinantes que afetam a resistência vascular pulmonar. (Describe the determinants and factors that affect pulmonary vascular resistance).

19)  Descrever a distribuição regional do fluxo sanguíneo no pulmão e explicar como as relações de pressão alveolar, pressão arterial pulmonar e pressão venosa pulmonar afeta esta distribuição. (Describe the regional distribution of blood flow in the lung and explain how the interrelationships of alveolar pressure, pulmonary arterial pressure and pulmonary venous pressure affect this distribution.

20)  Descrever como a resistência vascular pulmonar muda com alterações no débito cardíaco ou na pressão arterial pulmonar. Explicar distensão e de recrutamento dos vasos pulmonares. Identificar as zonas pulmonares em que estes dois mecanismos são aplicáveis. (Describe how pulmonary vascular resistance changes with alterations in cardiac output or pulmonary arterial pressure. Explain in terms of distention and recruitment of pulmonary vessels. Identify the zones in which these two mechanisms apply).

21)  Descrever como a resistência vascular pulmonar muda com as alterações do volume pulmonar. Explicar os termos alterações nos vasos sanguineos alveolares e extra-alveolares. (Describe how pulmonary vascular resistance changes with lung volume. Explain in terms of alterations in alveolar and extra-alveolar blood vessels).

Nível 3

22)  Diferenciar as circulações sistêmica e pulmonar em relação a pressões, resistência ao fluxo sanguíneo e a resposta à hipóxia. (Contrast the systemic and pulmonary circulations with respect to pressures, resistance to blood flow, and response to hypoxia).

23)  Descrever as consequências da vasoconstrição hipóxica pulmonar sobre a distribuição de fluxo sanguíneo pulmonar. (Describe the consequence of hypoxic pulmonary vasoconstriction on the distribution of pulmonary blood flow).

24)  Descrever os efeitos da inspiração de óxido nítrico sobre a resistência vascular pulmonar e vasoconstrição hipóxica. (Describe the effects of inspired nitric oxide on pulmonary vascular resistance and hypoxic vasoconstriction).

25)  Explicar o desenvolvimento de edema pulmonar por a) maior pressão hidrostática, b) aumento da permeabilidade, c) insuficiência de efluxo linfático ou aumento da pressão venosa central, e d) hemodiluição (por exemplo, ressuscitação com infusão de solução salina). (Explain the development of pulmonary edema by a) increased hydrostatic pressure, b) increased permeability, c) impaired lymphatic outflow or increased central venous pressure, and d) hemodilution (e.g., with saline volume resuscitation)).

26)  Descrever as principais funções da circulação brônquica. (Describe the major functions of the bronchial circulation).

27)  Descrever os mecanismos de depuração de substâncias vasoativas do sangue durante a  passagem através do pulmão. Identificar uma substância que é quase completamente eliminada e outra que não é eliminada de forma significativa. (Describe mechanisms for clearance of vasoactive substances from the blood during passage through the lung. Identify a substance that is almost completely cleared and one that is not cleared to any significant extent).

 

O Ciclo Respiratório e a Hematose

A respiração pulmonar (Ciclo Respiratório) é um conjunto de eventos que se repetem no início de cada inspiração. É dividido em dois períodos (Inspiração e Expiração).  A Inspiração se inicia com entrada de ar nas vias aéreas superiores, e é causada pela diferença de pressão entre a atmosfera  e a pressão intraalveolar (é como se os pulmões “cupassem” o ar - fisicamente é a atmosfera que empurra o ar para dentro).  A causa básica desta queda de pressão intraalveolar é a distensão das paredes alveolares causadas pela diminuição da pressão intratorácica, que é consequência do aumento do volume torácico, que, por sua vez, é causado pela contração dos músculos inspiratórios (diagfragma e intercostais externos).  A Expiração é passiva e usa a energia acumulada na inspiração.

 Analizando o gráfico ao lado podemos perceber que, no início da Inspiração, a pressão parcial de O2 continua diminuindo e a de pCO2 continua aumentando, isto ocorre porque o ar que primeiro chega aos alvélos é o ar do espaço morto (os últimos serão os primeiros - Mateus 20.16).

A função do Sistema Respiratório é a Hematose (troca de gases respiratórios através da memebrana alvéolo pulmonar).  Esta deverá ser necessária e suficiente para ...a manutenção da Homeostase.

