Tema 3-A Mecânica Ventilatória

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A mecânica ventilatória
Prof.º Bruno Curty Bergamini
Descrição Dinâmica ventilatória e monitoração das propriedades mecânicas do sistema respiratório na
avaliação da função respiratória. Interpretação dos conceitos para o adequado ajuste dos
parâmetros ventilatórios.
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Propósito A adequada avaliação da mecânica respiratória e monitoração contínua das propriedades
mecânicas do sistema respiratório é imprescindível para uma boa avaliação da função pulmonar
e para os corretos ajustes dos parâmetros da ventilação mecânica invasiva e não invasiva, a fim
de se evitarem danos pulmonares adicionais.
Objetivos
Módulo 1
Introdução à ventilação pulmonar
Reconhecer aspectos básicos da ventilação pulmonar.
Módulo 2
Propriedades mecânicas do sistema
respiratório
Reconhecer as propriedades mecânicas pulmonares e como
elas afetam o funcionamento do sistema respiratório.
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Introdução
O sistema respiratório apresenta diferentes funções, dentre as quais os pulmões
têm a importante função de realização das trocas gasosas entre o ar inspirado e
o sangue, fornecendo oxigênio aos tecidos e removendo o dióxido de carbono.
Todavia, para realizar essa função, é necessária a movimentação do ar para
dentro e para fora dos pulmões. Nesse sentido, conhecer as estruturas
envolvidas, os movimentos realizados, as variações nos volumes e as
capacidades pulmonares, além da mecânica respiratória e das propriedades
mecânicas do sistema respiratório são fundamentais para adequada
compreensão das funções da mecânica respiratória.
Assim, em nosso estudo, iremos destrinchar a mecânica da ventilação pulmonar,
as propriedades elásticas e resistivas do sistema respiratório e, finalmente, a
equação fundamental do sistema respiratório.

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1 - Introdução à ventilação pulmonar
Ao �nal deste vídeo, você será capaz de reconhecer aspectos básicos da ventilação pulmonar.
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Ciclo respiratório
Os principais componentes osteoarticulares
e musculares envolvidos na ventilação
pulmonar e o ciclo respiratório
Antes de explicar as propriedades mecânicas do sistema respiratório, é imprescindível
reconhecer as estruturas e os mecanismos envolvidos na mecânica da ventilação
pulmonar.
Os componentes do sistema osteomioarticular envolvidos na mecânica respiratória
podem ser representados pelas seguintes estruturas:
Componentes osteoarticulares
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Componentes musculares
 Componentes ósseos
Esterno, 12 pares de costelas (7 costelas verdadeiras, 3 costelas falsas e 2 costelas
flutuantes), 12 vértebras torácicas.
 Componentes articulares
Articulações das costelas (costovertebrais, costocondrais, intercondrais) e articulações
do esterno (manúbrio-esternal, xifoesternal e esternocostais).
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 Músculos inspiratórios primários (ativados durante a ventilação basal)
Diafragma, músculos intercostais (porção paraesternais) e músculos escalenos.
 Músculos inspiratórios acessórios (ativados durante o esforço e em
condições patológicas ou não �siológicas)
Esternocleidomastóideo (ECOM), músculos escalenos, serrátil anterior, peitoral maior,
peitoral menor, trapézio, latíssimo do dorso, eretores da espinha, iliocostal lombar e
quadrado lombar.
Músculos escalenos
Apresentam atividade muscular ativa na inspiração, contribuindo para
elevação da primeira e segunda costela e elevação do esterno quando
próximo da capacidade pulmonar total.
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Observe uma ilustração com os principais músculos inspiratórios e expiratórios:
 Músculos expiratórios (ativados durante o esforço e em condições
patológicas ou não �siológicas)
Músculos reto abdominal, abdominal transverso, oblíquo externo, oblíquo interno.
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Representação dos principais músculos inspiratórios e expiratórios do sistema
respiratório.
Quando falamos sobre os músculos envolvidos nos movimentos respiratórios,
devemos entender que os músculos respiratórios são do tipo esquelético estriado, que
apresentam maior capacidade resistiva, maior aporte de capilares sanguíneos,
elevado fluxo sanguíneo e maior capacidade oxidativa em relação aos músculos
esqueléticos estriados periféricos.
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Dinâmica do ciclo respiratório
Agora que já vimos os componentes osteomioarticulares envolvidos na mecânica da
ventilação pulmonar, é necessário entender o ciclo respiratório.
É sabido que, durante o ato de respirar (inspirar e expirar), o gradil
costal realiza uma movimentação tridimensional para aumentar e
diminuir o volume torácico. Didaticamente, essa movimentação do
tórax pode ser dissociada em dois padrões distintos de
movimento: o movimento de “braço de bomba” – que ocorre
principalmente nas costelas superiores – e o movimento “alça de
balde” – que ocorre principalmente nas costelas inferiores.
Assim, durante inspiração, o esterno desloca-se para frente e para cima, elevando as
costelas superiores (1ª até 6ª), aumentando o diâmetro anteroposterior do tórax. A
comparação do deslocamento do esterno e das costelas superiores com o braço de
bomba está no fato de que a extremidade anterior (esternal) move-se para cima e para
fora, lembrando o movimento de bombear água. Por sua vez, o movimento alça de
balde ocorre nas costelas inferiores (7ª a 10ª costelas) que durante a inspiração se
movem lateralmente e para cima, ampliando o diâmetro lateral da cavidade torácica.
Veja a seguir:
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Movimento das costelas e do esterno sobre o volume torácico.
É possível observar na imagem à esquerda a elevação lateral das costelas inferiores
no movimento “alça de balde” promovendo o aumento do volume torácico
lateralmente. Finalmente, na imagem à direita, observamos a elevação anterior do
esterno – “braço de bomba” – elevando as costelas superiores, aumentando o
diâmetro anteroposterior do tórax.
Após compreendermos a dinâmica de movimentação do gradil torácico, iremos
resumir os principais eventos que ocorrem na inspiração e expiração,
respectivamente. Vamos conferir!
Inspiração (entrada de ar) Expiração (saída de ar)
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Contração do diafragma, músculos
intercostais – porção esternal e
músculos escalenos, com expansão e
encurtamento da caixa torácica, elevação
das costelas -> aumento do volume
intratorácico -> a pressão intrapulmonar
fica mais negativa do que a atmosférica -
> entrada de ar nos pulmões,
aumentando o volume pulmonar final.
Trata-se de um processo ativo,
involuntário ou voluntário, com gasto de
energia.
Relaxamento do diafragma, músculos
intercostais – porção esternal e
músculos escalenos, com aumento da
pressão intratorácica -> redução do
volume intratorácico -> aumento da
pressão intrapulmonar -> saída de ar dos
pulmões (até que as pressões internas se
igualem com as externas), diminuindoo
volume pulmonar. Tal processo pode ser
ativo ou passivo, voluntário ou
involuntário, dependendo do esforço
expiratório.
