Resultados da aprendizagem
- Descrever como as estruturas dos pulmões e da cavidade torácica controlam a mecânica da respiração
Figura 1 - Este gráfico apresenta dados da experiência original de Boyle de 1662, que mostra que a pressão e o volume estão inversamente relacionados. Não são indicadas unidades, uma vez que Boyle utilizou unidades arbitrárias nas suas experiências.
A Lei de Boyle é a lei dos gases que estabelece que, num espaço fechado, a pressão e o volume estão inversamente relacionados. À medida que o volume diminui, a pressão aumenta e vice-versa (Figura 1). A relação entre a pressão e o volume dos gases ajuda a explicar a mecânica da respiração.
Existe sempre uma pressão ligeiramente negativa dentro da cavidade torácica, o que ajuda a manter as vias respiratórias dos pulmões abertas. Durante a inalação, o volume aumenta como resultado da contração do diafragma e a pressão diminui (de acordo com a Lei de Boyle). Esta diminuição da pressão na cavidade torácica em relação ao ambiente torna a cavidade menor do que a atmosfera (Figura 2a). Devido àPara aumentar o volume dos pulmões, a parede torácica expande-se, o que resulta da contração dos músculos músculos intercostais O volume dos pulmões expande-se porque o diafragma se contrai e os músculos intercostais se contraem, expandindo assim a cavidade torácica. Este aumento do volume da cavidade torácica diminui a pressão em relação à atmosfera, pelo que o ar entra nos pulmões, aumentando assim o seu volume. O aumento do volume resultante é em grande parte atribuído a um aumentono espaço alveolar, porque os bronquíolos e os brônquios são estruturas rígidas que não mudam de tamanho.
Figura 2. Os pulmões, a parede torácica e o diafragma estão todos envolvidos na respiração, tanto na (a) inspiração como na (b) expiração (crédito: modificação do trabalho de Mariana Ruiz Villareal)
Figura 3. Uma camada de tecido chamada pleura envolve o pulmão e o interior da cavidade torácica (crédito: modificação de trabalho do NCI)
A parede torácica expande-se para fora e para longe dos pulmões. Os pulmões são elásticos; por isso, quando o ar enche os pulmões, a recuo elástico Estas forças para fora e para dentro competem para insuflar e desinsuflar o pulmão em cada respiração. Na expiração, os pulmões recuam para forçar o ar para fora dos pulmões e os músculos intercostais relaxam, devolvendo a parede torácica à sua posição original (Figura 2b).
O diafragma também relaxa e move-se mais para dentro da cavidade torácica, o que aumenta a pressão dentro da cavidade torácica em relação ao ambiente, e o ar sai dos pulmões. O movimento do ar para fora dos pulmões é um evento passivo; nenhum músculo se contrai para expulsar o ar.
Cada pulmão é circundado por um saco invaginado. A camada de tecido que cobre o pulmão e mergulha nos espaços é chamada de camada visceral pleura Uma segunda camada de pleura parietal reveste o interior do tórax (Figura 3). O espaço entre estas camadas, a espaço intrapleural contém uma pequena quantidade de líquido que protege o tecido e reduz a fricção gerada pela fricção das camadas de tecido quando os pulmões se contraem e relaxam. Pleurisia resulta quando estas camadas de tecido ficam inflamadas; é dolorosa porque a inflamação aumenta a pressão dentro da cavidade torácica e reduz o volume do pulmão.
Veja como a Lei de Boyle está relacionada com a respiração e veja este vídeo:
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