Nível 1

28)  Fazer um diagrama a pressão pleural, a pressão alveolar, o fluxo de ar e as mudanças do volume pulmonar durante um Ciclo Respiratório normal em repuso. Identificar no diagrama o início da inspiração, o fim da inspiração e o fim da expiração. Descrever como as diferenças de pressão entre a atmosfera e os alvéolos causam o fluxo de ar para dentro e para fora dos pulmões. Em um ciclo respiratório normal, tanto no final da expiração, quanto no final da inspiração, a pressão alveolar é igual à atmosférica (0 cm H2O), e, por isso, não há fluxo de ar nas vias aéreas mesmo que não haja resistência a este fluxo (glote aberta). (Diagram how pleural pressure, alveolar pressure, airflow, and lung volume change during a normal quiet breathing cycle. Identify on the figure the onset of inspiration, cessation of inspiration, and cessation of expiration. Describe how differences in pressure between the atmosphere and alveoli cause air to move in and out of the lungs).

29)    Descrever a relação ventilação-perfusão pulmonar na posição ortostática e explicar porque é importante que esta relação seja próxima de 1. Tanto a ventilação alveolar quanto a perfusão pulmonar é maior na base pulmonar, entretanto, a relação ventilação/perfusão é maior (3x) no ápice, o que aumenta o espaço morto fisiológico, ao contrário, na base temos a chamada derivação fisiológica.

Nível 2

30)  Calcular volume minuto pulmonar e volume minuto alveolar. (Calculate minute and alveolar ventilation).

31)  Entender a distribuição regional da ventilação. (Understand the regional distribution of ventilation).

32)  Descrever as diferenças regionais na ventilação alveolar em pulmões saudáveis e doentes e explicar a base dessas diferenças. (Describe the regional differences in alveolar ventilation in healthy and diseased lungs and explain the basis for these differences).

33)  Descrever as diferenças regionais de ventilação e perfusão e compreender as consequências de alterações na relação ventilação/perfusão. (Describe the regional differences in ventilation and perfusion and- Understand the consequences of ventilation-perfusion mismatch).

34)  Nomear os fatores que afetam o transporte por difusão de um gás entre o alveolo e o sangue capilar pulmonar. (Name the factors that affect diffusive transport of a gas between alveolar gas and pulmonary capillary blood).

35)  Descrever as vias de difusão de O2 e CO2 na membrana alvéolo-capilar e nos capilares sistêmicos. (Describe the diffusion paths of O2 and CO2 at the alveolar-capillary and the capillary-tissue interface).

36)  Definir capacidade de difusão de oxigênio e descrever os fundamentos e a técnica para a utilização de monóxido de carbono para determinar a capacidade difusão. (Define oxygen diffusing capacity, and describe the rationale and technique for the use of carbon monoxide to determine diffusing capacity).

37)  Identificar a relação V/Q média em um pulmão normal. Explicar como a relação V/Q é afetada pela distribuição vertical da ventilação e da perfusão em um pulmão saudável. (Identify the average V/Q ratio in a normal lung. Explain how V/Q is affected by the vertical distribution of ventilation and perfusion in the healthy lung).

38)  Descrever como a relação ventilação/perfusão (V/Q) de uma unidade alvéolo-capilar pulmonar determina a PO2 e PCO2 do sangue saindo da unidade pulmonar. (Describe how the ventilation/perfusion (V/Q) ratio of an alveolar-capillary lung unit determines the PO2 and PCO2 of the blood emerging from that lung unit).

39)  Descrever as diferenças normais relativas do ápice para a base do pulmão no alvéolo e no sangue arterial em relação ao O2, CO2 e pH. (Describe the normal relative differences from the apex to the base of the lung in alveolar and arterial PO2, PCO2, pH, and oxygen and carbon dioxide exchange).

40)  Descrever os mecanismos de controle das vias aéreas e vasculares que ajudam a manter um normal a relação ventilação/perfusão. Nomear dois reflexos compensatória para compensar um desigualdade V/Q. (Describe the airway and vascular control mechanisms that help maintain a normal ventilation/perfusion ratio. Name two compensatory reflexes for V/Q inequality).

