Músculos Respiratórios



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Músculos Respiratórios
Os músculos respiratórios são constituídos por fibras estriadas e apresentam as seguintes características :-

  • apresentam 55% de fibras estriadas do tipo I vermelhas(resistentes a fadiga) e 45% de fibras estriadas tipo II brancas (fatigáveis) .

  • os músculos respiratórios trabalham vencendo cargas elásticas , que são as forças de retração dos pulmões e caixa torácica e cargas resistivas das vias aéreas .

  • os músculos respiratórios contraem-se de maneira rítmica , intermitente e durante toda a vida

1 . Músculos Inspiratórios

  1. Diafragma - principal músculo inspiratório , com forma de cúpula voltada cranialmente , e separa a cavidade abdominal da cavidade torácica .

É constituído de uma camada muscular que se origina nas costelas inferiores e coluna lombar que se inserem no tendão central . É inervado pelo nervo frênico , que sai das raízes de C3 a C5 .

Na inspiração de repouso o diafragma é responsável por 70% do volume inspirado .

Quando o diafragma se contraí o conteúdo abdominal é deslocado para baixo e para frente , aumentando o diâmetro céfalo-caudal do tórax , a parte distal das costelas são levantadas e giram para fora .

Em repouso o deslocamento do diafragma é aproximadamente de 1 cm , e nas inspiração forçada , pode chegar até a 10 cm .

As fibras musculares do diafragma são divididas em porção costal e porção vertebral , as fibras posteriores , vertebrais , originam-se nas 3 primeiras vértebras lombares e nos ligamentos arqueados medial e lateral . As fibras costais originam-se anteriormente no processo xifóide do esterno e nas margens superiores das seis últimas costelas .

Em estudos isolados dessas porções observou-se que as fibras costais ao se contraírem fazem a cúpula diafragmática descer , aumentando a pressão abdominal e a caixa torácica move-se através do movimento de alça de balde . Quando a porção vertebral se contraí , a cúpula diafragmática desce e aumenta a pressão abdominal , porém não age sobre o gradil costal .

As fibras costais do diafragma justapõem-se ao gradil costal , a essa área dá-se o nome de área de aposição .

A configuração geométrica do diafragma é a convexidade voltada para cima , a forma de cúpula do diafragma produz um raio de curvatura na convexidade , que obedece a lei de Laplace (P=Tensão/raio de curvatura ) , quando o diafragma esta alongado , o raio de curvatura esta menor , portanto desenvolve mais tensão do que se estivesse aplainado , e com o raio de curvatura aumentado .

B . Músculos Intercostais - localizam-se entre as costelas , o músculo intercostal interno vai desde o esterno até o ângulo da costela e subdivide-se em porção intercondral(paraesternal) e interóssea . O músculo intercostal externo vai desde a articulação costovertebral até a origem da cartilagem costal . São inervados pelos nervos intercostais que são derivados do 1o ao 12o segmento torácico .

Há muitas controvérsias sobre as ações da musculatura intercostal , na respiração , mas basicamente o músculo intercostal externo e a porção intercondral do intercostal interno são inspiratórios e a porção interóssea do intercostal interno é expiratória .

C . Escalenos - os músculos escalenos se originam das 5 últimas vértebras cervicais e inserem na borda superior da primeira costela , porção medial e anterior . Quando se contraem elevam as costelas e o esterno , no movimento denominado braço de bomba .

Em estudos feitos por De Troyer , observou-se que em pessoas normais , na posição sentada , sempre há contração dos paraesternais e dos escalenos durante a inspiração de repouso , não havendo portanto razão para classificar os escalenos como músculos acessórios , mas sim como músculo principal da inspiração .

Os escalenos atuam para expandir a caixa torácica superior , e os paraesternais agem no esterno e diafragma , atuando no tórax inferior e abdômen .

D . Músculos acessórios da inspiração - peitoral maior , peitoral menor , trapézio , serrátil anterior e o esternocleidomastoídeo .

2) Músculos expiratórios


  1. Músculos abdominais - são compostos pelo reto abdominal , oblíquo interno , oblíquo externo e transverso .

O reto abdominal origina-se na quinta , sexta e sétima cartilagens costais e esterno e se insere no púbis .

O oblíquo externo origina-se nas últimas costelas e insere-se na crista ilíaca , tubérculo púbico e linha alba .

O oblíquo interno origina-se na parte lateral do ligamento inguinal e fáscia tóracolombar e se insere no púbis , linha alba e cartilagem das três últimas costela .

O transverso abdominal origina-se na face interna das seis últimas costelas , onde se interdigitaliza com as fibras costais do diafragma , fáscia lombar , crista ilíaca e ligamento inguinal , inserindo-se na aponeurose ventral .

