Ventilação Pulmonar

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Ventilação Pulmonar
A respiração tem objetivo fornecer oxigênio aos tecidos e remover o dióxido de carbono, mas para o desempenho dessas funções a respiração pode ser dividida em:
Ventilação pulmonar – Troca de ar entre o ar atmosférico e os alvéolos pulmonares.
A difusão do oxigênio e do dióxido de carbono entre os alvéolos e o sangue.
O transporte dos gases (Oxigênio e o dióxido de carbono) no sangue e nos líquidos corporais.
A regulação da ventilação e de outros aspectos da respiração.
Mecânica da ventilação Pulmonar
Os pulmões podem ser expandidos e contraídos de duas maneiras.
Pelo movimento do diafragma, para baixo e para cma, alongando ou encurtando a caixa torácica.
Pela elevação e depressão das costelas, aumentando e diminuindo o diâmetro ântero-posterior da cavidade torácica.
Para que essa expansão e contração dos pulmões ocorra, existe vários músculos responsáveis. Todos os músculos que elevam a caixa torácica são classificados como músculos inspiratórios, enquanto os músculos que deprimem a caixa torácica são classificados como músculos expiratórios.
Os músculos mais importantes que elevam a caixa torácica são:
m. esternocleidomastoídeo – eleva o esterno.
m. serrátil anterior – eleva muitas costelas.
m. escaleno – eleva as duas primeiras costelas
Os músculos que tracionam a caixa torácica para baixo durante a expiração são:
Os mm. retos abdominais – puxa para baixo as costelas inferiores.
Os mm. Intercostais internos.
PRESSÃO QUE CAUSAM OS MOVIMENTOS DE AR PARA DENTRO E PARA FORA DOS PULMÕES
Pressão pleural e duas variações durante a respiração
A pressão pleural é a pressão do líquido existente no estreito espaço entre a pleura pulmonar e pleura da parede torácica.
Pressão Alveolar
É a pressão do ar no interior dos alvéolos pulmonares. Quando a glote está aberta e não há entrada e nem saída de ar dos pulmões, as partes da árvore respiratória, até os alvéolos , são iguais a pressão atmosférica, que é considerada a pressão de referência zero para as vias aéreas.
Pressão Transpulmonar
É a diferença entre a pressão pleural e a pressão alveolar. Trata-se da diferença de pressão entre a pressão nos alvéolos e nas superfícies externas dos pulmões.
Pressão de retração
É uma medida de força elástica nos pulmões que tendem a produzir colapso dos pulmões a cada momento de respiração.
Complacência dos pulmões
São divididas em:
As forças elásticas do próprio tecido pulmonar, são determinadas principalmente pelas fibras de elastina e de colágeno entrelaçadas.
As forças elásticas causadas pela tensão superficial, é a responsável por cerca de dois terços das forças elásticas dos pulmões normais.
Principio da Tensão Superficial
Quando se forma interface entre a água e o ar, as moléculas de água tem atração forte umas pelas outras, então elas tendem a contrair-se, isso força o ar para fora dos alvéolos, através dos brônquios.
Surfactante e efeito sobre a tensão superficial
É um agente tensoativo na água, o que significa que ele reduz acentuadamentte a tensão superficial da água. O surfactante é secretado por células epiteliais epecializadas, essas células são granulares contendo inclusões lipídicas e são denominadas células epiteliais alveolares tipo II.
Efeito da caixa torácica sobre expansibilidade pulmonar.
A caixa torácica tem suas próprias características elásticas e viscosas, semelhante as dos pulmões.
TRABALHO VENTILATÓRIO
Os músculos respiratórios normalmente só executam trabalhos para produzir a inspiração e não para causar a expiração. O trabalho de inspiração pode ser dividido em três partes:
Trabalho da complacência ou trabalho elástico – necessário para expandir os pulmões contra as forças elásticas dos pulmões e do tórax.
Trabalho de resistência tecidual – é exigido para superar a viscosidade dos pulmões e das estruturas da parede torácica.
Trabalho da resistência das vias aérias – necessário para vencer a resistência das vias aéreas durante a movimentação do ar para os pulmões.
Energia necessária para respiração
Durante a respiração normal em repouso, apenas 3 a 5% da energia total consumida pelo corpo são necessários para energizar o processo de ventilação dos pulmões. Durante exercício intenso a quantidade de energia necessária pode aumentar cerca de 50 vezes.
Volumes Pulmonares
Estão relacionados os quatros volumes pulmonares, que somados, formam o volume máximo de expansão.
O volume corrente
O volume de reserva inspiratório
O volume de reserva expiratório
O volume residual
Capacidades Pulmonares
As combinações de dois ou mais dos volumes em conjunto denominamos capacidades pulmonares e estão divididas em:
Capacidade inspiratória
Capacidade funcional residual
Capacidade vital
Capacidade pulmonar total
Todos os volumes e as capacidades pulmonares são cerca de 20 a 25% menores nas mulheres do que nos homens, sendo maiores em pessoas de grande porte e de porte atlético.
VENTILAÇÃO ALVEOLAR
A importância definitiva do sistema ventilatório pulmonar consiste na contínua renovação do ar nas áreas de trocas gasosas dos pulmões, onde o ar encontra-se em proximidade com o sangue pulmonar. Essas áreas incluem os alvéolos, os sacos alveolares, os ductos alveolares e os bronquíolos respiratórios.
O ar fresco percorre a distância entre os bronquíolos terminais e os alvéolos por difusão. A difusão é causada pelo movimento cinético das moléculas, em que cada molécula de gás se movimenta em alta velocidade entre outras moléculas.
Funções das vias aéreas
O ar é distribuído para os pulmões através da traquéia, dos brônquios e dos bronquíolos.
Um dos problemas mais importantes em todas as vias aéreas é mantê-las abertas para permitir a passagem do ar para dentro e para fora dos alvéolos com facilidade.
