Fisiologia Respiratória - Dinâmica da Ventilação Pulmonar

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FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA 
DINÂMICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR 
Principais pontos abordados no resumo:
• Músculos respiratórios e suas funções básicas durante a ventilação;
• Ventilação: Volumes e Capacidades Pulmonares;
• Espaço morto anatômico e fisiológico;
• Alterações nos Volumes e Capacidades Pulmonares.
CAIXA TORÁCICA 
Quando se fala em parede torácica se refere a todos os tecidos que participam da ventilação, o 
abdômen contendo os músculos abdominais, por exemplo, fazem parte da parede torácica. 
Qualquer que seja as alterações que ocorra no parênquima pulmonar, pode haver alterações de 
ventilação pulmonar. Porém, nas alteração na caixa torácica, a nível ósseo, como em uma escoliose, por 
exemplo, vai impedir a incursão normal do diafragma ou em outros músculos que participam da 
respiração. Assim, qualquer que seja as alterações a nível torácico, mesmo que seja alterações ósseas, 
podem trazer alterações na ventilação pulmonar. 
• DIAFRAGMA
 É o principal músculo da ventilação, é tido como um músculo inspiratório. É um músculo em forma de 
cuba, que separa toda a cavidade abdominal da porção superior da caixa torácica.
O diafragma, quando contraído, na inspiração, promove o rebaixamento da sua cúpula, fazendo com 
que o parênquima pulmonar seja tracionado e, dessa forma, enchido de ar. Na expiração o diafragma se 
mantem com a cúpula elevada.
•ESCALENOS 
Os músculos escalenos anterior, médio e posterior, tem a função de elevar as primeiras costelas.
MÚSCULOS INSPIRATÓRIOS
MÚSCULOS INSPIRATÓRIOS ACESSÓRIOS 
As musculaturas inspiratórias acessórias não estarão ativas na ventilação calma e tranquila. Porém, é 
ativa nos momentos de esforço ventilatório, seja devido a alguma patologia ou na atividade física.
• ESTERNOCLEIDOMASTÓIDEO
Tem a função principal de atuar o osso esterno, promovendo sua elevação, o qual atua em conjunto com 
a elevação do gradil costal, isto é, com o movimento de “alça de balde”. O movimento executado pelo 
ECM é conhecido como “braço de bomba”.
• SERRÁTIL ANTERIOR
Tem a função de abertura das escápulas, fazendo com que o gradil costal possa se movimentar e 
aumentar o diâmetro ântero-posterior da caixa torácica.
• TRAPÉZIO, PEITORAL MAIOR E LATÍSSIMO DO DORSO
MÚSCULOS EXPIRATÓRIOS 
A expiração é um processo passivo pelo relaxamento da contração da musculatura inspiratória.
Dentre esses músculos, os ABDOMINAIS, sendo o Reto abdominal e Oblíquo do abdómen, os quais 
quando contraído empurra o conteúdo abdominal fazendo com o diafragma eleve a sua cúpula, fazendo 
o momento expiratório. 
Além disso, tem os músculos INTERCOSTAIS INTERNOS, os quais promovem a diminuição da elevação 
do gradil costal, diminuindo o diâmetro ântero-posterior da caixa torácica.
VENTILAÇÃO 
É a troca gasosa entre os alvéolos pulmonares 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.
• INTERCOSTAIS EXTERNOS
Eles formam uma lâmina muscular que solidariza as costelas entre si, fazendo da caixa torácica um 
conjunto coeso. Os intercostais, juntamente com o auxílios dos escalenos, fazem a elevação das costelas, 
movimento o qual é denominado de “alça de balde”.
Esse movimento aumenta o diâmetro ântero-posterior da caixa torácica, 
aumentando, dessa foram, a nossa capacidade ventilatória.
VOLUMES E CAPACIDADES PULMONARES 
Volumes: São as quantidades de ar envolvidas em um processo de inspiração ou expiração.
Capacidades: São as quantidades de ar que compreendem 2 ou mais volumes 
ESPIRÓGRAFO
O  volume  gasoso  mobilizado  pode  ser  facilmente  medido  por  meio  de  um  aparelho  chamado  
de  espirógrafo.  Este  é  mais  comumente  constituído  por  uma  campânula  cilíndrica,  que  contém  
ar.  A  parede da  campânula  fica  parcialmente  submersa  entre  as  duas  paredes  de  um  recipiente  
também  cilíndrico,  entre  as  quais  existe água.  Assim,  o  gás  no  interior  do  espirógrafo  fica  
isolado  do  ar  ambiente.
