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Praticar para aprender

Daremos continuidade ao estudo do sistema respiratório nesta Seção, na qual estudaremos, de forma mais aprofundada, algumas funções vitais e as principais doenças relacionadas ao sistema.
Você já ouviu falar em hipóxia? A hipoxemia ocorre quando as taxas de oxigênio no sangue apresentam-se baixas, o que pode desencadear diversas lesões em vários tecidos do nosso corpo e afetá-los permanentemente ou até mesmo levar o indivíduo à morte. Para evitar isso, o sistema respiratório precisa funcionar de forma eficaz, sem comprometimento de suas estruturas anatômicas e mantendo sua capacidade funcional normal.
Nesta Seção, vamos discutir sobre a relação entre ventilação pulmonar e fluxo sanguíneo pulmonar necessária para que os níveis adequados de oxigênio cheguem até os tecidos vitais à nossa sobrevivência. Além disso, vamos conhecer o centro de controle neural da respiração e quais os volumes e capacidades pulmonares ideais para um bom funcionamento do nosso corpo.
Por fim, depois de adquirir certo conhecimento sobre o sistema, discutiremos a respeito das doenças mais relevantes descritas na literatura. Por que precisamos saber sobre as doenças? De fato, como profissionais da área da saúde, precisamos saber lidar com as diversas alterações que nosso corpo pode apresentar durante o dia a dia. Sendo assim, quando falamos das diversas maneiras que nosso corpo se comporta para nos manter vivos, podemos visualizar qualquer situação que não seja o padrão normal.
Leandro e Luciano gostam de esportes com bastante emoção, como fazer trilhas, escalar e explorar novos ambientes e testar os limites do corpo. Certo dia, estavam assistindo a um documentário sobre o Monte Everest, que fica localizado na Cordilheira do Himalaia e cujo pico alcança 8.849 m acima do nível do mar.
Leandro propôs a Luciano testar um novo ambiente, uma escalada em uma montanha bem alta e resolveram se aventurar em uma viagem ao Monte Everest. Estavam muito animados em tentar chegar o mais próximo possível ao topo do Monte.
Eles se juntaram a um grupo de 20 alpinistas para uma expedição ao Monte, que os orientaram a chegar ao local e passar por um processo de adaptação antes de iniciarem a escalada. Assim, ao chegarem ao acampamento a 5.400 m de altitude, começaram a sentir um pouco de dificuldade de respirar e começaram a ficar preocupados, pois toda a preparação física deles foi feita em um ambiente que está ao nível do mar. Será que eles vão encontrar dificuldade física para completar a aventura? Quais as implicações da altitude elevada para o corpo humano?
Para sermos reconhecidos no que fazemos, precisamos nos esforçar para ter sucesso no resultado. Porém, para que isso aconteça, devemos nos empenhar dia a dia. Já dizia o autor Robert Collier: “sucesso é o acúmulo de pequenos esforços, repetidos dia e noite”. Esta frase diz muito do que precisamos para vencer na vida. Dediquemo-nos aos estudos e teremos conhecimento para lidar com as diversidades encontradas no mercado de trabalho.

