Sistema Respiratório - Mecânica Ventilatória

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Sistema Respiratório - Mecânica ventilatória 
Divisão morfofuncional 
Funções 
• Trocas gasosas: Manutenção das concentrações ideais de O2 e CO2) 
• Controle do pH (junto com sistema renal) 
• Fonação 
• Temperatura corporal: Perda de calor pela respiração 
As vias aéreas conectam os pulmões ao meio externo. 
 
Vias aéreas de condução 
• Cavidade nasal 
• Faringe 
• Laringe 
• Traqueia 
• Brônquios principais 
• Bronquíolos terminais 
Nas vias aéreas de condução ocorre a modificação do ar, mantendo a temperatura ideal (aquecido e 
equilibrado dentro da temperatura ideal), filtração e umidificação. 
Elas têm a função de: 
• Umidificam e aquecem o ar inspirado 
• Filtram material particulado 
• Participam da olfação e fonação 
Toda a porção do epitélio que recobre a via, possui células ciliadas e células que produzem muco 
(caliciformes). Os cílios promovem o processo de remoção do muco que se acumula no epitélio, para 
fora das vias respiratórias. Então, toda vez que ocorre o processo de inspiração de um volume novo 
de ar, que contenham elementos particulados, os elementos vão se associando com o muco e 
posteriormente pelo movimento dos cílios o muco vai ser lançado para fora. 
Fumantes possuem a redução da mobilidade dos cílios e a produção maior de muco. 
Espaço morto: Região das vias de condução, é o espaço morto fisiológico. Em uma inspiração há 
cerca de 500ml de ar, 350ml chegam à região de troca e 150ml ficam retidos na região de condução 
(onde não há troca efetiva de gases), local chamado de espaço morto fisiológico. Pois não contribui 
para reoxigenarão. 
 
Vias aéreas de trocas 
• Alvéolos 
Na região de troca o ar se mistura com o ar residual armazenado em nossos pulmões. Pois nossos 
pulmões nunca estão completamente vazios, há ua quantidade de ar residual. 
 
Transporte muco-ciliar 
Há um sistema de transporte muco-ciliar ao longo de todo o epitélio de revestimento 
• Tabagismo 
• Paralisia dos cílios 
• Excesso de muco 
• Células caliciformes 
 
Árvore brônquio-alveolar 
• Bronquíolos respiratórios: Os alvéolos se iniciam deles 
• Sacos alveolares: Conjunto de alvéolos 
• Alvéolos: Ocorre a troca gasosa, é a maior porção pulmonar 
• Bronquíolos: músculo liso permite controle do fluxo de ar (contrição/relaxamento), não tem 
cartilagem. 
Os alvéolos são revestidos por células, os pneumócitos do tipo I, e ela são muito delgadas o que 
permite a difusão de gases. 
Quando ocorre a redução da área de passagem (aumento da resistência) ocorre a redução do fluxo 
de ar. Então, quando ocorre uma broncoconstrição há como consequência a redução do fluxo para a 
região terminal dos alvéolos. 
 
Alvéolos 
Células epiteliais alveolares (pneumócitos): 
• Tipo I e Tipo II (proporção 1:1), 50% de cada. 
• Tipo I: 96-98% área alveolar 
O tipo I é responsável pela troca gasosa. O tipo II, na falta do I, podem sofrer modificações e se 
transformar no I. 
Outras células (defesa imunitária): macrófagos, linfócitos, plasmócitos, mastócitos. 
Membrana de troca gasosa: É muito fina, possui cerca de 1,5um, isto permite a passagem dos gases 
de forma rápida e eficiente. É formada por epitélio dos alvéolos (pneumócitos do tipo I), tecido 
conjuntivo e endotélio (parede dos vasos). Essa membrana faz o intermédio entre a luz do alvéolo e 
luz dos vasos capilares, onde estão passando os eritrócitos. 
Qualquer situação que aumente a espessura da membrana, irá promover a dificuldade da passagem 
dos gases, prejudicando as trocas. Um exemplo é o edema, que dificulta a passagem. 
 
