Circulação Pulmonar

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Júlia Demuner - MED UVV XXIX 
 Circulação Pulmonar - Aires cap.43, Guyton cap.38 e Cecil cap.88 
 A função mais conhecida e importante da ventilação pulmonar é a de fornecer oxigênio ao sangue venoso e 
 dele remover o excesso de gás carbônico (CO2), arterializando-o. Nos tecidos periféricos, ocorrem 
 processos inversos: o sangue capilar recebe CO2 proveniente dos tecidos e a eles cede parte do O2 que 
 transporta. 
 Espaço Morto Anatômico 
 O volume de gás contido nas vias respiratórias de condução e transição (do nariz aos bronquíolos 
 respiratórios) corresponde ao espaço morto anatômico, porquanto, como já foi visto, não há trocas 
 gasosas significativas nesse segmento das vias respiratórias. Em cada inspiração, cerca de 2/3 do volume 
 corrente alcançam os alvéolos, e o 1/3 final fica retido no espaço morto, ou seja, a composição do gás aí 
 contido é muito semelhante à do ar ambiente. Cumpre ressaltar, também, que o primeiro gás a atingir os 
 alvéolos na inspiração corresponde àquele deixado no espaço morto pela expiração precedente . 
 ! Normalmente, em um jovem (18 anos) do sexo masculino com 1,8 m de altura, o volume do espaço morto 
 aproxima-se de 150 mℓ. 
 Espaço Morto Fisiológico 
 O espaço morto fisiológico é, na realidade, a soma do espaço morto anatômico com outros volumes 
 gasosos pulmonares que não participam da troca de gases. Por exemplo, em uma certa região do 
 pulmão que é ventilada, mas não perfundida, o gás que chegou a esses alvéolos não pode participar das 
 trocas e é, funcionalmente, “morto”. Conclui-se, então, que o espaço morto fisiológico é sempre maior que 
 o anatômico. 
 Ventilação Alveolar 
 Denomina-se ventilação alveolar à porção da ventilação global que, a cada minuto, alcança a zona 
 respiratória. A importância fundamental da ventilação pulmonar é a de renovar continuamente o ar nas 
 áreas de trocas gasosas dos pulmões, onde o ar está próximo à circulação sanguínea pulmonar. Essas 
 áreas incluem os alvéolos, sacos alveolares, ductos alveolares e bronquíolos respiratórios. 
 Distribuição da Ventilação 
 Tanto a ventilação como a perfusão e, consequentemente, a relação ventilação-perfusão não são 
 uniformes ao longo do pulmão. A ventilação é maior na base pulmonar e decresce em direção ao ápice, 
 essa desigualdade ocorre devido aos valores de pressão intrapleural ao longo do pulmão , 
 principalmente, por conta da gravidade, além disso, no ápice pulmonar a pressão intrapleural é mais 
 negativa que na base, pois o pulmão repousa sobre a sua base. 
 A pressão na base é maior (menos negativa) que no ápice, com isso, os 
 alvéolos desta região são menores que os do ápice na situação de 
 repouso. Com a contração muscular inspiratória , a pressão intrapleural 
 cai em todo o espaço pleural, porém, os alvéolos do ápice se enchem 
 menos que os da base, pelo fato de já partirem de um volume inicial 
 maior e, portanto, já estavam mais rígidos, isto é, sua complacência era 
 menor que a dos alvéolos basais. 
 ! Caso um indivíduo estivesse de cabeça para baixo, pelas mesmas razões 
 descritas anteriormente, o ápice passaria a ser a região dependente e 
 ventilaria melhor. 
 Em um indivíduo de pé ou sentado, o pulmão assenta sobre a pleura 
 diafragmática devido ao seu peso, ao passo que pende da pleura apical. 
 Portanto, a pressão intrapleural é menos subatmosférica na base que no 
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 ápice, consequentemente, os alvéolos do ápice se encontram mais insuflados que os da base ao final 
 da expiração e em uma região menos íngreme da curva volume vs. pressão do pulmão. Assumindo-se que a 
 contração muscular inspiratória gere –3,5 cmH2O (ΔP) em toda a superfície pleural, a variação de volume 
 (ΔV) será maior na base , pois a complacência de seus alvéolos supera a dos alvéolos apicais. 
 Distribuição da Perfusão 
 No pulmão, há dois tipos de circulação: a pulmonar e a brônquica (sistêmica). A primeira tem por função 
 principal a arterialização do sangue por meio de trocas gasosas no nível alveolocapilar , ao passo que a 
 segunda nutre as estruturas pulmonares , com exceção dos ductos alveolares e alvéolos (banhados pela 
 circulação pulmonar), não participando da hematose. Normalmente, o fluxo é grande na circulação pulmonar 
 (igual ao débito cardíaco), com resistência e níveis pressóricos baixos, enquanto na circulação brônquica a 
 pressão é sistêmica, com resistência elevada e perfusão reduzida. A heterogeneidade da perfusão pulmonar 
 pode ser explicada pelas diferenças de pressão hidrostática no interior dos vasos sanguíneos. 