Quando os alvéolos se expandem o mesmo ocorre com os bronquíolos. Em todas as áreas da traqueia e dos brônquios não ocupadas por placas cartilaginosas, as paredes são compostas por músculo liso. As paredes dos bronquíolos também consistem em músculo liso, à exceção dos bronquíolos terminais denominados bronquíolos respiratórios, que tem algumas fibras musculares lisas.
O DPO (Doenças Pulmonares Obstrutivas) resultam do estreitamento dos brônquios menores e bronquíolos, devido a contração excessiva do próprio músculo liso.
O controle direto dos bronquíolos pelas fibras nervosas simpáticas é relativamente fraco, visto que poucas dessas fibras alcançam porções centrais dos pulmões.
Algumas fibras nervosas parassimpáticas proveniente dos nervos vagos também penetram no parêquima pulmonar. Esses nervos secretam acetilcolina, e quando ativados, causa constrição, leve e moderada, dos bronquíolos. Os nervos parassimpáticos são ativados por reflexo que se originam nos pulmões.
Diversas substâncias formadas nos próprios pulmões são frequentemente muito ativas, causando constrição bronquiolar, duas dessas substâncias mais importantes são, a histamina e a substância de reação lenta da anafilaxia, ambas são liberadas nos tecidos pulmonares por mastócitos.
FUNÇÕES RESPIRATÓRIAS NORMAIS DO NARIZ
A medida que ar passa pelo nariz as conchas nasais desempenham varias funções como:
Aquecer o ar nas conchas e septos nasais;
Umidificar antes do ar deixar o nariz;
Filtrar parcialmente o ar;
Essas funções juntas denominamos de: função de condicionamento do ar das vias aéreas superiores.
Os pelos localizados na entrada do nariz são importantes para filtrar as grandes partículas, e mais importante ainda é a remoção de partículas por precipitação tubulenta.
VOCALIZAÇÃO
A fala envolve não apenas o sistema respiratório mas também:
Centro de controle nervosos específicos da fala, localizado no córtex cerebral;
Cetro de controle respiratório do cérebro;
Estruturas de ressonância da boca e das cavidades nasais;
A fala é compostas de funções mecânicas:
Função realizada pela laringe
A articulação, feita pelas estruturas da boca.
Os três principais órgãos da articulação são: lábios, língua e o palato mole. Os órgãos de ressonância incluema boca, nariz, os seios paranasais associados, a faringe e até mesmo a cavidade torácica.
A função de ressonância do nariz é demonstrada pela mudança da qualidade da voz, apresentada quando a pessoa tem forte resfriado que bloqueia as vias aéreas para esses ressonadores.
Vasos pulmonares
A artéria pulmonar estende-se por 5 cm além do ápice do ventrículo direito e após, divide-se dando origem dos ramos principais direito e esquerdo, que transportam o sangue para os respectivos pulmões. Também tem paredes finas e os ramos são curtos.
As veias pulmonares, são curtas, porém suas características de distensibilidade assemelham-se às das veias da circulação sistêmica.
Vasos brônquicos
O sangue também flui para os pulmões pelas pequenas artérias brônquicas que se originam a partir da circulação sistêmica, sendo responsáveis por cerca de 1 ou 2% do débito cardíaco total. Esse sangue arterial brônquico é oxigenado, em contraste com o sangue parcialmente desoxigenado que flui pelas artérias pulmonares, incluindo o tecido conjuntivo, os septos e os grandes e pequenos brônquios. O sangue após ter irrigado os tecidos de sustentação, deságua nas veias pulmonares e entra no átrio esquerdo.
Vasos linfáticos
Os vasos estendem-se por todos os tecidos de sustentação do pulmão. A seguir, seguem seu trajeto para o hilo do pulmão e após dirigem-se para o ducto linfático direito. A matéria que penetra nos alvéolos é removida por esses canais, e as proteínas plasmáticas que extravasam dos capilares pulmonares também são removidos ajudando a evitar a formação de edema pulmonar.
PRESSÃO NO SISTEMA PULMONAR
Curva dos pulsos do ventrículo direito
No ser humano normal, a pressão sistólica no ventrículo direito é, em média, de 25 mmhg, e a pressão diastólica é, em média, de cerca de 0 a 1 mmhg, ou seja, valores que correspondem apenas a 1/5 dos observados no ventrículo esquerdo.
Pressão na artéria pulmonar
Durante a sístole a pressão na artéria pulmonar é essencialmente idêntica á pressão do ventrículo direito, após o fechamento da válvula pulmonar, ao final da sístole, a pressão ventricular cai bruscamente, enquanto a pressão na artéria pulmonar cai mais lentamente, á medida que o sangue flui pelos capilares pulmonares. Já os capilares pulmonares tem sido estimada, por meios indiretos, em cerca de 7 mmhg.
Volume sanguíneo dos pulmões
O volume sanguíneo dos pulmões é de cerca de 450 mililitros, cerca de 9% do volume total de sangue existente no sistema circulatório. Cerca de 70 mililitros encontram-se nos capilares pulmonares, o restante é dividido de modo aproximadamente igual, entre artérias e as veias.
Pulmões como reservatório de sangue
A quantidade de sangue nos pulmões pode variar, desde a metade até o dobro do normal. A perda de sangue da circulação sistêmica por hemorragia pode ser compensada, em parte, pelo desvio automático de sangue do pulmão para os vasos sistêmicos.
A falência do lado esquerdo do coração, ou o aumento da resistência ou fluxo sanguíneo através da válvula mitral, fazem com que o sangue fique represado na circulação pulmonar, aumentando algumas vezes o volume sanguíneo pulmonar em até 100% e produzindo elevações das pressões vasculares pulmonares.
Fluxo sanguíneo pelos pulmões e sua distribuição
Na maioria das condições, os vasos pulmonares atuam como tubos passivos e distensíveis, cujo calibre aumenta com a pressão crescente e diminui com a redução da pressão, para que o sangue seja distribuído para os segmentos dos pulmões onde os alvéolos são mais oxigenados.
EFEITOS DOS GRADIENTES DE PRESSÃO HIDROSTÁTICA NOS PULMO~ES SOBRE O FLUXO SANGUÍNEO PULMONAR REGIONAL:
 
