Mecânica Respiratória

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CONCEITO 
A Mecânica Respiratória (entrada e saída de ar dos pulmões) 
é fundamental para manter a ventilação em níveis de 
normalidade, a fim de garantir a oferta de oxigênio e a 
remoção do dióxido de carbono e, assim, a vida do ser 
humano. 
IMPORTÂNCIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO 
Nós respiramos para fornecer o oxigênio na última etapa da 
cadeia transportadora de oxigênio, a fim de tamponar os 
íons hidrogênio que foram formados no Ciclo de Krebs e, 
dessa maneira, ter a produção anaeróbia oxidativa de ATP. 
Além disso, respiramos para prover oxigênio aos tecidos e 
remover o dióxido de carbono, visto que, esse dióxido age 
como um ácido, tendo que ser eliminado pelo organismo. 
O Sistema Respiratório contribui muito para o equilíbrio 
ácido-base, como sistema de defesa contra infecções, 
reserva de sangue e produção de componentes vasoativos. 
Vale ressaltar que, tem-se como componentes vasoativos a 
enzima conversora de angiotensina. 
Um ser vivo esférico com 1 cm de raio, numa condição de 
repouso, necessitaria de uma pressão externa de oxigênio de 
25 a 30 atm. para a adequada difusão de oxigênio ao centro 
do organismo (Krogh). Se um organismo dependesse apenas 
da difusão do oxigênio do meio para a sua sobrevivência 
(aporte adequado de oxigênio), seu raio não deveria 
ultrapassar 0,5 mm. O Sistema Respiratório possui a 
capacidade de captar o O2 do meio ambiente e, junto com o 
Sistema Cardiovascular entregar o O2 no espaço intersticial 
para cada uma das nossas células. Com isso, em humanos, 
existem cerca de 600 milhões de alvéolos que são formados 
no período fetal, com diâmetros de 75 a 300 µm, com 
espessura máxima de 0,1 µm (extremamente fina, pois a 
difusão é o inverso da distância e, quanto maior a distância 
maior a velocidade, isso permite a difusão entre o alvéolo e 
o capilar pulmonar) e uma área de troca gasosa de 70 m2, o 
que corresponde a 40 vezes a superfície corpórea. 
CONSTITUINTES DO SISTEMA RESPIRATÓRIO 
• Pulmões (brônquios e alvéolos); 
• Vias Aéreas Superiores; 
• Circulação Pulmonar; 
• Musculatura Respiratória. 
CICLO DE KREBS E A CADEIA RESPIRATÓRIA 
 
O CO2 formado no ciclo de Krebs é chamado de CO2 
respiratório. No Ciclo de Krebs, tem-se a formação dos íons 
hidrogênio e, esses íons irão passar pelos diferentes 
citocromos e, com isso, há liberação de energia para 
formação do ATP. Mas, esse hidrogênio precisa ser 
tamponado e neutralizado dentro da mitocôndria para não 
promover uma acidificação mitocondrial. Para isso, dois 
hidrogênios e meio oxigênio irão formar uma molécula de 
água e, dessa maneira, haverá o tamponamento e a 
neutralização dos íons hidrogênio formados no Ciclo de 
Krebs e, como consequência, haverá a produção aeróbia e 
oxidativa de ATP. 
RESPIRAÇÃO EXTERNA 
A respiração externa são as trocas gasosas que ocorrem na 
superfície alveolar e é objeto de estudo da Fisiologia. 
• Pulmões. 
RESPIRAÇÃO INTERNA 
A respiração interna são as trocas que ocorrem na superfície 
mitocondrial e esta é objeto de estudo da Bioquímica. 
• Mitocôndria. 
COMPOSIÇÃO GASOSA DA ATMOSFERA 
Se for coletado uma amostra de ar atmosférico, longe das 
grandes cidades e ao nível do mar, e também uma amostra 
de ar alveolar de um indivíduo normal e analisarmos estas 
amostras de ar, veremos uma diferença no percentual e na 
pressão parcial dos principais gases, conforme a tabela: 
 
A pressão atmosférica é a soma da pressão de cada um dos 
gases. Então, se for somado a pressão parcial de cada um dos 
RESPIRATÓRIA 
gases existentes à nível do mar, tem-se uma pressão de 760 
mmHg. Ademais, vale ressaltar que, o percentual dos gases 
possui o mesmo valor em diversos locais e estruturas, porém 
apresentam pressões distintas. 