O  indivíduo  estudado  é  conectado  ao  espirógrafo  por  intermédio  de uma  peça  bucal  e  tem  seus  
orifícios  nasais  ocluídos  por  uma  pinça  apropriada.  Sua  inspiração  remove  gás  do  sistema,  o  que 
resulta  em  abaixamento  da  campânula,  que  está  submersa  em  água  para  isolamento  do  ar  
ambiente.  Em  decorrência  desse movimento,  a  pena  inscritora  se  move  para  cima  no  quimógrafo.  
Durante  a  expiração,  o  gás  exalado  é  conduzido  através  de  um recipiente  que  contém  cal  sodada  
(que  absorve  o  gás  carbônico  produzido  pelo  organismo),  além  de  elevar  a  campânula, movendo  
para  baixo  a  pena.  Como  o  oxigênio  vai  sendo  removido  do  sistema  pelo  indivíduo,  faz-se  
necessária  sua  reposição, medida  pelo  fluxômetro.  A  ventoinha  auxilia  o  direcionamento  do  gás  no  
circuito  espirográfico  e  contribui  para  a homogeneização  da  mistura  gasosa.
• Volume corrente (VC) — É a quantidade de ar que entra e sai do pulmão em 
uma respiração normal (500ml).
• Volume de reserva inspiratória (VRI): É a quantidade máxima de ar que pode 
ser inspirada voluntariamente, a partir do final de uma inspiração espontânea, isto 
é, a partir do final de uma inspiração corrente (2000ml).
• Volume de reserva expiratório (VRE) — É o volume máximo que pode ser 
expirado voluntariamente a partir do final de uma expiração expontânea 
(1100ml).
• Volume Residual (VR) — É o volume de gás que vai permanecer no interior dos 
pulmões após uma expiração máxima, ou seja, é a quantidade de ar que 
permanece no interior dos pulmões após uma expiração forçada (1200ml). Esse 
volume é extremamente importante para que não haja colabamento alveolar.
• Capacidade Inspiratória (CI) — É o volume máximo inspirado a partir do final 
de uma expiração expontânea, isto é, ao final da expiração corrente. Corresponde 
a soma VC + VRI = 2500ml.
_
• Capacidade Residual Funcional (CRF) — É a quantidade de gás que está 
contida nos pulmões no final de uma expiração expontânea. Corresponde a 
soma VRE + VR = 2400ml.
• Capacidade Vital (CV) — É a quantidade de gás que se consegue mobilizar 
entre uma inspiração e uma expiração máxima. Corresponde a soma dos 
seguintes valores: VC + VRI + VRE = 4800ml.
É justamente essa capacidade vital que se usa no exame de espirometria.
• Capacidade Pulmonar Total (CPT) — É a quantidade de gás contida no 
pulmão ao final de uma inspiração máxima. Corresponde a soma dos quatro 
volumes: VC + VRI + VRE + VR = 6000ml
No figura abaixo é mostrado em proporções as capacidades e volumes pulmonares tanto de um 
indivíduo normal, quanto de um indivíduo acometido por alguma patologia, seja ela restritiva ou 
obstrutiva.
Em pulmões com patologias restritivas, as capacidades (inspiratória, residual funcional, vital e pulmonar 
total) estão diminuídas, devido a diminuição, principalmente, do volume de reserva inspiratório, 
expiratório e de volume residual. Observa-se que os volumes corrente e volume restritivo, permanecem o 
mesmo, porém existe uma diminuicao dos outros volumes. Consequentemente, como as capacidades 
são as somas dos volumes, altera-se as capacidades.
Nos doentes com patologias pulmonares obstrutiva, ao contrario do paciente restritivo, tem-se o 
aumento das capacidade em razão do aumento de volume. Esse aumento das capacidades se justifica, 
pois um paciente obstrutivo têm dificuldade na expiração de todo ar do pulmão.
ALTERAÇÕES DAS CAPACIDADES E VOLUMES 
ao
É possível observar o volume residual desses indivíduos praticamente dobrado, em relação ao normal, 
pois é considerado um indivíduo hiper-insuflado, na cúpula diafragmática possui retificação, 
aprisionando ar no interior dos pulmões nao conseguindo exalar esse ar na expiração. 
MANOBRA EXPIRATÓRIA FORÇADA 
Essa manobra utiliza a capacidade vital forçada (CVF), quando se faz uma expiração máxima e 
forçada, para eliminar todo ar dos pulmões. Dentro dessa manobra é possívelobservar o volume 
expiratório forçado (VEF1) no primeiro segundo, que é quando, depois de uma inspiração máxima, se 
faz toda força para expirar o ar em dentro de 1 segundo. Após fazer essa manobra é possível fazer a 
razão ente VEF1/CVF = 80%, essa razão precisa ser maior que 80% para se considerar esses indivíduos 
normais.