 Zonas do Pulmão 
 Pode haver uma região no ápice do pulmão (zona 1) onde a pressão arterial pulmonar não consiga vencer a 
 coluna hidrostática e seja inferior à pressão alveolar, neste caso, os capilares são colapsados e não há 
 perfusão. Esta região, onde há ventilação sem perfusão, é conhecida como espaço morto fisiológico e não 
 existe em indivíduos normais. 
 Um pouco mais abaixo no pulmão (zona 2 e 3), a pressão arterial pulmonar já é francamente maior que a 
 pressão alveolar e o fluxo sanguíneo faz-se, portanto, pela diferença de pressão entre a artéria e o alvéolo. 
 Tendo em vista que a pressão arterial vai aumentando em direção à base pulmonar e a pressão alveolar é a 
 mesma em todo o pulmão, a diferença de pressão responsável pelo fluxo se eleva progressivamente. 
 O valor normal da relação V/Q é 0,8 - 1,0. 
 No ápice , a relação V/Q é 2,5 vezes maior do que o valor ideal, logo, corresponde a uma área mais 
 ventilada e menos perfundida → espaço morto fisiológico. 
 Na base , a relação V/Q é 0,6 vez menor que o valor ideal, logo, corresponde a uma área menos ventilada e 
 mais perfundida → desvio fisiológico ou shunt . 
 Relação Ventilação-Perfusão 
 Dois fatores determinam a PO2 e a PCO2 nos alvéolos: a intensidade da ventilação alveolar e a 
 intensidade da transferência de O2 e CO2 , através da membrana respiratória. Essas discussões 
 pressupunham que os alvéolos são ventilados igualmente e que o fluxo de sangue dos capilares alveolares 
 é o mesmo em cada alvéolo. Entretanto, mesmo nas condições normais até certo ponto e, especialmente 
 em muitas doenças pulmonares, algumas áreas dos pulmões são bem ventiladas, mas não recebem quase 
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 nenhum fluxo sanguíneo, enquanto outras áreas contam 
 com excelente fluxo sanguíneo, mas pouca ou nenhuma 
 ventilação. 
 Em qualquer uma dessas condições, a troca gasosa 
 através da membrana respiratória fica seriamente 
 comprometida, e a pessoa pode sofrer angústia 
 respiratória grave, a despeito tanto de ventilação total e 
 um fluxo sanguíneo pulmonar total normais, mas com a 
 ventilação e o fluxo sanguíneo indo para diferentes partes 
 dos pulmões. Portanto, conceito altamente quantitativo foi 
 desenvolvido para nos ajudar a entender a troca 
 respiratória quando não existe balanceamento entre a 
 ventilação alveolar e o fluxo sanguíneo alveolar. Esse 
 conceito é denominado proporção ventilação-perfusão . 
 Proporção Va/Q 
 Em termos quantitativos, a proporção ventilação-perfusão é expressa como Va/Q. Quando aVa (ventilação 
 alveolar) é normal, em determinado alvéolo, e Q (fluxo sanguíneo) também está normal, no mesmo alvéolo, 
 diz-se que a proporção ventilação/perfusão (Va/Q) está normal . 
 No entanto, quando a ventilação (Va) é zero, porém ainda existindo perfusão (Q) do alvéolo, a Va/Q é zero, 
 além disso, no outro extremo, quando existe ventilação adequada (Va), mas a perfusão (Q) é zero, a 
 proporção Va/Q é infinita. Na proporção zero ou infinita, não ocorre troca gasosa através da membrana 
 respiratória do alvéolo afetado, o que explica a importância desse conceito. 
 Relação Va/Q Igual à Zero 
 Quando Va/Q é igual a zero, ou seja, sem qualquer ventilação alveolar, o ar nos alvéolos entra em 
 equilíbrio com o O2 e o CO2 no sangue , porque esses gases se difundem entre o sangue e o ar alveolar. 
 Sabendo que o sangue venoso normal tem PO2 de 40 mmHg e PCO2 de 45 mmHg , os gases do sangue e 
 os gases alveolares entram em equilíbrio, fazendo com que haja fluxo sanguíneo, mas nenhuma 
 ventilação . 
 Relação Va/Q Igual ao Infinito 
 Quando Va/Q é igual ao infinito o efeito é totalmente diferente, uma vez que agora não ocorre fluxo 
 sanguíneo capilar para transportar O2 para fora e trazer CO2 para os alvéolos. Portanto, em vez de os 
 gases alveolares entrarem em equilíbrio com o sangue venoso, o ar alveolar fica quase igual ao ar 
 inspirado umidificado , ou seja, o ar inspirado não perde O2 para o sangue e não ganha CO2 do sangue. 
 Assim, visto que o ar umidificado e inspirado normal tem PO2 de 150 mmHg e PCO2 de 0 mmHg , essas 
 serão as pressões parciais desses dois gases no alvéolo. 