A função desses 4 músculos são :-


  • quando se contraem , empurram a parede abdominal para dentro , aumentando a pressão abdominal , o diafragma se desloca para cima , aumentando a pressão pleural e a saída de ar , sendo importantes músculos para a tosse e expiração forçada .

  • suas inserções no gradeado costal sugerem que ao contraírem tracionam as costelas para baixo .

A função da musculatura abdominal é expiratória , porém apresentam papel importante na ação do diafragma na inspiração .

Os abdominais , facilitam a ação do diafragma , através da contração abdominal persistente , que faz com que o diafragma se encontre mais alongado no início da inspiração , além de manter fixada as vísceras abdominais para que o diafragma , possa apoiar seu centro tendíneo nas vísceras e atuar na elevação das costelas .

3) Força muscular respiratória

A medição da força muscular respiratória é feita através das medições das pressões máximas inspiratórias e expiratórias , com um manômetro . Aceita-se como pressão inspiratória máxima normal , para um jovem adulto masculino por volta de -125 cmH2O e de pressão expiratória máxima de +230 cmH2O , e em mulheres esse valor diminui em 30% , após os 20 anos de idade há uma queda de 0,5 cmH2O por ano .

As pressões musculares também podem ser obtidas por um sistema de cateteres colocados dentro das cavidades pleural e abdominal , denominada pressão transdiafragmática ,um cateter é colocado na região medial do esôfago e outro no estômago , a pressão do cateter no esôfago reflete a pressão pleural , e a pressão do cateter no estômago reflete a pressão abdominal , portanto a pressão transdiafragmática é a tensão desenvolvida diretamente pelo diafragma , e é calculada pela equação:

Pdi = Pga - Pes , onde Pdi é a pressão transdiafragmática , Pga é a pressão do cateter no estômago , e Pes é a pressão do cateter no esôfago .

4) Endurance muscular

É a capacidade do músculo em oferecer resistência à fadiga , em um determinado tempo de trabalho.

A capacidade de endurance muscular depende do tipo de fibras , do suprimento sanguíneo e da integridade dos elementos contráteis .

Os testes de endurance muscular são :



  • Método de hiperpnéia - manter por um período de tempo , um elevado volume pulmonar em um minuto .

  • Ventilação voluntária máxima (VMM) - é a ventilação máxima que uma pessoa pode fazer em 12 a 15 segundos .

  • Capacidade ventilatória máxima (CVSM) - é a ventilação que o indivíduo pode sustentar por 15 minutos .

  • Índice tensão-tempo - Pdi/Pdimax .

Bibliografia

- Auler , José Costa . Assistência Ventilatória Mecânica . São Paulo , Editora Atheneu , 1995 .


Volumes e capacidades pulmonares

Os volumes pulmonares estão relacionados com a constituição física do indivíduo .

A Capacidade vital (CV) é o volume de ar que se pode expelir dos pulmões , após inspiração profunda máxima , o homem apresenta uma CV de cerca de 4, 5 l e a mulher uma CV por volta de 3,2 l .

O volume inspiratório de reserva (VIR) é o volume inspirado além do normal, e calcula-se estar por volta de 2,6 l.

O volume expiratório de reserve (VER) é o volume expirado além do normal e calcula-se estar por volta de 1,5 l ..

O volume corrente (VC) é o volume de ar que respiramos em repouso e sem esforço e calcula-se estar por volta de 0,4 l .

A capacidade residual funcional(CRF) é a quantidade de ar que fica no pulmão após a expiração suave , e esta por volta de 3 l , é composta pelo volume de reserva expiratório(VRE)(1,5 l) e volume residual (VR) (volume que não pode ser expelido dos pulmões , e que esta por volta de 1,5 l)

O volume expiratório forçado(VEF) é a medição da CV expelida de forma rápida e forçada , tendo valor clínico importante , principalmente se medido no primeiro segundo (VEF1) , que em uma pessoa normal deve ser 70% da CV total , e esta diminuída e indivíduos com obstrução das vias aéreas .

O volume máximo de ventilação (VMM) é a respiração mais rápida e profunda que o indivíduo possa fazer durante 15 segundos , e então calcula-se o volume minuto , devendo ser mais de 100 l em pessoas normais . Também apresenta valor clínico importante .

O espaço morto é o espaço onde não há trocas gasosas , dos 400 ml que circulam nas vias aéreas , apenas 250 ml chegam a zonas de troca gasosa os outros 150 ml ficam nas zonas condutoras , e esse lugar onde fica esse ar é chamado de espaço morto anatômico .Alguns alvéolos podem também não estar sendo perfundidos por sangue , portanto não há troca gasosa , a esse espaço alveolar não funcionante denomina-se espaço alveolar morto , a soma do espaço morto anatômico e o espaço alveolar morto , denomina-se espaço morto fisiológico .