Mecânica ventilatória 
É a essência dos fenômenos que permitem tanto a expansão pulmonar e consequente entrada de ar 
nos pulmões. Como também, a retração e a saída de ar estão nas alterações do equilíbrio das forças 
que atuam na parede torácica e nos pulmões. 
 O ar precisa sofrer um influxo para dentro dos pulmões, para região dos alvéolos, para que ocorra o 
processo de difusão dos gases e oxigenação do sangue. Sendo que, o interior do alvéolo é um espaço 
exterior ao corpo, porém está internalizado em uma região especifica que é a cavidade torácica. 
O que permite ocorrer o influxo de ar e efluxo: É a associação entre o parênquima pulmonar (forças 
de retração) com a caixa torácica (forças de expansão). Isto permite que o processo de expansão da 
caixa, traga o tecido pulmonar junto. Desta forma, há a redução da pressão interna destes alvéolos. 
Bomba muscular - Contração e relaxamento muscular - Força motriz. 
Se ocorre o aumento/expansão da caixa e parênquima: Reduz a pressão interior, fluxo de ar se 
desloca gradualmente da região atmosférica para dentro doa alvéolos. Ou seja, a redução da 
pressão auxilia o “sugar” do ar para dentro dos pulmões. 
Caixa torácica: Costelas, diafragma e outros músculos. 
Pulmões mediastino: Suspensão dos pulmões. 
Processo de expiração: Ocorre através da retração das fibras elásticas do parênquima pulmonar, 
que empurram o ar para fora do pulmão. 
 
Associação entrem pulmões x caixa torácica 
A caixa torácica e tecido pulmonar estão associados pelas membranas pleurais, de modo que 
variações de volume da caixa torácica levam a variações no tecido pulmonar! 
Pulmão <-> pleura visceral <-> Pleura parietal <-> tórax 
O espaço entre as pleuras não contém ar, há apenas um liquido viscoso. Para que no momento de 
expansão e retração ocorra a movimentação sem causar danos. 
Equilíbrio entre caixa torácica e pulmões 
• Caixa torácica: forças expansíveis 
• Tecido pulmonar elástico: forças retração 
Repouso: Em condições normais, há o equilíbrio entre as forças de retração e expansão. Só ira se 
acentuar no momento de inspiração e expiração. 
Expiração: Há o relaxamento da musculatura, retração do tecido elástico pulmonar, aumento da 
pressão interna e o efluxo do ar. 
Inspiração: As forças de contrações da musculatura são maiores que as forças de retração, 
aumentando o volume da caixa. E por consequência, aumentando o volume pulmonar, reduzindo a 
pressão interna para que ocorra o fluxo de ar. 
 
Membranas pleurais 
O saco pleural forma uma dupla membrana circundando o pulmão, similar a um balão cheio de 
líquido circundando um balão preenchido com ar. 
Cada pulmão é envolto independente pela pleura. 
Funções do líquido pleural: 
• Lubrificação entre as pleuras 
• Mantém os pulmões aderidos à parede torácica 
Líquido pleural: Cerca de 25mL, está entre as pleuras. Ele é constante mente produzido e drenado 
pelos vasos linfáticos. 
 
Ciclo ventilatório 
Compreende os movimentos de inspiração e expiração. 
Inspiração: Há a musculatura da caixa torácica, em especial o diafragma. Fazendo a contração, 
gerando a expansão da caixa torácica, expansão do tecido pulmonar, redução da pressão interna e 
dessa forma o deslocamento de um volume de ar para dentro dos pulmões alcançando os alvéolos. 
Este processo de inspiração dura cerca de 2 segundos. 
Expiração: Pode ser de dois tipos, passiva ou ativa. Dura cerca de 3 segundos. 
• Expiração passiva (repouso): Não há nenhum fator estressor. O relaxamento muscular 
ocorre, assim como as forças elásticas. Fazendo com que o ar seja expelido. 
• Expiração ativa (ativa): Os músculos da expiração se contraem, fazendo com que a retração 
da caixa torácica seja mais rápida, reduzindo o seu volume e fazendo com que a expiração 
do ar seja mais rápida. 
 