Nível 3

41)  Descreva duas causas de distribuição V/Q anormal. (Describe two causes of abnormal V/Q distribution).

42)  Definir desvio direita-esquerda, desvio anatômico e fisiológico e espaço morto fisiológico (ventilação desperdiçada). Descrever as consequências de cada um destes para a troca gasosa pulmonar. (Define right-to-left shunts, anatomic and physiological shunts, and physiologic dead space (wasted ventilation). Describe the consequences of each for pulmonary gas exchange).

43)  Predizer como a relação V/Q anormalmente alta ou baixa irá afetar a PO2 e a PCO2 arterial. (Predict how the presence of abnormally low and high V/Q ratios in a person's lungs will affect arterial PO2 and PCO2).

44)  Desenhar uma curva de pressão X volume pulmonar normal (complacência) a partir de volume residual até a capacidade pulmonar total e voltando ao volume residual), nomear a insuflaçãa e a desinsuflação dos pulmões . Explicar a causa e o significado da histerese na curva. (Draw a normal pulmonary pressure-volume (compliance) curve (starting from residual volume to total lung capacity and back to residual volume), labeling the inflation and deflation limbs. Explain the cause and significance of the hysteresis in the curves).

45)  Descrever as respostas do sistema respiratório ao exercício. (Describe the responses of the respiratory system to exercise).

46)  Definir complacência e identificar dois quadros clínicos comuns nas quais a complacência pulmonar é mais alta ou mais baixa que a normal. (Define compliance and identify two common clinical conditions in which lung compliance is higher or lower than normal).

47)  Desenhar a curva pressão-volume (complacência) pulmonar, da parede torácica e do sistema respiratório com o mesmo conjunto de eixos. Mostrar e explicar o significado das posições de repouso em cada uma dessas três estruturas. (Draw the pressure-volume (compliance) curves for the lungs, chest wall, and respiratory system on the same set of axes. Show and explain the significance of the resting positions for each of these three structures).

48)  Identificar as forças que geram a pressão negativa intrapleural quando o pulmão está com a capacidade residual funcional e prever a direção que o pulmão e a parede torácica, irá se mover com a introdução de ar na cavidade pleural (pneumotórax). (Identify the forces that generate the negative intrapleural pressure when the lung is at functional residual capacity, and predict the direction that the lung and chest wall will move if air is introduced into the pleural cavity (pneumothorax)).

49)  Desenhar um espirograma normal e rotular os quatro volumes e as quatro capacidades pulmonares. Listar os volumes que compõem cada uma das quatro capacidades pulmonares. Identificar qual volume e qual capacidade não pode ser medidos por espirometria. (Draw a normal spirogram, labeling the four lung volumes and four capacities. List the volumes that comprise each of the four capacities. Identify which volume and capacities cannot be measured by spirometry).

50)  Definir ventilação alveolar e descrever a relação entre o volume corrente, morto anatômica espaço e ventilação alveolar. (Define alveolar ventilation and describe the relationship between tidal volume, anatomic dead space, and alveolar ventilation).

51)  Descrever os roncos na ausculta pulmonar e citar algumas patologias nas quais eles estão presentes.

52)  Descrever os sons da asma durante a inspiração e a expiração.

 

O transporte de O2 no sangue

Na atual atmosfera (Patm de 760 mmAQHg) , em cada 100 moléculas de gás seco, 21 é de O2 (PaO2 de 159 mmHg).  Na Inspiração, o ar é saturado de O2, ou seje, ele é diluído como o ar evaporado pelas vias aéreas e a pressão parcial de O2 baixa para 149 mmHg.  Isto significa que o volume de ar que chega aos alvéolos é maior do que o que entra pelo nariz.  Nos alvéolos o O2 se dilui com a CRF e a pO2 baixa para 104 mmHg, entretanto, a medida da PO2 no ar expirado é de 122 mmHg, isto porque o volume do espaço morto (150 mL, 149 mmHg) é misturado como o  ar alveolar (350 mL, 104 mmHg).

Na extremidade venosa do sangue que chega ao capilar pulmonar a PO2 é baixa (40 mmHg), mas a quantidade de O2 total (O2 fisicamente dissolvido + quimicamente combinado com Hemoglobina) é alta, ou seja, há uma grande reserva de O2 no sangue venoso. Antes do final do capilar o O2 já está equilibrado com a PO2 alveolar (104 mmHg) e este segue para o coração.

