Mecanismo da respiração

Movimentos respiratórios

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Os movimentos respiratórios incluem a inspiração, ou seja, a entrada de ar do exterior para os pulmões, e a expiração, ou seja, a saída de ar destes para o exterior. Ambos os movimentos são provocados pela acção coordenada de uma série de músculos respiratórios que se contraem e relaxam de forma sincronizada, proporcionando a sucessiva expansão e retracção da cavidade torácica e, consequentemente, dos pulmões, cujo tecido é caracterizado pela sua grande elasticidade.

A inspiração. Os principais músculos inspiratórios são o diafragma e os intercostais externos, que ao contraírem-se tendem a dilatar-se nos dois sentidos da cavidade torácica. O diafragma, o amplo e potente músculo de forma arcada que separa a cavidade torácica da abdominal, é o músculo inspiratório mais importante: quando se contrai, fica plano e exerce tracção para baixo, o que proporciona a expansão de toda a cavidade torácica. Os intercostais externos, situados entre as costelas, actuam de forma paralela, pois elevam as costelas exteriores, ao exercerem tracção sobre o esterno para a frente, aumentando a profundidade do tórax.

Existem outros músculos do tórax que também intervêm na inspiração, ainda que de forma secundária, nomeadamente nas inspirações profundas ou quando existe algum obstáculo ou dificuldade a entrada de ar. Os mais importantes são os peitorais, que revestem a parede anterior do tórax, e os esternocleidomastoideus, que se encontram por cima das clavículas e nas zonas laterais do pescoço.

A contracção dos músculos inspiratórios provoca a dilatação de toda a cavidade torácica e da pleura parietal, a membrana externa fixada à estrutura torácica que reveste os pulmões. Ao mesmo tempo, a expansão da pleura parietal provoca o aumento da pressão negativa que existe, normalmente, no espaço que separa a mesma da pleura visceral, a camada interna da pleura que reveste o exterior dos pulmões. Neste espaço pleural, gera-se uma considerável pressão negativa que provoca um efeito de "vácuo", graças ao qual a pleura visceral é igualmente impulsionada para fora. Por fim, como o tecido pulmonar é elástico, a expansão da pleura visceral proporciona o mesmo fenómeno com o próprio pulmão, pois gera-se uma pressão negativa no interior dos alvéolos que provoca a penetração do ar nestes e a sua consequente dilatação.

A expiração. O tecido pulmonar é elástico, ou seja, após submetido a uma pressão que modifica o seu volume, tende a recuperar as suas anteriores dimensões de forma espontânea. De facto, a expiração produz-se basicamente de forma passiva, pois quando os músculos inspiratórios relaxam e deixam de exercer força sobre a cavidade torácica, os pulmões tendem a voltar ao seu volume normal, expulsando o ar para o exterior. Todavia, quando os movimentos respiratórios são profundos ou difíceis - como acontece, por exemplo, na actividade física - entram em acção os músculos expiratórios, cuja contracção provoca uma retracção da cavidade torácica. Os músculos expiratórios mais importantes são os intercostais internos, que ao contraírem-se têm a tendência para aproximar as costelas, e os que revestem a parede anterior do abdómen, já que a sua contracção impulsiona o diafragma para baixo, ou seja, para a cavidade torácica.

Informações adicionais

Controlo dos movimentos respiratórios

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Os movimentos respiratórios podem ser realizados voluntariamente. No entanto, à excepção dos momentos em que estamos conscientes deles, ocorrem de forma espontânea, graças ao controlo exercido pelo centro nervoso respiratório situado no tronco cerebral.

O centro nervoso é composto por três núcleos. Um deles rege o ritmo respiratório - como está ligado ao córtex cerebral, está encarregue de controlar a frequência e a intensidade dos movimentos respiratórios. Os outros dois núcleos, como não estão ligados ao córtex, mas sim ao núcleo que rege o ritmo respiratório, têm como missão o processamento de informações muito importantes provenientes de receptores específicos distribuídos ao longo dos vários tecidos e órgãos. Uma das variáveis controladas por estes núcleos é o pH do sangue, bem como os níveis de oxigénio e dióxido de carbono, parâmetros detectados pelos quimiorreceptores localizados nas artérias carótidas e na aorta. Outras variáveis importantes são o grau de extensão do tecido pulmonar e a situação em que se encontram os músculos inspiratórios.

O centro nervoso respiratório recebe e processa toda esta informação e, em função dela, "decide" a frequência e a intensidade dos movimentos respiratórios de acordo com as necessidades de cada momento.

Capacidade pulmonar

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Durante os movimentos respiratórios produz-se a entrada e saída de um determinado volume de ar até e desde os pulmões, cuja magnitude pode ser medida através de um exame denominado espirometria, no qual o indivíduo deve inspirar e expirar através de um tubo ligado a um aparelho que regista (por exemplo, sob a forma de curvas) os volumes de ar que entram nos pulmões e saem dos mesmos na respiração normal, numa inspiração profunda, numa expiração forçada, etc., obtendo-se assim vários dados.

Em condições normais, num indivíduo adulto em repouso, a cada movimento inspiratório entram nas vias respiratórias cerca de 500 ml de ar, o denominado volume corrente. Desta quantidade, cerca de 150 ml não chegam aos pulmões, pois apenas alcançam os brônquios, no designado espaço morto anatómico. Em situações de esforço, durante uma inspiração profunda, pode-se chegar a aspirar adicionalmente um máximo de 3 1 de ar, o que corresponde ao volume de reserva inspiratória. A soma de ambos os valores - do volume corrente e do volume de reserva inspiratória perfazendo no máximo 3,5 l, constitui a capacidade inspiratória.

Ao longo das expirações realizadas em repouso sai uma quantidade de ar correspondente ao volume corrente. No entanto, numa expiração forçada, os pulmões podem expulsar uma quantidade de ar adicional de cerca de 1 l, o que se conhece como volume de reserva expiratória. A quantidade máxima de ar que pode ser colocada em movimento, ou capacidade vital, corresponde à soma da capacidade inspiratória e do volume de reserva expiratória, o que equivale a um máximo de 4,5 l. Após uma expiração forçada, existe sempre uma determinada quantidade de ar que permanece nos alvéolos, que nunca chegam a esvaziar-se completamente em condições normais, ou seja, a capacidade residual funcional, num máximo de 1,2 l.

Por fim, a capacidade pulmonar total, que equivale ao máximo de ar que se pode conter nos pulmões após uma inspiração forçada, é de cerca de 4,2 1 nas mulheres e de 6 1 nos homens.