Bibliografia


  • Downie , Patricia A .Fisioterapia nas enfermidades cardíacas , torácicas e vasculares . 3a edição , São Paulo , Editora Panamericana , 1987 .

  • West , John B . Fisiologia Respiratória Moderna . 3a edição , São Paulo , Editora Manole , 1990 .

Transporte de gases

O ar no sistema respiratório é basicamente composto por oxigênio ,dióxido de carbono , nitrogênio e vapor d'água .

As propriedades físicas obedecem as seguintes leis :-


  • Lei das pressões parciais de Dalton - a pressão exercida por uma mistura de gases é igual a soma das pressões que cada um exerceria se ocupasse o espaço sozinho . A pressão exercida pelo vapor saturado depende apenas da temperatura e do líquido considerado .

  • Lei de Boyle - o volume de uma massa fixa de gás é diretamente proporcional à pressão , desde que a temperatura permanece constante

A saturação do ar alveolar com vapor d'água à temperatura corporal de 37o tem uma pressão de 47 mmHg , independente dos gases e invariável com a pressão barométrica .

  • Lei de solução de Henry - a quantidade de gás que entra numa solução simples à temperatura constante é proporcional á pressão e numa mistura de gases , a solubilidade de cada gás varia proporcionalmente com sua pressão parcial .

Os gases são transportados no sangue como resultado da formação de uma solução e de uma combinação química .

  1. Transporte de oxigênio

Pode ser transportado de 2 maneiras :-

  • Dissolvido no plasma - é quantidade mínima , 0,3 vols %.

  • Combinação química com a hemoglobina - depende da pressão de oxigênio e pode ser representada pela curva de dissociação do oxigênio




Quando a PaO2 esta em 100 , a saturação de Hb é de 97,4 , esse ponto é chamado de ponto arterial , quando a PaO2 esta em 40 a saturação de Hb é de 70 , esse ponto se chama ponto venoso .

A quantidade de oxigênio que o sangue é capaz de transportar depende da :-


  • quantidade de hemoglobina nos eritrócitos

  • número de eritrócitos

  • quantidade de dióxido de carbono transportada pelo sangue .

  1. Transporte do dióxido de carbono

Pode ocorrer por :-

  • Dissolução no plasma - reage com a água é forma o ácido carbônico

H2 + CO2 Û H2COH+ + HCO3-

  • Combinação química - o dióxido de carbono combina-se com o grupo amino das proteínas do plasma para ser transportado , também se une a porção amina da molécula de hemoglobina ,enquanto que o oxigênio se liga ao radical ferro da hemoglobina ,outra maneira de ser transportado o dióxido de carbono é através do bicarbonato .




O dióxido de carbono se difunde rapidamente para dentro do eritrócito , onde há presença de anidrase carbônica que acelera a transformação de dióxido de carbono em ácido carbônico . H2O + CO2 Û H2CO3

A hemoglobina reduzida (sem oxigênio) age como uma base e finaliza o H+ liberado do H2CO3 Û H+ + HCO3- , o HCO3 liberado sai do eritrócito e é substituído pelo Cl- do plasma , e isso é denominado transporte iônico de cloreto , dentro do eritrócito o Cl- se combina com o K+ , e forma o cloreto de potássio , e no plasma o HCO3- combina-se com o Na+ é forma o bicarbonato de sódio .

C) Conservação do pH sanguíneo

O pH do sangue esta normalmente entre 7,35 a 7,45 , sendo uma solução levemente alcalina , a acidez ou alcalinidade de uma solução depende da presença de íons de hidrogênio (H+) ou íons hidroxila (OH-).

O pH sangüíneo dependerá da proporção de bicarbonato e ácido carbônico presente no plasma sanguíneo .



  • aumento de PaCO2 tenderá a produção de acidose respiratória .

  • aumento no HCO3 tenderá a produção de acidose metabólica .

  • diminuição do PaCO2 tenderá a alcalose respiratória

  • diminuição do HCO3 tenderá a alcalose metabólica



Bibliografia

  • West , John B . Fisiologia Respiratória Moderna . 3a edição , São Paulo , Editora Manole , 1990 .





Controle da respiração

Há 2 tipos de controle da respiração : o controle nervoso e o controle químico



                  1. 1. Controle nervoso da respiração

A respiração é resultado de uma descarga elétrica rítmica de um grupo de células nervosas na formação reticular do tronco cerebral , no assoalho do quarto ventrículo ,denominada centro respiratório , dessa área saem impulsos para C3 , C4 e C5 , segmentos medulares do nervo frênico que enerva o diafragma e aos segmentos torácicos para os nervos intercostais e abdominais .

