Mechanics of Breathing Flashcards

1
Q

Qual é o músculo mais importante na inspiração?

O que é que acontece quando ele contrai?

A

Diafragma
CONTRAÇÃO:
1. vísceras abdominais são empurradas para baixo e as costelas vão com obliquidade ântero-superior
2. Volume intratorácico aumenta, o que causa com que o pressão baixe
3. Isto cria um gradiente que faz com que o ar entre (inspiração)

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2
Q

Que outros músculos podem ser “recrutados” na inspiração forçada (i.e. exercício)?
Qual o efeito de exercício na frequência respiratória e no volume corrente?

A

Intercostais externos.

Ambos aumentam.

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3
Q

Quais os músculos usados na expiração normal? O que é que acontece?

A

Expiração é um processo passivo então não recruta músculos.

O gradiente de pressão é reversível (entre os pulmões e a atmosfera) até chegar ao ponto de equilíbrio.

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4
Q

Quais músculos são usados durante exercício/asma (doença em que resistência aumenta)?
O que é que eles fazem?

A

Músculos Abdominais - compressão da cavidade abdominal e empurra o diafragma para cima
Intercostais internos - costelas com movimento obliquidade póstero-inferior

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5
Q
Defina compliance (complacência).
Indique a formula.
A

Distensibilidade do sistema (pulmões + parede torácica) & medição de como volume muda quando a pressão é alterada.
Análoga à capacitância do sistema cardiovascular
C = V/P

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6
Q

Indique a relação entre compliance e elastância.

Qual a importância da quantidade de tecido elástico?

A

Inversamente correlacionada.
Mais tecido elástico, mais difícil de esticar, mais tendência para ‘snap back’ mas menor compliance.
pensar na analogia entre dois elásticos, um fino e outro grosso

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7
Q

Defina pressão transmural e transpulmonar.

Transmural da via aérea

A

Pressão através de uma estrutura.
Diferença entre pressão intra-alveolar e intra-pleural. (Pia-Pip)
Pressão da via - pressão intrapleural

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8
Q

Qual a relação entre pressão pulmonar e a pressão atmosférica?

A

Pressão pulmonar = pressão atmosférica : 0
Pressão pulmonar > pressão atmosférica : +
Pressão pulmonar < pressão atmosférica : -

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9
Q

O que é o loop pressão-volume?

O que é o declive?

A

Sequência de inspiração seguida por expiração.

Compliance

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10
Q

O que é a pressão expansiva (expanding)?

A

A pressão negativa que expande os pulmões.

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11
Q

No loop pressão-volume, na inspiração, porque que é que a curva atinge um plateau?

A

Quando a pressão expansiva está no máximo é quando os alvéolos estão cheios. Consequentemente, os alvéolos ficam mais rígidos and menos compliant.

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12
Q

O que é histerese?

O compliance é maior na expiração ou na inspiração, a uma dada pressão?

A

Os declives das curvas de inspiração e expiração são diferentes.
Expiração.

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13
Q

Porque é que há histerese? Explique, em detalhe, ambas as curvas.

A

Depende da tensão superficial - as forças intermoleculares entre moléculas líquidas que revestem os pulmões são mais fortes que as forças entre as moléculas de líquido e ar.

CURVA INSPIRAÇÃO:

  1. Volume pulmonar é baixo logo as moléculas líquidas estão juntas (o máximo que podem estar ao longo do ciclo) e as forças intermoleculares estão o mais forte.
  2. É preciso quebrar estas forças -> surfactante
  3. Surfactante entra no revestimento da camada líquida nos alvéolos e quebra estas forças intermoleculares para reduzir a tensão superficial.
  4. Na parte inicial da curva, a área de superfície está a aumentar mais rapidamente que a produção de surfactante -> densidade de surfactante é baixa -> tensão superficial está alta -> compliance está baixa -> curva é mais plana
  5. Inflação continua -> densidade de surfactante aumenta -> tensão superficial diminui -> compliance aumenta -> declive da curva aumenta

CURVA EXPIRAÇÃO:

  1. Volume pulmonar alto logo as forças intermoleculares estão baixas e não é preciso quebrá-las.
  2. No início da deflação, área de superfície diminui mais rapidamente do que o surfactante consegue ser removido -> densidade de surfactante é alta -> tensão superficial diminui -> aumenta compliance -> porção inicial da curva é plana
  3. Deflação continua -> surfactante é removido -> densidade de surfactante constante -> compliance constante
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14
Q

Como é que são as curvas quando usamos pulmões cheio de solução salina?

A

As curvas são iguais e não há histerese. Isto é porque a tensão superficial é eliminada.