Movimentos da respiração - Musculatura 
Podem ser divididos em musculatura inspiratória e musculatura expiratória. 
Musculatura inspiratória 
Inspiração basal 
• Diafragma: Principal músculo. Responsável por 60-70% do aumento do volume. 
• Intercostais externos: Provocam o levantamento das costelas 
Inspiração forçada 
Há a musculatura auxiliar, ocorre o aumento ântero-posterior e latero-lateral. 
• Diafragma intercostais externos 
• Esternocleidomastóideo 
• Escalenos 
 
Musculatura expiratória 
Expiração basal 
• Relaxamento muscular 
• Retração pulmonar 
Expiração forçada• Intercostais internos 
• Reto abdominal 
• Relaxamento diafragma 
• Retração pulmonar 
 
Pressão atmosférica X Pressão intra-alveolar 
Lei de Ohm: F = ΔP/R 
Fluxo de ar é igual a diferença de pressão 
Se há diferença de pressão entre o ar atmosférico e o interior dos alvéolos, haverá fluxo. E o fluxo 
sempre será de uma região de alta pressão para uma região de baixa pressão. 
Quando há a expansão da cavidade torácica, a expansão do tecido pulmonar, reduzindo a pressão 
interna. Há uma pressão externa maior, favorecendo o influxo de ar para uma região de menor 
pressão. 
Quando há o relaxamento, a redução do volume da cavidade favorece o aumento da pressão 
interna. Fazendo a expulsão de ar, pois a pressão interna está maior que a externa. 
Se a pressão interna é igual a atmosférica, não haverá fluxo. Por isso, a bomba muscular com a sua 
contração, gera gradiente de pressão para que ocorra fluxo. 
O fluxo é diretamente proporcional ao gradiente de pressão e indiretamente proporcional a 
resistência. 
A broncoconstrição é um mecanismo de resistência. 
Maior volume = Menor pressão: Favorece o fluxo 
Menor volume = Menor pressão: Fluxo para fora, expiração 
O fluxo para quando não há mais diferença de pressão. 
Tensão superficial 
Tensão superficial: Força de atração entre moléculas de H2O, cria uma pressão favorável ao colapso 
no interior da bolha. 
Por que alvéolos com menor raio tem maior chance de colapsar? Porque as moléculas de água 
possuem uma alta tração entre elas. Tendem a formar ligações químicas de uma molécula com a 
outra e dessa forma, há uma atração das moléculas de água em todas as direções. O que favorece o 
colapso dessas estruturas esféricas. E quanto menor for o diâmetro dessa estrutura esférica/bolha, 
mais fácil será entrar em colapso. Pois as moléculas de água estarão mais próximas umas das outras, 
aumentando a tração. 
Surfactantes – Aumento da complacência 
• Secretado pelas células alveolares tipo II 
• Composição: 70% fosfolipídios (dipalmitoil fosfatidilcolina) e 30% proteínas 
• Possuem característica anfipática: Uma região hidrofílica e outra região hidrofóbica 
• Desenvolvimento final durante o 3º trimestre de gestação: Por isso recém nascidos podem 
ter um colapso, pois não possuem surfactantes. 
• O surfactante quebra a tensão superficial, evitando a atração das moléculas de água. 
Os surfactantes rompimento forças coesivas, e tornam os alvéolos mais complacentes, permitindo 
melhor estiramento. 
 
Lei de Laplace 
Lei de Laplace: P = 2T/r 
P: Pressão de colapso das paredes 
T: Tensão superficial da água 
R: Raio do alvéolo 
A lei de Laplace estabelece que a pressão de colapso (P) dentro de uma bolha formada por uma fina 
película de líquido é diretamente proporcional a tensão superficial do líquido (T) e inversamente ao 
raio da bolha (r). 
Quanto menor o raio, maior a força de colapso (P). 
Alvéolo grande: Baixa pressão colapsante 
Alvéolo pequeno: Alta pressão colapsante 
Alvéolo pequeno com surfactante: Baixa pressão colapsante 
 