      A Hb é uma molécula muito inteligente. Quando a PO2 é alta (para ela, acima de 40 mmHg, ela só libera 1 dos 4 O2 que ela tranporta, mas, se a PCO2, a temperatura, a concentração de H+ ou a 2-DPG aumentar, aí ela fica mais generosa e cede mais gentilmente O2.

      Na artérias o que deveria também ser de 104 mmHg (são vasos que apenas conduzem), mas a PO2 cai para 95 mmHg e isto porque uma pequena quantidade de sangue venoso da circulação brônquica se mistura ao sangue arterial das veias pulmonares. Nos capilares o O2 se difunde para o intertício e deste para as células que consomem 250 mL/min (e a PO2 cai para 40 mmHg).

Nível 1

53)  Listar os valores normais da pressão parcial de O2 (mmHg) na atmosfera, nas vias aéreas (inspiração e expiração), nos alvéolos e no sangue. Listar as porcentagem de saturação da hemoglobina no sangue arterial e venoso (%). (List the normal airway, alveolar, arterial, and mixed venous PO2 values).

54)  Explicar o conceito de tempo de reserva capilar (tempo de trânsito do eritrócito em que não há difusão de O2) e qual a sua importância. (Describe the concept of capillary reserve time (i.e., the portion of the erythrocyte transit time in which no further diffusion of oxygen occurs)).

55)  Descrever a combinação química da O2 com hemoglobina e a curva de dissociação de O2. (Describe the chemical combination of O2 with hemoglobin and the O2- Dissociation curve).

56)  Descrever o destino final do O2 no interior da célula.

57)  Mostrar como a curva de dissociação de oxihemoglobina é afetada por mudanças na temperatura do sangue, pH, PCO2 e 2,3-DPG, e descrever uma situação em que essas mudanças têm consequências fisiológicas importantes. (Show how the oxyhemoglobin dissociation curve is affected by changes in blood temperature, pH, PCO2, and 2,3-DPG, and describe a situation where such changes have important physiological consequences).

Nível 2

58)  Descrever a cinética de transferência de oxigênio dos alvéolos para os capilares e o conceito de tempo de reserva capilar (ou seja, a parte tempo de trânsito do eritrócito em que não há difusão de oxigênio). (Describe the kinetics of oxygen transfer from alveolus to capillary and the concept of capillary reserve time (i.e., the portion of the erythrocyte transit time in which no further diffusion of oxygen occurs)).

59)  Desenhar a curva de dissociação da oxihemoglobina (curva de equilíbrio hemoglobina-oxigênio)  mostrando as relações entre a pressão parcial de oxigênio, a saturação da hemoglobina, e o teor de oxigênio no sangue. No mesmo eixo, desenhar a relação entre PO2 e o conteúdo O2 dissolvido no plasma (lei de Henry). Comparar as quantidades relativas de O2 transportado ligado à hemoglobina com que é transportado na forma dissolvida. (Draw an oxyhemoglobin dissociation curve (hemoglobin oxygen equilibrium curve) showing the relationships between oxygen partial pressure, hemoglobin saturation, and blood oxygen content. On the same axes, draw the relationship between PO2 and dissolved plasma O2 content (Henry’s Law). Compare the relative amounts of O2 carried bound to hemoglobin with that carried in the dissolved form).

60)  Definir P50 e teor de O2 no sangue. (Define P50).

61)  Conhecer os valores normais de O2 e CO2 nos pulmões e no sangue e como as mudanças na ventilação afetam esses valores. (Know the normal values of O2 and CO2 in the lungs and blood and how changes in ventilation affect these values).

62)   

63)  Descrever as consequências fisiológicas da forma da curva de dissociação do O2 e listar os fatores que podem afetar esta curva. (Describe the physiological consequences of the shape of the O2- Dissociation curve and- List factors that can affect this curve).

64)  Descrever de que modo a curva de dissociação da oxihemoglobina interfere a absorção e a liberação de oxigênio. (Describe how the shape of the oxyhemoglobin dissociation curve influences the uptake and delivery of oxygen). Pressões parciais normais de O2 fisicamente dissolvido no sistema circulatório. Gráfico da % de dissociação da hemoglobina em função da pressão parcial de O2 físicamente dissolvido. Efeito Bohr. Efeito Haldane.

