Fisiologia Respiratória

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Aula 1 – Princípios Básicos da Ventilação Mecânica 
Fisiologia Respiratória 
O ar é composto, principalmente, por nitrogênio (78%) e oxigênio (21%). Já a respiração é um processo 
controlado pelo sistema nervoso central, onde há o uso de músculos respiratórios e da caixa torácica, criando 
um ambiente propício para a troca gasosa, sendo a inspiração um processo ativo, no qual há contração do 
diafragma, que desce e permite criar um ambiente de baixa pressão para que o ar entre. Enquanto a expiração 
é um processo passivo, no qual há o relaxamento do diafragma e a expulsão de ar, por conseguinte. Nesse 
processo, existem forças que resistem à ventilação pulmonar, dificultando a abertura dos alvéolos, como a 
retração elástica dos pulmões e da parede torácica e a resistência das vias aéreas. 
Nesse processo, há o conceito de espaço morto anatômico, o qual corresponde às estruturas por onde o ar 
passa, mas que não ocorre troca gasosa por conta da barreira física, como a traqueia. Há também o espaço 
morto fisiológico, o qual é quando o ar chega a entrar nos alvéolos, mas não consegue realizar a troca de 
gases. Também existe o volume corrente que é o volume de ar que entra e sai dos pulmões, sendo de 
aproximadamente 500 ml. Outro conceito é o volume de reserva expiratório, o qual consiste na quantidade 
de oxigênio que fica reservada dentro dos pulmões e pode ser eliminada durante a expiração forçada, 
podendo chegar a 1100 ml. Já o volume de reserva inspiratório é o contrário, ou seja, é a quantidade de 
oxigênio capaz de entrar durante uma inspiração forçada, possuindo cerca de 3000 ml. Por fim, há o volume 
residual que não sai e nem entra dos pulmões, sendo responsável por evitar o colabamento do pulmão, 
consistindo em cerca de 1200 ml. 
Dessa forma, é possível calcular as capacidades pulmonares. A capacidade inspiratória é a soma do volume 
de reserva inspiratória e do volume corrente. Já a capacidade vital é a soma do volume de reserva 
inspiratória, do volume corrente e do volume de reserva expiratório. Também existe a capacidade 
residual funcional, que consiste na soma do volume de reserva expiratório e do volume residual. Por fim, 
existe a capacidade pulmonar total, que é a soma de todos os volumes. 
Por outro lado, há um fenômeno que ocorre nos pulmões onde o fluxo sanguíneo diminui da base em direção 
ao ápice, juntamente com a ventilação, mas esta ocorre com menor intensidade. Isso faz com que existam 
três zonas dentro do pulmão: a zona 1, onde há boa ventilação (V) e pouca perfusão (Q), a zona 2, onde há 
relativo equilíbrio entre V e Q e a zona 3, que existe pouca ventilação, mas boa ventilação. 
A partir desse processo, há a criação do conceito de efeito shunt onde há perfusão adequada, mas não há 
ventilação adequada, gerando hipoxemia. Outro conceito é o efeito espaço morto, que é exatamente o 
contrário, ou seja, há boa ventilação, mas não há perfusão, criando áreas do pulmão que não participam de 
trocas gasosas, gerando hipercapnia a qual é o aumento da concentração de CO2 no sangue. 
Ventilação Mecânica 
São indicações para a ventilação mecânica: 
• Perda do Controle Neurológico (TCE, AVC, coma induzido, etc.); 
• Reduzir o Trabalho Respiratório; 
• Insuficiência Respiratória Aguda Hipoxêmica; 
• Insuficiência Respiratória Aguda Hipercápnica; 
• Insuficiência Respiratória Crônica Agudizada; 
Ou seja, a ventilação mecânica é aplica em situações clínicas em que o paciente desenvolve insuficiência 
respiratória, sendo, dessa forma, incapaz de manter valores adequados de O2 e CO2 sanguíneos. Porém, a 
respiração fisiológica possui diferenças da respiração mecânica. Na respiração mecânica, a ventilação ocorre 
por pressão positiva, onde o controle dos parâmetros respiratórios não é mais feito pelo sistema nervoso 
central, podendo correr o risco de gerar barotrauma por pressão elevada, hipoxemia ou hipercapnia por 
fornecimento incorreto de ar e o risco de volutrauma por fornecimento de volume maior que a capacidade 
dos alvéolos. Ainda, a pleura não possui mais pressão negativa, uma vez que o ar está sendo empurrado, dessa 
forma, o alvéolo tende a colabar na expiração, sendo necessário que o ventilador exerça uma pressão 
mínima (PEEP) no final da expiração para evitar tal efeito. 
Portanto, a mecânica ventilatória do paciente é alterada na ventilação mecânica. Dessa forma, durante a 
inspiração, são necessárias: a força gerada pela ventilação mecânica e a força muscular do paciente, as quais 
aumentam a pressão dentr1o do alvéolo. Contudo, a força muscular do paciente será zero na ventilação 
mecânica, pois ele estará sedado e com bloqueadores musculares. Já na expiração, há a atuação de forças que 
resistem à ventilação pulmonar, como a retração elástica dos pulmões e da parede torácica, mais a resistência 
das vias aéreas e vias artificiais. Portanto, em um equilíbrio, é possível concluir que a pressão do ventilador 
mais a pressão muscular é igual a pressão resistiva mais a pressão elástica. Sendo assim, para gerar os 
movimentos respiratórios, deve haver um desequilíbrio dessa fórmula. 
𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑑𝑜 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑀𝑒𝑐â𝑛𝑖𝑐𝑜 + 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑀𝑢𝑠𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑖𝑣𝑎 + 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝐸𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎 
Dentro dessa fórmula, é possível aprofundar para entender melhor esses conceitos. A pressão resistiva é a 
pressão necessária para vencer a resistência do sistema respiratório, contando com a resistência dos tubos 
e das vias aéreas (80% do total), podendo ser calculada pelo produto entre o fluxo e a resistência. Por outro 
lado, a pressão elástica é a pressão necessária para distender as estruturas pulmonares e o tórax, além de 
vencer a tensão superficial dos alvéolos. Essa variável pode ser calculada pela razão entre o volume 
corrente e a soma da complacência do pulmão e da caixa torácica. A complacência, por sua vez, é a razão 
entre a variação do volume e a variação da pressão, sendo a variação do volume o que entra no sistema, 
enquanto a variação da pressão pode ser calculada pela pausa inspiratória.