Dinâmica da ventilação pulmonar

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dinâmica da ventilação 
pulmonar 
A caixa torácica, a nível de fisiologia respiratória, 
compreende os ossos, a musculatura interóssea e a 
musculatura abdominal. 
Qualquer deformidade na estrutura óssea da caixa torácica 
pode comprometer a ventilação do indivíduo. Em 
escolioses acentuadas, por exemplo, a expansão será 
prejudicada, prejudicando também a ventilação alveolar, 
o que reduz o aporte gasoso adequado para os tecidos 
daquele indivíduo. 
A escoliose é considerada uma patologia restritiva, pois a 
estrutura pulmonar está acometida pela alteração da 
coluna. Algumas patologias, como a fibrose pulmonar, 
acomete o parênquima pulmonar. 
Processo primário ventilatório envolve uma respiração 
basal, sem a necessidade da utilização de músculos 
acessório. No exercício físico extenuante, faz-se uso a 
musculatura acessória. 
Músculos inspiratórios 
É um processo ativo. Toda vez que há uma contração 
(principalmente do diafragma), há uma expansão da caixa 
torácica, permitindo a entrada do ar. 
• Diafragma 
A principal musculatura responsável pela 
nossa inspiração é o diafragma, um músculo 
que apresenta forma de cúpula quando 
relaxado. 
Tem a função de aumentar a caixa torácica 
na direção crânio-caudal 
Ele possui um tendão central e toda vez que ocorre a 
contração dos feixes musculares, há um rebaixamento da 
cúpula diafragmática, empurrando o conteúdo abdominal 
(abdômen expande) e provocando uma expansão crânio-
caudal da caixa torácica, reduzindo a pressão na caixa 
torácica, o que permite a entrada do ar nos pulmões. 
Sexo masculino tem ventilação abdominal, enquanto o 
feminino apresenta uma ventilação torácica. 
O processo inspiratório provocado pelo diafragma é um 
processo ativo. 
• Escalenos 
Também participam do processo 
primário ventilatório 
Os escalenos elevam as primeira e 
segunda costelas, provocando um 
movimento conhecido como “alça de 
balde”, elevando o gradil costal durante 
a inspiração, o que aumenta o diâmetro 
ântero-posterior da caixa torácica. 
• Intercostais externos 
Também fazem parte da musculatura primária. 
São responsáveis pela união do conjunto de costelas. 
Fazem com que todas as costelas funcionem como uma 
unidade. 
Toda vez que os escalenos elevam a primeira e segunda 
costela, os intercostais externos elevam todas as outras 
costelas na caixa torácica, o que também provoca aumento 
do diâmetro ântero-posterior da caixa torácica. 
• Esternocleidomastoideo 
É a principal musculatura acessória, muito utilizada durante 
exercícios físicos extenuantes. 
Provoca o movimento “braço de bomba”, caracterizado por 
uma elevação do esterno, aumentando o diâmetro ântero-
posterior da caixa torácica. 
É muito utilizado por pacientes asmáticos em crise e por 
tetraplégicos (essa musculatura é inervada pelo XI par 
craniano, que não é comprometido, diferentemente das 
raízes que originam a inervação do diafragma, por exemplo) 
e DPOCs. 
• Serrátil anterior 
Provocam movimentos escapulares, permitindo a 
expansão da caixa torácica. Escápulas rígidas provocam 
restrição de movimento. 
• Trapézio, latíssimo do dorso e peitoral maior 
Toda a musculatura está presente na cintura escapular. 
Isso é muito relevante para pacientes DPOCs. Esses 
pacientes tendem a relaxar os membros superiores sobre 
uma superfície, principalmente quando estão em crise, a 
fim de reduzir a tensão na musculatura da cintura 
escapular, direcionando essa musculatura para atividade 
inspiratória. 
Músculos expiratórios 
É um processo passivo, pois não há uma ação muscular na 
ventilação corrente, caracterizado pelo relaxamento da 
musculatura que foi ativada na inspiração. 
Quando o diafragma relaxa, a cúpula diafragmática se 
eleva, aumentando a pressão da caixa torácica e 
provocando a saída do ar. 
O processo expiratório pode ser ativo, como o que ocorre 
ao soprar uma vela, durante a atividade física, ou em outros 
momentos em que é necessário provocar uma expiração 
acentuada. 
• Abdominais 
Sua participação no processo expiratório faz com que eles 
sejam classificados como parte da caixa torácica. 
• Intercostais internos 
Atuam provocando um fechamento do gradil costal 
durante sua contração, rebaixando as costelas e diminuindo 
o diâmetro ântero-posterior da caixa torácica. 
Ventilação 
É a troca gasosa entre os alvéolos e o ambiente externo, 
ou seja, é o processo pelo qual o oxigênio da atmosfera é 
levado ao interior dos pulmões e o dióxido de carbono é 
expelido do organismo (é a troca gasosa que ocorre entre 
o gás proveniente do meio ambiente e o gás presente nos 
capilares alveolares). É sinônimo de respiração pulmonar. 
Ventilação = Volume Corrente x Frequência Respiratória 
Ao pensar em ventilação, pensa-se sobre os volumes e as 
capacidades pulmonares. Esses valores foram descobertos 
por meio do método de espirômetro. 
Volumes e Capacidades 
Volumes são as quantidades de ar envolvidas num 
processo de expiração ou inspiração. 
As capacidades são as quantidades de ar que 
compreendem dois ou mais volumes. 
É importante conhecer esses valores para que possa ser 
possível realizar a ventilação de um paciente por meio de 
um ventilador mecânico. 
Os valores podem ser modificados por idade, sexo, 
patologias. São utilizados, portanto, medidas médias. 
 