conceito-chave

Relação ventilação-perfusão

A função que caracteriza o sistema respiratório é a realização das trocas gasosas do organismo, sendo uma função considerada vital para o funcionamento do corpo humano. Dessa maneira, através da respiração, o ar rico em oxigênio (O₂) entra pelas vias aéreas e chega aos pulmões, sendo difundido dos alvéolos para os capilares pulmonares e então distribuído por todos os tecidos do corpo. Nesse sentido, percebemos que o sistema respiratório possui uma relação direta com o sistema cardiovascular, em que um sistema é responsável pela entrada e saída dos gases e o outro sistema fica encarregado de distribuir o O₂ e recolher o dióxido de carbono (CO₂), mantendo, assim, o funcionamento adequado no nosso organismo. Esse processo é conhecido como relação ventilação-perfusão (V/Q).
Para podermos entender como a relação entre a ventilação e a perfusão funciona (Figura 1.7), precisamos nos aprofundar no conhecimento sobre o que é ventilação e perfusão e como atuam nas trocas gasosas.
A ventilação alveolar ou pulmonar é o processo em que o oxigênio contido no ar atmosférico entra pelas vias condutoras e alcança as vias respiratórias, momento em que ocorre a difusão do O₂ pela membrana respiratória, alcançando os capilares alveolares. No mesmo local, contudo, produz-se o mecanismo inverso: o CO₂, por difusão, passa dos capilares alveolares através da membrana respiratória até os alvéolos e é conduzido para fora do corpo. Toda essa sequência corresponde a uma das condições necessárias para que aconteçam as trocas gasosas.
Uma outra condição necessária para as trocas gasosas é a perfusão pulmonar, ou seja, o fluxo sanguíneo dos pulmões. Cerca de 40% do peso do pulmão se deve ao sangue contido nos vasos sanguíneos pulmonares. De fato, os pulmões reservam cerca de 10% do volume sanguíneo total circulante, o que corresponde a aproximadamente 500 ml. O fluxo sanguíneo que se dá no circuito coração-pulmão-coração é denominado circulação pulmonar. Ela apresenta uma fluência alta, porém de baixa pressão e baixa resistência, e começa quando o sangue rico em CO₂ sai do ventrículo direito do coração pelas artérias pulmonares, que sofrem ramificações até se tornarem capilares alveolares, local da difusão do CO₂, que é expelido pela expiração. Então, após a inspiração, o O₂ se difunde para os capilares pulmonares, e o sangue oxigenado é levado de volta para o coração pelas veias pulmonares, chegando ao átrio direito, onde é entregue para a circulação sistêmica, responsável em distribuir o O₂ pelo corpo.
O pulmão, como vimos na Unidade 1 Seção 1, assemelha-se a um triângulo, possuindo, em sua parte inferior, a base, e o ápice em sua parte superior. Sendo assim, ocorre uma distribuição irregular do fluxo sanguíneo nos pulmões devido à ação da gravidade e pelo fato de a pressão pulmonar arterial ser mais baixa do que a pressão arterial sistêmica. Dessa maneira, quando estamos em pé, o fluxo sanguíneo é maior na base e menor no ápice do pulmão, porém, quando estamos na posição deitada ou decúbito o fluxo sanguíneo é distribuído quase da mesma maneira por todo o pulmão. Além disso, no ápice dos pulmões, os capilares podem colabar por causa do fluxo sanguíneo muito diminuído.
Assim, para que possamos analisar se de fato o nosso organismo está realizando as trocas gasosas de forma adequada, deve existir um equilíbrio ente a ventilação e a perfusão pulmonar. Essa relação ventilação-perfusão mede a eficácia do sistema respiratório, através da quantidade de ar e sangue que chega ao pulmão expressa por um quociente respiratório ideal de 0,8. Qualquer situação que leve ao desequilíbrio da relação ventilação-perfusão pode gerar uma insuficiência de O₂ no sangue.

Figura 1.7 | Ventilação Pulmonar e Perfusão Pulmonar

Reflita

Por meio da respiração, conseguimos expressar emoções, como rir e suspirar. A gargalhada nada mais é do que uma inspiração rápida seguida de muitas expirações pequenas de intervalos curtos, com vibração das cordas vocais e emissão de som. Você conhece mais algum movimento respiratório reflexo?

