Fisiologia respiratória, ventilação e troca de gases

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Fisiologia respiratória, ventilação e troca
de gases
A ventilação é a troca da massa de ar entre a atmosfera e os alvéolos. A taxa de ventilação
normal em repouso é de 12 a 20 ciclos ventilatórios por minuto para um adulto. A pessoa
atinge cerca de 40 ciclos quando está em exercícios intensos. A inspiração (inalação) é o
movimento do ar para dentro dos pulmões, a expiração (exalação) é o movimento de ar para
fora dos pulmões. Em repouso, a expiração é considerada como um processo passivo. O
principal estímulo para a respiração é o acúmulo de CO2. O esternocleidomastóideo,
escaleno, intercostais externos e o diafragma (mais importante) são os músculos da
inspiração. Já na fase de expiração são os os músculos intercostais internos e os músculos
abdominais. Quando o indivíduo realiza a expiração forçada esses músculos têm sua
atividade aumentada. Os pulmões são envoltos por uma membrana dupla face, com a pleura
visceral e a pleura parietal. A cavidade pleural cria uma pressão que não deixa o pulmão se
soltar. Os pulmões estão inseridos no saco pleural, as forças de coesão do líquido intrapleural
promovem a adesão dos pulmões à caixa toráxica. A pressão intrapleural é de -3mmHg, uma
pressão subatmosférica. Se a cavidade torácica foi aberta em uma lesão cria-se um colapso
dos pulmões, o pneumotórax. O espirômetro ilustra os volumes de ar que são movimentados
na respiração, na inspiração e na expiração. A capacidade vital representa a quantidade
máxima de ar que pode ser voluntariamente movida para dentro ou para fora do sistema
respiratório, ela diminui com a idade pois os pulmões se tornam menos elásticos. Quanto
maior a resistência, menor o fluxo de ar. Já que o fluxo é o gradiente de pressão dividido pela
resistência. O gradiente de pressão é gerada pelo movimento dos músculos. O aumento do
volume promove a redução da pressão interna. Na expiração o diafragma relaxa e o volume
torácico diminui, ela resulta da retração elástica passiva. A mudança do volume torácico
ocorre mais rapidamente do que a velocidade do ar fluindo para dentro dos pulmões, por isso
a pressão alveolar atinge seu valor mais baixo no meio do processo de inspiração. Qualquer
doença neuromuscular que enfraquece os músculos esqueléticos ou lesione seus neurônios
motores pode afetar a ventilação, como a miastenia grave e a poliomielite. O trabalho
respiratório é diretamente proporcional ao trabalho muscular para expandir a caixa torácica.
A complacência se refere à capacidade do pulmão de se estirar, a maior parte do trabalho
respiratório é gasto para superar a resistência elástica dos pulmões ao estiramento, a
complacência se refere à quantidade de força que deve ser exercida sobre um corpo para o
deformar. Um pulmão com baixa complacência requer mais força dos músculos para ser
estirado, causado por fatores anatômicos, por exemplo. A elastância é uma característica com
aspectos inversos ao da complacência, ela é a capacidade de resistir à deformação mecânica.
A elastância também se refere à capacidade que um corpo tem de voltar à sua forma original
quando a força que promove a sua deformação é removida. Conforme perde a elastância o
pulmão vai ficando meio frouxo. Um pulmão com alta complacência provavelmente
apresenta perda do seu tecido elástico e não voltará ao seu volume de repouso, ou seja,
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apresenta baixa elastância. O enfisema é uma doença na qual as fibras de elastina são
destruídas, eles apresentam alta complacência e elasticidade diminuída, de modo que os
pulmões não retornam a posição de repouso. As doenças restritivas pulmonares são condições
patológicas nas quais a complacência está reduzida, nelas ocorre um gasto energético maior
para expandir a caixa torácica. Duas causas comuns são a fibrose pulmonar (aumento do
tecido cicatricial não elástico) e a produção alveolar inadequada de surfactante (mais tensão
superficial). As doenças pulmonares obstrutivas crônicas são doenças nas quais as trocas
gasosas estão prejudicadas em virtude do estreitamento das vias aéreas inferiores (asma,
apneia obstrutiva do sono, enfisema e bronquite crônica). A resistência ao fluxo de ar é
diretamente proporcional ao comprimento do sistema. A viscosidade do ar (alterada em
condições de umidade e altitude), diâmetro das vias aéreas (inversamente proporcional ao
raio elevado a quarta potência, ou seja pequenas alterações já afetam muito). A
broncoconstrição é uma redução do diâmetro que causa aumento da resistência, ela é
influenciada por neurônios parassimpáticos, histamina e leucotrienos. A broncodilatação é
um aumento do diâmetro que causa diminuição da resistência, é influenciada por dióxido de
carbono, adrenalina (receptores beta 2). A ventilação alveolar pode ser drasticamente afetada
por mudanças na frequência ou na profundidade da respiração. Uma parte do oxigênio que
chega nos alvéolos não é utilizada. Na hiperventilação ocorre aumento da frequência
respiratória sem aumento do metabolismo, na taquipneia ocorre aumento da frequência e
diminuição da amplitude, mais ciclos por minuto. Na hipoventilação ocorre diminuição da
ventilação alveolar, na dispneia ocorre dificuldade de respirar e na apneia ocorre uma
cessação da respiração.
Em média são 20 ml de O2 para cada 100 ml de sangue. A diferença arteriovenosa de
oxigênio representa a quantidade de oxigênio que ficou no tecido. O consumo de oxigênio
por minuto é de cerca de 250 ml no repouso. A diferença arteriovenosa em exercícios
intensos é bem maior. Quando o ar chega aos alvéolos a pressão parcial de oxigênio reduz e a
de CO2 aumenta. Nos alvéolos a pressão do oxigênio é muito maior do que no sangue, por
isso o sangue se difunde dos alvéolos para o sistema circulatório. A pressão no tecido é
menor do que nos sangue arterial, por isso o O2 sai do sangue para ir para os tecidos. O
principal fator que altera a composição do ar inspirado é a altitude.
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