Em um paciente obstrutivo o ar é exalado com maior lentidão, o que resulta em VEF1 reduzido, 
quando calculado pela razao com CVF, visto que o paciente obstrutivo tem a tendencia de aprisionar o 
ar dentro dos pulmões e, consequentemente, no primeiro segundo, terá liberado menos gás que o 
indivíduo normal. O valor dessa razão é menor que 80%, em torno de 42%.
No paciente restritivo, a razão VEF1/CVF é considerada normal, acima de 90%. Porém, esses pacientes 
apresentam os volumes e as capacidades diminuídas, eles ventilam em volumes menores, isto é, CVF e 
VEF1 DIMINUÍDOS
VOLUME X TEMPO
ESPAÇO MORTO 
Existem dois tipos de espaço morto, o FISIOLÓGICO e o ANATÔMICO.
O ESPAÇO MORTO FISIOLÓGICO são regiões pulmonares que PODERIAM fazer trocas casos, 
porém não estão fazendo. No parênquima pulmonar pode existir alvéolos que são ventilados, mas 
esse alvéolo não tem a passagem do sangue, isto por alguma patologia ou mesmo em situações 
fisiológicas normais. Pode ocorrer também de haver obstrução em alguma região e o alvéolo ser 
perfundido, mas não ser ventilado. Consequentemente, não ocorre troca gasosa.
O ESPAÇO MORTO ANATÔMICO é a via de condução para que ocorra a troca gasosa. Esse epitélio 
não é especializado em troca, ele apenas conduz o gás até chegar nas regiões de troca gasosa. 
Corresponde as vias de transição e sacos alveolares. Esse espaço tem aproximadamente 150ml. 
Na figura abaixo ilustra a dinâmica desse espaço morto. No inicio a figura ilustra o volume total ou 
volume corrente, que é em torno de 500ml e, supondo uma frequência ventilatória em torno de 15x por 
min, a ventilação total que entra nos pulmões será de 7500 ml/min.
Na parte inferior da figura, ilustra a ventilação alveolar, que é em torno de 5250 ml/min. Esta 
diferença corresponde à subtração do espaço morto anatômico. 
A imagem abaixo representa o representa a ventilação alveolar e espaço morto anatômico. A zona 
respiratória é representada pelo balão, e o espaço morto anatômico, pelo tubo. A cada ciclo 
respiratório, o indivíduo inspira cerca de 450ml. Na realizada, os primeiros 150ml a atingirem a zona 
respiratória provém do espaço morto anatômico, ou seja, têm a composição aproximada do gás alveolar. 
Os demais 300ml apresentem a composição do ar ambiente umedecido. Ao final, da inspiração, já 
houve a mistura completa, com transformação da mistura inicial em gás alveolar. Enquanto isso, 150ml 
de ar ambiente umedecido permanecem no espaço morto. Assim, durante a expiração subsequente, os 
primeiros 150ml de gás eliminado têm esse composição, ao passo que os demais 300ml representam 
gás alveolar,. Ao final da expiração, 150ml desse tipo de gás permanecem no espaço morto. 
ALTERAÇÕES NOS VOLUMES E CAPACIDADES PULMONARES 
Na figura abaixo ilustra as alterações que podem ocorrer na ventilação alveolar em relação a ventilação 
pulmonar. Lembrando que ventilação é igual a volume corrente + frequência respiratória.
Em A ilustra um indivíduo que ventila um volume corrente baixo, de 250ml, com uma frequência 
ventilatória alta, de 32 ciclos por min, que atinge uma ventilação de 8000 ml/min. Multiplicando o 
volume do espaço morto anatômico (150ml) pela frequência, tem-se 4800ml. Logo, subtraindo esse valor 
de 8000ml, apenas 3200 ml/min atingem a ventilação alveolar. Assim, ilustra uma ventilação baixa, pois o 
restante está sendo perdido no espaço morto anatômico. 
Em B, ilustra um volume corrente de 500ml e uma frequência ventilatória de 16 ciclos por min, resultando 
em uma ventilação de 8000 ml/min. Considerando o espaço morto anatômico de 150ml, o volume que 
atinge a ventilação alveolar é de 5600 ml/min. Logo, o que terá perdido será apenas 2400ml.
Em C, ilustra um volume corrente de 1000ml e frequência ventilatória de 8 ciclos por min, resultando em 
8000 ml/min. Considerando o espaço morto anatômico de 150ml, o volume que atinge a ventilação 
alveolar é de 6800 ml/min. Logo, o volume perdido, isto é, volume do espaço morto anatômico é de 
1200ml.
Dessa forma, a partir de alterações de frequência respiratória e do volume corrente, pode alterar o 
volume do espaço morto anatômico, prejudicando assim a nossa respiração alveolar.