Controle da respiração

A nossa respiração acontece, na maior parte do tempo, de maneira involuntária, mas existem alguns momentos em que podemos alterar a respiração de modo voluntário, como acontece durante alguns exercícios físicos ou em terapias que utilizam a percepção da respiração. A respiração é indispensável para a sobrevivência do nosso corpo. Por esse motivo, conheceremos como a respiração involuntária ocorre e quais são os mecanismos que a mantém durante o dia e a noite.
A respiração é um padrão rítmico controlado pelo centro respiratório de neurônios localizados no tronco encefálico, mais especificamente no bulbo e na ponte. Essas células enviam impulsos nervosos aos músculos respiratórios, controlando seu ritmo de acordo com a demanda do indivíduo. O ritmo respiratório pode ser alterado por diversas situações diárias, de acordo com as quais o sistema respiratório modifica seu padrão para manter a oxigenação necessária para nutrir os tecidos do corpo e retirar o excesso de CO₂ produzido pelo metabolismo celular.
A regularidade da respiração involuntária normal é controlada pelo bulbo, considerada a área da ritmicidade. Em seu interior encontram-se as áreas inspiratória e expiratória. Assim, durante o ciclo respiratório, ocorre a ativação de neurônios da área inspiratória, gerando impulsos nervosos que se propagam por nervos que conduzem a informação que vai provocar a contração dos músculos inspiratórios – os nervos frênicos inervam o músculo diafragma e os nervos intercostais inervam os músculos intercostais externos. Esse evento dura, aproximadamente, dois segundos. Depois, ocorre a inativação da área inspiratória: os impulsos nervosos são interrompidos e os músculos deixam de ser excitados pelos nervos, o que culmina no relaxamento muscular e o retorno passivo da cavidade torácica e pulmões. Esse evento passivo tem duração de três segundos. Após ser concluído, inicia-se novamente o ciclo.
No entanto, durante a respiração forçada, a área inspiratória recruta mais músculos para garantir uma expansão completa da cavidade torácica e pulmões. Nesse caso, são ativados também os músculos esternocleidomastoideo e escalenos. Além disso, a área inspiratória ativa os neurônios da área expiratória, que emite impulsos nervosos para a contração dos músculos abdominais e intercostais internos responsáveis pela expiração forçada.
Já na ponte, observam-se neurônios distribuídos em duas áreas que influenciam o funcionamento da área da ritmicidade, onde a área apnêustica é responsável por ativar a área inspiratória, e a área pneumotáxica realiza a inibição da área inspiratória.
De fato, podemos alterar de maneira voluntária nossa respiração, pois o cérebro tem conexões diretas com o centro respiratório. Sendo assim, por um curto período podemos prender a respiração, porém, logo sentimos a necessidade de voltar a respirar, isso acontece porque existe uma rede de receptores que detectam a quantidade de O₂ em nosso corpo, e quando prendemos a respiração, nossas células consomem todo o O₂ e liberam o CO₂ e hidrogênio (H⁺). Quando a concentração de CO₂ atinge determinado patamar, há um estimulo involuntário da área inspiratória para recompor a inspiração imediatamente.
Os quimiorreceptores são receptores sensoriais que respondem a estímulos químicos do sangue, detectando os níveis dos gases respiratórios e participando do monitoramento da respiração. Os quimiorreceptores centrais ficam localizados no bulbo e reagem quando há alteração no nível de CO₂ e H⁺ no líquido cerebrospinal. Quando o nível de CO₂ plasmático aumenta, uma grande quantidade do gás se difunde pela barreira hematoencefálica e invade o líquido cerebrospinal. O CO₂ se converte em H⁺ e bicarbonato, ativando a área inspiratória, que por sua vez responde aumentando a ventilação, processo conhecido como hiperventilação. E os quimiorreceptores periféricos (Figura 1.8) estão localizados no arco aórtico e nas artérias carótidas comuns e são sensíveis à alteração do nível de O₂, CO₂ e H⁺ no sangue. Nesse caso, o aumento de CO₂ e H⁺, e a queda de O₂ no sangue, desencadeiam a ativação da área inspiratória e, consequentemente, a hiperventilação, com o objetivo de retomar os níveis adequados desses gases no sangue.

Figura 1.8 | Quimiorreceptores periféricos

Assimile

Você já ouviu falar em intoxicação por monóxido de carbono? O monóxido de carbono (CO) é um gás expelido do escapamento de carros e da fumaça de cigarro e aquecedores a gás. Frequentemente escutamos que o CO é prejudicial à saúde, mas você já parou para pensar o porquê? O que acontece é que o CO se liga à hemoglobina (assim como o O₂). Porém, o CO tem uma ligação muito mais forte com ela, o que reduz a quantidade de O₂ transportado no sangue e causa a intoxicação por monóxido de carbono e pode levar a pessoa à morte.