• Volumes 
→ Volume corrente (VC) 
Caracterizado pelo volume de gás que é inspirado e 
expirado durante uma ventilação basal. O volume corrente 
tem, aproximadamente, 500 ml (quantidade de ar que entra 
e sai do pulmão numa respiração normal). 
 
→ Volume de reserva inspiratório (VRI) 
Quantidade máxima de ar que pode ser inspirada além de 
uma inspiração normal (presente no pulmão após uma 
inspiração corrente). É aproximadamente 2L. 
Quando necessário, como durante uma inspiração forçada, 
é possível utilizá-lo. 
 
→ Volume de reserva expiratório (VRE) 
Quantidade máxima de ar que pode ser expirada após uma 
expiração normal (é possível expirar após uma expiração 
corrente). Seu valor é de aproximadamente 1L. 
 
Esses valores são fisiológicos e podem aparecer durante um 
momento de esforço ventilatório, como ocorre durante o 
exercício físico. Pacientes DPOCs em crise também utilizam 
esses valores de reserva na tentativa de puxar maiores 
quantidades de ar para dentro dos pulmões devido à uma 
sensação de falta de ar por estarem hiperinsuflados 
(armazenam o ar dentro dos pulmões) e apresentarem uma 
complacência pulmonar estática aumentada, ou seja, uma 
maior expansibilidade pulmonar. Pacientes com 
complacência estática aumentada ventilam pouco por não 
conseguirem enviar o ar aprisionado nos pulmões para fora. 
Complacência é o grau de expansão do pulmão por 
unidade de pressão em cm de H2O (mede o grau de 
distensibilidade dos pulmões e da caixa torácica). O 
aumento da pressão provoca um aumento da expansão 
pulmonar. 
Complacência estática está associada distensibilidade dos 
pulmões e da caixa torácica, enquanto a complacência 
dinâmica depende também da resistência das vias aéreas. 
Ao realizar um freno labial, por exemplo, o ponto de igual 
pressão é mudado, deslocando-o para a boca, o que cria 
uma “tala” no interior da árvore brônquica para permitir a 
saída de ar de dentro dos pulmões. Nesse caso, o tempo 
expiratório é aumentado, possibilitando uma maior saída 
de gás dos pulmões. 
→ Volume residual 
É o volume de gás que, fisiologicamente, permanece no 
interior dos pulmões após uma expiração forçada, ou seja, 
após atingir o volume de reserva expiratório. Seu valor é de 
aproximadamente 1,2 L. 
O armazenamento de ar nos pulmões é uma das proteções 
para impedir o colabamento dos alvéolos, principalmente 
nas regiões acinais (bronquíolos respiratórios, ductos 
alveolares, alvéolos). 
 
Atletas apresentam capacidades cardiorrespiratória e 
muscular melhoradas, fazendo com que seu consumo de 
oxigênio seja melhorado, possibilitando que ele trabalhe 
em volumes melhores durante uma atividade física.• Capacidades 
→ Capacidade inspiratória (CI) 
Volume de gás que o indivíduo é capaz de inspirar após uma 
expiração corrente (quantidade máxima de ar que pode ser 
inspirada após uma expiração normal, caracterizado pela 
soma entre VC e VRI). Apresenta valor de aproximadamente 
2,5L. 
 
→ Capacidade vital (CV) 
Volume de gás que o indivíduo consegue expirar após uma 
inspiração máxima. É aproximadamente 4,8L. 
Ela pode ser utilizada na espirometria, em que há um teste 
de esforço denominado capacidade vital forçada, onde se 
avalia se o indivíduo é obstrutivo ou restritivo. 
Compreende, portanto, a soma do volume de reserva 
inspiratório, do volume corrente e do volume de reserva 
expiratório. 
 
