Fisiologia da Ventilação Pulmonar

Prévia do material em texto

José Eduardo Palacio Soares GT 1 - Dispneia 
 
 Ventilação Pulmonar 
As funções principais da respiração são prover oxigênio aos tecidos e remover o dióxido de carbono. A fim 
de alcançar tais objetivos, a respiração pode ser dividida em quatro componentes principais: 
 
(1) ventilação pulmonar, que significa o influxo e o efluxo de ar entre a atmosfera e os alvéolos pulmonares; 
 
(2) difusão de oxigênio (O2) e dióxido de carbono (CO2) entre os alvéolos e o sangue; 
 
(3) transporte de oxigênio e dióxido de carbono no sangue e nos líquidos corporais e suas trocas com as 
células de todos os tecidos do corpo; e 
 
(4) regulação da ventilação e outros aspectos da respiração. 
 
• Compreender os processos mecânicos da respiração no repouso e no esforço (envolvimento da musculatura acessória). 
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR 
MÚSCULOS QUE PRODUZEM A EXPANSÃO E A CONTRAÇÃO PULMONAR 
 
Os pulmões podem ser expandidos e contraídos por duas maneiras: 
 (1) por movimentos de subida e descida do diafragma para aumentar ou diminuir a cavidade torácica; e 
 (2) por elevação e depressão das costelas para elevar e reduzir o diâmetro anteroposterior da cavidade 
torácica. 
 
A respiração tranquila e normal é realizada quase inteiramente pelo primeiro método, isto é, pelos 
movimentos do diafragma. Durante a inspiração, a contração diafragmática puxa as superfícies inferiores 
dos pulmões para baixo. 
Depois, na expiração, o diafragma relaxa, e a retração elástica dos pulmões, da parede torácica e das 
estruturas abdominais comprimem os pulmões e expele o ar. 
 
Durante a respiração vigorosa, no entanto, as forças elásticas não são poderosas o suficiente para produzir 
a rápida expiração necessária; assim, força extra é obtida, principalmente, pela contração da musculatura 
abdominal, que empurra o conteúdo abdominal para cima, contra a parte inferior do diafragma, 
comprimindo, dessa maneira, os pulmões. 
 
Vale lembrar que na inspiração durante o exercício, os músculos intercostais externos e auxiliares podem 
participar do processo. 
 
Obs: Portanto, a expiração, quando normal, é um processo passivo, onde o diafragma se relaxa e a retração 
elástica dos pulmões, da parede torácica e das estruturas abdominais comprimem os pulmões e expele o ar. 
Entretanto, durante o exercício, os músculos expiratórios auxiliam no processo (músculos abdominais e 
músculos intercostais internos) 
 
Em repouso: Inspiração →Ativo 
 Expiração →Passivo 
 
Em esforço: Inspiração → Ativo 
 Expiração → Ativo 
 José Eduardo Palacio Soares GT 1 - Dispneia 
Todos os músculos que elevam a caixa torácica são classificados como músculos da inspiração, e os que 
deprimem a caixa torácica são classificados como músculos da expiração. 
 
Os músculos mais importantes que elevam a caixa torácica (músculos da inspiração) são os intercostais 
externos, mas outros que auxiliam são: 
(1) músculos esternocleidomastóideos, que elevam o esterno; (2) serráteis anteriores, que elevam muitas 
costelas; e (3) escalenos, que elevam as duas primeiras costelas. 
 
Os músculos que puxam a caixa torácica para baixo, durante a expiração, são principalmente: 
(1) reto abdominal, que exerce o efeito poderoso de puxar para baixo as costelas inferiores, ao mesmo 
tempo em que, em conjunto com outros músculos abdominais (transverso do abdome e oblíquos), também 
comprime conteúdo abdominal para cima contra o diafragma; e (2) os intercostais internos. 
 
• Compreender as pressões que determinam a ventilação alveolar. 
PRESSÕES QUE CAUSAM O MOVIMENTO DO AR PARA DENTRO E PARA FORA DOS PULMÕES 
 
Os pulmões são estruturas elásticas que colapsam, como um balão, e expelem todo o ar pela traqueia, toda 
vez que não existe força para mantê-lo inflado. 
 
