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Mecânica respiratória e complacência e resistência pulmonar - aula 3

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Mecânica Respiratória 
 
 A mecânica respiratória compreende o processo de inspiração e 
expiração, ou seja, como o ar entra e sai das vias aéreas. Para que este 
processo ocorra é necessária uma diferença de pressão, pois sabemos que o 
ar se move de zonas de maior pressão para as zonas de menor pressão. Além 
disso, a mecânica da respiração envolve as forças da musculatura respiratória 
necessárias para vencer a retração elástica dos pulmões e tórax bem como a 
resistência ao fluxo aéreo. 
 
MÚSCULOS DA RESPIRAÇÃO: 
 Responsáveis pela variação das pressões pulmonares, possibilitando a 
movimentação dos gases pelas vias aéreas. 
 
1) Inspiração: 
 - diafragma: principal músculo da inspiração. É inervado pelo nervo 
frênico. Ao se contrair, o conteúdo abdominal é forçado para baixo e para 
frente e a dimensão vertical da cavidade torácica é aumentada. Além disso, as 
margens das costelas são levantadas e movidas para fora, causando um 
aumento no diâmetro transverso do tórax. 
 Na respiração corrente normal, o nível do diafragma move-se cerca de 1 
cm, mas em inspiração e expiração forçadas pode ocorrer uma excursão total 
de até 10 cm. 
 - músculos intercostais externos: elevam as costelas, ampliando a 
largura da cavidade torácica. 
 - músculos acessórios: incluem os músculos escalenos (anterior, médio 
e posterior), que elevam as duas primeiras costelas e os 
esternocleidomastóideos, que elevam o esterno. 
 
2) Expiração: 
É passiva durante a respiração em repouso. O pulmão e a parede 
torácica são elásticos e tendem a retornar as suas posições de equilíbrio, após 
serem ativamente expandidos durante a inspiração. 
 
Expiração ativa: 
 Durante o exercício e hiperventilação voluntária, a expiração torna-se 
ativa. Os músculos mais importantes da expiração são os da parede abdominal 
incluindo o reto do abdome, músculos oblíquos interno e externo, e o 
transverso do abdome. Quando esses músculos contraem-se, a pressão intra-
abdominal é aumentada, e o diafragma é empurrado para cima. 
 Esses músculos também se contraem fortemente durante a tosse, o 
vômito e a defecação. 
 Os músculos intercostais internos (exceto parte intercondral), também 
participam da expiração ativa tracionando as costelas para baixo e para dentro, 
diminuindo o volume torácico. 
 
 
 
 
 
PRESSÕES E GRADIENTES PRESSÓRICOS 
 A mobilização de ar para dentro e para fora dos pulmões depende das 
diferenças de pressão. O ar ambiente possui uma pressão, denominada 
pressão atmosférica (barométrica), que é em torno de 760 mmHg, a qual é 
considerada igual a zero (0 cmH2O). Se a pressão no interior do pulmão for 
igual a 755 mmHg, é considerada “negativa” e se for de 765 mmHg, é 
considerada “positiva”. 
 
 - Pressão da superfície corporal (Psc): é a pressão exercida na parede 
torácica do individuo, a qual é igual à pressão atmosférica, ou seja, 760 mmHg 
ou zero. Este valor normalmente não se altera, porém, em locais com maior 
altitude (acima do nível do mar), a pressão atmosférica tende a reduzir. 
 
 - Pressão na boca com as vias aéreas (VA) abertas (Pao): é igual à 
pressão atmosférica (760 mmHg ou zero). 
 
 - Pressão pleural (Ppl) ou intrapleural: é menor que a atmosférica 
(subatmosférica), ou seja, é menor que 760 mmHg ou zero, sendo por isso 
definida como negativa. 
 - Pressão alveolar (Palv): esta sofre variações durante o ciclo 
respiratório. Quando há ausência de fluxo, a Palv é igual a zero. 
 
 - Pressão nas vias aéreas (Pva): varia de acordo com sua localização na 
extensão das VA e conforme a fase do ciclo ventilatório. 
 