Representação da movimentação musculoesquelética durante processo de inspiração e expiração.
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Volumes e capacidades pulmonares
Avaliação da função pulmonar e o estudo da
mecânica respiratória
Para realização da mecânica respiratória, além de compreender as funções e as
estruturas do sistema osteomioarticular envolvidos, também é imprescindível
compreender as propriedades mecânicas do sistema respiratório que podem ser
avaliadas de maneira estática ou dinâmica. Observe a diferença:
Estática
Sem variação dinâmica do
volume pulmonar.
Dinâmica
Com variação do volume
pulmonar em relação ao
tempo.

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Assim, ao se avaliar essas propriedades e a função pulmonar, é preciso avaliar o
volume pulmonar e os possíveis fatores que possam alterá-lo. Para avaliação da
função pulmonar e o estudo da mecânica, torna-se necessária a mensuração dos
volumes e capacidades pulmonares e dos fatores que determinam esses volumes.
Atenção!
No pulmão, a quantidade de ar mobilizado pode ser avaliada pela espirometria, contudo, para determinação
do volume de ar não mobilizável, é necessária a realização da prova de função pulmonar pela técnica de
diluição de hélio ou pela pletismografia pulmonar.
Na espirometria, o indivíduo insere um bocal que está ligado a uma espécie de
campânula invertida preenchida com ar ou oxigênio. O volume da campânula e o
volume das vias respiratórias do indivíduo criam um sistema fechado, uma vez que a
campânula é suspensa em água. A campânula é conectada, por meio de um sistema
de polias, a uma pena que se move quando a campânula sobe e desce. A pena é
posicionada para escrever em um papel preso a um tambor que gira a determinada
velocidade. O movimento da pena é registrado em um papel, calibrando-se de acordo
com a variação de volume.
Assim, ao realizar a inspiração, o ar move-se para dentro dos pulmões e o volume da
campânula diminui, e a pena sobe no traçado, registrando a variação de volume
inspirado; na expiração, o volume da campânula aumenta e a pena desce no traçado.
O traçado resultante é denominado espirograma.
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Representação de um espirômetro tradicional.
Como vimos, a avaliação do volume de gás não mobilizável nos pulmões pode ser
feita pela técnica de diluição de hélio ou pletismografia pulmonar. No método de
diluição de hélio, utiliza-se da lei da física para mensuração das massas, pois
sabemos que o hélio é um gás virtualmente insolúvel no sangue, o que o impede de
escapar dos alvéolos para a corrente sanguínea. Logo, antes de conectar o paciente
ao espirômetro, volume e concentração de hélio no aparelho são mensurados. Em
seguida, o paciente é conectado ao espirômetro e, à medida que o paciente respira, o
gás hélio vai passando para o pulmão, havendo queda no registro de sua
concentração no sistema, até ficar em equilíbrio no sistema equipamento-pulmão.
Assim, através da lei de concentrações das massas, o aparelho mensura o valor da
CRF (Capacidade Residual Funcional), o que possibilita avaliar o volume de gás não
mobilizável nos pulmões.
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Finalmente, a pletismografia pulmonar é
baseada no princípio da lei de Boyle-
Mariotte, que afirma que, em condições
isotérmicas, um volume de gás varia em
proporção inversa à pressão a que está
submetido, sendo constante o produto de
volume pela pressão de um gás. Para
medida da CRF, após equipamento estar
aquecido e devidamente calibrado, o
paciente é orientando a sentar-se
confortavelmente na câmara, conectar-se
ao bocal e respirar calmamente, até que
um nível expiratório final estável seja
alcançado.
Assim, quando estiver na CRF, o
obturador é fechado na expiração final
por 2 a 3 segundos, e o paciente é
instruído a realizar uma série de
respirações vigorosas, de forma suave,
permitindo que o ar no tórax seja
comprimido e descomprimido.
Medida do volume pulmonar pela técnica da
plestimografia.
Após uma série de 3 a 5 manobras de respiração, o obturador é aberto e o paciente
realiza, preferencialmente, uma manobra de expiração forçada para o registro do
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volume de reserva expiratório (VRE), seguida por uma manobra de capacidade vital
lenta. Neste método, a determinação da CRF é feita pela lei de Boyle-Mariotte, em que
P1 X V1 = P2 X V2, (fases 1 e 2 referem-se ao estado do gás antes e depois da
compressão ou descompressão).
Medida do volume pulmonar pela técnica de diluição de hélio.
Conceituação dos volumes e capacidades
pulmonares
Os volumes pulmonares são subdivisões da quantidade máxima de ar presentes no
pulmão ao final de inspiração máxima. Os volumes pulmonares conhecidos são
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nomeados como: Volume Corrente (VC), Volume de Reserva Inspiratória (VRI), Volume
de Reserva Expiratória VRE) e Volume Residual (VR).
A seguir, são conceituados cada um dos volumes pulmonares.
Volume Corrente (VC)
Volume de ar inspirado e expirado durante cada ciclo respiratório normal, ventilando de forma
tranquila e espontânea. Seu valor é de aproximadamente 500ml.
Volume de Reserva Inspiratória (VRI)
Volume máximo de ar que pode ser mobilizado (inspirado), adicionalmente, de forma voluntaria, ao
final de uma inspiração normal e espontânea. O volume mobilizado é de aproximadamente 3000ml.
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Volume de Reserva Expiratória (VRE)
Volume máximo de ar que pode ser mobilizado (expirado), voluntariamente, ao final de uma
expiração normal e espontânea. Após o término do VC expirado, é possível mobilizar
adicionalmente mais 1100ml, que corresponde ao VRE.
Volume Residual (VR)
Volume de ar que permanece no interior do pulmão após uma expiração máxima voluntária, ou seja,
corresponde ao volume de ar não mobilizável. Seu valor é de, aproximadamente, 1200ml.
As capacidades pulmonares são descritas a partir da soma de dois ou mais volumes
pulmonares e são descritas como: Capacidade Inspiratória (CI), Capacidade Residual
Funcional (CRF), Capacidade Vital (CV) e Capacidade Pulmonar Total (CPT).
A seguir, vamos conceituar cada uma das capacidades pulmonares. Confira!
 Capacidade Inspiratória (CI)
Q tid d á i d i i d l t i t ti d fi l d i ã
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Quantidade máxima de ar inspirado, voluntariamente, a partir do final de uma expiração
espontânea. Representa a soma do volume corrente inspiratório com o volume de
reserva inspiratória. A capacidade de ar mobilizado na CI é de, aproximadamente,
3500ml.
 Capacidade Residual Funcional (CRF)
Quantidade de ar que permanece nos pulmões ao final de uma expiração normal,
espontânea e tranquila. Corresponde a soma do VRE com VR. A capacidade de ar
armazenado na CRF é de, aproximadamente, 2300ml.