Ꙩ Dos valores expostos na tabela, deve-se priorizar o valor 
do oxigênio no ar atmosférico, este que é 20,9 e pressão 
parcial no ar alveolar, também, no sangue arterial, portanto, 
sangue oxigenado, sendo 100 mmHg. E, valor do dióxido de 
carbono no ar atmosférico, que é 0,03 e no ar alveolar e, 
também, no sangue arterial, portanto, sangue oxigenado, de 
40 mmHg. 
PCO2 no sangue venoso é 46 mmHg 
PO2 no sangue venoso é 40 mmHg 
VENTILAÇÃO 
É o volume de ar atmosférico mobilizado/trocado pelos 
pulmões a cada minuto, sendo expresso em litros/minuto. 
Também, pode ser denominado de Volume Minuto 
Respiratório (VMR). 
A ventilação é a multiplicação de dois elementos, sendo eles, 
volume corrente (VC), (1 respiração) este que se deve ao 
volume de ar trocado pelos pulmões em cada ciclo 
respiratório e pela frequência respiratória (FR), que se deve 
ao número de ciclos respiratórios por minuto. 
V = VC x FR 
VC: volume corrente 
FR: frequência respiratória 
VENTILAÇÃO NO REPOUSO 
A Ventilação no repouso (ou basal) é da ordem de 7,5 a 12 
litros/min, dependendo do indivíduo, e a ventilação máxima 
de 120 a 150 litros/min 
Valores Esperados 
 V = VC x FR 
Repouso: 7,5 = 0,5 x 15 
Máxima: 150 = 3,0 x 50 
Vale ressaltar que, a bomba expiratória é muito mais 
eficiente do que a bomba cardíaca. 
Os pulmões estão distantes do ponto de captação do ar 
atmosférico. Para o ar chegar nos pulmões, parte deste 
preenche as vias aéreas, com isso, o ar que chega nos 
pulmões é um pouco menor. Então, nem todo o ar inspirado 
(VC = 500 ml) chega até a intimidade dos alvéolos para as 
trocas gasosas, pois parte deles permanece nas vias aéreas 
de condução, sendo este de aproximadamente 150 ml. 
Ademais, vale ressaltar que nas vias aéreas de condução não 
há alvéolos e, portanto, não há trocas gasosas e este valor é 
chamado de espaço morto anatômico. 
ESPAÇO MORTO ANATÔMICO (EMA) 
O espaço morto anatômico (EMA) é o volume do ar que 
permanece preenchendo as vias aéreas de condução, onde 
não existem alvéolos e, portanto, não participa das trocas 
gasosas. 
VENTILAÇÃO ALVEOLAR 
A diferença entre 500 ml – 150 ml = 350 ml é o valor de ar 
atmosférico que chega aos alvéolos para as trocas gasosas. 
O produto deste valor pela FR nos informa, agora, a 
ventilação alveolar (VA). 
VA = V - VEMA 
Do valor da ventilação alveolar é onde ocorre, nos alvéolos, 
a captação de oxigênio e a eliminação do dióxido de carbono. 
Então, a ventilação alveolar participa das trocas gasosas. 
Visto isso, no repouso e na condição máxima, teríamos: 
VA = V – VEMA 
Condição Basal 5,25 = 7,5 – VEMA 
Condição Máxima 142,5 = 150 – 7,50 
LEIS DE BOYLE E DE CHARLES 
LEI DE BOYLE 
P1 x V1 = P2 x V2 
P = Pressão 
V = Volume 
IMPORTÂNCIA 
Se houver uma diminuição na pressão (P2) para manter a 
igualdade, há uma elevação na mesma proporção do 
volume. A Lei de Boyle é muito importante na Fisiologia 
Respiratória, pois na inspiração ocorre exatamente esse 
processo, no qual há uma redução da pressão intra-alveolar 
pulmonar e, como consequência, há a entrada do volume de 
ar nos pulmões. 