O pulmão flutua na cavidade torácica, cercado por uma camada de liquido pleural que lubrifica o movimento 
dele. Portanto, os pulmões são presos à parede torácica como se estivessem colados, no entanto, estão bem 
lubrificados e podem deslizar livremente quando o tórax se expande e contrai. 
 
Pressão pleural (sucção): é a pressão do líquido no estreito espaço entre a pleura visceral e a pleura parietal. 
Essa pressão é normalmente uma sucção ligeira entre os folhetos, o que significa discreta pressão negativa. 
Durante a inspiração ocorre crescente negatividade da pressão pleural de -5 a -7,5. Na expiração ocorre 
diminuição da negatividade. 
 
Essa sucção mantém os pulmões abertos durante o repouso. Por isso ela é sempre menor que a pressão 
atmosférica. 
 
 
Pressão alveolar: é a pressão do ar dentro dos alvéolos pulmonares. Quando a glote está aberta e não há 
passagem de ar pelos pulmões, as pressões na árvore respiratória, incluindo os alvéolos são iguais à pressão 
atmosférica (nível zero → 0 cm de pressão de água). 
 
Para causar influxo de ar durante a inspiração, a pressão dos alvéolos deve ser menor que a pressão 
atmosférica. Durante a expiração, a pressão alveolar deve ser maior que a atmosférica para que o ar seja 
expelido. 
 
Pressão Transpulmonar: Diferença entre as Pressões Alveolar e Pleural. A pressão transpulmonar é a 
diferença de pressão entre os alvéolos e as superfícies externas dos pulmões (pressão pleural), sendo medida 
das forças elásticas nos pulmões que tendem a colapsá-los a cada instante da respiração, a chamada pressão 
de retração. 
 
 
 
 
 
 
 
 José Eduardo Palacio Soares GT 1 - Dispneia 
 
• Diferenciar e conceituar espaço morto anatômico e fisiológico 
ESPAÇO MORTO ANATOMICO 
 
É o volume das vias condutoras aéreas, onde não ocorre trocas gasosas, incluindo o nariz (e/ou boca), 
faringe, traqueia, brônquios e bronquíolos. Ele não inclui os bronquíolos respiratórios e alvéolos. 
 
Parte do ar que a pessoa respira nunca alcança as áreas de trocas gasosas, por simplesmente preencher as 
vias respiratórias onde essas trocas nunca ocorrem. Esse ar é chamado ar do espaço morto, por não ser útil 
para as trocas gasosas. 
Na expiração, o ar do espaço morto é expirado primeiro, antes de qualquer ar dos alvéolos alcançar a 
atmosfera. Portanto, o espaço morto é muito desvantajoso para remover os gases expiratórios dos pulmões. 
 
ESPAÇO MORTO FISIOLÓGICO 
 
Ocasionalmente, alguns dos alvéolos podem ser não funcionantes ou parcialmente funcionantes por causa 
da ausência ou redução do fluxo sanguíneo pelos capilares pulmonares adjacentes. 
Assim, do ponto de vista funcional, esses alvéolos também devem ser considerados como parte do espaço 
morto. 
 
Quando o espaço morto alveolar é incluído na medida total do espaço morto, ele é chamado espaço morto 
fisiológico, em contraposição ao espaço morto anatômico. 
 
Na pessoa normal, os espaços mortos anatômico e fisiológico são quase iguais porque todos os alvéolos são 
funcionantes no pulmão normal, mas, em pessoa com alvéolos não funcionantes ou parcialmente 
funcionantes, em algumas partes dos pulmões, o espaço morto fisiológico pode ser até 10 vezes o volume 
do espaço morto anatômico 
 
Por definição, o espaço morto fisiológico é o volume total dos pulmões que não participa na troca gasosa. 
 
O espaço morto fisiológico inclui o espaço morto anatômico das vias condutoras aéreas mais o espaço morto 
funcional nos alvéolos. 
 
O espaço morto funcional pode ser imaginado como os alvéolos ventilados que não participam nas trocas 
gasosas. 
 
