Ventilacao e Troca Gasosa

Prévia do material em texto

09/04/2010
1
Volumes e capacidades 
pulmonares
Ventilação
RESPIRAÇÃO
Dividida em duas categorias
1.Respiração Interna
2.Respiração Externa
RESPIRAÇÃO EXTERNA
• Processo mecânico especializado
• Respiração extra-celular
• 2 passos: Inspiração e Expiração
• Processo bioquímico intracelular
• Também chamada respiração tecidual ou
celular
• Ocorre através da Glicólise, ciclo de Krebs
e cadeia de transporte elétrons.
RESPIRAÇÃO INTERNA
Como o ar entra e sai
dos pulmões ?
Ventilação Pulmonar
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
09/04/2010
2
Ciclo respiratório
Inspiração Expiração
Troca gasosa
Mecanismo
Inspiração
1. diafragma contrai, movendo-se caudalmente
contração intercostais externos + internos (porção 
intercartilaginosa – paraesternais) + escalenos + 
ECM
Expansão volumétrica da parede torácica 
(tórax + abdômen)
Pressão intratorácica ¯ ® favorecendo o movimento 
de ar oxigenado para dentro dos pulmões
• Troca gasosa:
– O gás se move P maiorà P menor
– Troca gasosa de O2 e CO2 ocorre na
membrana alvéolo-capilar via processo de
difusão.
Mecanismo
Expiração:
1.Musculatura inspiratória relaxa
Qaundo ative - compressão da parede 
torácica,
reduzindo seu volume
Mecanismo
Pressão intratorácica ↑ ® o movimento de ar para 
fora dos pulmões
Figure 42.24 Negative pressure breathing
Pmus
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
09/04/2010
3
Sinergismo Diafragma/Abdominais
Diagfragma Crural – T9 – Diafragma Costal
Ventilação
Volume Gasoso
Geração das vias aéreas
0 4 8 12 14 16 …23 a 27
Espaço morto anatômico – Vias
aéreas condutoras que não desempenham
função de troca gasosa pulmonar.
Espaço morto fisiológico –
Regiões que desempenham função de
troca gasosa porém possuem fluxo
sanguíneo desigual em relação à ventilação
+ EM anatômico.
Zonas Condutoras e Zonas respiratórias
VE = f x VT
Fisiologia Respiratória
Ventilação
VTOTAL= 150 x 15 = 2.250 ml
VC = 150ml
f = 15
VEM= 30 x 15 = 450 ml
VA= (150-30) x 15 = 1.800 ml Ventilação EM = 20 a 30% do VE
VA = 
VCO2
PaCO2
x K 
Logo, se a produção de CO2 mantiver inalterada e a 
ventilação alveolar reduzir pela metade a PaCO2 duplicará.
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
09/04/2010
4
Hipocapnia
HipercapniaHipoventilação
Hiperventilação
Ventilação e o metabolismo
Volumes e capacidades pulmonares
Ventilometria
Ventilometria
• Parâmetros avaliados:
– CV (capacidade vital)
– VC (volume corrente)
– VE (volume minuto)
– CI (capacidade inspiratória)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
09/04/2010
5
Indicações Práticas
• PO de Cirurgia Cardíaca
• PO de Cirurgia Abdominal
• Doenças neuromusculares
Perfusão
Resistências 
• RVS=(PVEm – PAD)/DC
=(100-2)/5 = 19,6
• RVP=(PVDm – PAE)/DC
=(18-5)/5 = 2,6
Gravidade e 
Perfusão
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
09/04/2010
6
Diferenças regionais de PVP Fisiologia RespiratóriaPerfusão
Fisiologia Respiratória
Perfusão
Fisiologia Respiratória
Perfusão
Fisiologia Respiratória
Perfusão Vasoconstrição Hipóxica
• Ocorre com queda da PAO2.
• Desvia o fluxo sanguíneo para regiões 
bem ventiladas.