 Relação Va/Q Normal 
 Quando existe tanto ventilação alveolar normal quanto 
 fluxo sanguíneo na capilaridade alveolar normal (perfusão 
 alveolar normal), a troca de O2 e CO2 através da 
 membrana respiratória é quase ideal, sendo a PO2 do ar 
 alveolar de 104 mmHg em média, e a PCO2 de 40 mmHg 
 em média. 
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 Diagrama Va/Q 
 A curva no diagrama representa todas as combinações possíveis de PO2 e PCO2 entre os limites de Va/Q 
 iguais a zero e a infinito, quando as pressões gasosas no sangue venoso estão normais e a pessoa está 
 respirando ar à pressão do nível do mar. Assim, o ponto v− é a plotagem de PO2 e PCO2 quando Va/Q é 
 igual a zero e, neste ponto, a PO2 é igual a 40 mmHg e a PCO2 é igual a 45 mmHg, que são os valores no 
 sangue venoso normal. 
 Na outra ponta da curva, quando Va/Q é igual a infinito, o ponto I representa o ar inspirado, mostrando 
 que a PO2 é 149 mmHg, enquanto a PCO2 é zero . Também marcado na curva, tem-se o ponto que 
 representa o ar alveolar normal quando Va/Q está normal, ponto em que a PO2 é 104 mmHg e a PCO2 é 40 
 mmHg. 
 Efeito Shunt (Va/Q Abaixo do Normal) 
 Sempre que Va/Q estiver abaixo do normal, ocorre ventilação inadequada para prover o oxigênio 
 necessário e oxigenar completamente o sangue que flui pelos capilares alveolares, logo, determinada fração 
 do sangue venoso (sangue derivado) que passa pelos capilares pulmonares não é oxigenada . Além disso, 
 alguma quantidade de sangue adicional flui pelos vasos brônquicos, em vez de pelos capilares alveolares, 
 normalmente cerca de 2% do débito cardíaco, esse sangue é também sangue derivado, não oxigenado. 
 ! Efeito Shunt: redução da relação V/P. Ventilação insuficiente e perfusão normal . (PNEUMONIA). 
 Efeito Espaço Morto (Va/Q Acima do Normal) 
 Quando a ventilação de alguns alvéolos for grande mas o fluxo de sangue alveolar for baixo , existe muito 
 mais oxigênio disponível nos alvéolos do que pode ser transportado para fora dos alvéolos pelo sangue 
 circulante, assim, diz-se que a ventilação desses alvéolos é desperdiçada . A ventilação das áreas de 
 espaço morto anatômico das vias respiratórias também é desperdiçada, e a soma desses dois tipos de 
 ventilação desperdiçada é denominada espaço morto fisiológico. 
 ! Efeito Espaço Morto: aumento da relação V/P. Há ventilação, mas não perfusão suficiente . (CHOQUE) 
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 DPOC 
 A maioria das pessoas que fumam durante muitos anos desenvolve graus variados de obstrução 
 brônquica , em grande parte dessas pessoas, essa condição acaba ficando tão grave que desenvolvem 
 sério aprisionamento de ar alveolar , com consequente enfisema. O enfisema, por sua vez, faz com que 
 muitas das paredes alveolares sejam destruídas e, assim, duas anormalidades ocorrem nos fumantes, 
 causando Va/Q anormal: 
 - Primeira, na medida em que muitos dos pequenos bronquíolos são obstruídos , os alvéolos, além das 
 obstruções, não são ventilados , causando Va/Q que se aproxima de zero (efeito shunt). 
 - Segunda, nas áreas do pulmão onde as paredes alveolares foram destruídas , mas ainda resta 
 ventilação alveolar, grande parte da ventilação é desperdiçada por causa do fluxo sanguíneo inadequado 
 para transportar os gases sanguíneos (efeito espaço morto). 
 Assim, na doença pulmonar obstrutiva crônica, algumas áreas do pulmão exibem derivação fisiológica 
 séria (shunt), e outras áreas exibem espaço morto fisiológico sério. Ambas essas condições diminuem 
 imensamente a efetividade dos pulmões como órgãos trocadores de gases, às vezes reduzindo sua 
 efetividade para até um décimo da normal. 
 Barreira Hematoaérea 
 O pulmão é um órgão especializado para trocas gasosas de modo a prover o O2 ao sangue e remover o 
 CO2 do sangue. A troca de gases por difusão passiva ocorre através da barreira hematoaérea , formada 
 por extensões citoplasmáticas de células alveolares do tipo I, por uma lâmina basal dupla, sintetizada por 
 células alveolares do tipo I e células endoteliais, por extensões citoplasmáticas de células endoteliais 
 contínuas e pela membrana plasmática das hemácias. 
 As células alveolares do tipo II contribuem indiretamente para o processo de trocas gasosas ao secretar o 
 surfactante , um complexo de proteínas e lipídios que reduz a tensão superficial do alvéolo e evitar o 
 colabamento alveolar.