 Gradientes de pressão: 
 Significa a diferença entre duas pressões. Na mecânica ventilatória, 
existem alguns gradientes pressóricos importantes, sendo eles: pressão 
transtorácica, pressão transpulmonar, pressão transmural e pressão 
trasnrespiratória. 
 
 - Pressão transtorácica ou pressão da parede torácica (Pw): é a 
diferença entre a pressão pleural e a pressão da superfície corporal. Ela 
representa a pressão necessária para que os músculos ventilatórios consigam 
expandir ou retrair a caixa torácica e os pulmões simultaneamente. 
 
Pw = Ppl – Psc 
 
 - Pressão transpulmonar (Pp): é igual à diferença entre a pressão 
alveolar e a pressão pleural. É o responsável direto pela manutenção de um 
volume alveolar. 
 
Pp = Palv – Ppl 
 
 - Pressão transmural (Pt): é a diferença entre a pressão nas VA e a 
pressão pleural. Ela está diretamente relacionada com a manutenção da 
abertura das vias aéreas, em todas as fases da mecânica ventilatória. 
 
Pt = Pva – Ppl 
 
 - Pressão transrespiratória (Prs): é a diferença entre a pressão alveolar e 
a pressão na boca com as VA abertas. Como a pressão na boca com as vias 
aéreas abertas, em condição fisiológica, é igual à pressão da superfície 
corporal e, consequentemente, igual à pressão atmosférica, pode-se dizer que 
este gradiente pressórico reflete as variações da pressão alveolar com relação 
à pressão atmosférica. 
 
Prs = Palv – Pao 
 
 
Gradientes Pressóricos X Ventilação Pulmonar 
 Vimos que a pressão da superfície corporal e a pressão na boca, com a 
glote aberta, são iguais à pressão atmosférica (zero ou 760 mmHg), e que a 
relação entre a Palv e a Ppl pode ser representada pela pressão 
transpulmonar. 
 Este gradiente, em repouso, com a glote aberta, com ausência de fluxo 
nas VA e com equilíbrio entre suas pressões torácicas e pulmonares é igual a 
cerca de -5cmH2O, pois, neste caso, a Palv seria igual à pressão atmosférica 
(zero ou 760 mmHg) e a Ppl seria subatmosférica, em torno de -5cmH2O. 
 Durante a inspiração, a musculatura ventilatória gera uma redução na 
Ppl o que, consequentemente, torna a Palv, no início da inspiração, menor que 
a pressão atmosférica, fazendo com que o ar entre para o interior dos pulmões. 
Ao final da inspiração, a Palv retorna a zero (ausência de fluxo), porém, este 
retorno ao zero implica em ganho de volume, inclusive para os alvéolos. 
 Durante a expiração, a força de retração elástica pulmonar eleva a Ppl, 
promovendo uma elevação da Palv, a qual se tornará maior que a pressão 
atmosférica, fazendo com que o ar saia dos pulmões. 
 
 INSPIRAÇÃO: 
 - contração dos músculos ventilatórios 
 - redução de Ppl 
 - redução da Palv 
 - Palv < Patm 
 - aumento do volume 
 
 EXPIRAÇÃO: 
 - relaxamento dos músculos ventilarórios 
 - retorno elástico do pulmão 
 - aumento da Ppl 
 - aumento da Palv 
 - Palv > Patm 
 - redução do volume 
 
 
 
 
 
 
 
 
 COMPLACÊNCIA E RESISTÊNCIA PULMONAR 
 
1) Complacência pulmonar: 
 É definida como a mudança no volume pulmonar por mudança na 
pressão no pulmão, ou seja, é a relação direta entre a pressão necessária para 
alcançar um determinado volume. 
 
 C = ΔV 
 ΔP 
 
 A elasticidade pulmonar é oposta à complacência, ou seja, é a 
capacidade do tecido pulmonar em retornar ao seu estado morfológico inicial 
após prévia deformação. 
 Um pulmão com alta complacência é facilmente distendido e um pulmão 
com alta elastância é difícil de se distender. 
 A complacência estará reduzida em situações como: atelectasias, 
fibrose pulmonar e SARA. 
 A complacência estará aumentada com o enfisema pulmonar e também 
com a idade. 
 