• “Defesa” ventilatória pulmonar.
• Mantém a relação ventilação perfusão.
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
09/04/2010
7
DifusãoDifusão
Repouso Exercício
0,75s 0,25s
Similar ao tempo necessário
para completar a troca
gasosa
Pico do exercício: o equilíbrio difusivo pode ou não estar
completo Þ tempo disponível < tempo necessário para a
troca gasosa.
+ treinado D > DC e < tempo de trânsito da célula vermelha
incompleto equilíbrio de difusão (PaO2 < PAO2) 
Lei de Difusão de FickLei de Difusão de Fick
• V = volume de gás que se difunde através da membrana/tempo
• A = área disponível para difusão
• T = espessura da membrana
• (P1-P2) = ¹ P parcial do gás através da membrana
• d = coeficiente de difusão (relacionado à solubilidade do gás dentro
da membrana e com a raiz quadrada do peso molecular do gás)
V = Ad (P1-P2)
T
Difusão de um gás de uma região para outra através de uma barreira. A lei de Fick da
difusão descreve os fatores que influenciam o ritmo de difusão do gás de uma região
com pressão parcial alta para uma região com pressão mais baixa.
Leff & Schumacker – Fisiologia Respiratória: Fundamentos e Aplicações, 1996
Taxa de difusão
Será mais rápida quanto:
(i) mais ampla a área de contato alvéolo-capilar
(ii) menor a espessura da barreira da barreira
tissular-plasmática
(iii) mais rápida a taxa de reação com a Hb
(iv) maior o volume de sangue capilar circulante
Capacidade de difusão pulmonar no exercício
DL ­ por ampliação da área total
da membrana alvéolo-capilar –
distensão.
­ perfusão apical + recrutamento
de novos leitos capilares
Difusão de O2 e CO2
• Possuem alta solubilidade no sangue
• Porém, baixa da barreira alvéolo-capilar
• O equilíbrio ocorre em 0,25s dos 0,75s de 
contato com o alvéolo.
• Apesar do CO2 ter maior coeficiente de 
difusão, possui menor solubilidade.
• Os dois gases se difundem com a mesma 
velocidade. 
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
09/04/2010
8
Desequilíbrio V/QDesequilíbrio V/Q
É o termo usado para descrever o grau
na qual a ventilação e o fluxo sanguíneo não
são similarmente distribuídos para a mesmo
unidade funcional pulmonar.
Desequilíbrio V/QDesequilíbrio V/Q
Compensação
Quando a PaO2 está baixa por desequilíbrio V/Q, os
tecidos ainda tentam extrair a quantidade necessária de O2 do
sangue hipoxêmico Þ ¯ PVO2 (sangue venoso misto mais
depletado de oxigênio).
SvO2 - ainda contém 75% do O2 presente no sangue
arterial, portanto quedas na PVO2 podem ser toleradas.
Relação V/Q Fisiologia RespiratóriaRelação V/Q
Fisiologia Respiratória
Relação V/Q
Fisiologia Respiratória
Relação V/Q
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
09/04/2010
9
Gasometria
Dosagem dos gases do sangue arterial
A – indicações
1. Verificar anormalidades nas trocas gasosas em pctes com dispnéia
de início súbito
2. Para excluir hipoxemia, hipercapnia ou distúrbios do equilíbrio ácido-
básico como fatores desencadeantes de mudanças no estado mental e
controle ventilatório.
3. Para documentar insuf. resp. em pctes com ↓ da função pulmonar e
avaliar sua gravidade.
4. Para monitorizar a mudanças na oxigenação e na ventilação em
pacientes em VM, controlar a retirada da assistência ventilatória.
5. Como um procedimento de avaliação pré-operatória em pctes de alto
risco.