 
 
 
→ Capacidade residual funcional (CRF) 
É a quantidade de ar que permanece nos pulmões após 
uma expiração normal (o volume de reserva expiratório 
somado ao volume residual). Em torno de 2,4L. 
É a soma de VRE e VR. 
 
→ Capacidade pulmonar total (CPT) 
Volume de gás no interior dos pulmões após uma 
inspiração máxima. É, portanto, a soma de todos os 
volumes. Seu valor é de aproximadamente 6L. 
 
Ventilação mecânica 
A frequência ventilatória de um indivíduo normal é em 
torno de 12-22 incursões ou ciclos por minuto. Conhecendo 
esse valor, é possível programar o ventilador mecânico. O 
ventilador mecânico joga ar para o interior dos pulmões por 
meio de uma pressão positiva. 
A ventilação mecânica pode ser realizada por pressão, em 
que se oferece uma determinada pressão na árvore 
brônquica com a finalidade de expandir o pulmão; ou por 
volume, em que é oferecido um determinado volume para 
provocar a expansão pulmonar. 
Nos dois casos há risco de lesão pulmonar. Na ventilação 
por pressão existe o risco de barotrauma, devido a um 
excesso de pressão, destruindo o parênquima pulmonar 
por uma ruptura alveolar. Na ventilação por volume, existe 
o risco de volumotrauma, devido a uma expansão dos 
alvéolos excessiva, que provoca sua ruptura. 
Na maioria dos casos, é indicada a ventilação por pressão. 
A pressão expiratória (PEEP) fisiológica, ou seja, a pressão 
expiratória no interior da árvore brônquica, apresenta 
aproximadamente 5 cm de água, fornecido pelo volume 
residual. Pacientes sem patologias de base pulmonar não 
precisam de uma PEEP maior do que a fisiológica, mas 
pacientes DPOCs necessitam uma PEEP alta para a 
realização de uma tala brônquica, facilitando a saída do gás. 
A pressão inspiratória (PPI) é colocada para expandir o 
pulmão e permitir uma ventilação corrente (500 mL). O 
valor da PPI pode ser variável, entre 5 e 40 cm de água, pois 
depende do parênquima pulmonar do paciente. 
O ventilador pode ser programado em 1:2, por exemplo, em 
que a cada 1 tempo de inspiração há 2 tempos de expiração. 
A redução do tempo expiratório provoca aumento da 
frequência respiratória. Pacientes DPOCs precisam de um 
tempo de expiração maior, portanto a frequência 
respiratória é reduzida. 
• Restrição e Obstrução 
O restritivo, exemplificado pela fibrose pulmonar, em que 
há uma redução das fibras de elastina, o que 
consequentemente reduz a expansão pulmonar, ou seja, há 
uma redução da complacência estática. A volta do pulmão 
na expiração também estará prejudicada. As patologias 
restritivas também são caracterizadas por um menor 
volume de gás no interior dos pulmões. 
As patologias obstrutivas fazem com que o paciente seja 
hiperinsuflado, ou seja, aprisione uma determinada 
quantidade de gás no interior dos pulmões, o que aumente 
a complacência pulmonar estática (grau de expansão maior 
do que aquele considerado normal). No raio X desses 
pacientes, é possível observar o pulmão expandido, com a 
região diafragmática retesada (cúpula diafragmática 
rebaixada) 
Pacientes com patologias restritivas impedem a variação de 
volume do parênquima pulmonar, enquanto as obstrutivas 
fazem com que o pulmão tenha um aumento do volume 
pulmonar. 
 
O volume corrente é pouco alterado em patologias 
restritivas. A perda do grau de complacência dinâmica 
provoca uma redução dos volumes de reserva inspiratório 
e expiratório. Há também uma redução do volume residual. 
Os pacientes que apresentam essas patologias possuem 
dificuldades para realizar atividades físicas extenuantes. 
Quando colocados em ventilação mecânica, é necessário 
gerar, nesses pacientes, uma pressão maior para conseguir 
alcançar o grau de expansão adequado da caixa torácica, 
com PPI > 10 cm de H2O. 
Já os pacientes obstrutivos são retentores de CO e 
apresentam uma pressão desse gás um pouco mais elevada 
do que aquela considerada normal. Eles possuem uma 
capacidade pulmonar total aumentada, com um volume 
corrente também aumentado, devido à quantidade de ar 
que está aprisionada, tornando necessária uma maior 
quantidade de ar para ventilar corretamente. 
→ Manobra expiratória forçada 
 