 Capacidade Vital (CV)
Quantidade máxima de ar que pode ser mobilizado, podendo ser medido no final de uma
inspiração máxima forçada ou expiração máxima forçada. É a quantidade máxima de ar
que podemos mobilizar ativamente e corresponde à soma do VC, VRI e VRE. O volume
de ar mobilizado na CV é de, aproximadamente, 4600ml.
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Observe os volumes e as capacidades do sistema respiratório no gráfico:
Gráfico: Volumes e capacidades do sistema respiratório.
A razão VR/CPT pode ser um indicador da funcionalidade pulmonar e pode ser usada
para distinguir diferentes tipos de comprometimentos pulmonares. Em indivíduos
 Capacidade Pulmonar Total (CPT)
Quantidade de ar que permanece nos pulmões ao final de uma inspiração máxima
forçada. É a soma de todos os volumes pulmonares possíveis e seu valor é de,
aproximadamente, 5800ml.
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saudáveis, seu valor médio é de 0,25, ou seja, 25% do volume pulmonar total fica retido
nos pulmões. Valores elevados podem ocorrer devido a um comprometimento
obstrutivo – elevação do VR – ou comprometimento restritivo – redução da CPT.
Pressões do sistema respiratório
Pressão pleural, pressão alveolar e pressão
transpulmonar
Além do conhecimento prévio de volumes e capacidades pulmonares para uma
adequada avaliação da ventilação pulmonar e análise das propriedades mecânicas do
sistema respiratório e, assim, da mecânica respiratória, também é importante
compreendermos os conceitos de pressão pleural (intrapleural), pressão alveolar e
pressão transpulmonar (transmural). A seguir, iremos conceituar cada uma dessas
pressões.
Pressão pleural ou pressão intrapleural 
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Pressão encontrada no interior da cavidade pleural durante o ciclo respiratório.
Em indivíduos saudáveis, essa pressão será sempre negativa, permitindo a
aderência entre a pleura visceral (reveste externamente o pulmão) e a pleura
parietal (reveste internamente a caixa torácica) devido a oposição das forças
de retração elástica do pulmão e de expansão da caixa torácica. Na inspiração,
ela torna-se mais negativa (-7,5cmH2O), contribuindo para expansão pulmonar
e, na expiração, ela assume valores menos negativos (-5cmH2O), possibilitando
a retração pulmonar.
Pressão existente no interior dos alvéolos durante o ciclo respiratório,
correspondendo ao somatório das pressões de retração elástica do tecido
pulmonar e pleural. Nos indivíduos saudáveis, respirando em ar ambiente,
durante o ciclo respiratório, para que o entre nos pulmões, a pressão alveolar
deve ser inferior à pressão atmosférica, possibilitando um fluxo de ar do
ambiente externo para o interior dos pulmões. Por sua vez, durante a expiração,
a pressão alveolar é superior à pressão atmosférica, permitindo o
descolamento do ar para fora dos pulmões.
Pressão alveolar 
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Pressão resultante da diferença entre a pressão alveolar e da pressão pleural,
representando a força de expansão dos pulmões.
A seguir, veja uma imagem com a relação entre as pressões já estudadas:
Relação entre as pressões pulmonares. Pp, pressão transpulmonar; Ppl, pressão pleural; Pel, pressão elástica; PA,
pressão alveolar.
Pressão transpulmonar (transmural) 
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Controle neural central e periférico da
ventilação
Controle nervoso da ventilação
Vimos que a função primordial do sistema respiratório é garantir as trocas gasosas,
permitindo o aporte suficiente de oxigênio para garantir um adequado metabolismo,
principalmente no que se refere à produção de energia. Para isso, torna-se
imprescindível um adequado controle intrínseco da ventilação no gerenciamento do
equilíbrio entre os gases concernentes à respiração (O2, CO2 e N2,), ou seja, a
homeostasia dos gases do sangue. Um adequado equilíbrio desses gases sanguíneos
refletirá em um equilíbrio iônico, que significa um equilíbrio ácido básico dinâmico que
permitirá a ocorrência das diversas reações químicas no organismo importantes para
a homeostase. Nesse aspecto, a produção e a eliminação de íons hidrogênio H+
representam o processo dinâmico de maior importância.
Atenção!
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Para o controle respiratório, dispomos dos centros respiratórios regulatórios localizados no tronco encefálico
do sistema nervoso central. Há dois centros respiratórios reguladores da ventilação denominados de centros
bulbares – localizados na região bulbar do tronco encefálico – e um centro pneumotáxico – localizado na
porção superior da ponte do tronco encefálico.
No tronco encefálico ao nível do bulbo, localizado nos centros bulbares, temos o grupo
respiratório dorsal (GRD) e o grupo respiratório ventral (GRV). O grupo de neurônios
regulatórios do GRD está localizado no núcleo do feixe solitário e recebe aderência
dos nervos cranianos glossofaríngeo (IX par craniano) e vago (X par craniano). Esses
nervos enviam suas informações nervosas para os motoneurônios frênicos
(localizado no diafragma) e para o GRV. Sabe-se também que o GRV possui neurônios
inspiratórios com eferência para os músculos intercostais e escalenos, bem como
neurônios expiratórios excitatórios para os músculos abdominais. Os neurônios do
GRV estão localizados ao nível dos núcleos retro e para-ambíguo e, como já vimos,
recebe informações do GRD.
Nos centros respiratórios bulbares, temos os seguintes grupos de neurônios
regulatórios:
Grupo respiratório dorsal
(GRD)
Recebe os aferentes dos pares dos
nervos cranianos IX glossofaríngeo e X
vago, encontrando-se no núcleo do feixe
Grupo respiratório ventral
(GRV)
Localiza-se a nível dos núcleos retro e
para-ambíguo, e tem função de receber
informações do GRD. Esse grupo possui
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solitário. Seu papel é enviar eferentes
para os motoneurônios frênicos
(localizados no diafragma), e para o
grupo respiratório ventral (que são dois
tipos de neurônios respiratórios).
neurônios inspiratórios que enviam
informações eferentes para os músculos
escalenos e intercostais, e também
neurônios expiratórios, que comandam
os músculos abdominais.
Os mecanismos de funcionamento intrínsecos de GRD e GRV e suas interações ainda
são objetos de estudos. Todavia, atualmente, a teoria mais aceita para descrição do
seu funcionamento é a da “inibição fásica”. Nessa teoria, a estimulação das células do
GRD seria produzida por um ativador da inspiração central. A inspiração, por sua vez,
seria provocada pelas células do tipo alfa. No entanto, quando as células beta são
estimuladas até um certo limiar, haveria consequentemente a inibição do gerador da
atividade inspiratória central, interrompendo assim a inspiração e iniciando a
expiração espontânea.
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Sistema de controle respiratório.