Relação entre pressão, fluxo de ar e resistência 
Fluxo de ar = Δ P/R 
Fluxo de ar é diretamente proporcional a diferença de pressão e quem gera a diferença de pressão é 
a bomba muscular, através das forças elásticas do tecido e tensão superficial. 
Resistência: É contraria ao fluxo. E quem determina a resistência é a viscosidade do ar inspirado, o 
comprimento da via aérea e o raio da via aérea. 
A maior resistência ofertada: Está na traqueia e nos brônquios calibrosos. Nessas regiões, o ar 
inspirado passa com grande velocidade e quanto maior a velocidade mais turbulento este ar e maior 
a resistência. Pois não há um fluxo laminar, as moléculas se chocam com as paredes e entre elas. 
Ou seja, se maior a velocidade, maior a turbulência e consequentemente maior a resistência. 
Bronquíolos: Soma da área de secção transversa total 2.000x maior. Então, quanto maior a área, 
menor a resistência. 
 
Associação entre caixa torácica e pulmão 
A associação entre a caixa torácica e o pulmão estabelece diferentes pressões, e durante o ciclo 
respiratório essas pressões variam. 
Ppl: Intrapleural 
PA: Alveolar 
PL: Transpulmonar (PA - PL), não é medida diretamente. 
Pel: Elástica 
A combinação da caixa torácica puxando pra fora e a retração elástica dos pulmões puxando para 
dentro cria uma pressão subatmosférica. 
A pressão que é gerada no espaço intrapleural é menor que a pressão atmosférica. Lembrando que 
pressão é igual a força sobre área. 
Quando ocorre a retração elástica dos pulmões, ocorre também a retração elástica da caixa torácica. 
As duas em balanço geram um vácuo. 
 
Mudança de volume 
Mudança de volume -> Mudança de pressão (ΔP) -> Fluxo de ar 
Relação da variação de volume, pressão intrapleural e pressão alveolar durante o processo de 
inspiração e expiração. 
 
Volume da respiração 
Na inspiração basal há cerca de 500mL sofrendo influxo. 
Ponto A: Inicio da inspiração, o volume será aumentado até chegar no ponto C 
Ponto C: Atinge 500mL, processo final da inspiração. 
Ponto C: Inicia-se o processo de expiração. 
Ponto A: Final da expiração. A pressão interalveolar e atmosférica são iguais, não há mais fluxo. 
Pressão Intrapleural 
A pressão varia, é cerca de –5cm de H2O. 
Durante a inspiração: Fica ainda mais negativa. 
Durante a expiração: Retorna a –5. 
Pressão Alveolar 
Inspiração: O início sai de 0 indo para uma pressão negativa de –1 e no final da inspiração o –1 volta 
a 0. 
Na primeira parte da curva, há a expansão da caixa torácica e a redução da pressão da luz dos 
alvéolos. Conforme a pressão reduziu, ocorre o fluxo de ar para dentro dos pulmões, chegando 
novamente a 0. 
No final da inspiração não há fluxo, pois a pressão se iguala. 
Expiração: Há o relaxamento da musculatura e a retração do tecido pulmonar. Ocorre o aumento da 
pressão, saindo de 0 e indo para +1, com isso o volume armazena pelos alvéolos será expelido eplas 
vias respiratórias. Quando é expelido, retorna ao equilibrio que é 0. 
Repouso 
Pressão alveolar: zero 
Pressão transpulmonar: +5 
Pressão intrapleural: -5 
 
Pneumotórax 
Ocorre a perfuração do sistema pulmonar (caixa torácica e pleuras), nesta condição a pressão 
intrapleural se iguala a condição atmosférica. Então, a força que havia mantendo o tecido pulmonar 
parcialmente aberto é removido, então o tecido colapsa. 
Então, quando ocorre a perfuração, há a perda da condição de uma pressão subatmosférica, do 
vácuo que mantinha o tecido pulmonar expandido. E agora, se a pessoa tentar respirar o pulmão 
não expandirá. Não ocorrendo fluxo de ar. 
Outra situação que leva as trocas gasosas debilitadas: Acúmulo de líquido entre as pleuras. Pois, se 
há mais líquido sendo produzido e acumulado, não havendo drenagem, essa pressão 
subatimosférica do espaço intrapleural irá ficar cada vez maior. Impedindo a expansão do pulmão.