Nível 3

65)  Descrever como a anemia e envenenamento por monóxido de carbono afetam a forma da curva de dissociação da oxihemoglobina, PaO2 e SaO2. (Describe how anemia and carbon monoxide poisoning affect the shape of the oxyhemoglobin dissociation curve, PaO2, and SaO2).

66)  Ser capaz de calcular a diferença alvéolo-capilar para PO2 arterial, (A-a)DO2. Descrever o valor normal para (Aa) DO2 e o significado de uma elevação (Aa) DO2. (Be able to calculate the alveolar to arterial PO2 difference, (A-a) DO2. Describe the normal value for (A-a) DO2 and the significance of an elevated (A-a) DO2).

 

O transporte de CO2 no sangue

A fotossíntese reduziu drásticamente a PCO2 (0,3 mmHg) na atmosfera (apenas 3 em cada 100 moléculas no gás seco), e o vapor d’água evaporado pouco interfere (0,3 mmHg), entretanto, o ar da CRF tem muito, mas muito CO2 (40 mmHg), e é nesta alta pressão parcial que o sangue do capilar pulmonar rapidamente se equilibra.  Isto significa que, uma cultura de células humanas e a origem da vida são proibitivas na atual atmosfera.

A fotossíntese reduziu drásticamente a PCO2 (0,3 mmHg) na atmosfera (apenas 3 em cada 100 moléculas no gás seco), e o vapor d’água evaporado pouco interfere (0,3 mmHg), entretanto, o ar da CRF tem muito, mas muito CO2 (40 mmHg), e é nesta alta pressão parcial que o sangue do capilar pulmonar rapidamente se equilibra.  Isto significa que, uma cultura de células humanas e a origem da vida são proibitivas na atual atmosfera.

Na extremidade venosa do sangue que chega no capilar pulmonar a PCO2 é apenas 5 mmHg mais alta (45 mmHg), mas a quantidade de CO2 total é muito alta, isto porque o CO2, ao contrário do O2, é muito solúvel em água (20x mais), de modo que, a cada minuto 200 mL de CO2 são difundidos para o ar alveolar (menos que os 250 mL de O2 absorvidos, ou seja, consumimos mais gás do que produzimos e, por isso, quando respiramos num saco fechado o ar no saco vai diminuindo 50 mL/min, caso não ficarmos nervosos...).

Ao se dinfundir das células para o intertício e deste para o sangue, 70% do CO2 é transportado quimicamente combinado com a água (isto não aumenta a PCO2) por causa da famosa reação de hidratação do CO2 mediada pela enzima Anidrase Carbônica de dentro das hemácias (há AC também no estômago e nos rins). 23% se ligam às proteínas plasmáticas e 7% se ligam a Hb deslocando o O2 (Efeito Bohr) que por sua vez sai da hemácia e vai para as células, ou seja, a Hb “pensa” que se estão produzindo muito CO2 é porque estão precisando de O2.... né?

Nível 1

67)  Listar os valores normais da pressão parcial de CO2 (mmHg) na atmosfera, nas vias aéreas (inspiração e expiração), nos alvéolos, no sangue e na célula. (List the normal airway, alveolar, arterial, and mixed venous PCO2 values).

68)  Explicar o conceito de tempo de reserva capilar (a parte tempo de trânsito do eritrócito em que não há difusão de CO2) e a sua importância. (Describe the concept of capillary reserve time (i.e., the portion of the erythrocyte transit time in which no further diffusion of CO2 occurs).

69)  Listar as formas em que o dióxido de carbono é transportado no sangue e o respectivo porcentual. Identificar cada uma das 3 formas de transporte de CO2 quimicamente combinado. (List the forms in which carbon dioxide is carried in the blood. Identify the percentage of total CO2 transported as each form).

70)  Descrever a produção intracelular de CO2.

71)  Identificar a enzima essencial no transporte normal dióxido de carbono pelo sangue e sua localização. (Identify the enzyme that is essential to normal carbon dioxide transport by the blood and its location).