A pressão nos pés da pessoa em posição ortostática pode ser até 90 mm hg maior do que a pressão observada no nével do coração. Essa diferença é causada pela pressão hidrostática.O mesmo efeito, ocorre nos pulmões.Na pessoa em posição ortstática, as pressões arteriais pulmonares na parte mais alta do pulmão são cerca de 15 mm hg maior. Essas diferenças de pressão exercem efeitos profundos sobre o fluxo sanguíneo,pelas diferentes áreas dos pulmões.
 
ZONAS 1,2 E 3 DO FLUXO SANGUÍNEO PULMONAR.
 
Os capilares situados nas paredes alveolares são distendidos pela pressão sanguínea existente em seu interior, são comprimidos pela pressão do ar alveolar exercida pelo lado externo. Por conseguinte, toda vez que a pressão do ar alveolar fica maior do que a pre~ssão sanguínea nos capilares, eles se fecham, não havendo qualquer fluxo de sangue.
 
Zona 1: Ausência de fluxo sanguíneo durante qualquer parte do ciclo cardíaco, visto que a pressão capilar alveolar, nessa área do pulmão, nunca aumenta acima da pressão do ar alveolar durante qualquer parte do ciclo cardíaco. 
Zona 2:Fluxo sanguíneo intermitente, que ocorre, apenas durante os picos de pressão arterial pulmonar, visto que a pressão sistólica é maior do que a pressão alveolar, enquanto a pressão diastólica é inferior á pressão aveolar. 
Zona 3: fluxo sanguíneo contínuo, cisto que a pressão capilar alveolar permanece superior á pressão alveolar durante todo o ciclo cardíaco.
 
A zona 1 do fluxo sanguíneo só ocorre em condições anormais, ocorre quando a pressão arterial sistólica pulmonar está muito baixa, ou quando a pressão alveolar está excessivamente elevada para permitir o fluxo.
 
*EFEITO DO AUMENTO DO DÉBITO CARDÍACO SOBRE A CIRCULAÇÃO PULMONAR DURANTE O EXERCÍCIO INTENSO.
 