Há fibras aferentes do nervo vago nas paredes das vias aéreas menores , que são sensíveis ao estiramento , quando o pulmão esta insuflado os impulsos gerados são inibitórios no centro inspiratório , quanto maior o estiramento maior a inibição , a isso é denominado reflexo de Hering-Breuer .

Os seios carotídeos são afetados pela pressão e são chamados de barorreceptores , quando eles são estimulados por aumento na pressão sanguínea , provocam efeito inibidor no centro respiratório , uma queda na pressão sanguínea tem efeito oposto .

Os corpos carotídeos e os corpos aórticos são sensíveis a falta de oxigênio , seus impulsos aferentes passam pelo nervo glossofaríngeo e vago , e produzem efeito estimulador no centro respiratório , porém tem pouco efeito no controle de oxigênio no sangue , já que a hemoglobina é facilmente saturada com oxigênio a taxa normal de ventilação ou abaixo do normal , esse mecanismo se torna importante para pacientes retentores de CO2 , onde o paciente acomoda-se altos níveis de dióxido de carbono , ficando o controle da respiração a cargo dos quimiorreceptores aórticos e carotídeos .

A mudança da temperatura corporal altera a respiração , o esfriamento rápido causa hiperventilação .

Os proprioceptores musculares influem na respiração .




    1. Controle químico da respiração

Um aumento do dióxido de carbono no sangue , produzirá uma aumento no ácido carbônico no líquido cerebroespinhal , que aumentará a quantidade de íon hidrogênio , produzindo um efeito excitatório no centro respiratório .

O pH sanguíneo é mantido em equilíbrio através do bicarbonato e ácido carbônico ; os rins regulam a concentração de bicarbonato do plasma .

Um aumento de dióxido de carbono , leva ao aumento de ácido carbônico no plasma , que aumentará os íons hidrogênio , que diminuirá o pH , que exercerá um efeito excitatório sobre o centro respiratório .



  • Downie , Patricia A . Fisioterapia nas enfermidades cardíacas , torácicas e vasculares . São Paulo , Editora Panamericana , 1987 .

  • West , John B . Fisiologia Respiratória Moderna . 3a edição , São Paulo , Editora Manole , 1990 .
















Relação Ventilação/Perfusão
A relação ventilação perfusão (V/Q) é a razão existente entre a quantidade de ventilação e a quantidade de sangue que chega a esse pulmão , tendo como valores normais por volta de 0,8 .

Para que ocorra uma troca gasosa ideal é necessário que o volume de ar que entra no alvéolo (V) seja próximo ao volume de sangue (Q) que passa através do pulmão. Essa relação entre o ar alveolar e o débito cardíaco, é chamada relação ventilação/perfusão (índice V/Q).

No pulmão normal esta relação deve estar abaixo de 1(um) já que o pulmão não é todo ventilado a cada inspiração.

As alterações da relação ventilação/perfusão são notadas dependentes da complacência e permeabilidade das vias aéreas. O fluxo sangüíneo não se distribui homogeneamente e depende da pressão hidrostática capilar, diferença de pressão entre o ar alveolar e as arteríolas pulmonares, e outros fatores.

A relação ventilação/perfusão está comprometida em três situações:


    1. Índice V/Q ALTO – neste caso a ventilação é alta e o fluxo sangüíneo é baixo, isso produz aumento de espaço morto , produzindo hipoxemia e hipercapnia .

    2. Índice V/Q BAIXO – neste caso a ventilação é baixa e o fluxo sangüíneo é alto, pode ser chamado de shunt intrapulmonar, pode produzir uma hipoxemia com ou sem hipercapnia .

    3. Índice V/Q nula - não há nem ventilação e nem perfusão sanguínea.

No indivíduo normal, segundo West, existem várias áreas com diferentes índices V/Q, no ápice o V/Q é alto, pois a ventilação é melhor que a perfusão. Na base o índice V/Q é baixo pois aí a perfusão é melhor que a ventilação. No médio a ventilação alveolar é menor que a pressão das arteríolas, mas em compensação a pressão do capilar venoso é menor que a do ar alveolar com isso ocorre equilíbrio na relação.

As áreas dependentes (região que fica para baixo) são melhores ventiladas com volume corrente baixo e melhor perfundidas , há melhora na perfusão porque a área que esta dependente tem um aumento na pressão hidrostática , que aumenta o fluxo sanguíneo , e a ventilação é melhor porque a área dependente é mais complacente que a região não dependente , e a respiração com baixo volume corrente tende a se deslocar para regiões mais complacentes .

Existe um shunt fisiológico que é de 5% , devido aos vasos brônquicos e veias de tebésios .

Bibliografia



  • West , John B . Fisiologia Respiratória Moderna . 3a edição , São Paulo , Editora Manole , 1990 .










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