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Alvéolos dos Pulmões

As trocas de oxigênio nos pulmões ocorrem através das membranas de pequenas estruturas parecidas com balões chamadas alvéolos ligadas aos ramos das passagens bronquial. Estes alvéolos inflam e desinflam com a inalação e a exalação. O comportamento dos alvéolos é largamente ditado pela Lei de LaPlace e tensão superficial. Faz-se algum esforço para inspirar porque estes tênues balões devem ser inflados, mas o recolhimento elástico dos tênues balões ajuda-nos no processo de exalação. Se o recolhimento elástico dos alvéolos está comprometido, como no caso do enfisema, então é difícil para exalar fortemente.

A dificuldade de inspiração durante a primeira respiração do bebê é grande pois todos os balões devem ser inflados de um estado colapsado.

Inflação do alvéolo

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Inflando o Alvéolo

Inflando o alvéolo no processo da respiração requer um excesso de pressão dentro do alvéolo relativa a sua vizinhança. Isto é realmente realizado tornando a pressão na cavidade torácica negativa com respeito à pressão atmosférica.

A quantidade de pressão líquida requerida para a inflação é ditada pela tensão superficial e o raio dos tênues alvéolos parecidos com balões. Durante a inalação o raio do alvéolo cresce de aproximadamente 0,05 mm para 0,1 mm. O tecido fluido mucoso normal envolvendo o alvéolo tem uma tensão superficial nominal de cerca de 50 dinas/cm de modo que a pressão líquida para fora requerida é:

A propriedade notável do surfactante que cobre o alvéolo é que ela reduz a tensão superficial por um fator de cerca de 15 de modo que a pressão diferencial de 1 mmHg é suficiente para inflar o alvéolo. Outros fatores afetando a eficiência notável do transporte de oxigênio através das membranas pulmonares estão caracterizados Lei de Fick.

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Conceitos da Lei de LaPlace

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O Papel do Surfactante na Respiração

Um dos fenômenos notáveis no processo da respiração é o papel da cobertura fluida das paredes do alvéolo dos pulmões. Este fluido, chamado surfactante, abaixa a tensão superficial do alvéolo parecido com balão por um fator de 15 comparado ao tecido fluido mucoso normal em que eles estão imersos. Parece existir uma quantidade aproximadamente constante deste surfactante por alvéolo, de modo que quando os alvéolos são deflacionados ele está mais concentrado sobre a superfície. Já que o efeito de abaixamento da tensão superficial do surfactante depende desta concentração, ela diminui a pressão requerida para inflação do alvéolo a sua fase mais crítica. Para uma dada tensão superficial, a pressão para inflar uma bolha menor é maior. É o surfactante que torna possível a inflação do alvéolo com somente cerca de 1 mmHg de pressão a mais do que sua envolvente. A primeira respiração do bebê depende deste surfactante e é feita mais difícil nos bebês prematuros pela incompleta formação do surfactante.

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Alvéolo e Exalação

Os alvéolos dos pulmões atuam de uma maneira muito parecida com os balões no que existe algum esforço envolvido para inflá-los, mas quando a pressão de inflação é liberada, o recolhimento das paredes elásticas fornece a pressão necessária para deflacioná-los. Os pulmões estão suspensos na cavidade torácica que está normalmente a uma ligeira pressão negativa. Quando o diafragma é abaixado, aquela pressão torna-se mais negativa e os pulmões expandem-se no interiosr da cavidade. O ar da atmosfera move-se para dentro do vácuo parcialmente resultante e infla o alvéolo. Sabe-se do esforça que se faz, mas não é extremo como no caso da primeira respiração do bebê . Uma vez os alvéolos totalmente inflados, a exalação pode ser acompanhada pelo mero relaxamento do diafragama, desde que a tensão nas paredes em todos os tênues alvéolos atuarão para forçar o ar para fora deles. Forçando o diafragma para cima , nós podemos exalar forçosamente adicionando um esforço no diafragma para recolhimento dos alvéolos elásticos. Nas doenças como enfisema a elasticidade dos alvéolos é perdida e a exalação torna-se um processo laborioso.

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