Durante o exercício intenso, o fluxo sanguíneo pelos pulmões aumenta 4 a 7 vezes. esse fluxo adicional é acomodado, pelos pulmões, de três maneiras:
1-Pelo aumento no número de capilares abertos, algumas vezes de até três vezes;
2-Pela distensão de todos os capilares e aumento por mais de duas vezes da velocidade do fluxo por cada caílar;
3-Pela elevação da pressão arterial pulmonar
A capacidade dos pulmões de acomodar aumento muito acentuado do fluxo sanguíneo durante o exercício conserva a energia do lado direito do coração e impede a elevação significativa da pressão capilar pulmonar, evitando o desenvolvimento de edema pulmonar.
 
*DINÂMICA DOS CAPILARES PULMONARES
 
As paredes alveolares são revestidas por um némero ggrande de capilares, que na maioria dos locais, os capilares quase chegam a se tocar lado a lado.Frequentimente, o sangue capilar flui nas paredes alveolares como uma "camada", e não em capilares individuais.
 
-O tempo de permanência do sangue nos capilares: É possivel calcular que, quando o débito cardíaco está normal, o sangue passa pelos capilares pulmonares em cerca de 0,8 segundo.O aumento do débito cardíaco pode reduzir esse tempo para apenas 0,3 segundo. Por conseguinte, em apenas fração de segundo, o sangue que flui pelos capilares alveolares é oxigenado e perde o excesso de dióxido de carbono.
 
- Edema pulmonar: O edema pulmonar ocorre da maneira que o edema observado em outras partes do corpo. Qualquer fator capaz de causar elevação da pressão do liquido intersticial pulmonar da faixa negativa para a positiva irá provocar o enchimento dos espaços intersticiais e dos alvéolos pulmonares, com grande quantidade de líquido livre.As causas mais comuns são: Insuficiência cardíaca esquerda ou doença valvar mitral e lesão da membrana dos capilares pulmonares, causadas por infecções.
 
-Rapidez da morte no edema pulmonar agudo: Quando a pressão capilar pulmonar se eleva e, até mesmo ultrapassa, ligeiramente, o nível do fator de segurança, pode ocorrer edema pulmonar letal em questão de horas e, até mesmo, dentro de 20 a 30 minutos, se a pressão capilar aumentar para o valor de 25 a 30 mm hg acima do nível do fator segurança. Assim, na insuficiência cardíaca esquerda aguda, em que a pressão capílar pulmonar chega, algumas vezes, a 50 mm hg, a morte, sobrevém em menos de 30 minutos após a ocorrência de edema pulmonar agudo.
 
*LIQUIDOS NA CAVIDADE PLEURAL
 
Quando os pulmões se expandem e se contraem, durante a respiração normal, eles deslizam no interior da cavidade pleural.Para facilitar esse deslizamento, existe uma fina camada deliquido mucóide entre as pleuras parietal e visceral.Toda vez que essa quantidade apenas ultrapassa o volume sufuciente para começar a fluir para a cavidade pleural, o excesso é retirado pelos vasos linfáticos que se abrem diretamente da cavidade pleural para o: 
Mediastino;
A superfície superior do diafragma;
As superfícies laterais da pleura parietal
Espaço pleural (por consequência): espaço entre as pleuras parietal e visceral.
 