O centro pneumotáxico, localizado na
porção superior da ponte, compreende os
neurônios do núcleo parabraquial medial
que modulam a interrupção da
inspiração.
Essa interrupção ocorre através de
estímulos químicos ou mecânicos, além
disso, os neurônios do núcleo
parabraquial, também podem transmitir
sinais hipotalâmicos para os centros
bulbares, o que poderia explicar as
variações ventilatórias diante das
emoções e das variações da
temperaturas.
Sabemos que, apesar do ato ventilatório
ser involuntário, a respiração também
pode ser modulada pelo córtex cerebral,
possibilitando a ocorrência de um
componente voluntário e consciente.
Para que isso ocorra, há participação da
substância reticular ativadora
ascendente.
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Além dos centros regulatórios da respiração, há também no tronco encefálico
importantesestruturas – quimiorreceptores centrais – que são fontes primárias de
informações para o controle do drive respiratório. Tais quimiorreceptores centrais
estão localizados na porção ântero-lateral do bulbo imersos no líquido cérebro-
espinhal (LCE).
É sabido que o CO2 se difunde facilmente pelo LCE e que, nas situações de
hipoventilação, há uma resposta neural reflexa na direção da hiperventilação através
do aumento da frequência ventilatória e do volume corrente. Tal resposta central
reflete a grande sensibilidade dos quimiorreceptores centrais as variações do CO2 e
não as variações do O2, já que o oxigênio não tem efeitos nestas estruturas centrais.
Na verdade, a difusão do CO2 pelo LCE ocasiona a liberação do íon H+ e estes
estimulam diretamente os quimiorreceptores centrais.
Adicionalmente ao mecanismo central de controle da ventilação, temos também
diversas estruturas regulatórias periféricas que contribuem na modulação da
ventilação. Assim, nesse contexto, o controle periférico da ventilação é modulado
pelas seguintes estruturas:
 Quimiorreceptores periféricos carotídeos
Localizados na bifurcação da artéria carótida comum, são pequenos corpúsculos
nervosos roseados que possuem vascularização especial cujas fibras se reúnem no
l f í (IX d i ) ã i à i õ d
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nervo glossofaríngeo (IX par de nervo craniano) e que são responsivos às variações do
oxigênio sanguíneo.
 Aferentes vagais broncoparenquimatosos
Fibras nervosas vagais que possuem papel preponderantes na regulação do ritmo
respiratório.
 Mecanorreceptores
Estruturas nervosas localizadas ao longo da árvore brônquica, nas vias respiratórias
centrais, que são sensíveis ao estiramento, e, portanto, à insuflação pulmonar.
Apresentam resposta adaptativa lenta e o clássico reflexo de inibição de Hering-Breuer.
 Receptor de irritação
Fib i li i d l li d itéli l á b ô i ã
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Fibras nervosas mielinizadas, localizadas no epitélio nasal e árvore brônquica, que são
ativadas por variações significativas da pressão intrapulmonar, pela concentração de
CO2, pela inalação de gases irritantes, pelos mediadores histamínicos e outros
componentes capazes de promover uma resposta broncomotora.
 Receptores J
Estruturas nervosas amielinizadas, localizadas no interstício pulmonar, em contato com
os capilares pulmonares que enviam suas informações aferentes através das fibras
nervosas do tipo C. A ativação de seus receptores nervosos justacapilares promovem a
taquipneia.
 Receptores musculares
Estrutura nervosa receptora presente nos músculos estriados respiratórios.
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Aspectos básicos da ventilação pulmonar
Confira agora os principais aspectos da ventilação pulmonar: aspectos
osteocinemáticos, volumes e capacidades pulmonares, pressões pulmonares.

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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
O sistema respiratório é responsável por fornecer oxigênio aos tecidos e remover o
dióxido de carbono, no qual o pulmão atua como compartimento dessas trocas
gasosas. Para que ocorra a ventilação pulmonar, é necessária a contração ativa,
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voluntária ou involuntária dos músculos respiratórios e inspiratórios. Assinale a
alternativa que contém músculos inspiratórios primários.
Parabéns! A alternativa A está correta.
A Diafragma, intercostais internos (porção esternal) e escalenos.
B Diafragma, intercostais externos e escalenos.
C
Diafragma e músculos abdominais (transverso, oblíquo interno e
oblíquo externo).
D
Músculos intercostais internos e músculos abdominais (transverso,
oblíquo interno e oblíquo externo).
E
Intercostais externos, esternocleidomastóideo, escalenos e
músculos abdominais (transverso, oblíquo interno e oblíquo externo).
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O processo de inspiração é um processo ativo que ocorre com a contração dos
músculos inspiratórios primários – ativados durante a ventilação basal – e
contração dos músculos inspiratórios acessórios – ativados durante o esforço e em
condições patológicas ou não fisiológicas. Assim, na inspiração basal, temos a
contração ativa do diafragma, músculos intercostais (porção paraesternal) e
escalenos. Por sua vez, em situações de esforço ou em condições patológicas ou
não fisiológicas, além dos músculos inspiratórios primários, temos também a
contração dos inspiratórios acessórios, como esternocleidomastóideo, serrátil
anterior, peitoral maior, peitoral menor, trapézio, latíssimo do dorso, eretores da
espinha, iliocostal lombar e quadrado lombar.
Por sua vez, a expiração pode ser um processo passivo, no qual ocorre a saída de ar
dos pulmões em decorrência do relaxamento dos músculos inspiratórios; ou
também pode ser um processo ativo que ocorre devido à contração dos músculos
expiratórios (músculos reto abdominal, abdominal transverso, oblíquo externo,
oblíquo interno) associados ao relaxamento dos músculos inspiratórios.
Questão 2
As capacidades pulmonares são a soma de dois ou mais volumes pulmonares e
podem ser descritas como: Capacidade Inspiratória e Capacidade Vital. Alguns
volumes pulmonares conhecidos são: Volume Corrente e Volume de Reserva
Expiratória. Marque a alternativa que indica os demais volumes pulmonares e
capacidades pulmonares.
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Parabéns! A alternativa C está correta.
A
Volume de Reserva Inspiratória, Volume Final, Capacidade Funcional
Total e Capacidade Pulmonar Máxima.
B
Volume de Esforço Inspiratório, Volume Residual, Capacidade
Residual Funcional e Capacidade Pulmonar Máxima.
C
Volume de Reserva Inspiratória, Volume Residual, Capacidade
Residual Funcional e Capacidade Pulmonar Total.
D
Volume de Reserva Inspiratória, Volume Final, Capacidade Funcional
Total e Capacidade Pulmonar Total.
E
Volume de Esforço Inspiratório, Volume Final, Capacidade Residual
Funcional e Capacidade Pulmonar Total.