72)  Descrever a interação entre o CO2 e O2 na hemoglobina e explicar como esta interação causa o efeito Haldane o efeito Bohr. (Draw the carbon dioxide dissociation curves for oxy- and deoxyhemoglobin. Describe the interplay between CO2 and O2 binding on hemoglobin that causes the Haldane effect).

Nível 2

73)  Compreender como gasometrias e pH são medidos e quais são os valores normais de PO2, PCO2 e pH. (Understand how arterial blood gases and pH are measured and what normal values are for PO2, PCO2, and pH).

74)  Descrever a importância da ponte de cloreto no transporte de CO2 pelo sangue. (Describe the importance of the chloride shift in the transport of CO2 by the blood).

75)  Descrever como as mudanças na PO2 e PCO2 arterial alteram a ventilação alveolar, incluindo o sinérgismo quando PO2 e PCO2 mudam simultâneamente. (Describe how changes in arterial PO2 and PCO2 alter alveolar ventilation, including the synergistic effects when PO2 and PCO2 both change).

76)  Distinguir entre respiração celular (interna) e pulmonar (externa). Definir o quociente respiratório. (Distinguish between cellular (internal) and external respiration, and- Be able to define the respiratory quotient).

77)  Apreciar as diferenças entre a difusão e fluxo em massa de gás para dentro e para fora dos pulmões. (Appreciate the differences between the diffusion and bulk flow of a gas into and out of the lungs).

78)  Compreender a lei fundamental de difusão e os fatores que influenciam na difusão pulmonar. (Understand the fundamental law of diffusion and the factors in the lungs that influence diffusion).

79)  Apreciar a dinâmica do movimento do O2 e CO2 em toda a interface alvéolo-capilar. (Appreciate the dynamics of O2 and CO2 movement across the alveolar-capillary interface).

80)  Apreciar a importância relativa das várias formas em que o CO2 é transportado no sangue. Ser capaz de descrever a curva de dissociação do CO2. (Appreciate the relative importance of the various forms in which CO2 is transported in the blood and- Be able to describe the CO2- Dissociation curve).

 

 

O Sistema reflexo de regulação humoral da respiração

Nível 1

81)  Descrever a organização geral do sistema de regulação respiratório. (Describe the general organization of the respiratory control system).

82)  Descrever as estruturas que constituem o centro de regulação repiratório. Ser capaz de especificar quais componentes são responsáveis pela geração espontânea da ritmicidade da respiração. (Describe the structures that constitute the central controller, being able to specify which components are responsible for the generation of spontaneous rhythmicity).

83)  Listar as localizações anatômicas dos quimiorreceptores sensíveis a alterações na PO2 arterial, PCO2, pH que participam no controle da ventilação. Identificar a importância relativa de cada um deles na monitorização das alterações nos gases sanguíneos. (List the anatomical locations of chemoreceptors sensitive to changes in arterial PO2, PCO2, and pH that participate in the control of ventilation. Identify the relative importance of each in sensing alterations in blood gases). 0- Estímulo. 1- Órgão e receptor. 2- Via aferente periférica e central. 3- Área de projeção aferente, centro de integração e área de projeção eferente. 4- Via eferente central e periférica. 5- Efetor. 6- Resposta reversa.

84)  Compreender os mecanismos pelos quais o Sistema Respiratório regula a pressão de CO2, O2 e pH arterial. (Understand the mechanisms by which the respiratory control system maintains the arterial CO2, O2 and pH).

Nível 2

85)  Listar vários cardiopulmonar e outros reflexos que influenciam o padrão respiratório. (List several cardiopulmonary and other reflexes that influence the breathing pattern).

86)  Dar 3 exemplos de reflexos envolvendo os receptores pulmonares que influenciam a frequência respiratória e o volume corrente. Descrever os receptores e as vias neurais envolvidas. (Give three examples of reflexes involving pulmonary receptors that influence breathing frequency and tidal volume. Describe the receptors and neural pathways involved). 1- Receptores de distensão brônquicos (reflexo de Hering-Breuer de estiramento). 2- Receptores de colabamento brônquicos (reflexo de Hering-Breuer de colabamento). 3- Receptores de irritação brônquicos (tosse, broncoconstrição, secreção aumentada, edema de mucosa, apnéia, fechamento da glote, taquipnéia).