Derrame Plaural: É o acúmulo de grande quantidade de líquido livre no espaço pleural. As possíveis caudas de um derrame são:
1- Bloqueio da drenagem linfática da cavidade pleural;
2- Insufuciência cardíaca;
3- Redução da pressão coloidosmótica do plasma;
4- infecção ou qualquer outra coisa de inflamação.
PRINCÍPIOS FÍSICOS DAS TROCAS GASOSAS
Após os alvéolos serem ventilados com ar fresco, ocorre a difusão de oxigênio dos alvéolos para o sangue pulmonar e a difusão de dióxido de carbono em sentido oposto, para os alvéolos. Ocorre movimento molecular aleatório de moléculas que se entrecruzam em ambos os sentidos através da membrana respiratória e líquidos adjacentes.
Base física da difusão de gases
Todos os gases envolvidos na fisiologia respiratória são moléculas simples que se movimentam livremente entre elas, (difusão), também ocorre com gases nos líquidos e tecidos corporais.
Para que ocorra difusão é necessário fonte de energia, essa energia gerada pelo movimento cinético das próprias moléculas.
Difusão efetiva de um gás em determinada direção – Efeito do gradiente de concentração
A difusão efetiva do gás ocorre da área de maior concentração para a de menor concentração e as velocidades de difusão em cada uma das duas direções são proporcionalmente diferentes.
Pressões de gases dissolvidos na água e nos tecidos
Os gases dissolvidos na água e tecido do corpo exercem pressões, visto que as moléculas se movem por energia cinética. Quando as moléculas de gás dissolvidas deparam-se com uma superfície como a membrana celular, elas exercem sua própria pressão. As pressões parciais dos gases dissolvidas são designadas por símbolo PO2, PCO2, PN2, PHe
Fatores que determinam a pressão de um gás dissolvido em líquido
A pressão de um gás em solução é determinada por sua concentração e coeficiente de solubilidade. Quando moléculas têm atração pela água, um número maior pode dissolver-se sem criar excesso de pressão no interior da solução. No caso de moléculas repelidas, um número muito menor de moléculas dissolvidas será suficiente para criar pressões excessivas.
Pressão do vapor de água
A pressão do vapor da água depende inteiramente da temperatura da água. Quanto maior a temperatura, maior a atividade cinética das moléculas de água e maior a probabilidade das moléculas de água escaparem da superfície da água, passando para a fase gasosa.
Difusão dos gases através dos tecidos
Todos os gases com importância em fisiologia respiratória são muito solúveis em lipídios e, portanto, são muito solúveis nas membranas celulares. A principal limitação ao movimento dos gases nos tecidos é a velocidade com que os gases podem difundir-se através da água dos tecidos, e não das membranas celulares.
Composição do ar alveolar – sua relação com o ar atmosférico.
O ar alveolar não apresenta as mesmas concentrações gasosas do ar atmosférico. O ar alveolar é apenas parcialmente substituída por ar atmosférico a cada respiração, o oxigênio está sendo constantemente absorvido pelo sangue pulmonar a partir do ar alveolar, e o dióxido de carbono tem difusão constante do sangue pulmonar para os alvéolos. O ar atmosférico seco que penetra nas vias aéreas é umidificado antes de chegar aos alvéolos. Ele é composto por nitrogênio e oxigênio, contém pouco vapor de água, em condições normais, e quase nenhum dióxido de carbono, assim que entra em contato com as vias aéreas, é exposto aos líquidos que cobrem as superfícies respiratórias.
A pressão total do ar nos alvéolos não pode ser superior à pressão atmosférica, o vapor de água dilui todas os outros gases existentes no ar inspirado.
O volume de ar alveolar substituído por atmosférico fresco a cada inspiração é de apenas um sétimo do total, sendo necessárias múltiplas inspirações para substituição da maior parte do ar alveolar. A lenta substituição do ar alveolar é particularmente importante para evitar alterações súbitas das concentrações de gases no sangue. Permitindo que o controle da respiração seja muito mais estável, ajuda a evitar aumentos e reduções exessivas da oxigenação dos tecidos, na concentração tecidual de dióxido de carbono e no ph dos tecidos, quando a respiração é temporariamente interrompida.
Concentração e pressão parcial de oxigênio nos alvéolos
O oxigênio é continuamente absorvido pelo sangue que passa elos pulmões, e ocorre inspiração continua de novo oxigênio da atmosfera para os alvéolos. Quanto mais rápida a absorção do oxigênio menos sua concentração nos alvéolos, quanto mais rapidamente o novo oxigênio da atmosfera chegar aos alvéolos, maior sua concentração.