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Volumes são subdivisões da capacidade pulmonar total e que as capacidades
pulmonares são a soma de dois ou mais volumes pulmonares. Sabemos que há
quatro diferentes volumes pulmonares que são: Volume Corrente, Volume de
Reserva Inspiratória, Volume de Reserva Expiratória, Volume Residual. As
combinações destes volumes, descrevem quatro diferentes capacidades
pulmonares, que são: Capacidade Inspiratória, Capacidade Vital, Capacidade
Pulmonar Total e Capacidade Residual Funcional.
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2 - Propriedades mecânicas do sistema respiratório
Ao �nal deste vídeo, você será capaz de reconhecer as propriedades mecânicas pulmonares e como elas afetam o
funcionamento do sistema respiratório.
Propriedades elásticas do sistema
respiratório
Introdução às propriedades elásticas do SR
A complacência pulmonar é um conceito muito importante. Significa “distensibilidade”
do parênquima pulmonar, ''facilidade'' de estiramento ou insuflação, sendo calculada
pela razão (divisão) entre a variação no volume pulmonar (∆V) pela variação na
pressão (∆P).
Nos pacientes submetidos à ventilação mecânica, os valores entre
70 a 80ml/cmH2O são considerados normais, e os valores
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inferiores a 50mL/cmH2O são considerados baixos.
Uma redução da complacência pulmonar pode ser encontrada em inúmeras
patologias, como na SDRA (síndrome do desconforto respiratório agudo). Nessa
patologia, ocorre o preenchimento dos alvéolos pulmonares por infiltrado inflamatório
(plasma, hemácias, leucócitos e plaquetas), com aumento do peso do parênquima
pulmonar e perda da elasticidade, tornando o pulmão duro ou pouco complacente.
A complacência do sistema respiratório pode ser, então, calculada usando a relação:
Onde se lê:
Csr: Complacência do sistema respiratório.
Curiosamente, o recíproco da complacência é a elastância, que se refere à rigidez do
parênquima pulmonar ou à tendência do tecido a resistir à distensão e a retornar à
configuração original, quando a força de distensão é removida. Veja como podemos
chegar ao seu valor.
Onde se lê:
Esr: Elastância do sistema respiratório.
Csr = ΔV /ΔP
Esr = 1/Csr
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Devemos entender que, devido às propriedades viscoelásticas do tecido pulmonar, as
características das curvas pressão-volume (PV) dos pulmões não são lineares. Para
elevados volumes pulmonares, os elementos elásticos aproximam-se de seu limite de
distensibilidade, e assim, para dada variação de pressão, observa-se cada vez menos
variações nos volumes pulmonares. Além disso, se a medida estática da pressão é
feita durante a insuflação ou desinsuflação pulmonar, a curva PV exibe também uma
diferente configuração, indicando que o recolhimento elástico pulmonar depende
também de um volume pulmonar anteriormente existente.
Atenção!
Essas diferenças nos padrões das curvas PV durante a inspiração e a expiração são resultantes da histerese
– diferença entre as trajetórias de enchimento e esvaziamento dos pulmões –, que, no pulmão, deve-se às
forças de superfície, às propriedades dos tecidos de revestimento das superfícies alveolares e às
propriedades elásticas teciduais. Um fator adicional refere-se ao colapso das pequenas vias aéreas para
baixos volumes, que permanecem colapsadas até que uma pressão crítica de abertura seja ultrapassada.
Portanto, o comportamento elástico pulmonar depende das propriedades físicas do tecido pulmonar e da
tensão de superfície alveolar.
Além do pneumócito tipo I, principal célula de revestimento interno da superfície
alveolar, os alvéolos também são revestidos, internamente, pelos pneumócitos tipo II,
que secretam o surfactante, substância responsável pela formação de uma fina
camada líquida de material osmofílico – com afinidade com a molécula de água. A
tensão superficial na interface ar-líquido dos alvéolos, além das propriedades elásticas
do parênquima, contribui significativamente para o recolhimento elástico dos pulmões
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e age para diminuir a complacência pulmonar. As forças de coesão entre as moléculas
dos surfactantes são mais fortes do que aquelas entre o surfactante e gás alveolar,
causando uma contração alveolar para menores áreas superficiais. A tensão de
superfície gerada pela coesão das moléculas de surfactante é maior durante a
inspiração do que na expiração.
Gráfico: A – Curva PV do pulmão. B – Curva Pressão – Volume.
Na imagem A, observamos que a pressão de recolhimento elástico do pulmão é de
aproximadamente 5cmH2O para a CRF e 30cmH2O para a CPT. A complacência é
maior para baixos do que para altos volumes. Na imagem B, temos a Curva Pressão –
Volume durante a inspiração e expiração com presença do fenômeno da histerese.
O surfactante reduz a tensão de superfície, minimiza o colapso das pequenas vias
aéreas e alvéolos, aumenta a complacência, reduz o trabalho inspiratório pulmonar e
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auxilia na estabilidade alveolar. Além disso, a interdependência e a comunicação
colateral alveolar (poros de Kohn) e bronquiolar (canais de Lambert) são os outros
fatores que contribuem para a estabilidade alveolar. Diferentes componentes do
tecido pulmonar contribuem para a propriedade elástica pulmonar, cujos principais
elementos conjuntivos são as fibras de colágeno e elastina. Veja a seguir:
 As fibras elásticas apresentam baixa resistência à tração, mas elevada elastância,
suportando a maior parte do estresse mecânico pulmonar em baixos volumes.
 As fibras de colágeno têm elevada resistência à tração, mas são pouco extensíveis e,
provavelmente, limitam a expansão de volumes pulmonares elevados.
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Considerando o pulmão e a caixa torácica como um sistema em série, unido
virtualmente pela pleura, a pressão de recuo do SR (sistema respiratório) pode ser
calculada pela soma algébrica das pressões de recuo do pulmão e da caixa torácica.
Onde se lê: Pers, Pep, Pet, Pal, Ppl e Patm: Pressão elástica do SR; pressão elástica do pulmão; pressão
elástica da parede torácica; pressão alveolar; pressão pleural e pressão atmosférica.
As pressões elásticas do SR podem ser determinadas pela curva PV do SR.
 O recuo elástico da parede torácica é elevado e que, se não fosse contrabalanceado
pelos pulmões, o tórax seria expandido para cerca de 70% da capacidade pulmonar
total.
 Pesr  =  Pep  +  Pet 
 Pep  = ( Pal  −  Ppl )
 Pet  = ( Ppl  −  Patm )
 Pesr  = ( Pal  −  Ppl ) + ( Ppl  −  Patm )
 Pesr  =  Pal  −  Patm 
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Gráfico: Curva Pressão - Volume para o sistema
respiratório, pulmão e parede torácica.
A pressão de recolhimento elástico do sistema respiratório é a soma algébrica das
pressões de recolhimento da parede torácica e do pulmão que são iguais, mas
opostas.
