Ventilação, perfusão e relação VQ

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Ventilação, perfusão e relação V/Q 
 
 
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. 
 
Ventilação 
 
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 
 
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 estão 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. 
 
Ciclo Respiratório 
 
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 – 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: as 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 s er o único 
parâmetro para avaliar se o paciente está sendo ventilado da forma 
correta ou não. 
 
Espaço Morto 
 
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. 
 
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. 
 
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. 
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. 
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. 
 
 
 
Perfusão 
 
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 res 
istência 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 alvéo los 
(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 f az 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. 
 
Como ocorre a distribuição da perfusão? MECANISMO COMPENSATÓRIO PULMONAR 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. 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 
consegue 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 s audável 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 alveolar é a mesma em 
todoo pulmão, a diferença de pressão responsável pelo fluxo 
aumenta progressivamente. 
Além disso, há crescente recrutamento de capilares ( isto é, 
capilares previamente fechados se abrem) ao longo desta zona. 
Sendo assim, na zona 2 começamos a ter perfusão e que vai 
aumentando à medida que vai entrando na zona 3. É uma perfusão 
esporádica. 
• Zona 3: Pa > Pv > PA 
Na zona 3 a pressão venosa também já excede a pressão alveolar, 
e a perfusão é determinada pela diferença de pressão entre a artéria e 
a veia. 
 
O aumento do fluxo sanguíneo ao longo desta zona é 
aparentemente causado pela distensão dos capilares. 
É uma perfusão constante. 
 
Obs: a perfusão vai mudar de acordo com a gravidade, só que 
em menor tamanho que na ventilação. 
Lembrando que quanto maior a perfusão, maior a troca gasosa. 
 
 
 
 
RELAÇÃO, VENTILAÇÃO E PERFUSÃO V/Q 
 
Tanto a ventilação quanto a perfusão são maiores na base do 
pulmão e decrescem em direção ao ápice. 
Contudo, a variação do fluxo é muito maior que a variação da 
ventilação. 
À medida que vai para o ápice essa relação inverte. Em resumo, a 
base é mais ventilada e perfundida 
do que o ápice, mas a relação ventilação-perfusão é maior no ápice. 
• Distúrbios da relação V/Q 
Quando a ventilação ou perfusão de uma unidade alveolar é 
alterada, sua composição gasosa se aproxima daquela do sangue 
venoso misto ou, inversamente, daquela do ar inspirado. 
alvéolo seja ventilado, não havendo troca gasosa. Perfusão sem 
ventilação. 
 V/Q,  PO2  PCO2 – vasoconstrição hipóxica 
por alta pressão alveolar e hipotensão, por exemplo. 
 
 
 
DIFUSÃO E TRANSPORTE DE GASES 
 
Como um gás se difunde em uma direção? Quão rápido 
ocorre? 
 
A difusão ocorre pelo gradiente de pressão, onde quanto maior a 
superfície de contato maior a difusão. 
Espessura da membrana também é capaz de interferir na difusão, 
quanto maior a espessura menor a troca gasosa. Ex: asma. 
Obs: CO2 tem maior facilidade de difundir que o oxigênio, cerca de 20 
vezes mais. 
O ar possa entra e s ai através de um deslocamento em massa, na 
difusão é diferente. O que vai importar é a composição dos gases 
e o quanto de pressão está chegando. 
No enfisema pulmonar ocorre destruição dos alvéolos e 
diminuição da área de troca,  perfusão e  a velocidade da 
difusão. 
A difusão através dos tecidos é um processo passivo regido pela 
lei de Fick, em que a velocidade de transferência de um gás 
através de um tecido é proporcional à área de tecido e ao 
gradiente de pressão parcial do gás entre os dois lados e é 
inversamente proporcional à espessura do tecido. 
• Transporte de O2 
O transporte de gases ocorre dissolvido no plasma. O oxigênio, 
especialmente, será transportado dissolvido no plasma ou, na 
maior parte dos casos, ligado reversivelmente à proteína 
hemoglobina (proteína existente no interior das hemácias). 
Cada molécula de hemoglobina, portanto, é capaz de transportar no 
máximo quatro moléculas de O2. 
A quantidade de oxigênio dissolvido vai ser proporcional à sua 
pressão parcial no sangue – lei de Henry. Quanto maior a 
quantidade de oxigênio no sangue maior a quantidade de oxigênio 
dissolvido no mesmo. 
Saturação da hemoglobina 
• HbO2 x 100/Hb = saturação de O2 
A quantidade total de O2 é o conteúdo de O2 dissolvido + hemoglobina 
ligada. 
Há quatro f atores bem conhecidos que alteram a interação do O 2 
com a hemoglobina: a PC02, o pH, a temperatura e o nível de 2,3-
difosfoglicerato. 
• Transporte de CO2 
Pode estar tanto no plasma como na hemácia. 
• O dióxido de carbono é transportado no sangue como: 
• CO2 dissolvido; 
• Íons bicarbonato (HC03-) – principal; 
• Carbaminohemoglobina; 
• Outros compostos carbamínicos. 
Quando se analisa o sangue para determinar seu teor total de CO2, es 
tão incluídas todas essas formas moleculares. 
A maior parte do CO2 combina-se com a água, formando ácido 
carbônico (H2CO3), que se dissocia em H+ e HC03 -. Ao contrário 
da reação química similar que se dá no plasma, no interior da 
hemácia existe uma enzima catalisadora, a anidrase carbônica, que 
acelera a conversão de CO2 e H2O em H2C03 (e vice-versa). 
A alta relação ventilação-perfusão é capaz de eliminar o excesso 
de CO2 retido em uma zona de baixa relação ventilação-perfusão.