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15
Q

A pressão intrapleural negativa é criada pelo quê?

A

Pulmões -> têm tendência a colapsar
Parede torácica -> tem tendência a ‘spring out’
Quando estas duas forças opostas puxam no espaço intrapleural, um vácuo é criado (pressão negativa)
Também previne que os pulmões colapsem e que a parede torácica ‘spring out’

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16
Q

Defina um pneumotórax.

Indique os efeito de um pneumotórax.

A

Quando um objeto afiado fura o espaço intrapleural e ar é introduzido no espaço.
Espaço intrapleural fica com pressão negativa (igual à pressão atmosférica).
Os pulmões colapsam e a parede torácica ‘springs out’

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17
Q

Explique o gráfico de complacência dos pulmões e parede torácica (junto e separado) quando:

  1. Volume é CRF
  2. Volume é menor que CRF
  3. Volume é maior que CRF
A
  1. Sistema está em equilíbrio e a pressão da via aérea é igual à pressão atmosférica. Aqui, os pulmões querem colapsar e a parede torácica quer expandir mas como está em equilíbrio, as forças são iguais logo não há uma tendência.
  2. Há menos volume nos pulmões e a força elástica (colapsar) dos pulmões é menor e a força expansiva da parede torácica é maior. Logo há uma tendência para expandir. Lembrar que a pressão é negativa e a tendência é para que o ar entre (expansão)
  3. Há mais volume nos pulmões e a força elástica é maior e a força expansiva é menor. Logo há tendência para colapsar. Lembrar que a pressão está positiva então o ar quer sair.
    - > nos volumes mais altos, ambos os pulmões e a parede torácica querem colapsar (a curva atravessa o eixo vertical e entra na zona de colapso)
18
Q

Efeito de enfisema no compliance.

A

Redução de fibras elásticas -> aumento de compliance (relação inversa) -> aumento de declive para o compliance dos pulmões.
Ao CRF original, menor tendência de colapsar logo é preciso aumentar o volume para que volte a um novo equilíbrio. Novo CRF é mais alto.

19
Q

Efeito de fibrose no compliance.

A

Associada ao enrijecimento do tecido pulmonar -> compliance diminui -> declive do compliance dos pulmões diminui.

Tendência dos pulmões colapsarem é maior e é preciso encontrar um novo equilíbrio -> CRF diminui

20
Q

A tensão superficial dos alvéolos resulta de quê?

A

Resulta das forças de atração entre as moléculas de líquido que revestem internamente os alvéolos. A tensão superficial cria uma pressão que tende colapsar o alvéolo.

21
Q

Indique a formula de Laplace.
Qual a relação entre a pressão e o raio?
Qual o efeito na pressão se o raio for maior ou menor?

A
2T
P = ——
           r
T = tensão superficial
r = raio do alvéolo
P = pressão necessário para manter alvéolo aberto/pressão colapsante do alvéolo

Inversa

  • Raio grande: pressão colapsante baixa logo pouca pressão seria necessária para manter o alvéolo aberto.
  • Raio pequeno: pressão colapsante alta logo muita pressão será necessária para manter o alvéolo aberto.
22
Q

Qual é o efeito de surfactante?

Consequência num alvéolo pequeno com e sem surfactante.

A

Reduz a pressão colapsante por reduzindo a tensão superficial (lembrar da formula de Laplace em que são proporcionais).
Alvéolo pequeno colapsa sem surfactante mas mantêm-se aberto com surfactante.

23
Q

Surfactante é sintetizado por qual célula?

A

Pneumócitos tipo II

24
Q

Qual o constituinte principal de surfactante? Como é que funciona?