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Propriedades resistivas do sistema
respiratório
Resistência do sistema respiratório
A resistência total do SR consiste na resistência ao fluxo aéreo nas vias aéreas de
condução (resistência de vias aéreas) e das resistências friccionais teciduais
pulmonares, durante o ciclo respiratório (resistência de tecido). Grande parte da fração
da resistência das vias aéreas deve-se à porção superior do SR (boca, faringe, laringe e
traqueia), e a maior parte da resistência remanescente deve-se aos bronquíolos
lobares, segmentares e subsegmentares. Nas ramificações mais distais (a partir da
17ª geração), há um progressivo aumento no número de vias aéreas e da área de
secção transversa total do SR. Por isso, geralmente, as pequenas vias aéreas
periféricas contribuem muito pouco para a resistência total de vias aéreas.
Assim como o parênquima pulmonar, as vias aéreas exibem
propriedades elásticas e, portanto, podem ser comprimidas ou
distendidas, tendo seu diâmetro variado dependendo da pressão
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aplicada. O efeito da pressão sobre o calibre da via aérea
dependerá do suporte estrutural da via aérea.
Nos pulmões, as relações pressão-fluxo são extremamente complicadas, visto que o
sistema traqueobrônquico consiste em uma rede de tubos irregularmente ramificados,
não rígidos e não cilíndricos. Para fins de simplificação, as relações fluxo-pressão em
um sistema tubular rígido são consideradas como modelo representativo do SR. A
pressão necessária para produzir um fluxo gasoso deve ser suficiente para superar o
atrito e acelerar o gás, local (variação na taxa do fluxo, após o fluxo ser iniciado), e de
forma convectiva, ou seja, acelerandoa molécula de ar à distância, enquanto o fluxo é
constante. A força necessária para superar a aceleração convectiva é proporcional à
densidade do gás e ao quadrado do fluxo. Assim, a pressão necessária para superar o
atrito depende da taxa e do padrão do fluxo (se ele é laminar, transicional ou
turbulento):
Padrões de fluxo laminar (A), Misto (B) e Turbilhonar (C).
ΔP =
8 ⋅ η ⋅ L ⋅ V̇
π ⋅ r4
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Onde se lê:
Diferença de pressão, viscosidade do gás, comprimento do tubo, raio do tubo e fluxo.
A pressão requerida ao longo da árvore traqueobrônquica para produzir uma taxa de
fluxo provê a medida da resistência ao fluxo (R) das vias aéreas. A partir da equação
de Poiseuille, pode-se observar a dependência entre as características do tubo e do
fluido e a resistência ao fluxo:
Fluxos turbilhonares são caracterizados por uma desorganização no movimento das
moléculas de ar, gerando diferentes relações pressão-fluxo por não haver uma
variação de fluxo proporcional à variação de pressão. No regime turbilhonar, a
variação de pressão é proporcional à densidade do gás e ao quadrado do fluxo.
Fluxos transicionais apresentam um padrão misto, comportando-se como fluxo
laminar e turbilhonar. A presença de ramificações ao longo do tubo também contribui
para a transição de fluxo laminar para turbulento. Para que se possa determinar se o
ΔP ,  η,  L,  r e V̇ :
ΔP = R ⋅ V̇
ΔP =
8 ⋅ η ⋅ L ⋅ V̇
π ⋅ r4
R =
8 ⋅ η ⋅ L.
π ⋅ r4
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fluxo é laminar ou turbulento, utiliza-se um número adimensional, chamado Número de
Reynolds (Re):
Onde se lê:
 : Velocidade média 
D: Diâmetro do tubo
ρ: Densidade do gás
η: Viscosidade do gás.
Para tubos cilíndricos e rígidos, valores de Re menores ou iguais a 2000 indicam a
existência de fluxo laminar; enquanto fluxos turbulentos ocorrem, geralmente, para Re
superiores a 2000.
Constante de tempo
Constante de tempo do sistema respiratório
Re = V ⋅ D ⋅ ρ/η
–
V̄  
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Nos pacientes em ventilação mecânica (VM), é necessário compreender o
comportamento de variação do volume pulmonar em relação às características de
impedância do sistema respiratório – relaciona-se com a capacidade tecidual de
resistir a mudanças em sua estrutura morfológica devido à variação no fluxo
pulmonar. Sabe-se que, quando uma pressão é aplicada a uma unidade pulmonar, o
tempo necessário para sua insuflação é dependente de sua constante de tempo (CT).
A CT é um conceito da Física que pode ser aplicado ao sistema respiratório. Ela
descreve o tempo necessário para que as pressões entre as vias aéreas e os alvéolos
se equilibrem em aproximadamente 63,2%. Dessa maneira:
1 CT
Representa o tempo necessário para
insuflar ou desinsuflar 63,2% do volume
final pulmonar.
3 CT
Corresponde ao tempo necessário para
encher ou esvaziar em 95% os pulmões.
Estudos sugerem que, para o esvaziamento ou enchimento completo dos alvéolos,
são necessários 5 CTs, que corresponde a uma variação de 99,3% do volume
pulmonar inicial.
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Aparelho para ventilação mecânica.
A CT depende da impedância do sistema respiratório, ou seja, da complacência e
resistência do sistema. Assim, quanto maiores a Csr (complacência do SR) e Rsr
(resistência do SR) do paciente, maior será o tempo necessário para o enchimento ou
esvaziamento dos alvéolos. Esse conceito e sua avaliação têm implicações clínicas
importantes nos pacientes com doenças pulmonares restritivas, obstrutivas, e em
condições de inomogeneidade pulmonar. Por exemplo, nos pacientes restritivos e com
baixa complacência, apresentam tempos inspiratórios/expiratórios mais curtos. Por
sua vez, os pacientes obstrutivos com aumento da resistência pulmonar, necessitam
de tempos inspiratórios/expiratórios mais longos.
Para se determinar o CT, usamos a fórmula:
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Pressão positiva ao �nal da expiração
PEEP: de�nição e utilização
Há relatos da utilização da pressão positiva como estratégia ventilatória desde o
século XVIII, conforme estudos de Oertel e Welsh. Todavia, somente em 1912, com
estudo de Sterling Bunnell é que houve umas das primeiras descrições terapêuticas da
utilização da Pressão Positiva ao Final da Expiração (PEEP, que do inglês significa
positive end-expiratory pressure) durante administração de óxido nítrico e oxigênio em
anestesia de cirurgia torácica. Posteriormente, diversos estudos – Alvan Barach
(1935), Schultz (1935), Counrad e colaboradores (1936), Poulton e Oxon (1936) e
Ashbaugh e colaboradores (1962) – contribuíram para o entendimento e a aplicação
terapêutica desta modalidade ventilatória.
A PEEP é a pressão positiva que permanecerá nas vias aéreas ao
final do ciclo respiratório – final da expiração – sendo superior à
pressão atmosférica nos pacientes em ventilação mecânica.