Regulação dos ácidos sangüíneos
CO2 + H2O « H2 CO3 « HCO3 + H+
ácidos voláteis ácidos não-voláteis
De um lado os pulmões eliminam o CO2, que
potencialmente equivale ao H2CO3; de outro, os rins
eliminam os ácidos não-voláteis e cumprem a função de
conservar e regenerar o HCO3
Ácidos - substâncias que tendem a doar íons hidrogênio
Base - substâncias que tendem a remover íons hidrogênio
Tampões - Uma substância que previne alterações
extremas na concentração do íon hidrogênio livre dentro
de uma solução.
Os tampões impedem alterações bruscas na [H+] (pH), mas
a regulação da acidez depende, em última análise, das
funções RENAL E PULMONAR.
Terminologia
pH ou [H+] é determinado pela relação BICARBONATO
e PaCO2 e não pela [ ] absoluta de qualquer um deles.
Equação de Henderson-Hasselbach
pH = 6,1 + log HCO3
PCO2 x 0,03
As anormalidades do equilíbrio ácido-básico podem se 
iniciar por alterações na [HCO3] ou da [PCO2]
que iniciam pelo ­ ou pela ¯ da PCO2
que iniciam pelo ­ ou pela ¯ doHCO3
Quando as respostas compensadoras não atingirem a previsão,
teremos distúrbios mistos ou agudos.
Anormalidade 1a Resposta 2a
acidose hipoventilação / ­­­ PaCO2 ­­ HCO3
alcalose hiperventilação /¯¯¯ PaCO2 ¯¯ HCO3
Distúrbio Respiratório
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
09/04/2010
10
Quando as respostas compensadoras não atingirem a previsão,
teremos distúrbios mistos ou agudos
Anormalidade 1a Resposta 2a
acidose ¯¯¯ HCO3 ou ­­­ H+ ¯¯ PaCO2
alcalose ­­­ HCO3 ou ¯¯¯ H+ ­­ PaCO2
Distúrbio Metabólico
Os aparelhos de gasometria medem, através de
eletrodos especiais: pH, PaCO2 e PaO2.
O HCO3 é fornecido por cálculo, tendo como base a
equação de Henderson-Hasselbach.
O CO2 total também é calculado:
CO2 livre + CO2 combinado = (0,03 x PaCO2) + HCO3
o excesso de base é calculado por nomograma, sendo
número de miliequivalentes de ácido ou base necessários
para titular um litro de sangue com pH 7,4 a 37oC com um
PaCO2 de 40 mmHg.
A SaO2 é lida em tabelas onde as entradas são o pH e
PaO2.
Parâmetros Valores normais
pH 7,35 - 7,45
PaO2 80 - 90 mm Hg
PaCO2 35 - 45 mm Hg
CO2total 23 - 27 mm/L
HCO3 22 - 28 mEq/L
SaO2 95 - 98 %
BE 0 ± 4 mEq/L
Os resultados do bicarbonato e BE não são dosados. São calculados.
Análise passo a passo:
• 1 passo – o pH
• 2 passo – Definir o DAB, isto é, avaliar o PaCO2 e o HCO-
• 3 passo – observar sinais de compensação
• 4 passo – valiar a oxigenação a partir da PaO2 e da SpO2
Ex. 1:
pH = 7,50
PaCO2 = 47 mmHg
HCO3 = 38 mEq/mL
Distúrbio do metabolismo ácido-base que se inicia
pelo ­ HCO3
­ HCO3 eleva a relação HCO3/ PaCO2 Þ ­ pH
Etiologia: perda de HCl devido ao vômito, aspiração
gástrica, diarréia congênita do lactente.
Quadro clínico: alcalemia deprime o centro
respiratório e a resposta aos quimiorreceptores; ­ da
excitabilidade neuromuscular ® tetania, convulsões (se
alcalose grave).
Alcalose Metabólica
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
09/04/2010
11
Resposta: redução da resposta ventilatória com
conseqüente retenção de CO2.
