B i a n c a L o u v a i n F i s i o l o g i a I I I | 1 • Ventilação – pressão parcial dos gases, considerações e distribuição; • Perfusão – considerações e distribuição; • Relação ventilação/perfusão – normal e distúrbios da relação V/Q; • Difusão de O2 e CO2; • Transporte de O2 e CO2. A atividade muscular gera mudanças no volume da cavidade torácica durante a respiração. Ou seja, mudanças no volume da cavidade torácica causam mudanças nas pressões intrapulmonar e intrapleural, que permitem a movimentação do ar de região de alta pressão para região de baixa pressão. Sendo assim, a ventilação é o deslocamento em massa do volume de ar, a renovação do ar contido na porção condutora da via respiratória de modo espontâneo e por ação dos músculos respiratórios, músculos intercostais e, sobretudo o diafragma (inspiração e expiração). Inspiração + Expiração = Ventilação Pressão parcial dos gases respiratórios: A lei de Dalton diz que, em uma mistura de gases, a pressão total é igual à soma da pressão parcial dos componentes da mistura. Dessa forma, o resultado da pressão de oxigênio, nitrogênio, dióxido de carbono e água é a pressão total da mistura. Como a pressão total é a soma da pressão parcial desses gases, qual o percentual de oxigênio? P gás = % gás total x P total A fração inspirada é composta por 21% do gás oxigênio, diferente da ventilação mecânica em que fração inspirada de oxigênio é menor. O O2 e CO2 estã em constante troca devido ao seu gradiente pressórico, onde a maior quantidade de CO2 no sangue faz com que ele vá para o alvéolo e, assim, ser eliminado. Quanto menor a pressão, menor a quantidade de oxigênio e maior altura. Ex: Petrópolis e Rio de Janeiro O processo de entrada e saída do ar caracteriza o ciclo respiratório, o quanto de ar que entra em um minuto. Pode ser calculado da seguinte forma: Vm = FR x Vc • Vm – volume minuto/global (5 a 6 L/min); • FR – freqüência respiratória (12 a 20 irmp); • Vc – volume corrente (350 a 500mL). Primeiramente a pressão gera um fluxo inspiratório e, após, o volume corrente. Importante: às vezes Vm pode estar normal visto que haverá um mecanismo compensatório com aumento da FR e compensando Vc reduzido. Pensando dessa forma Vm não deve ser o único parâmetro para avaliar se o paciente está sendo ventilado da forma correta ou não. Anatomicamente, o espaço morto é uma região que apenas ventila e não ocorre troca gasosa, ele varia de pessoa para pessoa, mas tem média de 150 mL. Atua apenas como reserva. Temos duas formas de espaço morto: • Anatômico – constituído pela zona de transporte e transição, onde não há troca; • Fisiológico – formado pela soma do espaço morto anatômico e alvéolos que não estão sendo perfundidos. Aumentar o espaço morto fisiológico é aumentar a quantidade de alvéolos ventilados, mas não perfundidos. Estes não estão contribuindo para a troca gasosa. B i a n c a L o u v a i n F i s i o l o g i a I I I | 2 Dos 500 mL que inspiramos, parte dele fica retido no espaço morto e apenas 350mL alcança os alvéolos. O ar que é primeiramente perfundido, em um novo ciclo, é o que estava retido no espaço morto. Apenas a parte que está no alvéolo que contribui para a troca gasosa. O O2 está sendo continuamente removido e o CO2 continuamente acrescentado ao gás alveolar pelo sangue da circulação pulmonar. Assim, o aporte de oxigênio e a remoção de gás carbônico são assegurados pela ventilação alveolar. É a porção da ventilação global que, a cada minuto, alcança a zona respiratória. Dos 8000L de ar que entraram no pulmão, por exemplo, o que de fato chegou aos alvéolos foi 5600L. • Hipoventilação – ocorre quando a ventilação é inadequada para realizar a troca de gases nos