Volumes e capacidades pulmonares

O volume pulmonar se consiste na quantidade de ar obtido durante uma respiração normal, ou seja, sem esforço. Em média, uma pessoa em repouso respira 12 vezes por minuto, e cada respiração movimenta 500 ml de ar na inspiração e expiração, o que equivale a 6 litros por minuto. Desse modo, vamos conhecer quais são os volumes em uma respiração de repouso e durante uma respiração forçada.
O espirômetro é um aparelho que mensura a quantidade de ar proveniente da respiração. Com esse dispositivo podemos classificar alguns tipos de volumes pulmonares e avaliar a capacidade pulmonar da pessoa. O volume de uma respiração é denominado volume corrente (Vc). Estima-se que somente 350 ml (70%) do volume corrente participe das trocas gasosas – os outros 150 ml (30%) ficam retidos no espaço morto anatômico composto pelas estruturas das vias condutoras do ar. O volume de reserva inspiratório (VRI) é o volume produto de uma inspiração forçada. Em mulheres, esse volume é de 1.900 ml, e, nos homens, chega a 3.100 ml.
Quando realizamos uma expiração forçada, conseguimos mensurar o volume de reserva expiratório (VRE), sendo de 700 ml nas mulheres e 1.200 ml nos homens. Entretanto, mesmo após uma expiração forçada, é detectado um volume de ar que fica retido nos pulmões e nas vias aéreas, denominado volume residual (VR), apresentando, aproximadamente, 1.100 ml nas mulheres e 1.200 ml nos homens.
A capacidade pulmonar corresponde ao volume de ar total do sistema respiratório calculado a partir das combinações dos volumes descritas na Figura 1.9. Sendo assim, a capacidade inspiratória (CI) é calculada quando somamos o volume corrente com o volume de reserva inspiratório:
CI = Vc + VRI
CI = 500 ml + 1.900 ml → CI = 2.400 ml (MULHERES)
CI = 500 ml + 3.100 ml → CI = 3.600 ml (HOMENS)
A capacidade residual funcional (CRF) é a soma do volume residual com o volume de reserva expiratório:
CRF = VR + VRE
CRF = 1.100 ml + 700 ml → CRF = 1.800 ml (MULHERES)
CRF = 1.200 ml + 1.200 ml → CRF = 2.400 ml (HOMENS)
A capacidade vital (CV) é a soma do volume de reserva inspiratório com o volume corrente e o volume de reserva expiratório:
CV = VRI + Vc + VRE
CV = 1.900 ml + 500 ml + 700 ml → CV = 3.100 ml (MULHERES)
CV = 3.100 ml + 500 ml + 1.200 ml → CV = 4.800 ml (HOMENS)
E, por fim, a capacidade pulmonar total (CPT) é a soma da capacidade vital com o volume residual:
CPT = CV + VR
CPT = 3.100 ml + 1.100 ml → CPT = 4.200 ml (MULHERES)
CPT = 4.800 ml + 1.200 ml → CPT = 6.000 ml (HOMENS)
Os valores dos volumes e capacidades pulmonares podem sofrer alterações de acordo com cada pessoa, por isso temos que considerar a idade, o gênero e a estatura de cada um, mas, de modo geral, pessoas mais velhas apresentam esses parâmetros mais baixos do que adultos jovens. Como pudemos observar, os valores se alteram em mulheres e homens, apresentando valores mais baixos em mulheres. Por fim, esses valores são menores em pessoas que apresentam baixa estatura. Porém, a partir disso podemos obter informações sobre as condições respiratórias de uma pessoa.

Doenças relacionadas ao Sistema Respiratório

Vimos, até agora, como o sistema respiratório apresenta estruturas desenvolvidas para conduzir o ar de maneira eficiente até os pulmões. Além disso, também destacamos que ele é coberto por um epitélio com função diversificada – esta camada recobre a parte interna das estruturas para aquecer e umedecer o ar, possui cílios para retirar microrganismos indesejáveis, protegendo e lubrificando todo o sistema para que o ar chegue aos pulmões sem causar nenhum dano às estruturas respiratórias que realizam as trocas gasosas. Sendo assim, após conhecer todo o sistema respiratório em perfeito funcionamento, vamos conhecer algumas das principais doenças que lhe causam irregularidades e/ou lesões.