Agora, se por algum motivo houver uma elevação da pressão 
para manter a igualdade, o volume diminui na mesma 
proporção. Isso ocorre durante a expiração. Portanto, tem-
se um mecanismo de elevação da pressão dentro dos 
pulmões e, como consequência vai sair um volume, sendo 
este o ar expirado. Vale ressaltar que, essa lei ocorre em 
temperatura constante. 
LEI DE CHARLES 
V1/T1 = V2/T2 
V = Volume 
T = Temperatura 
IMPORTÂNCIA 
Apresenta grande importância na Espirometria. Este, é um 
teste no qual se faz a avaliação da quantidade de ar que pode 
ser contido nos pulmões. 
ANATOMIA FUNCIONAL DOS PULMÕES 
PULMÕES 
É a principal estrutura do Sistema Respiratório, em número 
de dois (direito e esquerdo), o direito é maior e apresenta 3 
lobos (superior, médio e inferior) e pesa cerca de 625 
gramas; o pulmão esquerdo é menor devido à localização do 
coração, apresenta 2 lobos (superior e inferir) e pesa cerca 
de 560gramas; ambos têm cerca de 25 cm de altura no 
adulto. A cor o pulmão é rosada nos jovens e vermelho-
escuro nos adultos; o pulmão tem uma consistência 
esponjosa, porosa, são macios e extremamente elásticos. 
Além disso, podem conter de 1 até 4 litros de ar em seu 
interior, dependendo do tamanho do indivíduo. 
Cada pulmão apresenta uma forma piramidal irregular, o 
ápice é arredondado e obtuso e chega ao nível da 1ª costela, 
abaixo da clavícula. A base é larga, ampla e côncava e apoia-
se na curvatura o diafragma. A face externa é ligeiramente 
convexa e se adapta à parede do tórax, já a face interna é 
voltada para o mediastino e ligeiramente côncava. Na parte 
média superior do pulmão há a existência do hilo pulmonar 
(é por onde chega toda à árvore traqueal e os vasos 
sanguíneos), único local que o pulmão é fixo. 
Pelo hilo pulmonar penetram os brônquios e as artérias 
pulmonares e saem as veias pulmonares. Os brônquios ao 
entrarem pelo hilo se dividem indo para os lobos 
pulmonares e vão se subdividindo em estruturas anatômicas 
menores, separadas por fina camada de tecido conjuntivo; 
divisões subsequentes, cada vez menores, leva a formação 
dos bronquíolos respiratórios (já há a presença de alguns 
alvéolos, ou seja, tudo o que vem antes, não participa das 
trocas gasosas) e depois forma-se os sacos alveolares (uma 
reunião de alvéolos), ricamente irrigados. 
PLEURAS 
Cada pulmão é revestido por duas camadas finais e 
brilhantes, denominadas de pleuras, sendo uma mais 
interna e a outra mais externa. A pleura externa é a pleura 
parietal e a mais interna, é a pleura visceral. Entre as pleuras, 
existe um espaço denominado de espaço pleural. 
Se formos mensurar a pressão entre as duas pleuras, 
estaremos medindo a pressão pleural. Por sua vez, se 
mensurarmos a pressão dentro dos alvéolos, estaremos 
medindo a pressão alveolar, também chamado de pressão 
pulmonar. 
Se houver a sua perfuração, como por exemplo, uma facada, 
o pulmão se colaba e passa a ser não funcional, isso é 
chamado de pneumotórax. Na situação de pneumotórax, os 
músculos respiratórios e a circulação continuarão 
funcionando, porém o pulmão não ventila e, com isso, não é 
funcional, pois nessa situação, haverá a alteração da pressão 
pleural e, quando isso ocorre, o pulmão colaba. Através 
disso, a ventilação é muito afetada, podendo levar o 
indivíduo por falta de oxigenação. 
É de suma importância destacar que, a pressão pleural em 
condições normais é menor que a pressão atmosférica 
(pressão negativa). Já, a pressão nos alvéolos pode ser 
negativa na inspiração e pode ser positiva na condição 
expiratória. 