VEF1 = Volume Expiratório Forçado no 1 segundo 
CVF = Capacidade Vital Forçada 
É utilizada para identificar se os pacientes possuem 
patologias restritivas ou obstrutivas. 
Essa manobra utiliza a capacidade vital, que é a soma do 
volume de reserva inspiratório, volume corrente e volume 
de reserva expiratório. A capacidade vital forçada necessita 
que o paciente faça um esforço. 
O volume expiratório forçado por segundo se refere ao 
volume de gás que sai do pulmão em 1 segundo. 
Indivíduos com o parênquima pulmonar preservado 
possuem uma diferença de 80% entre VEF e CVF. 
No caso de pacientes obstrutivos, a diferença é menor do 
que 80%, pois nessas doenças, há uma dificuldade de enviar 
o gás para fora. Ao realizar uma manobra de volume 
expiratório forçado, o paciente apresenta um ruído 
adventício, pois o ar passa com dificuldade pela via aérea e 
é aprisionado, atingindo o ponto de igual pressão 
antecipadamente ao que é esperado, reduzindo o volume 
de gás expirado nesse primeiro segundo e aumentando o 
tempo expiratório (tempo que o paciente leva para retirar o 
gás de dentro dos pulmões). 
Pacientes restritivos apresentam um perfil de curva 
semelhante ao do paciente considerado normal, mas o 
volume de gás que esse individuo é capaz de eliminar é 
diminuído. O VEF1 se mantém normal ou pode estar 
aumentado, pois o paciente não aprisiona o gás no interior 
dos pulmões (a via aérea está preservada). 
• Espaço morto 
A ventilação é o resultado da multiplicação do volume 
corrente pela frequência respiratória. 
Em uma frequência respiratória de aproximadamente 16 
rpm, multiplica-se esse valor pelo volume total, obtendo 
como resultado a ventilação total de 7500 mL/min. 
Desse resultado, o que atinge a ventilação alveolar é apenas 
5250 mL/min, pois o restante do gás se perde no espaço 
morto anatômico - via aérea condutora -, cujo volume é de 
aproximadamente 150 mL. 
A ventilação alveolar oferece para os alvéolos 
aproximadamente 3000 mL, o que é um valor 
extremamente grande quando se considera o volume de 
sangue que passa pelo capilar alveolar, que corresponde a 
70 mL. Essa diferença considerável é importante para 
oxigenar o sangue do capilar alveolar. 
Portanto, mesmo que uma atividade física provoque um 
aumento do fluxo sanguíneo, o volume alveolar é mais do 
que suficiente para suprir a demanda daquela região. 
O primeiro gás que chega aos alvéolos é o que estava no 
espaço morto anatômico, por isso apresenta uma 
composição próxima a do gás alveolar, pois ele já foi 
parcialmente expirado. 
Eles possuem uma pressão de O2 de aproximadamente 100 
mmHg e uma pressão de CO2 de cerca de 40 mmHg. O gás 
atmosférico possui uma pressão de O2 em torno de 150 
mmHg e de CO2 de 0 mmHg. 
→ Espaço morto fisiológico 
Parte do pulmão que não elimina CO2. Um exemplo é o 
alvéolo ventilado e não perfundido. 
Regiões do pulmão onde não existe troca gasosa, apesar de 
haver o epitélio específico para que ela ocorra. 
Pode haver aéreas perfundidas e não ventiladas, ou 
ventiladas e não perfundidas. 
Perfusão = chegada de sangue rico em O2 em determinada 
região 
O capilaralveolar passa próximo ao alveólo, promovendo as 
trocas. 
Pode ocorrer devido a uma patologia, mas ocorre 
fisiologicamente em determinadas áreas pulmonares, 
como o ápice pulmonar. 
 
 
→ Espaço morto anatômico 
É o espaço pelo qual o ar passa sem que haja a ocorrência 
de trocas gasosas, pois não é um epitélio especializado em 
trocas gasosas, exemplificado pela via aérea condutora. 
Desde que esse espaço não seja patológico, ele é 
importante para manter as pressões de O2 e CO2, mantendo 
as trocas gasosas realizadas pelo capilar alveolar. 
O enfisema aumenta esse espaço por destruir regiões que 
anteriormente eram ventiladas e perfundidas, como a 
região acinar (ducto alveolar, sacos alveolares e alvéolos), 
diminuindo a capacidade alveolar, fazendo com que mais 
gás fique preso nesse espaço e haja uma redução do volume 
alveolar. 
Volumes pulmonares x Ventilação 
pulmonar 
Hiperpneia: aumento do volume corrente 
Hipopneia: redução do volume corrente 
Eupneia: volume corrente normal 
Taquipneia: aumento da frequência respiratória 
Bradipneia: redução da frequência respiratória 
Apneia: o indivíduo para de respirar durante a expiração 
Apneuse: inspirar e prender o ar 
 
Quando a ventilação corrente está diminuída, a ventilação 
alveolar fica prejudicada, pois parte do gás se perde no 
espaço morto anatômico. 
 
O aumento do volume corrente provoca um aumento da 
ventilação alveolar, pois está sendo oferecido um maior 
volume de gás para os alvéolos.