Alcalose Metabólica
pH PaCO2 HCO3 BE
aguda ­ N ­­­ ­­­
subaguda ­ ­­ ­­­ ­­­
crônica N ­­ ­­­ ­­­
Alcalose Metabólica
Resposta: redução da ventilação para reter CO2
O mecanismo compensatório para a alcalose
metabólica é uma redução no trabalho ventilatório
(hipoventilação alveolar compensatória). Esta
compensação pode ser grave o suficiente para
causar hipoxemia.
Ex. 2:
pH = 7,32
PaCO2 = 50 mmHg
HCO3 = 33 mEq/mL
Distúrbio do metabolismo ácido-base que se inicia
pelo ­ PaCO2, ou seja, hipercapnia.
Esse processo é equivalente à retenção do ácido
forte (H2CO3)
etiologia:
® aguda
® crônica
Acidose Respiratória
® Aguda: causas pulmonares e não pulmonares
(1) depressão do SNC
(2) fraqueza dos músculos respiratórios
(3) obstrução das vias aéreas superiores
(4) doença pulmonar primária (DPOC, edema pulmonar
grave, mal asmático)
(5) alterações da parede torácica
(6) ventilação mecânica
® Crônica: conseqüente à hipoventilação
Acidose Respiratória
Resposta: retenção de CO2 e acidose altera o limiar
renal e promove a retenção de HCO3 (nível máximo de
compensação 5-7 dias)
Acidose Respiratória
pH PaCO2 HCO3 BE
aguda ¯ ­­­ N N
subaguda ¯ ­­­ ­­ ­­
crônica N ­­­ ­­ ­­
Obs: na hipoventilação aguda, HCO3 eleva-se 1mEq/L para cada 10 mmHg de elevação de CO2
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
09/04/2010
12
Ex. 3:
pH = 7,49
PaCO2 = 28 mmHg
HCO3 = 20 mEq/mL
Distúrbio do metabolismo ácido-base que se inicia
pela ¯ PaCO2, ou seja, hipocapnia.
Etiologia: devido à hiperventilação anormal hipóxica
® aguda: pneumonia, asma, edema pulmonar
® crônica: fibrose pulmonar, cardiopatia
Exercício físico vigoroso, sepse, gravidez, estímulo ao
centro respiratório (ansiedade, febre, d. cerebral - tumor,
encefalite, etc), hiperventilação mecânica
Alcalose Respiratória
Resposta: os rins começam a excretar mais íons
bicarbonato.
Alcalose Respiratória
pH PaCO2 HCO3 BE
aguda ­ ¯¯¯ N N
subaguda ­ ¯¯¯ ¯¯ ¯¯
crônica N ¯¯¯ ¯¯ ¯¯
Ex. 4:
pH = 7,31
PaCO2 = 32 mmHg
HCO3 = 16 mEq/mL
Distúrbio do metabolismo ácido-base que se inicia
pela ¯ HCO3 (quando há excesso de íons hidrogênio,
como na cetoacidose diabética Þ H+ + HCO3 Þ H2CO3)
¯ HCO3 reduz a relação HCO3/ PaCO2 Þ ¯ pH
Etiologia: acidose diabética, febre alta, convulsões,
coma hepático, acidose láctica.
Quadro clínico: hiperventilação, esturpor, coma,
vasodilatação periférica, ¯ contratilidade cardíaca.
Essas alterações podem levar à insuf. Cardíaca, hipotensão e marcada redução
da perfusão tecidual
Acidose Metabólica Acidose Metabólica
Resposta: aumento da ventilação para eliminar CO2
Deve-se prestar atenção à capacidade do
paciente em compensar pelo aumento do trabalho
ventilatório. Uma falta de reserva ventilatória
adequada ou fadiga repentina poderá fazer a
acidose mais ameaçante à vida
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
09/04/2010
13
Ex. 6:
pH = 7,16
PaCO2 = 56 mmHg
HCO3 = 16 mEq/mL
Ex. 7:
pH = 7,75
PaCO2 = 21 mmHg
HCO3 = 35 mEq/mL
Distúrbios mistos
Mais de um distúrbio do equilíbrio ácido-básico pode
estar presente simultaneamente, em particular em
pacientes graves.