CT = Csr ∗ Rsr
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Um termo análogo usado na situação de ventilação não invasiva (VNI) é pressão
positiva final nas vias aéreas (EPAP). Por sua vez, a terapia com Pressão Positiva
Contínua nas vias aéreas (CPAP, ou continuous positive airway pressure), embora não
seja um termo intercambiável, funciona fornecendo uma pressão constante, que, no
momento da expiração, é similar à PEEP.
A PEEP pode ser:
PEEP extrínseca
Parâmetro terapêutico definido
no ventilador.
Auto-PEEP
Complicação da ventilação
mecânica decorrente do
aprisionamento de ar.
Como recurso terapêutico, a PEEP extrínseca tem como funções básicas a melhora da
oxigenação e da troca gasosa, bem como para expandir o alvéolo, melhorando sua
ventilação.
Da fisiologia pulmonar, segundo a lei de Henry, a solubilidade de um gás em um líquido
é diretamente proporcional à pressão desse gás acima da superfície da solução. Isso
tem aplicação na ventilação mecânica ou não invasiva, pois o aumento da PEEP
aumentará a pressão no sistema. Isso, por sua vez, aumenta a solubilidade do
oxigênio e sua capacidade de atravessar a membrana alvéolo-capilar e aumentar o

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conteúdo de oxigênio no sangue, melhorando assim, a oxigenação. Além disso, a
aplicação da pressão positiva dentro das vias aéreas pode expandir e/ ou manter
pérvias as vias aéreas que, de outra forma, poderiam ser colapsadas, diminuindo a
atelectasia, melhorando a ventilação alveolar e, por sua vez, a relação ventilação-
perfusão (VQ).
Atenção!
Percebe-se assim que a aplicação de PEEP extrínseca terá, portanto, um impacto direto na oxigenação e um
impacto indireto na ventilação. Ao abrir as vias aéreas, a superfície alveolar aumenta, criando mais áreas
para a troca gasosa e melhorando um pouco a ventilação.
Todavia, nos pacientes ventilados mecanicamente, a aplicação da PEEP extrínseca
nunca deve ter como único propósito aumentar a ventilação, pois, se houver
necessidade de aumentar a eliminação de CO2 pela otimização da ventilação, pode
haver necessidade da utilização de algum nível de pressão de suporte para sua
ventilação. Veja os benefícios e complicações da PEEP extrínseca:
Benefícios
A PEEP extrínseca também diminui significativamente o trabalho respiratório. Isso é especialmente
importante para pulmões rígidos com baixa complacência, nos quais o trabalho respiratório pode
representar uma parte importante do gasto total de energia, aumentando a produção de CO2 e de
lactato. Logo, ao reduzir o trabalhorespiratório, a produção de CO2 e lactato diminui, minimizando a
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necessidade de ventilação por minuto elevada (para corrigir a hipercapnia, ou seja, excesso de CO2, e
acidose) e, assim, diminuindo o impulso respiratório e diminuindo ainda mais o trabalho respiratório
necessário ao paciente em um ciclo de efeito positivo.
Complicações
Em contrapartida aos efeitos benéficos da PEEP extrínseca, esta também pode ocasionar algumas
complicações. A pressão intratorácica, gerada pela pressão positiva, aumenta a pressão no átrio
direito e reduz o retorno venoso, gerando uma diminuição na pré-carga, ocasionando um efeito duplo
na redução do débito cardíaco: menos sangue no ventrículo direito significa menos sangue
direcionando ao ventrículo esquerdo, o que, consequentemente ocasiona uma redução do débito
cardíaco; ao mesmo tempo, a pré-carga diminuída significa que o coração funciona em um ponto
menos eficiente, gerando trabalho menos eficaz, reduzindo ainda mais o débito cardíaco e
consequentemente, gerando uma queda na pressão arterial média (PAM) se não houver uma resposta
compensatória pelo aumento da resistência vascular sistêmica.
Outra circunstância especial em que o efeito da PEEP extrínseca sobre o CO2 e a PAM
é algo importante a ser considerado é quando estamos lidando com pacientes nos
quais uma pressão de perfusão cerebral (CCP) deve ser mantida após um acidente
vascular cerebral ou hemorragia subaracnóide. Nesse caso, embora a PEEP não afete
diretamente a CCP, e a autorregulação cerebral normalmente compensará as
alterações na PAM, atenção especial deve ser dada em casos em que há alguma
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alteração da autorregulação cerebrovascular, pois a diminuição da PAM pode afetar
diretamente o CCP, causando efeitos adversos.
Além disso, outros efeitos adversos da PEEP extrínseca incluem sua capacidade de
gerar barotrauma, especialmente em pulmões com complacência reduzida, devido ao
aumento da pressão de platô e sua interferência nas medidas da hemodinâmica em
pacientes com cateteres cardíacos.
Paciente em ventilação mecânica.
Auto-PEEP ou PEEP intrínseca é uma
complicação em pacientes ventilados
mecanicamente.
Normalmente, a expiração passiva
permite o esvaziamento completo do ar
nos pulmões até que a pressão pulmonar
se iguale à pressão atmosférica, mas, em
alguns casos, os pulmões podem não
esvaziar completamente, deixando uma
parcela de ar presa dentro do pulmão no
final da expiração, o que gera uma
pressão positiva nos pulmões.
Essa pressão é chamada de PEEP
intrínseca ou auto-PEEP.
Quando esse processo acontece repetidamente a cada ciclo respiratório, a quantidade
de aprisionamento de ar aumenta sucessivamente a cada respiração, o que, em
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consequência, eleva patologicamente a pressão intratorácica, comprimindo a bomba
cardíaca direita e causando hipotensão. Além disso, o aprisionamento patológico de
ar leva ao aumento da pressão de platô e à predisposição ao barotrauma.
A auto-PEEP também aumenta o trabalho respiratório, o que aumenta o consumo de
oxigênio e a produção de CO2, aumentando assim a necessidade de ventilação,
refletindo no aumento da frequência respiratória e consequente aumento da auto-
PEEP em um círculo vicioso.
Equação fundamental do sistema
respiratório
Equação do movimento do SR
A avaliação da função pulmonar é de grande importância na prática clínica,
especialmente em pacientes em VM. As complicações pulmonares são fontes
importantes de morbidade-mortalidade, e uma acurada investigação da função
pulmonar torna-se essencial para prevenção e otimização da assistência respiratória.
Atualmente, os parâmetros da mecânica respiratória têm sido estudados e analisados
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de forma dinâmica com a utilização de diferentes modelos matemáticos que
descrevem as relações entre os componentes resistivos e elásticos.
Observe a representação a seguir.
Representação da equação fundamental do sistema respiratório com modelo unicompartimental homogêneo.