Resfriado

O resfriado é uma doença provocada por vírus. O mais comum deles é o rinovírus, cujo desenvolvimento ocorre em sete dias. Possui como primeiros sintomas uma coceira no nariz e, em alguns casos, irritação na garganta. À medida que a doença se desenvolve, outros sintomas aparecem, como espirros e secreções nasais, que tendem a se acumular e causar congestão nasal. No entanto, observa-se que a febre não é muito comum, apesar da febre baixa às vezes manifesta.

Gripe

A gripe também é causada por um vírus, a influenza. Este vírus causa os mesmos sintomas iniciais que o resfriado, mas a febre é característica, além de dores no corpo e cansaço. Por volta do segundo e quarto dias, os sintomas do corpo tendem a diminuir, porém, alguns dos sintomas respiratórios podem se manter por mais tempo, como é o caso do surgimento de tosse seca.
O tratamento da gripe pode variar, pois, por se tratar de um vírus, as medicações usadas são apenas para aliviar os sintomas, logo são utilizados antitérmicos e analgésicos. Entretanto, há alguns anos foi desenvolvida uma vacina que é usada como prevenção da doença, demonstrando uma eficácia de 70 a 90%. Por isso, todos os anos é feita uma campanha de vacinação para crianças e idosos. Há necessidade anual de receber uma nova dose da vacina porque o vírus pode sofrer mutações que o tornam imunes à vacina antiga, sendo necessário alterar a composição dela para se adequar ao tipo de vírus mais provável de se disseminar.

Asma

A asma é uma inflamação crônica das vias aéreas que estreita a passagem do ar e dificulta a respiração. Essa doença leva a uma severa obstrução das vias aéreas, que ocorre devido a três fatores principais: (1) espasmos do músculo liso nas paredes dos brônquios e bronquíolos; (2) edema da mucosa que reveste as vias aéreas; e (3) secreção de muco aumentada.
A asma apresenta fator genético, ou seja, passa dos progenitores aos filhos. Pode ser leve ou severa a ponto de desencadear uma crise potencialmente fatal. A crise asmática pode ser provocada por alérgenos (poeira e mofo), distúrbios emocionais, exercício, dentre outros. Os sintomas apresentados durante uma crise são: dificuldade para respirar, dor no peito, tosse, chiado, respiração ofegante, aperto no peito, taquicardia, fadiga, pele úmida e ansiedade. De modo geral, a asma pode ser controlada com tratamentos que incluem inaladores que podem ser usados para prevenir as crises ou até mesmo usados para abrir as vias aéreas durante uma crise.

Bronquite

A bronquite é uma inflamação dos brônquios que causa excesso de secreção de muco e falta de ar. Na Seção 1.1, estudamos sobre os brônquios e vimos que eles são responsáveis por conduzir o ar até os alvéolos pulmonares, e que são revestidos por minúsculos cílios que transportam o muco presente para as vias aéreas superiores, mantendo livre a passagem do ar. No caso da bronquite, a inflamação causa a liberação de um muco espesso e um grande estreitamento dos brônquios, dificultando a atividade realizada pelos cílios, que deixam de eliminar o muco e passam a acumular secreção nos brônquios, mantendo-os inflamados e contraídos, provocando uma severa tosse na tentativa de eliminar o muco.
A bronquite pode ser aguda ou crônica. Na bronquite aguda, a crise pode durar de 7 a 15 dias, apresentando tosse seca ou com muco, enquanto que, na bronquite crônica, as crises são constantes, sendo mais intensas pela manhã e se manifestam por até três meses durante pelo menos dois anos consecutivos, os sintomas mais comuns são tosse com muco, falta de ar, chiado, cianose e hipertensão pulmonar.
Ainda não existe um tratamento específico, mas utiliza-se tratamento preventivo com uso de vaporizadores e analgésicos, além de um tratamento medicamentoso para as crises mais graves. Dentre essas medicações, podemos citar os broncodilatadores, antibióticos, mucolíticos e anti-inflamatórios – essas drogas só devem ser utilizadas sob prescrição.