 

 

O Equilíbrio Ácido-Básico

Nível 2

87)  Descrever o mecanismo e função respiratória nas compensações dos desequilíbrio ácido-base. (Describe the mechanism and function of respiratory acid base compensations).

88)  Definir acidose e alcalose respiratória e dar exemplos clínicos de cada um. (Define respiratory acidosis and alkalosis and give clinical examples of each).

89)  Compreender as causas de acidose e alcalose respiratória. (Understand the causes of respiratory acidosis and alkalosis).

90)  Descrever os mecanismos pelos quais a hipoventilação, bloqueio na difusão e desvios artério-venosos causam hipóxia arterial. (Describe the mechanisms by which hypoventilation, diffusion impairment, and shunting produce arterial hypoxia).

91)  Descrever como funciona o sistema bicarbonato-ácido carbônico no equilíbrio ácido-base. Ser capaz de utilizar a equação Henderson-Hasselbalch para relacionar a concentração plasmática de pH, PCO2 e HCO3. (Appreciate how the bicarbonate-CO2 system functions in acid-base balance, and- Be able to use the Henderson-Hasselbalch equation to relate plasma pH, PCO2 and HCO3- concentrations).

 

 

... definição de vida humana ...

A eutanásia da italiana Eluana Englaro (1970–2009) presupõe que a vida humana é, fundamentalmente, a existência de consciência e, portanto, qualquer lesão irreversível Sistema Reticulado Ativador Ascendente do Tronco Encefálico, na Córtex Cerebral ou na retroalimentação entre estes dois, é igual à morte humana, não, necessáriamente, igual à morte encefálica (lesão irreversível do Tronco Encefálico, e, portanto, a supressão total de TODAS as suas funções).

É uma questão de tempo para que o caso da italiana seja também julgado em casos como na Doença de Alzheimer ou na Demência senil primária.

Nível 3

92)       Nomear cinco causas de hipoxemia. (Name five causes of hypoxemia).

93)       Diferenciar as duas grandes categorias de doenças pulmonares (restritivas e obsrutivas), incluindo as anormalidades espirométricas associados a cada categoria. (Differentiate between the two broad categories of restrictive and obstructive lung disease, including the spirometric abnormalities associated with each category).

94)       Explique a razão pela qual a pressão gasosa total do sangue venoso é subatmosférica e por que este situação é acentuada quando se respirar 100% O2. Explique como respirando 100% O2 pode causar uma maior desatruação de O2 arterial dessaturação em pacientes hipoxêmicos que desenvolvem tampões nas mucosas nas vias respiratórias (atelectasia de absorção). (Explain why the total gas pressure of the venous blood is subatmospheric and why this situation is accentuated when breathing 100% O2. Explain how breathing 100% O2 can result in further arterial O2 desaturation in hypoxemic patients who develop mucous plugging of their airways (absorption atelectasis)).

95)       Descreva a unidade respiratória em um paciente com DPOC. Prever a alteração respiratória na unidade quando oxigênio é administrado a um paciente DPOC. (Describe the respiratory drive in a COPD patient, and predict the change in respiratory drive when oxygen is given to a COPD patient).

96)       Descrever os mecanismos de mudança na ventilação alveolar que ocorrem imediatamente após a ascensão à alta altitude, após a permanência  altitude por duas semanas e imediatamente após retornar ao nível do mar. (Describe the mechanisms for the shift in alveolar ventilation that occur immediately upon ascent to high altitude, after remaining at altitude for two weeks, and immediately upon return to sea level).

97)       Descrever as bases fisiológicas do desmaio durante o mergulho com suspensão da respiração. (Describe the physiological basis of shallow water blackout during a breath-hold dive).

98)       Descrever a importância do controle da ventilação feedforward (comando central) durante o exercício, e os efeitos do exercício sobre a PCO2, PO2, e pH arterial e venosa. (Describe the significance of the feedforward control of ventilation (central command) during exercise, and the effects of exercise on arterial and mixed venous PCO2, PO2, and pH).

99)       Descrever o efeito de envelhecimento nos volumes pulmonares, no pulmão e na capacitância da parede torácica, nos gases sanguíneos na regulação da respiração. (Describe the effect of aging on lung volumes, lung and chest wall compliance, blood gases, and respiratory control).