 
• Identificar as características dos pulmões que permitem a expansão e contração durante os movimentos 
respiratórios 
COMPLACÊNCIA PULMONAR 
É o grau de extensão dos pulmões por cada unidade de aumento da pressão transpulmonar. 
A complacência dos pulmões e da caixa torácica é inversamente correlacionada com suas propriedadeselásticas. 
 
As características da complacência são determinadas pelas forças elásticas dos pulmões: 
1- Força elástica do tecido pulmonar propriamente dito (1/3); 
 
 José Eduardo Palacio Soares GT 1 - Dispneia 
As forças elásticas do tecido pulmonar são determinadas, em grande parte, pelas fibras de elastina e de 
colágeno, entrelaçadas no parênquima pulmonar. Nos pulmões vazios, essas fibras estão no estado 
elasticamente contraído e dobrado; então, quando os pulmões se expandem, as fibras são estiradas e 
desdobradas e, assim, se alongam e exercem até mesmo força elástica maior. 
 
2- Forças elásticas devido à tensão superficial do liquido que reveste as paredes internas dos alvéolos (2/3). 
 
Tensão superficial: nas superfícies internas do alvéolo, as moléculas de água na superfície têm atração forte 
umas pelas outras, assim a superfície da água está sempre tentando se contrair. Isso resulta numa tentativa 
de forçar o ar para fora do alvéolo, induzindo o alvéolo a colapsar. O efeito geral é uma força contrátil elástica 
de todo o pulmão, que é chamada de força elástica de tensão superficial. 
 
As forças elásticas pulmonares de tensão superficial líquido-ar aumentam tremendamente quando 
surfactante não está presente no liquido alveolar. 
 
 
• Conceituar surfactante e determine seu papel na dinâmica respiratória 
O SURFACTANTE E SEUS EFEITOS NA TENSÃO SUPERFICIAL 
O surfactante é um agente ativo da superfície da água, significando que ele reduz bastante a tensão 
superficial da água. É uma mistura complexa de vários fosfolipídios, proteínas e íons. 
 
É secretado por células epiteliais especiais secretoras de surfactante chamadas células epiteliais alveolares 
tipo II. 
 
Caso as vias aéreas que levam aos alvéolos pulmonares estejam bloqueadas, a tensão superficial, no alvéolo, 
tende a colapsá-lo. Esse colapso cria pressão positiva alveolar, tentando empurrar o ar para fora. A 
quantidade de pressão, gerada dessa maneira, no alvéolo, pode ser calculada a partir da seguinte fórmula: 
 
Lei de La Place: P= 
 2𝑥𝑇𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
𝑅𝑎𝑖𝑜 𝑑𝑜𝑠 𝑎𝑙𝑣é𝑜𝑙𝑜𝑠
 
 
Para o alvéolo de tamanho médio, com um raio de cerca de 100 micrômetros e revestido com surfactante 
normal, calcula-se que a pressão seja aproximadamente de 4 centímetros de pressão de água (3 mmHg). 
 
Caso os alvéolos tenham sido revestidos com água pura, sem nenhum surfactante, a pressão seria calculada 
como aproximadamente 18 centímetros de pressão de água, 4,5 vezes maior. 
 
Assim, pode-se ver como o surfactante é importante na redução da tensão superficial alveolar e, assim, na 
redução do esforço requerido pelos músculos respiratórios para expandir os pulmões. 
 
A pressão, gerada como resultado da tensão superficial alveolar, é inversamente afetada pelo raio do 
alvéolo, o que significa que quanto menor o alvéolo, maior a pressão alveolar ocasionada pela tensão 
superficial. Assim, quando o alvéolo tem a metade do raio normal (50 em vez de 100 micrômetros), as 
pressões observadas antes são duplicadas. 
 
Obs.: muitos recém-nascidos prematuros têm o raio alveolar menor do que 1/4 do encontrado nos adultos, 
além de pouco ou nenhum surfactante nos alvéolos quando nascem, e seus pulmões tem uma tendência ao 
colapso →síndrome de angústia respiratória do recém-nascido. Ela é fatal, caso não seja tratada com 
medidas enérgicas, especialmente, respiração assistida por pressão positiva contínua.