Fisiologia: Mecânica da Ventilação Pulmonar

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MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
● ANATOMIA RESPIRATÓRIA - VIAS AÉREAS
Sequência do fluxo de ar: cavidades nasais → faringe → laringe → traquéia → carina → brônquios →
bronquíolos → alvéolos.
O pulmão direito é maior que o esquerdo, uma vez que o lado esquerdo perde espaço devido a penetração do
pericárdio.
Pulmões revestidos pelas pleuras:
- Pleura visceral = em contato com a superfície pulmonar;
- Pleura parietal/costal/torácica = externa à pleura visceral e em contato com a parede torácica.
Entre as pleuras existe o espaço/cavidade pleural, que contém o líquido pleural.
● EXPANSÃO PULMONAR
Inspiração de repouso:
- Contração do diafragma = traciona a base dos pulmões para baixo.
Expiração de repouso:
- Relaxamento do diafragma;
- Forças elásticas de retração pulmonar = durante a inspiração os pulmões são distendidos, acumulando
força elástica; no relaxamento do diafragma essa força ajuda na retração do pulmão;
- É passiva, uma vez que depende do relaxamento do diafragma e da atuação das forças de retração.
Inspiração forçada:
- Contração do diafragma e dos músculos acessórios da respiração (esternocleidomastóideo, escalenos,
serrátil anterior e outros).
+ Durante a anamnese é importante observar o uso da musculatura acessória durante a respiração em
repouso.
Expiração forçada:
- Relaxamento do diafragma;
- Atuação das forças elásticas de retração pulmonar;
- Contração dos músculos abdominais = empurram as vísceras, as quais são comprimidas contra os
pulmões; estímulo pelo grupo ….
Músculos intercostais externos:
- Elevação das costelas durante a contração → inspiração
Músculos intercostais internos:
- Depressão das costelas durante contração → expiração
● PRESSÃO PULMONAR
O líquido pleural é formado a partir da ultrafiltração (extravasamento) do sangue dos capilares que nutrem as
pleuras. Essa formação é constante.
O líquido pleural é importante pois atua como um lubrificante, evitando atritos entre as pleuras durante sua
distensão e garantindo um movimento mais suave entre elas.
Outra função do líquido pleural é a geração da pressão pleural.
Pressão pleural:
É a pressão do líquido existente no estreito espaço entre a pleura visceral e a pleura torácica.
Existem poros na base da pleura parietal entre os quais o líquido pleural escoa constantemente e, como a
cavidade pleural é considerada um sistema fechado, isso gera uma pressão negativa no interior dos
pulmões.
O líquido escoado é drenado pelos vasos linfáticos presentes na base da pleura.
Valores das pressões pleurais:
- Inspiração de repouso → -5 a -7 cmH20;
- Inspiração profunda → -5 a -12 cmH2O;
- Expiração → PERMANECE NEGATIVA.
+ Em qualquer fase do ciclo a pressão pleural permanece negativa, o que significa que sempre teremos
ar dentro dos pulmões. Se todo o ar fosse retirado dos pulmões os alvéolos iriam colabar.
O escoamento do líquido pleural pelos poros aumenta durante a contração do diafragma na inspiração, dessa
forma a pressão acaba ficando mais negativa, em torno de -7,5 cmH2O. Isso favorece a entrada de ar nos
pulmões.
Já na expiração, como há o relaxamento do diafragma, ocorre uma diminuição do escoamento. Isso faz com que a
pressão fique menos negativa, atingindo um valor de -5 cmH20. Essa diferença na negatividade permite que o ar
seja expulso dos pulmões.
Pneumotórax:
Geralmente está relacionado a eventos traumáticos (tiros, facadas, acidentes...). Nessas situações ocorre a
perfuração das pleuras, o sistema deixa de ser fechado. Assim a pressão negativa é perdida e o ar começa a se
acumular na caixa torácica, levando ao colabamento dos alvéolos pulmonares.
A mancha escura na imagem da direita mostra o acúmulo de ar na cavidade.
Essa situação é tratada com a utilização de drenos para a retirada de ar.
Derrame pleural:
É o acúmulo de líquido pleural na cavidade. Pode ser resultado de um excesso de produção ou defasagem no
escoamento através dos poros.
Quando isso acontece o líquido começa a comprimir os pulmões, levando ao seu colabamento.
Esse líquido deve ser puncionado e levado para análise laboratorial.
Pressão alveolar:
É a pressão do ar no interior dos alvéolos pulmonares.
- Inspiração → distensão dos alvéolos = -1 cmH20 (entrada de 0,5 L de ar);
- Expiração → ação das forças elásticas de retração = em alguns alvéolos a pressão pode ficar
ligeiramente positiva = +1 cmH20 (saída 0,5 L de ar).
Alterações do volume pulmonar, da pressão alveolar, da pressão pleural e da pressão transpulmonar durante a
respiração normal:
+ Pressão transpulmonar (sempre positiva) = Pressão alveolar - Pressão pleural. É utilizada para regular os
valores da ventilação mecânica. A cada 1 cmH20 da pressão transpulmonar corresponde a 200 mL de ar
nos pulmões.
● COMPLACÊNCIA PULMONAR
Refere-se ao grau de expansão dos pulmões que ocorre para cada unidade de aumento da pressão
transpulmonar. Aumenta na fase de inspiração e diminui na expiração.
1 cmH2O (pressão transpulmonar) → 200 mL de ar (expansão). Por exemplo: +5 = 1.000 mL; +6 = 1.200 mL.