OBS: Diante da mesma pressão de distensão o pulmão com alta complacência 
alcançará um volume mais alto que o pulmão com complacência reduzida. 
 
 
Complacência estática do sistema respiratório (Cest): 
 
Cest = ______Vt_______ 
 Pplatô - PEEP 
 
Valor de normalidade = 50 – 100 mL/cmH2O 
 
Cest = complacência estática 
Vt = volume corrente 
Pplatô = pressão de platô 
PEEP = pressão positiva no final da expiração 
 
 Complacência dinâmica do sistema respiratório (Cdyn): 
 
Cdyn = ______Vt_______ 
 Ppico – PEEP 
Valor de normalidade= 100 – 200 mL/cmH2O 
 
Cdyn = complacência dinâmica 
Vt = volume corrente 
Ppico = pressão de pico 
PEEP = pressão positiva no final da expiração 
 
 
 
 
2) Resistência pulmonar: 
 As propriedades resistivas referem-se ao conjunto de fatores que 
dificultam a passagem do ar pelas vias aéreas (VA). Assim, a resistência 
pulmonar é composta pela resistência tecidual e pela resistência das VA. 
 A resistência tecidual representa cerca de 20% da resistência à 
passagem do fluxo de ar, enquanto que a resistência das VA representa cerca 
de 80%. 
 Portanto, resistência pulmonar é definida como a diferença de pressão 
entre os alvéolos e a boca por unidade de fluxo de ar. 
 
Raw = Ppico – Pplatô 
 Ø 
 
Valor de normalidade = 4 – 7 cmH2O/ l / s 
 
Raw = resistência pulmonar 
Ppico = pressão de pico 
Pplatô = pressão de platô 
Ø = fluxo aéreo 
 
3) Fluxo aéreo: 
 É a relação entre a quantidade de ar que passa pelas VA por unidade de 
tempo, ou seja, é a velocidade com que o ar entra nas VA num determinado 
tempo. Por esta razão, o fluxo é mensurado em litros por minuto (l/min). 
 O fluxo de ar nas VA centrais (grande calibre) tende a ser turbulento. A 
bifurcação dos brônquios gera um fluxo transicional que é a mistura de fluxos 
turbilhonar e laminar. Nas VA periféricas (pequeno calibre), como há 
diminuição da velocidade do fluxo aéreo devido à grande área transversal e à 
ventilação colateral, o fluxo tende a ser laminar. 
 
OBS: Durante a respiração o fluxo é altamente turbulento na traquéia e menos 
turbulento (fluxo transicional) nos brônquios menores e finalmente torna-se 
semelhante ao fluxo laminar nas vias aéreas periféricas. Apesar de o diâmetro 
ser menor, o numero de vias aéreas aumenta drasticamente, e a velocidade 
dos gases diminui, ocorrendo um fluxo laminar. 
 
3) Constantes de tempo (CT): 
 É a relação direta entre a complacência e a resistência alveolar. Isto 
quer dizer que a CT reflete a mecânica de enchimento e esvaziamento 
pulmonar, ou seja, o tempo que os pulmões levam para se expandir e esvaziar. 
Cada unidade alveolar possui uma constante de tempo própria que varia de 
acordo com suas complacência e resistência. Os alvéolos que possuem 
menores constantes de tempo tendem a se expandir mais rapidamente, 
enquanto que os alvéolos que possuem maiores constantes de tempo 
expandem-se mais lentamente. 
 
CT = complacência X resistência 
 
1 CT = 0,4 s (segundos) 
 
Para que 95% do volume penetre nas VA é necessário 3 CT, ou seja, 
após 1 CT tenho 63% de volume, após 2 CT tenho 85% de volume e após 3 CT 
tenho 95% de volume nas VA. 
 Portanto, se 1 CT é igual a 0,4s e, para obter 95% do volume são 
necessários 3 CT, isso levaria 1,2s.

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