GRADIL COSTAL 
O gradil costal é formado na parte posterior pela coluna 
vertebral, na anterior pelo osso esterno e ligando estas duas 
estruturas tem-se um conjunto de 12 costelas. As costelas 
são ossos alongados em forma de semiarcos que 
apresentam pouca mobilidade na articulação com a coluna 
vertebral e grande mobilidade com o esterno. As primeiras 7 
costelas articulam-se diretamente com o esterno e são 
chamadas de costelas verdadeiras, as 3 seguintes não 
articulam diretamente e são chamadas de flutuantes e as 2 
últimas não se articulam e são chamadas de falsas. 
Vale ressaltar que, o gradil costal deve ser ao mesmo tempo 
forte e rígido para dar proteção e, também que deve ser 
móvel para permitir a ventilação pulmonar. 
ESTRUTURA DOS PULMÕES 
 
Na imagem acima, tem-se a representação ampliada dos 
pulmões. Nos bronquíolos se vê o 1º alvéolo (bronquíolo 
respiratório). Este, vai se dividindo, apresentando outros 
alvéolos e na sua extremidade tem-se os sacos alveolares. 
Fazendo um corte no saco alveolar encontra-se orifícios, 
onde há a chegada e saída dos alvéolos. 
ALVÉOLOS 
Os alvéolos são cavidades diminutas, formam uma área total 
de 70 m2, cada alvéolo tem, em média, de 0,2 a 0,3 mm de 
diâmetro, o espaço entre a parede alveolar até o interior do 
capilar pulmonar é pequeno, da ordem de 0,5 a 0,7 um, o 
que facilita a difusão gasosa e o número de alvéolos 
estimado, nos dois pulmões é de 500 a 600 milhões. Cada 
alvéolo tem cerca de 6 a 12 capilares, sendo esse fato de 
grande importância, pois para adequada hematose, precisa-
se de uma alta circulação, por isso, cada alvéolo recebe 
muitos capilares. Os alvéolos são formados somente no 
período fetal e vai havendo uma redução em seu número ao 
longo da vida. Vale ressaltar que, ao longo da vida, nós 
perdemos alvéolos, eles se rompem. 
Os alvéolos são formados por dois tipos diferentes de 
células: (1) células epiteliais finas e planas, em número muito 
elevado (98% de todas as células) que formam a estrutura 
básica do alvéolo e são denominadas de pneumócitos tipo I; 
(2) células cúbicas, em menor número (apenas 2% do total), 
são produtoras do surfactante pulmonar e são denominadas 
de pneumócitos tipo II. Há a presença de leucócitos dentro 
dos alvéolos e sua função é de defesa contra infecções 
advindas do ar inspirado. 
 
A difusão gasosa é um processo passivo e sempre acontece 
da região de maior pressão parcial para região de menor 
pressão parcial. O oxigênio vai sempre de dentro do alvéolo 
para o interstício, para o capilar e, por fim, para dentro da 
hemácia. 
VIAS AÉREAS SUPERIORES 
É formada pela faringe, laringe e traqueia e fazem a 
comunicação entre o meio externo e os pulmões e o 
estômago. O ar inalado pela abertura nasal, ao passar pelos 
cornetos nasais, sendo uma área de mucosa, já é filtrado 
(retirando impurezas que foram inaladas), aquecido e 
umidificado, isso é importante pois, se o alvéolo ficar 
ressecado, este não é funcional. O ar que chega aos pulmões 
deve estar isento de partículas de impurezas, próximo de 37º 
C e saturado com vapor de água. O ar inalado pode ser 
também realizado pela boca, porém não é recomendado. 
FARINGE 
É um tubo que se inicia no fundo da boca e do nariz e vai até 
a laringe e esôfago. É uma via comum do sistema respiratório 
(passa ar) e digestório (passa o alimento e líquidos); no 
adulto tem cerca de 15 cm de comprimento por 4 cm de 
diâmetro na parte superior e de 2 na parte inferior. Durante 
a deglutição o movimento da glote para baixo fecha a 
entrada da traqueia, impedindo a passagem de resíduos 
alimentares para a traqueia. Se isso acontecer, já inicia o 
reflexo da tosse para eliminar qualquer resto alimentar ou 
líquido. A faringe pode ser dividida em orofaringe, 
nasofaringe e laringofaringe. 