pulmões, caracterizando alvéolos pouco ventilados; • Hiperventilação – é o aumento da quantidade de ar que ventila os pulmões, devido ao exercício físico, febre e hipóxia, por exemplo. Podendo traduzir-se em hipocapnia e alcalose. Como é distribuída a ventilação pulmonar? Na base pulmonar temos uma ventilação muito maior quando comparada a outras partes do pulmão – ápice e zona média – decrescendo em direção ao ápice. Essa desigualdade ocorre pela diferença dos valores de pressão intrapleural ao longo do pulmão. No ápice a pressão intrapleural é mais negativa, o que faz com que os alvéolos fiquem mais negativos e abertos. O contrário do que ocorre na base pulmonar. A pressão intrapleural da base é menos negativa por estar recostado no diafragma. Podemos dizer então que os alvéolos da base são mais complacentes. Essa pressão pode várias em uma pessoa deitada e ereta, por exemplo. Região dependente: é a região dependente de gravidade, relacionada à base pulmonar de uma pessoa em ereta. Em uma pessoa em decúbito dorsal é a porção posterior. De acordo com a posição podemos saber quando ocorre maior ou menor ventilação. O pulmão recebe dois tipos de circulação: • Pulmonar – arterialização do sangue por meio de trocas gasosas ao nível alvéolo-capilar. É uma circulação de pressão e resistência baixa e fluxo grande, proveniente do ventrículo direito, que tem apenas um destino, o pulmão; • Sistêmica (brônquica) – nutre as estruturas pulmonares, com exceção dos ductos alveolares e alvéolos (banhados pela circulação pulmonar) não participando da hematose. Depende da alta pressão sistêmica, resistência elevada e perfusão reduzida. Os capilares pulmonares podem passar por dentro dos alvéolos (intralveolar) e por fora (extralveolar). Quanto maior a resistência menor o fluxo, é uma relação inversa. A resistência vascular pulmonar é influenciada por fatores passivos que faz com que esse vaso aumente ou diminua seu calibre. Tais como: • Fatores que aumentam a resistência; • Resistência vascular pulmonar; • Pressão alveolar elevada ou redução do fluxo sanguíneo alveolar. O mecanismo compensatório ocorre através do ventrículo direito. Uma constrição que prejudica a perfusão dos alvéolos (hipóxia) forma uma região com baixa concentração de PO2 e desvia o sangue para regiões melhor ventiladas. B i a n c a L o u v a i n F i s i o l o g i a I I I | 3 Como ocorre a distribuição da perfusão? A ventilação está relacionada à redução intrapleural ao redor dos alvéolos. Na perfusão, a inomogeneidade (diferença) da perfusão pulmonar pode ser explicada pelas diferenças de pressão hidrostática no interior dos vasos sanguíneos. Gerando três zonas diferentes (zonas de West): PA – pressão alveolar Pa – pressão arterial pulmonar Pv – pressão venosa pulomonar • Zona 1: PA > Pa > Pv Ao aumentar a pressão dentro dos alvéolos pode ocorrer não perfusão por compressão dos vasos. É mais propenso a acontecer no ápice pulmonar, quando a pressão arterial pulmonar não consigue vencer a coluna hidrostática e está inferior à pressão alveolar (próxima à atmosférica). Neste caso os capilares são espremidos e não há perfusão. Essa zona somente existe quando a pressão alveolar fica muito grande, como na ventilação mecânica, ou quando ocorre diminuição da perfusão, como na hemorragia. Ou seja, não existe em um indivíduo saudável já que a pressão arterial pulmonar é suficiente para lançar sangue até aquela altura. Tendência a pouca perfusão ou perfusão ausente. • Zona 2: Pa > PA > Pv Um pouco mais abaixo no pulmão (zona 2) a pressão arterial pulmonar já é francamente maior do que a pressão alveolar. O fluxo sanguíneo ocorre 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