A concentração de O2 nos alvéolos e sua pressão parcial é controlada pela velocidade de absorção do O2 para o sangue e pela velocidade de entrada de novo O2 nos pulmões pelo processo da ventilação.
Concentração e pressão parcial de CO2 nos alvéolos
O dióxido de carbono é continuamente formado no organismo e liberado pelos alvéolos e removido dos alvéolos pela ventilação. As concentrações e as pressões parciais, tanto de O2 quanto de CO2, nos alvéolos são determinadas pelas intensidades de absorção, ou de excreção, dos dois gases e pelo nível de ventilação alveolar.
Ar expirado
Ar expirado é a combinação de ar do espaço morto e do ar alveolar.A primeira parte do ar expirado (ar do espaço morto das vias aéreas) consiste em ar umidificado típico a quantidade progressivamente maior de ar alveolar misturando-se com o ar de espaço morto,até que o ar do espaço morto tenha sido eliminado, de modo que apenas o ar alveolar é exalado do final da expiração.
Difusão dos gases através da membrana respiratória
A unidade respiratória é composta por bronquíolo respiratório, ductos alveolares, átrios e alvéolos (cerca de 300 milhões nos dois pulmões). As paredes alveolares são extremamente finas e existe uma rede densa de capilares interconectados, o fluxo de sangue pela parede alveolar é descrito como “lençol” de sangue fluindo onde os gases alveolares estão próximos do sangue contido nos capilares.
As trocas gasosas entre o ar alveolar e o sangue pulmonar ocorrem através das membranas de todas as porções terminais dos pulmões e não apenas nos próprios alvéolos. Membranas essas denominadas de membrana respiratória ou pulmonar.
As camadas que compõem a membrana respiratória:
Uma camada de líquido que recobre o alvéolo e contém surfactante, que reduz a tensão superficial do líquido alveolar, favorecendo as trocas gasosas;
O epitélio alveolar, composto por células epiteliais delgados;
Uma membrana basal epitelial;
Um estreito espaço intersticial entre o epitélio alveolar e a membrana capilar;
A membrana basal do capilar, em muitos locais, fundem-se com a membrana basal do epitélio;
A membrana endotelial do capilar;
Fatores que afetam a velocidade de difusão dos gases através da membrana respiratória
Os fatores que determinam a velocidade com que determinado gás irá atravessar a membrana são:
A espessura da membrana, (qualquer fator capaz de aumentar a espessura por mais de duas a três vezes o normal pode interferir significativamente nas trocas gasosas, Ex. edema)
A área de superfície da membrana, (quando a área da superfície total diminui para cerca de um terço a um quarto do normal, as trocas gasosas através da membrana têm redução acentuada, mesmo em condições de repouso. Ex. remoção de um pulmão.)
O coeficiente de difusão do gás na substância da membrana, (a velocidade de difusão na membrana respiratória é quase exatamente igual a mesma que na água.) e;
A diferença de pressão do gás entre os dois lados da membrana.(refere-se a diferença entre a pressão parcial do gás nos alvéolos e a pressão desse mesmo gás no sangue que capilar pulmonar ).
Pressão parcial
Representa a medida do número total de moléculas de determinado gás que colidem contra uma unidade de área da superfície alveolar das membranas por unidade de tempo, enquanto a pressão do gás no sangue representa o número de moléculas que tentam escapar do sangue no sentido oposto. A diferença entre as duas pressões é a medida da tendência efetiva do movimento das moléculas do gás da membrana.
Capacidade de difusão da membrana respiratória
A capacidade da membrana respiratória de efetuar as trocas gasosas entre os alvéolos e o sangue pulmonar pode ser expressa em termos quantitativos pela capacidade de difusão da membrana respiratória, definindo como o volume de gás que se difundem através da membrana a cada minuto por uma diferença de pressão.
Transporte de O2 e de CO2 no sangue e nos líquidos corporais
Após sua difusão dos alvéolos para o sangue pulmonar o O2 é transformado em combinação com a hemoglobina, até os capilares teciduais, onde é liberado para ser utilizado pelas células.
A presença de hemoglobina nos eritrócitos permite ao sangue transportar mais oxigênio do que poderia fazê-lo se ele se encontrasse na forma dissolvida na água do sangue.