+ No enfisema pulmonar o indivíduo perde a capacidade elástica dos pulmões. Assim, o paciente
permanece com o pulmão expandido exageradamente, ou seja, com a complacência elevada. Além disso,
o tórax do indivíduo fica expandido, caracterizando um “tórax em barril”.
● TENSÃO SUPERFICIAL NOS ALVÉOLOS
Força de atração entre as moléculas adjacentes do líquido que banha a parede dos alvéolos. É uma força
contrária à força da gravidade.
O líquido alveolar (do interior dos alvéolos) gera uma força de tensão superficial que prejudica a entrada de ar
nos alvéolos.
Surfactante:
É produzido pelos pneumócitos tipo II, sendo uma mistura de fosfolipídeos (dipalmitoilfosfatidilcolina -
DPPC), apoproteínas e íons.
O surfactante não se mistura com o líquido alveolar, mas permanece acima do líquido, diminuindo em 50%
sua força de tensão. Isso favorece a entrada de ar nos alvéolos.
+ Os recém nascidos prematuros têm a maturação do pulmão comprometida (geralmente RN com menos
de 7/8 meses), assim não produzem de maneira adequada o surfactante. Esses indivíduos devem ser
intubados e devem receber um surfactante artificial até que essa maturação aconteça. Esse quadro é
conhecido como Síndrome do Desconforto/da Angústia Respiratório do RN (SARA).
+ Uma das complicações do COVID é prejudicar a produção de surfactante, comprometendo ainda mais a
chegada de ar aos alvéolos.
● VOLUMES E CAPACIDADES PULMONARES
Espirometria:
Através do espirômetro é possível medir quanto a pessoa expira e quanto inspira. Determina volumes e
capacidades pulmonares para avaliar as funções respiratórias do paciente.
Volumes pulmonares:
Volume corrente→ é o volume de ar inspirado ou expirado em cada respiração normal/repouso (500 mL);
Volume de Reserva Inspiratória → é o volume máximo adicional de ar que pode ser inspirado além do volume
corrente normal (3.000 mL); acontece na inspiração forçada/profunda;
Volume de Reserva Expiratória → volume máximo adicional de ar de pode ser eliminado por expiração forçada
(1.100 mL);
Volume Residual→ volume de ar que permanece nos pulmões após o esforço expiratório máximo (1.200 mL).
+ Os 3 primeiros volumes são obtidos diretamente pelo aparelho de espirometria; já o volume residual é
obtido através de um cálculo realizado pelo aparelho, pois ele consegue medir apenas o fluxo de ar e não
o ar parado.
Capacidades pulmonares:
São as combinações de 2 ou mais volumes pulmonares.
Capacidade inspiratória → volume de ar que é inspirado a partir do final da expiração normal, até inspiração
máxima. Soma do VC + VRI (3.500 mL);
Capacidade Residual Funcional → volume de ar contido nos pulmões ao final de uma expiração não forçada; o
que sobrou. Soma do VRE + VR (2.300 mL); em pacientes com DPOC essa capacidade está aumentada, muito ar
está preso nos pulmões;
Capacidade Vital → volume de ar expirado partindo de uma inspiração máxima até uma expiração máxima; é a
principal manobra durante um exame de espirometria. Soma do VC + VRI + VRE (4.600 mL);
Capacidade Pulmonar Total → volume dear contido nos pulmões ao término de uma inspiração máxima. Soma
do VC + VRE + VRI + VR (5.800 mL).
+ As capacidades que envolvem o VR são calculados indiretamente.
Diagrama mostrando as excursões respiratórias durante a respiração normal e durante a inspiração máxima e a
expiração máxima:
+ As mulheres apresentam uma redução de 20-25% nos valores de volumes e capacidades pulmonares
em relação aos homens.
Proporção VR/CPT:
O espirômetro também é capaz de calcular a proporção VR/CPT.
- VR (Volume Residual) = controlado pela força dos músculos expiratórios;
- CPT (Capacidade Pulmonar Total) = marca o ponto em que os músculos da caixa torácica ficam
incapazes de gerar a força adicional necessária para expandir ainda mais os pulmões e a caixa torácica.
O valor obtido deve ser abaixo de 2,5 para um indivíduo hígido/saudável. Assim, por exemplo, uma pessoa com
fibrose pulmonar perde a capacidade pulmonar total, fazendo com que a fração tenha valor mais elevado.
● ESPAÇO MORTO
É o espaço nas vias aéreas onde não ocorre qualquer troca gasosa.
É dividido em:
- Espaço morto anatômico = faringe, laringe, traquéia, brônquios; começo dos bronquíolos; nos homens
é em torno de 150 mL e nas mulheres 120 mL;
- Espaço morto fisiológico (desprezível) = são os alvéolos (muito poucos em condições normais) em
que não estão acontecendo as trocas gasosas em um determinado ciclo respiratório; isso pode ser
causado pela não ventilação alveolar e/ou pela não perfusão dos capilares que sustentam esses
alvéolos;
+ A parte final dos bronquíolos (bronquíolos respiratórios) é capaz de realizar trocas gasosas, por isso
apenas seu começo é considerado um espaço morto.
● VENTILAÇÃO RESPIRATÓRIA
Volume minuto/ventilação pulmonar:
É a quantidade total de ar fresco que se movimenta pelas vias aéreas a cada minuto.
Volume corrente X FR = 500 mL X 12 ciclos/min = 6 L/min.
Ventilação alveolar:
Quantidade de ar “fresco” que efetivamente chega aos alvéolos, retirando-se o ar que fica no espaço morto.
A ventilação alveolar (VA) é dada por:
A VA é modificada em situações patológicas: