Ventilação Mecânica e Pulmonar

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Apesar das células do organismo serem essencialmente aeróbias, não há reserva de O2 .: deve ser constantemente captado-
Função primária do sistema: troca gasosa ~ extração de O2 do ambiente e eliminação de CO2 (produto do metabolismo)
A troca de gases envolve três compartimentos: pulmão <=> sangue <=> tecidos○
Ocorre em 4 estágios:
Ventilação pulmonar: captação mecânica dos gases§
Respiração externa: troca de gases entre pulmão e sangue §
Respiração interna: transporte de gases pelo sangue e troca com os tecidos§
Respiração celular§
○
-
OUTRAS FUNÇÕES:
Condicionamento do ar ~ manutenção de condições adequadas de temperatura e umidade○
Equilíbrio ácido-base ~ manutenção do pH sanguíneo, principalmente pela eliminação de CO2○
Fonação○
Imunidade (remoção e filtração de partículas e agentes biológicos)○
Produção de plaquetas e reservatório de células tronco hematopoiéticas○
-
VENTILAÇÃO MECÂNICA E PULMONAR
A movimentação de gases entre um compartimento e outro ocorre por difusão simples -
DIVISÃO ANATÔMICA:
Vias aéreas superiores: nasofaringe e laringe○
Vias aéreas inferiores: traqueia, brônquios, bronquíolos e alvéolos○
-
DIVISÃO FUNCIONAL:
Zona de condução: vias aéreas superiores, traquéia, brônquios e bronquíolos => transporta e acondiciona o ar (filtração, 
umidificação e ajuste de temperatura)
○
Zona respiratória: bronquíolos respiratórios e alvéolos => unidade fisiológica, responsável pelas trocas gasosas entre 
sangue e alvéolos (difusão)
○
-
Funcionalmente, as vias aéreas inferiores também possuem um componente motor: músculos, ossos e articulações da caixa 
torácica
-
PLEURA:
Importante porque a variação de pressão dentro dela gera a variação de pressão dentro do pulmão○
Estrutura fechada (sacolar) que envolve o pulmão○
A porção em contato direto com o pulmão é a pleura visceral○
A porção em contato com a caixa torácica é a pleura parietal○
Dentro dela, há a cavidade pleural, repleta de líquido pleural que diminui o atrito entre a caixa torácica e o pulmão○
-
Os segmentos pulmonares são unidades anatômicas funcionais; cada um deles recebe um brônquio lobar próprio-
Repetidas ramificações na árvore respiratória irão aumentar a área total de superfície-
ZONA DE CONDUÇÃO: 
As estruturas da zona de condutora não favorecem a difusão dos gases-
Epitélio colunar ciliado-
Muito músculo liso ~ NÃO presentes na zona respiratória-
Cartilagem na traqueia e nos brônquios-
Glândulas de muco-
Músculo liso responde ao sistema nervoso autônomo:
Simpático: receptores beta 2 => broncodilatação○
Parassimpático: receptores muscarínicos => broncoconstrição○
-
ZONA RESPIRATÓRIA:
Revestidas por alvéolos = estrutura sacolar composto por células epiteliais pavimentosas (pneumócitos I) e células mais 
globosas produtoras de surfactante (pneumócitos II)
-
Presença de macrófagos alveolares-
Entre um alvéolo e outro, chama-se septo alveolar ~ vascularização abundante (troca gasosa) e matriz extracelular que 
mantém a elasticidade do pulmão (tecido rico em elastina, produzido por fibroblastos)
Enfisema: destruição da parede alveolar devido a degradação de elastina => tecido perde elastância §
-
O surfactante mantém a estrutura alveolar, impedindo seu colabamento (atelectasia) devido a retração da elastina; ele é 
composto por fosfolipídios e possui caráter anfipático (tanto lipossolúvel quanto hidrossolúvel)
-
Síndrome do esforço respiratório agudo: comum em recém nascidos prematuros, pois eles ainda não produziram surfactante; a 
solução é ingestão de corticoides pela mãe em gestação (estimulam produção de surfactante) ou ventilação mecânica se já 
nascido
-
Membrana respiratória:
Região que separa o ar alveolar do sangue; é exatamente o local em que haverá difusão○
Composta por surfactante, pneumócito I, sua membrana basal, interstício, membrana basal da célula endotelial e célula 
endotelial propriamente dita
○
Portanto, é a região de contato entre um capilar e o lúmen do alvéolo○
Apresenta a menor espessura possível (não passa de 7 micrômetros)○
-
MECÂNICA DA RESPIRAÇÃO:
Assim como no sangue, o fluxo de ar exige diferença de pressão entre boca/nariz e alvéolos-
Durante a inspiração há o aumento do volume de caixa torácica => redução da pressão do pulmão, que fica menor do 
que a da atmosfera => entrada de ar
-
Na expiração, ocorre o oposto => redução de volume provoca aumento de pressão, maior do que a atmosférica => saída 
de ar
-
O aumento ou redução do volume da caixa torácica depende de uma força motriz => músculos da caixa torácica -
Músculos respiratórios podem ser da inspiração ou da respiração-
MÚSCULOS DA INSPIRAÇÃO:
Diafragma ~ gera de 60 a 80% da força motriz
Inervação específica do nervo frênico direito e esquerdo (para cada um dos hemidiafragmas)§
Possui formato de cúpula, que se "alinha" durante a contração, aumentando o diâmetro cefalocaudal da caixa 
torácica
§
○
Músculos intercostais externos 
As fibras correm para baixo inclinadas na direção do externo, de modo que na contração, puxam as costelas para 
fora e para cima, aumentando o diâmetro antero-posterior e látero-lateral torácico
§
○
Paraesternal, escaleno e esternocleidomastoideo○
-
MÚSCULOS DA EXPIRAÇÃO:
Intercostais internos: tracionam as costelas para baixo e para dentro○
Músculos abdominais (reto, transverso e oblíquo): empurram o diafragma para cima○
-
Apenas o diafragma e os intercostais externos são constantemente ativos; a expiração, no repouso, é um processo passivo
(pois o sistema pulmão-parede torácica é elástico, retorna a sua posição original)
-
Na respiração forçada (exercícios físicos ou angústia respiratória), usamos a musculatura acessória: os outros músculos 
inspiratórios e os músculos expiratórios
-
Complacência pulmonar:
Complacência = volume / pressão ~ inclinação da curva pressão x volume!○
Descreve a distensibilidade pulmonar = facilidade com que ele pode ser distendido (+ complacência = + distensão)○
É a mudança de volume em consequência de uma alteração de pressão○
Depende dos componentes elásticos do tecido pulmonar e da tensão superficial alterada pelo surfactante
Reduz a tensão superficial alveolar (devido à força de 
atração entre as moléculas de líquido que revestem os 
alvéolos internamente, criando uma pressão de colapso 
diretamente proporcional à essa tensão)
w
O surfactante rompe as interações intermoleculares das 
moléculas desse líquido
w
Causa maior complacência e menor chance de atelectasiaw
○
É inversamente relacionada à elastância = capacidade de retornar à forma inicial (depende da propriedade elástica)○
-
RELAÇÃO ENTRE PULMÃO, PLEURA E CAIXA TORÁCICA:
Em um estado de repouso, o volume pulmonar corresponde ao volume residual funcional e a pressão nas vias aéreas e nos 
pulmões é igual à pressão atmosférica; nessas condições, temos:
Uma força elástica intrínseca no pulmão atuando no sentido de seu esvaziamento (força de colapso)○
Uma força elástica intrínseca na caixa torácica no sentido de sua expansão (costelas, arqueadas, tendem a se endireitar)○
-
O líquido pleural impede a separação dos folhetos da pleura (como água entre duas lâminas de vidro) em decorrência das tendências 
opostas entre pulmão e caixa torácica=> quando a caixa torácica se movimenta (é nela que estão os músculos), o pulmão 
acompanha o movimento, determinando fluxo de ar mediante diferença de pressão alveolar e atmosférica
-
Em decorrência disso, a pressão intrapleural é menor do que a atmosférica ("negativa") => mantém pulmões expandidos-
Pressão alveolar - pressão intrapleural = pressão transpulmonar ~ é uma resultante, que determina volume do pulmão em 
relação ao momento anterior (indica o movimento que ele está fazendo) => só varia mediante expansão ou retração (em 
manobra de Valsava, por exemplo, não varia!); é sempre positiva
-
A pressão alveolar é maior que pATM quando o ar sai é menor quando ele entra => determina o fluxo de ar (é sempre 
expresso em relação à pATM)
-
Existe um gradiente de pressão ao longo das vias aéreas, que cresce no sentidonariz-alvéolo; em uma expiração forçada 
sem saída livre de ar (manobra de Valsava), a pressão se iguala ao longo de toda a via; em uma expiração forçada com saída de 
ar, o gradiente segue o mesmo sentido, mas os valores são muito maiores
-
Ponto de igual pressão: região em que a pressão intrapleural se iguala à das vias aéreas; é desse local pra cima que a chance 
e colabar é maior (porque o gradiente diminui em direção à saída)
O ponto é mais distal quanto mais ar o indivíduo inalar, pois mais força vai precisar fazer, então maior será a pressão intrapleural .: vai 
igualar com a das vias aéreas mais perto dos alvéolos (mais distal em relação à traqueia). Em doenças com obstrução do fluxo de ar, é 
necessário fazer mais força para expelir o ar .: o ponto de igual pressão fica mais perto dos alvéolos
§
-
OBS| PNEUMOTÓRAX: 
Ocorre devido à perfuração da pleura, por diversos motivos§
Resultado: pressão intrapleural = pressão atmosférica (pulmão perde a estrutura que o mantinha expandido)§
Faz com que o pulmão contraia e parede torácica se expanda (não há mais adesão entre eles)§
A perfuração da pleura pode ser clinicamente induzida para reduzir a pressão de determinada área da caixa torácica§
RESISTÊNCIA DAS VIAS RESPIRATÓRIAS:
Quanto maior a resistência, menor o fluxo de ar-
O principal local de resistência são os brônquios de médio calibre-
As vias respiratórias menores possuem maior resistência ~ NÃO está relacionado com a disposição em paralelo-
Fatores que modificam a resistência das vias respiratórias:
Musculatura lisa brônquica: seu relaxamento (simpático) ou contração (parassimpático) altera o raio da via 
respiratória; relação inversa de 4ª potência entre resistência e raio
○
Volume pulmonar: a insuflação dos pulmões exerce uma tração radial sobre as vias respiratórias, reduzindo a resistência 
das mesmas
○
Viscosidade: modifica a resistência ao fluxo de ar○
Comprimento da via: questão meramente física; quanto maior o comprimento de um tubo, maior a sua resistência à 
passagem de fluidos
○
-
MEDIDAS DE FUNÇÃO:
Espirometria: registro de alterações de VOLUME .: de alterações dinâmicas (inspiração e expiração)
O traçado no gráfico indicará o volume que entra na inspiração e o volume que sai na expiração○
Os registros exigem que algumas manobras sejam feitas pelo indivíduo avaliado○
Volumes avaliados na espirometria:
Volume corrente (Vc): volume de ar inspirado ou expirado em cada ciclo ventilatório§
Volume de reserva inspiratório (VRI): volume de ar que ainda pode ser inspirado após o Vt, através da 
inspiração forçada; corresponde a cerca de 3L
§
Volume de reserva expiratória (VRE): volume de ar que ainda pode ser expirado após Vt, através de expiração 
forçada; corresponde a cerca de 1,1L
§
○
-
Volume residual (VR): não pode ser medido por espirometria; corresponde ao volume de ar que permanece nos pulmões 
mesmo após a mais vigorosa expiração forçada (cerca de 1,2L) => permite que o pulmão não colabe, junto ao surfactante
-
Capacidade inspiratória (CI): Vc + VRI => quantidade de ar que uma pessoa pode inspirar, partindo do nível 
respiratório basal e enchendo os pulmões ao máximo ~ cerca de 3,5L
-
Capacidade residual funcional (CRF): VRE + VR => quantidade de ar que permanece no pulmão após uma expiração 
normal; não pode ser calculada por espirometria (pois inclui o VR)
-
Capacidade vital (CV): Vc + VRI + VRE => é a maior quantidade de ar que o indivíduo pode expelir dos pulmões após 
inspiração máxima
-
Capacidade pulmonar total (CPT): VRI + Vc + VRE + VR => é o maior volume que os pulmões podem alcançar ao 
final do maior esforço inspiratório possível; não pode ser calculado por espirometria (pois inclui VR)
É o único que não se altera, pois é uma questão anatômica§
-
OBS| Em atividade física:
Aumento do volume corrente (uso de VRI) => maior eficiência para colocar ar nos pulmões => maior 
eficiência para aumentar níveis de oxigênio
□
Permite otimização do uso pulmonar□
Nessas situações, os volumes de reserva são melhores utilizados□
Manobra de Expiração Rápida e Intensa a partir de CPT:
Expiração MÁXIMA após uma inspiração MÁXIMA, tudo em velocidade MÁXIMA○
Os primeiros 30% da manobra são esforço-dependentes (primeiro momento em que se coloca o ar para fora; momento 
de maior esforço dos músculos) e 50% é esforço-independente
○
Informações obtidas a partir da manobra:
Capacidade vital forçada (CVF): mesmo conceito de CV, mas "forçada" pois ocorre mediante expiração, 
inspiração e velocidade MÁXIMAS
§
Volume expiratório forçado de primeiro segundo (VEF1): é o volume de ar que pode ser expirado no 
primeiro segundo de uma expiração máxima forçada; é o parâmetro mais importante nessa manobra, pois fornece 
noção da saúde pulmonar do indivíduo
§
VEF1 geralmente corresponde a 80% da capacidade vital forçada§
○
Avaliação da manobra:
INDIVÍDUO NORMAL:
CVF: 5 L□
VEF1: 4 L□
VEF1/CVF: 0,8 L□
§
DOENÇA OBSTRUTIVA: (asma ou doença pulmonar obstrutiva crônica)
CVF: 3 L□
VEF1: 1,2 L ~ bem menor, pois há dificuldade de expiração□
VEF1/CVF: < 0,8 L ~ relação diminuída!□
§
DOENÇA PULMONAR RESTRITIVA: (fibrose pulmonar = resistência à entrada de ar devido à menor espaço)
CVF: 3 L□
VEF1: 2,8 L□
VEF1/CVF: > 0,8 L ~ relação aumentada!□
§
○
CICLO RESPIRATÓRIO:
Possui um padrão automático de alternância entre inspiração e expiração-
É involuntário, mas pode ser modulado voluntariamente-
O estímulo neural para esse ciclo vem do tronco cerebral-
REPOUSO:1)
Momento antes da inspiração começar○
Pressão alveolar = pressão atmosférica = ZERO○
Pressão intrapleural < 0○
Volume pulmonar = capacidade residual funcional○
INSPIRAÇÃO:2)
Contração de musculatura inspiratória => aumento do volume torácico => expansão dos alvéolos○
Redução da pressão alveolar até um valor MENOR QUE ZERO○
Gradiente de pressão entre atmosfera e alvéolos => influxo de ar para os pulmões
O influxo continua até que a diferença de pressão se torne nula§
○
Pressão intrapleural <<< 0 ~ devido ao aumento da força de retração elástica dos pulmões sobre a pleura visceral○
Volume pulmonar = volume corrente○
EXPIRAÇÃO:3)
Pressão alveolar > pressão atmosférica (MAIOR QUE ZERO) pois o gás dos alvéolos está sendo comprimido pela força 
elástica de retração do pulmão
○
Inversão do gradiente de pressão => efluxo de ar dos pulmões○
Pressão intrapleural < 0 ~ de volta aos valores normais do repouso
Isso se a expiração for normal§
Em expirações forçadas, PIP > 0 => comprime vias aéreas e dificulta a expiração§
○
Volume pulmonar = capacidade residual funcional○
Volume corrente: volume que entra e sai dos pulmões a cada ciclo respiratório-
Variação da PIP: mais abrupta na expiração do que na inspiração, devido a força de recolhimento elástico (elastância) + 
surfactante => facilitam o retorno do pulmão e .: variações de pressão mais rápidas
Histerese: diferença entre as curvas de variação da pressão de expiração e inspiração => representa a necessidade 
de vencer a força de tensão superficial que se opõe à insuflação dos pulmões
§
-
VENTILAÇÃO PULMONAR:
A ventilação pulmonar também é parâmetro para avaliação da função pulmonar (além de volumes e capacidades)-
Está relacionada com a perfusão através dos capilares pulmonares-
Ventilação = volume corrente x frequência respiratória ~ "V" com um ponto em cima = "volume minuto"-
Ventilação alveolar = (volume corrente - volume do espaço morto) x frequência respiratória-
Espaço morto anatômico: volume de ar contido nas vias aéreas de condução e que, portanto, não alcança os alvéolos (não 
participa da troca gasosa) ~ cerca de 150mL
-
Espaço morto fisiológico: volume de ar que está nos pulmões mas que não participa da troca gasosa, seja por obstrução das 
vias aéreas até os alvéolos, seja por obstrução do fluxo sanguíneo de um alvéolo => qualquer alteração que gere desequilíbrio na 
relação perfusão x ventilação
Obstrução de vias aéreas: atelectasia, muco ou tumores§
Obstrução de fluxo sanguíneo: embola pulmonar §
-
Ventilação emdiferentes regiões pulmonares, para indivíduos na posição ortostática
Pressão pleural base > ápice, em função da gravidade => pressão transpulmonar ápice > base => alvéolos do ápice 
com MAIOR volume e MENOR complacência => alvéolos do ápice recebem MENOS VENTILAÇÃO
○
Essas alterações NÃO ocorrem em na posição deitada○
-
Perfusão sanguínea alveolar:
Não é homogênea: varia da base para o ápice○
Na posição ereta, a perfusão é maior na base (em decorrência da gravidade)○
No ápice: a maior distensão dos alvéolos aumenta a resistência sanguínea neles => redução do fluxo sanguíneo○
-
RELAÇÃO VENTILAÇÃO-PERFUSÃO:
É a razão entre ventilação alveolar (V) e fluxo sanguíneo pulmonar (Q)-
O equilíbrio entre esses dois parâmetros é importante para atingir a troca ideal de O2 e de CO2-
V/Q = 0,8 => PO2 arterial = 100 mmHg e PCO2 arterial = 40 mmHg ~ frequência respiratória, volume corrente de 
débito cardíaco NORMAIS
-
Perfusão é maior na base; ventilação também, mas não tão maior => V/Q é maior no ÁPICE-
A diferença dessa relação nas diferentes porções do coração geram diferenças nas trocas gasosas em cada um desses locais:
ÁPICE: V/Q MAIOR => troca gasosa mais eficiente => PO2 maior e PCO2 menor○
BASE: V/Q MENOR => troca gasosa menos eficiente => PO2 menor e PCO2 maior○
-
Alterações na relação V/Q:
Obstrução de vias aéreas:
Ventilação é nula => V/Q = ZERO (efeito shunt)§
NÃO ocorre troca gasosa em um pulmão que é perfundido mas não é ventilado .: PO2 e PCO2 do sangue capilar 
pulmonar (que corresponderá ao sangue arterial sistêmico) serão próximos dos valores do sangue venoso misto
§
○
Embolia pulmonar:
Obstrução completa do fluxo sanguíneo para os pulmões§
Fluxo sanguíneo é nulo => V/Q = INFINITO (efeito espaço morto)§
NÃO ocorre troca gasosa em um pulmão que é ventilado mas não é perfundido .: PO2 e PCO2 alveolares se 
aproximação de seus valores no ar inspirado
§
○
-
Prof. LucíolaVentilação Mecânica e Pulmonar
Wednesday,	24	April	2019 09:24