Tuberculose

A tuberculose é uma doença bacteriana infecciosa, causada pela bactéria Mycobacterium tuberculosis, que afeta principalmente os pulmões e as pleuras, mas pode ser encontrada em outras partes do corpo. A bactéria, quando se instala nos pulmões, se multiplica e causa um processo inflamatório, estimulando a migração dos neutrófilos e macrófagos para a área afetada, na tentativa de neutralizar essas bactérias e impedir sua disseminação.
A maioria das pessoas infectadas com a bactéria da tuberculose não apresenta sintomas, porém, pode espalhar a doença através da tosse ou espirro. No entanto, quando há sintomas, estes geralmente são tosse, fadiga, perda de peso, letargia, anorexia, sudorese noturna, febre, falta de ar, dor torácica e escarro com sangue. Para as pessoas assintomáticas, não há necessidade de tratamento em muito dos casos, já as pessoas com manifestação dos sintomas iniciam um tratamento longo com vários antibióticos.

Pneumonia

A pneumonia é uma infecção que afeta os alvéolos em um ou ambos os pulmões. É considerada a causa infecciosa mais comum de morte em bebês e crianças devido à imunidade ainda ser baixa nessa população. Outro grupo de risco são os idosos, por motivo da diminuição de células de defesa, o que torna a imunidade comprometida.
A infecção que leva à pneumonia é causada pela instalação de vírus, bactéria pneumocócica (Streptococcus pneumoniae) ou mesmo fungos. Quando esses microrganismos penetram nos pulmões, liberam toxinas que estimulam a inflamação e respostas imunes que geram lesões nos alvéolos e nas mucosas dos brônquios. Esse processo inflamatório e o edema levam os alvéolos a se encherem de líquido, prejudicando a ventilação e as trocas gasosas. Os sintomas observados incluem tosse com catarro ou pus, febre, calafrios e dificuldade respiratória. O tratamento utilizado é medicamentoso, sendo os antibióticos os mais usados.

Exemplificando

Durante a prática de atividade física, há um recrutamento de vários grupamentos musculares. Essa contração muscular em massa consome uma grande quantidade de O₂, além de produzir em grande quantidade o CO₂. Isso leva o sistema respiratório a trabalhar mais para manter normal o nível destes gases no sangue. Logo no início de uma atividade física intensa, ocorre um súbito aumento da ventilação, devido à ativação dos proprioceptores e vai se ajustando ao longo do exercício, e a frequência respiratória também aumenta. Já na atividade física moderada, ocorre um aumento na profundidade da ventilação, mas não na frequência respiratória. E, ao fim da atividade física, há um súbito decréscimo da ventilação, por causa da diminuição dos estímulos proprioceptivos pela diminuição ou falta de movimento. Então, ocorre uma diminuição gradativa da ventilação, pois a temperatura começa a cair e os quimiorreceptores detectam os níveis dos gases no sangue. Como a demanda desses gases para o corpo não é mais alta, emitem uma sinalização para diminuir a ventilação até atingir o nível de repouso.

Chegamos ao fim do estudo do sistema respiratório. Nesta Seção, abordamos de maneira completa a forma como se comporta o sistema respiratório em funcionamento, e ainda conhecemos as principais doenças que podem afetar o sistema. Desta maneira, a partir de todos esses temas detalhados ao longo das duas Seções, pudemos nos aperfeiçoar no entendimento de um sistema tão complexo e ainda perceber como ele é essencial para nos manter vivos.

Faça valer a pena

Questão 1

A respiração acontece com maior frequência de maneira involuntária, mas em algumas situações podemos alterar a respiração voluntariamente. O centro respiratório que controla a ritmicidade da respiração está localizado na____________ e ____________. Estas duas estruturas fazem parte do encéfalo e são responsáveis por enviar impulsos nervosos até os ____________.
Assinale a alternativa que completa as lacunas corretamente.