A equação fundamental do sistema respiratório é formada pela soma das pressões
elástica, resistiva e residual do sistema respiratório. Este modelo também é
denominado modelo unicompartimental homogêneo, em que Pmo, Rsr, Csr, Po, V e 
são, respectivamente, pressão motriz, resistência e complacência do SR, pressão
residual, volume e fluxo.
V̇
 Pmotriz  =  Pel  +  Pres  +  PEEP 
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Nos pacientes em ventilação mecânica (VM) que estão sedados e bloqueados, ou
seja, sem atividade muscular respiratória ativa, a pressão motriz é realizada pelo
ventilador e a pressão residual é representada pela pressão positiva ao final da
expiração, logo a pressão motriz é a soma das pressões elástica e resistiva do
sistema respiratório mais a PEEP. Por sua vez, nos pacientes em VM com atividade
muscular respiratória ativa, a pressão motriz é formada por uma parcela de força
gerada pelo ventilador e uma parcela de força gerada pela contração da musculatura
respiratória. Finalmente, nos pacientes fora da ventilação mecânica, a pressão motriz
é gerada pela atividade muscular respiratória e a pressão residual é o nível de pressão
ao final da expiração.
Lembre-se de que a pressão elástica é estimada com base na complacência do
sistema respiratório. Logo, pressão elástica é variação do volume pulmonar pela
complacência do sistema respiratório e a pressão resistiva é estimada a partir da
resistência do sistema respiratório, assim, pressão resistiva é resistência do sistema
respiratório multiplicada pelo fluxo.
Aspectos importantes sobre a mecânica
respiratória
Pmotriz = V /Csr + Rsr ∗ V̇ + PEEP

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Confira agora os aspectos importantes da mecânica respiratória, incluindo as
propriedades resistivas e elásticas, PEEP e a equação fundamental do sistema
respiratório.
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
A complacência significa distensibilidade do parênquima pulmonar, ou a “facilidade”
de estiramento ou insuflação. Avalie as afirmativas a seguir sobre complacência.
I – A complacência é calculada pela razão entre a variação na pressão pela variação
no volume.
II – A complacência é calculada pela razão entre a variação no volume pela variação
na pressão.
III – O recíproco da complacência é a elastância. Refere-se à rigidez do parênquima
pulmonar.
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Feita a leitura, assinale a alternativa correta.
Parabéns! A alternativa E está correta.
A complacência do sistema respiratório faz alusão à propriedade de distensibilidade
do parênquima pulmonar, ou seja, à facilidade de deformação do tecido pulmonar
perante uma força que provoque uma deformação. Conceitualmente, podemos
definir a complacência como sendo a razão entre a variação no volume pulmonar
pela variação na pressão. Esse comportamento elástico do tecido pulmonar
A A afirmativa I está correta.
B As afirmativas I e II estão corretas.
C As afirmativas I e III estão corretas.
D Somente a afirmativa II está correta.
E As afirmativas II e III estão corretas.
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depende das suas propriedades físicas do parênquima pulmonar e da tensão
superficial alveolar.
Sabemos também que a elastância pulmonar faz alusão à sua tendência em resistir
a uma deformação perante uma força de deformação, ou seja é sua capacidade de
rigidez. Essa propriedade é definida como a elastância do parênquima pulmonar.
Assim, a elastância pulmonar é o inverso da complacência pulmonar.
Questão 2
A constante de tempo (CT) representa o tempo necessário para encher ou esvaziar
uma unidade alveolar em resposta à variação da pressão de distensão do sistema
respiratório (SR), sendo quantificada pelo produto da complacência e resistência do
SR. Dito isso, quantas CTs são necessárias para o completo
esvaziamento/enchimento de uma unidade alveolar?
A 1 CTs.
B 2 CTs.
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Parabéns! A alternativa E está correta.
A CT representa o tempo necessário para encher ou esvaziar uma unidade alveolar
em 63,2% em resposta à variação da pressão de distensão do sistema respiratório,
sendo quantificada pelo produto da complacência e resistência do SR. Dessa forma,
1 CT representa o tempo necessário para insuflar ou desinsuflar em 63,2% do
volume final pulmonar, 3 CTs corresponde ao tempo necessário para encher ou
esvaziar em 95% os pulmões enquanto para o esvaziamento ou enchimento
completo dos alvéolos são necessários 5 CTs, que corresponde a uma variação de
99,3% do volume pulmonar inicial.
C 3 CTs.
D 4 CTs.
E 5 CTs.
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Considerações �nais
Como vimos, a análise da mecânica ventilatória e das propriedades mecânicas do
sistema respiratório são de fundamental importância na avaliação da mecânica
respiratória. Portanto, além de sermos capazes de identificar os principais músculos
inspiratórios e expiratórios envolvidos na ventilação, compreender como as
contrações musculares determinam os padrões de movimentos da caixa torácica, as
variações das pressões (pleural, alveolar e transpulmonar) e, consequentemente, os
volumes pulmonares durante a inspiração e expiração, é de fundamental importância
para análise da mecânica ventilatória.
Vimos também que as capacidades pulmonares são a soma de dois ou mais volumes
pulmonares, e que há uma parcela do volume pulmonar que não é mobilizada durante
a respiração.
Outras importantes propriedades do sistema respiratório que estudamos para
compreender a mecânica pulmonar foram as propriedades elásticas e resistivas do
sistema respiratório, e como elas interagem para identificarmos a equação
fundamental do sistema respiratório.
Dessa forma, vimos que, durante o processo da ventilação pulmonar, é necessário que
os músculos respiratórios sejam capazes de realizar uma força contrátil intensa o
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suficiente para vencer as forças resistivas de vias aéreas e friccionais do tecido
pulmonar, bem como as forças elásticas do parequema pulmonar e dos alvéolos.
Podcast
Ouça agora aspectos essenciais da mecânica ventilatória: aspectos biomecânicos,
pressóricos, conceitos importantes para a ventilação, como PEEP e complacência.
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Referências
BERNE, R. M.; LEVY, M. N., STANTON, B. A; KOEPPEN, B. M. Berne & Levy Fisiologia.
Rio de Janeiro: Elsevier, 2009.
FISHMAN, A. P.; ELIAS, J. A. Fishman’s pulmonary diseases and disorders. 4. ed. New
York: McGraw-Hill Medical, 2008.
GUYTON, A. C.; HALL, J. E. Tratado de Fisiología Médica. Madrid: Elsevier España,
2006.
LEFF, A. R.; SCHUMACKER, P. T. Fisiologia Respiratória: Fundamentos e Aplicações. 1.
ed. Interlivros, 1996.
13/01/24, 19:20 A mecânica ventilatória
https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212sa/03775/index.html# 67/67
SILVERTHORN, D. U. Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada. 7. ed. Artmed,
2017.
WEST, J. B. Fisiologia Respiratória: Princípios básicos. Porto Alegre: Artmed, 2013.
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