O oxigênio reage com diversas substâncias nutrientes, formando grande quantidade de dióxido de carbono que penetra nos capilares teciduais, sendo transportado para os pulmões. O dióxido de carbono também se combina com substâncias químicas no sangue, que aumentam seu transporte.
Pressões do Oxigênio e do Dióxido de Carbono nos pulmões, no sangue e nos tecidos;
A PO2 mais alta no sangue capilar do que nos tecidos determina a difusão de oxigênio para o interior das células circundantes. Quando o oxigênio é metabolizado nas células para formar dióxido de carbono, a pressão de dióxido de carbono (PCO2) intracelular atinge valor elevado, determinando a difusão do dióxido de carbono para os capilares dos tecidos. Dessa mesma maneira difunde-se do sangue para o interior dos alvéolos, em virtude de a PCO2 no sangue capilar pulmonar ser superior à dos alvéolos. 
Basicamente o transporte de oxigênio e dióxido de carbono pelo sangue depende tanto da difusão quanto da circulação sanguínea. 
Transporte de Oxigênio no sangue arterial;
Cerca de 98% do sangue que chega ao átrio esquerdo proveniente dos pulmões passaram pelos capilares pulmonares e foram oxigenados até uma PO2. Os outros 2% do sangue passaram diretamente da aorta pela circulação brônquica que supre os tecidos profundos dos pulmões, sem exposição ao ar pulmonar. Fluxo esse denominado de shunt ( sangue que não passou pelas áreas onde ocorrem as trocas gasosas). Ao deixar os pulmões, a PO2 do sangue “desviado” é aproximadamente igual à do sangue venoso normal. Esse sangue combina-se nas veias pulmonares com o sangue oxigenado proveniente dos capilares alveolares, denominado de mistura venosa de sangue.
Difusão do Oxigênio dos Capilares Periféricos para o Líquido Tecidual;
Existe uma enorme diferença inicial de pressão que determina a rápida difusão do oxigênio do sangue para os tecidos, tão rapidamente que a PO2 capilar cai o valor. 
Se houver aumento do fluxo sanguíneo por determinado tecido, maior quantidade de oxigênio será transportada para esse tecido, em determinado momento, e a PO2 do tecido irá aumentar correspondentemente.
Quando as células consomem mais oxigênio do que o normal para seu metabolismo, essa situação tende a reduzir a PO2 do líquido intersticial, e o aumento do PO2 quando esse consumo diminui. 
Difusão do Oxigênio dos Capilares dos Tecidos Periféricos para as Células;
O oxigênio é sempre utilizado pelas células. A PO2 intracelular nas células dos tecidos periféricos permanece inferior à PO2 existente nos capilares periféricos. Além disso, existe uma distância considerável entre os capilares e as células. Concluindo-se que até mesmo a PO2 intracelular baixa é mais do que adequada, proporcionando grande fator de segurança. 
●Difusão de Dióxido de Carbono das Células dos Tecidos Periféricos para os Capilares dos Tecidos e dos Capilares Pulmonares para os Alvéolos;
A utilização do Oxigênio pelas células transforma em Dióxido de Carbono, o que aumenta a PO2 intracelular. Este aumento da PO2 nas células dos tecidos faz com que o dióxido de carbono difunde-se das células para os capilares, sendo transportado do sangue até os pulmões. Nos pulmões ele difunde-se dos capilares pulmonares para os alvéolos. Assim, em cada ponto de cadeia de transporte de gases, o dióxido de carbono difunde-se em direção exatamente oposta à do oxigênio.
Existe diferença importante entre a difusão de dióxido de carbono e a do oxigênio: o dióxido de carbono pode difundir-se com velocidade 20 vezes maior que a do oxigênio.
●Combinação Reversível do Oxigênio com a Hemoglobina;
A molécula de oxigênio combina-se frouxamente, e de modo reversível, com a porção heme da hemoglobina. Quando a PO2 está elevada, como nos capilares pulmonares, o oxigênio liga-se à hemoglobina; e quando a PO2 está baixa, como nos capilares dos tecidos, o oxigênio dissocia-se da hemoglobina. Processo que constitui a base para quase todo o transporte de oxigênio dos pulmões para os tecidos. 
A quantidade máxima de Oxigênio que se pode combinar com a Hemoglobina no sangue;
O sangue do indivíduo normal contém cerca de 15 gramas de hemoglobina por 100 mililitros de sangue, e cada grama de hemoglobina pode ligar-se no máximo, a 1,34 mililitros de oxigênio.
Quantidade de Oxigênio liberado pela Hemoglobina nos tecidos;
No sangue arterial normal a quantidade de oxigênio total ligado à hemoglobina é de cerca de 19,4 mililitros por 100 mililitros de sangue. 
 