Em geral, em um distúrbio misto, o estado do pH
normalmente indica a disfunção dominante.
Se o pH for menor do que 7,40 em presença de
PaCO2 elevada Þ distúrbio primário é mais provavelmente
respiratório
Distúrbios mistos
em presença de PaCO2 elevada
pH < 7,40 Þ distúrbio primário é mais provavelmente
respiratório
pH > 7,40 Þ distúrbio primário é mais provavelmente
metabólico
Distúrbios mistos
em presença de PaCO2 baixa
pH > 7,40 Þ distúrbio primário é mais provavelmente
respiratório
pH < 7,40 Þ distúrbio primário é mais provavelmente
metabólico
• Com exceção dos distúrbios leves, a
resposta compensatória raramente é
capaz de corrigir totalmente o pH para a
faixa normal; ou seja, a resposta
compensatória, na maioria das vezes, é
capaz apenas de evitar uma grande
variação do pH, provavelmente fatal
para o paciente.
Resposta compensatória 
esperada
• Acidose metabólica:
– PaCO2 esperada = (1,5 x HCO3
-) + 8
• Alcalose metabólica:
– PaCO2 esperada = 15 + HCO3
-
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
09/04/2010
14
Ex. 8:
pH = 7,13
PaCO2 = 32 mmHg
HCO3 = 12 mEq/mL
Exercícios
1 2 3 4 5 6 7
pH 7,26 7,52 7,60 7,44 7,38 7,20 7,56
PaCO2 56 28 55 24 76 25 44
HCO3 24 22 51 16 42 9 38
BE -4 +1 +26 -6 +14 -17 +14
Acid. respAlcal. respAlcal. Metab.- MistaNormal – Alc resp. – Acid.mtNormal Acid resp – Alc Met.Acid Meta. - Acid mistaAlc. Meta – Alc mista
Fisiologia Respiratória
Mecânica Estática
Fisiologia Respiratória
Mecânica Estática
Mecanismos das terapias de 
Expansão pulmonar:
Ptp = Palv – Ppl
-
--
--
-
- -
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
BS – EI - PMR EPAP – CPAP - RPPI
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
09/04/2010
15
Fisiologia Respiratória
Mecânica Estática
Fisiologia Respiratória
Mecânica Estática
Pmus = Pel + Pres
Terapias DB
Aspiração traqueal
Broncodilatadores
Terapias de reexpansão
Recrutamento/Posicionamento
Função cardíaca e controle hídrico
Terapia Nutricional 
Treinamento muscular
Fisiologia Respiratória
Mecânica Estática
Fisiologia RespiratóriaMecânica Dinâmica
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
09/04/2010
16
Fisiologia Respiratória
Mecânica Dinâmica
Apesar do diâmetro de cada via
aérea ser menor na direção da periferia
pulmonar, o número de vias aéreas aumenta.
Conseqüentemente, a área total de corte
transversal das vias aéreas aumenta
acentuadamente em direção aos alvéolos e a
velocidade dos gases diminui.
Leff & Schumacker – Fisiologia Respiratória: Fundamentos e Aplicações, 1996
Fisiologia Respiratória
Mecânica Dinâmica
Fisiologia Respiratória
Mecânica Dinâmica
EPAP 
e os pontos de igual pressão
-5
0 0 0
Pré - inspiração
5
Inspiração
-7
-2 -1
+6
Término da insp.
-8
0 0
+8
Expiração
20
28
12
-8
Expiração com EPAP
20
38 22 20
2
EPAP 
10cmH2O
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
09/04/2010
17
cristinofisio@yahoo.com.br
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com