A
dipalmitoil fosfatidilcolina (DPPC)
A molécula é anfipática: as partes hidrofóbicas atraem-se e as hidrofílicas repelem-se. As forças intermoleculares entre as moléculas de DPPC quebram as forças de atração entre as moléculas líquidas nos alvéolos.
25
Qual é outra vantagem do surfactante?
Aumenta a compliance dos pulmões, que consequentemente diminui o trabalho dos pulmões de expandir.
26
Síndrome do desconforto respiratório neonatal: Causa Idade Consequência
Falta de surfactante 24-35 semanas gestacionais A tensão superficial dos alvéolos pequenos é alta -> pressão colapsante alta -> colapsam -> não são ventilados -> não participam na troca de gases -> hipoxemia Compliance diminui e trabalho aumenta
27
Defina hipoxemia
Baixo nível de oxigênio no sangue.
28
Indique a formula de air flow e as relações
diferença P Q=————— R Q -> air flow P -> pressão R -> resistência da via aérea Fluxo de ar é diretamente proporcional à diferença de pressão e inversamente proporcional à resistência da via
29
Indique a formula de resistência da via aérea (Poiseuille law) e uma relação importante
8nl R = ——— Pi x r^4 ``` n = viscosidade de ar inspirado l = comprimento da via r = raio ``` R aumenta por 2 e r diminui por 16 (fourth-power dependence)
30
Que brônquios/bronquíolos têm mais resistência: A) grandes B) médios C) pequenos
Médios
31
Porque é que os brônquios pequenos não são os com mais resistência?
Porque eles estão arranjados em paralelo -> a resistência coletiva é menor do que a resistência individual.
32
O músculo liso nas paredes das vias condutoras são inervadas por que tipo de fibras?
Autonómicas: - Parassimpáticas colinérgicas - Simpáticas adrenérgicas
33
Descreva o efeito da estimulação parassimpática. | Indique os agentes para os recetores & exemplos.
Diminuição do diâmetro/raio -> aumento de resistência -> constrição Agentes agonistas muscárinicos estimulam: muscarina & carbachol Agentes antagonistas muscarínicos bloqueiam: atropina
34
Descreva o efeito da estimulação simpática. | Indique os agentes para os recetores e exemplos.
Aumento no diâmetro/raio -> diminuição na resistência -> relaxamento Recetores B2 agonistas: epinefrina, isoproterenol, albuterol.
35
Qual o efeito de volume pulmonar na resistência? Explique.
Aumento de volume pulmonar -> diminuição de resistência da via. Quando os alvéolos estão mais cheios (volume pulmonar alto), eles puxam nos alvéolos e bronquíolos próximos, forçando que os alvéolos abram, diminuído resistência
36
Quais são as três fases dum ciclo respiratório?
1. Repouso 2. Inspiração 3. Expiração
37
Período de Repouso: - Posição do diafragma - Pressão alveolar e consequência - Pressão intrapleural - Pressão transmural e consequência - Volume pulmonar
Diafragma está em posição de equilíbrio Pressão alveolar = pressão atmosférica -> pressão alveolar = 0 -> não há movimento de ar Pressão intrapleural = -5 cmH2O (negativo devido às forças opostas) Pressão transmural = +5cmH2O -> estruturas mantêm-se abertas Volume = CRF (equilíbrio)
38
Período de Inspiração: - Posição do diafragma e efeitos - Pressão alveolar e consequência - Pressão intrapleural e 2 razões - Pressão transmural - Volume pulmonar
Diafragma contrai -> volume pulmonar aumenta -> pressão diminui -> ar entra Pressão diminui para -1 a meio da inspiração -> ar entra -> pressão alveolar iguala pressão atmosférica -> pressão alveolar = 0 -> ar cessa de entrar Pressão intrapleural fica mais negativa: 1. Volume aumenta e elastic recoil aumenta -> maior força a puxar o espaço intrapleural 2. Pressões alveolares e da via aérea estão mais negativas Pressão transmural fica mais negativa Volume pulmonar = CRF + VC
39
Período de Expiração: - Posição do diafragma - Pressão alveolar e razão & consequência - Volume pulmonar
Diafragma relaxa Pressão alveolar > pressão atmosférica -> pressão alveolar = +1 porque força elástica dos pulmões comprimem o volume -> ar sai Volume = CRF no fim da expiração (VC é expirado)
40
Período de Expiração Forçada numa pessoa normal - Processo passivo? - Pressão aérea - Pressão pulmonar - Pressão intrapleural - Colapsar?
Não é um processo passivo -> músculos expiratórios são usados -> pressões dos pulmões & vias aéreas mais positivas Pressão aérea = 25 cmH2O Pressão pulmonar = 35 cmH2O Pressão intrapleural agora é positiva -> 20 cm H2O Os pulmões e as vias não colapsam porque a pressão transmural é positiva A expiração forçada é rápida porque o gradiente de pressão é maior que normal
41
Período de Expiração Forçada numa pessoa com enfisema - Característica da doença - Pressão intrapleural - Pressão alveolar & via aérea - Pressão transmural
Redução de fibras elásticas -> aumento de compliance Pressão intrapleural = pressão intrapleural numa pessoa normal numa expiração forçada porque a doença não afeta o espaço mas os pulmões em si. (=20 cm H2O) Redução de fibras elásticas -> diminuição do elastic recoil -> pressão alveolar & da via aérea são menores do que numa pessoa normal -Pressão alveolar = 25 cmH2O -Pressão via aérea = 15 cmH2O Pressão transmural da via aérea grande torna-se negativa -> colapsa -> tem de expirar devagar e com lábios franzidos