●Efeito da Hemoglobina para “tamponar” PO2 dos tecidos;
A hemoglobina desempenha outra função importante, além do transporte de oxigênio para os tecidos. Trata-se de sua atuação como sistema “tampão” do oxigênio tecidual, a hemoglobina no sangue é a principal responsável pela estabilização da pressão do oxigênio nos tecidos.
Dessa maneira a hemoglobina normalmente estabelece o limite superior para a pressão de oxigênio nos tecidos, liberando automaticamente em pressão que é mantida de modo razoavelmente constante.
Quando a concentração de oxigênio da atmosfera modifica-se acentuadamente, o efeito tampão da hemoglobina ainda mantém a PO2 dos tecidos quase constante. 
A PO2 normal nos alvéolos é de cerca de 104 mm Hg, entretanto, quando se escala uma montanha, ou se alcança grande altitude a PO2 pode cair para menos da metade.Por outro lado, quando se entra em área de ar comprimido, a PO2 pode aumentar por até 10 vezes esse valor. Mesmo essas situações alteram pouco a PO2dos tecidos. 
●Quando o Oxigênio liga-se à hemoglobina, ocorre liberação de Dióxido de Carbono- O efeito Haldane- para aumentar o transporte de CO2;
O aumento da concentração de dióxido de carbono no sangue provoca o deslocamento de oxigênio da hemoglobina (efeito Bohr), constituindo fator importante no aumento do transporte de oxigênio. O inverso também ocorre, a ligação do oxigênio à hemoglobina tende a deslocar o dióxido de carbono do sangue (efeito denominado Haldane). Muito mais importante para promover o transporte de dióxido de carbono do que o efeito Bohr para promover o transporte de oxigênio. 
O efeito Haldane resulta de que a combinação do oxigênio com a hemoglobina nos pulmões transforma a hemoglobina em ácido mais forte. Isso desloca dióxido de carbono do sangue para os alvéolos de duas maneiras: 1- a hemoglobina tem menos tendência a combinar-se com o dióxido de carbono para formar a carbaminoemoglobina, deslocando assim grande parte do dióxido de carbono do sangue. 2- o aumento da acidez da hemoglobina também faz com que ela libere excesso de íons hidrogênio, os quais se ligam a íons bicarbonato, formando ácido carbônico, que por sua vez, dissocia-se em água e dióxido de carbono, que é liberadono sangue para os alvéolos. 
Nos capilares dos tecidos, o efeito Haldane determina aumento da captação de dióxido de carbono, devido à remoção do oxigênio da hemoglobina; nos pulmões, causa liberação aumentada de dióxido de carbono, em virtude da captação do oxigênio pela hemoglobina. 
Alterações da acidez do sangue durante o transporte de dióxido de carbono;
Quando o dióxido de carbono entra no sangue dos tecidos, o ácido carbônico formado diminui o pH sanguíneo. Entretanto, a reação desse ácido com os tampões ácido-básicos do sangue impede que a concentração de íons hidrogênio aumente acentuadamente ( e que cai acentuadamente). À medida que o sangue adquire dióxido de carbono nos capilares teciduais, o pH cai para o valor venoso. O processo inverso é observado quando o dióxido de carbono é liberado do sangue para os pulmões.
REGULAÇÃO DA RESPIRAÇÃO
Em condições normais, o sistema nervoso ajusta a ventilação alveolar quase exatamente de acordo com as necessidades do organismo, de modo que a pressão do oxigênio (PO2) e a do dióxido do carbono (PCO2), no sangue arterial dificilmente se altera, mesmo durante a realização de exercício físico e na maioria dos outros tipos de estresse respiratório.
Centro respiratório
O centro respiratório é composto por diversos grupos de neurônios, localizados bilateralmente no bulbo e na ponte, e é dividido em três grupos de neurônios: (
Grupo respiratório dorsal, localizado na porção dorsal do bulbo, responsável principalmente pela inspiração; 
Grupo respiratório ventral situado na porção ventro-lateral do bulbo, responsável tanto pela expiração quanto inspiração, dependendo dos neurônios do grupo que são estimulados;
O centro pneumotáxico, localizado dorsalmente na porção superior da ponte, que ajuda a controlar a freqüência e o padrão da respiração;
Grupo respiratório dorsal de neurônios
O grupo respiratório dorsal de neurônios estende-se ao longo da maior parte do bulbo. Quase todos os seus neurônios localizam-se no núcleo do trato solitário, embora outros neurônios, na substancia reticular adjacente do bulbo, também possam desempenhar importantes papeis no controle da respiração.
Controle químico da respiração
O objetivo final da respiração consiste em manter concentrações apropriadas de oxigênio, gás carbônico e íons hidrogênio nos tecidos.
O excesso de dióxido de carbono, ou de íons de hidrogênio, no sangue exerce, principalmente, ação direta sobre o próprio centro respiratório, produzindo acentuada intensificação dos sinais motores tanto inspiratórios quanto expiratórios para os músculos respiratórios.
Por outro lado o oxigênio não exerce efeito direto significativo sobre o centro respiratório do cérebro no controle da respiração. O oxigênio atua quase inteiramente sobre quimioreceptores periféricos, que se localizam nos corpos carotídeos e aórticos, os quais transmitem sinais nervosos apropriados ao centro respiratório para o controle da respiração.
A área quimiosenssível localiza-se bilateralmente apenas 1/5 de milímetro abaixo da superfície ventral do bulbo. Essa área mostra-se muito sensível as alterações das concentrações sanguíneas da PCO2 ou dos íons hidrogênio, que excitam as outras porções do centro respiratório.
Na área quimiosenssível os neurônios sensores são especialmente excitados por íons hidrogênio; acredita-se que os íons hidrogênio sejam o único estímulo direto importante para esses neurônios, os íons hidrogênio não atravessam facilmente a barreira hematoencefálica.
O dióxido de carbono exerce poderoso efeito indireto na estimulação dos neurônios da área quimiosenssível, para isso reage com a água dos tecidos formado ácido carbônico. Este, por sua vez, dissocia-se em íons hidrogênio e bicarbonato, o íons hidrogênio exerce potente efeito estimulador direto.
O aumento da concentração de dióxido de carbono, ou da concentração de íons de hidrogênio, também excita os quimioreceptores assim aumentando indiretamente a atividade respiratória. Entretanto, os efeitos direto desses dois fatores sobre o centro respiratório são tão mais potentes que seus efeitos mediados através dos quimioreceptores, para a maioria dos propósitos práticos, os efeitos indiretos do dióxido de carbono, e dos íons hidrogênio através dos quimioreceptores não precisam ser considerados. Contudo, existe uma diferença entre os efeitos periféricos e centrais do dióxido de carbono: a estimulação pelos quimioreceptores periféricos ocorre com rapidez até 5 vezes maior que a estimulação central, de modo que, os quimioreceptores periféricos podem ser especialmente importantes para aumentar a rapidez da resposta ao dióxido de carbono já no inicio do exercício.