LARINGE 
A laringe pertence somente ao sistema respiratório e liga a 
faringe à traqueia. Uma parte da laringe, a epiglote, 
localizada atrás da língua serve para fechar a ligação da 
faringe com a glote na deglutição e funciona como uma 
válvula. A glote, também localizada na laringe, apresenta 
duas pregas de tecido muscular, as cordas vocais e, na 
expiração, a passagem do ar com certa velocidade promove 
vibrações e a gera sons, os quais são melhores 
vocalizados/entendidos na boca, permitindo ao ser humano 
falar. A fonação só ocorre durante a expiração. 
TRAQUEIA 
A traqueia é uma via de condução gasosa. A presenta uma 
forma tubular com 10 a 12 cm de comprimento e 1,5 cm de 
diâmetro, formado por anéis cartilaginosos semifechados, 
apresenta um epitélio muco-ciliar que evita a entrada de 
partículas sólidas para os pulmões e realiza também a 
higiene brônquica e traqueal. No final da traqueia há divisão, 
formando dois brônquios fortes para cada um dos pulmões. 
CIRCULAÇÃO PULMONAR 
É um leito vascular de baixa pressão, uma diferença de 
apenas 16 mm Hg já é suficiente para esta circulação. Os 
pulmões recebem o mesmo valor do débito cardíaco da 
circulação sistêmica e o sangue provém das artérias 
pulmonares e brônquica. Os alvéolos são altamente 
irrigados para garantir a hematose; o tempo de trânsito de 
uma hemácia num capilar pulmonar (ou alveolar) é cerca de 
1 a 2 segundos, tempo suficiente para a adequadahematose. 
MUSCULATURA RESPIRATÓRIA 
Os músculos respiratórios vão atuar promovendo a 
expansão da caixa torácica (ato inspiratório) e a sua retração 
(ato expiratório). 
Na inspiração calma (taxa metabólica baixa) ou forçada, há a 
atuação do diafragma; já na expiração calma, a única força 
existente, é a tendência de retração da caixa, devido a sua 
forma e aos tecidos elásticos, chamada de Força de 
Recolhimento Estático Pulmonar (FREP), mas na expiração 
forçada, há a participação de alguns músculos expiratórios. 
Apesar de serem todos músculos esqueléticos, e assim 
estarem sobre o controle voluntário do indivíduo, o ciclo 
respiratório não é consciente, mas dado pelos núcleos 
bulbares que controlam a respiração. 
Ressalta-se que, durante a inspiração calma não tem 
nenhum músculo respiratório ativo, somente o diafragma. 
Os pulmões podem ser descritos como uma mola, que foram 
esticados durante a expiração e depois a sua tendência é 
voltar, isso se deve a força de recolhimento estático 
pulmonar. Então, conclui-se que, na inspiração calma e 
forçada, há sempre a ação dos músculos inspiratórios. 
Enquanto isso, na expiração calma, nenhum músculo está 
ativo. E, na expiração forçada, tem-se outros músculos 
expiratórios ativos. 
Ademais, não existe músculo respiratório que se ligue 
diretamente aos alvéolos. Os músculos estão ligados à 
pleura parietal e vai ser a movimentação da pleura parietal 
que vai gerar dentro do espaço pleural uma pressão mais 
negativa do que o normal e, como consequência, a pleura se 
descola pela ação muscular, promovendo a expansão do 
alvéolo. Lembrando que, a respiração é um conjunto da 
expiração e da inspiração. 
MÚSCULOS RESPIRATÓRIOS INSPIRATÓRIOS 
Os músculos respiratórios inspiratórios quando se contraem 
tracionam as costelas para cima e para a parte anterior, 
promovendo a expansão pulmonar e a entrada de um 
volume de ar nos pulmões (inspiração). Na respiração calma, 
quando o volume inspirado não precisa ser elevado, há ação 
apenas do músculo diafragma; já na inspiração forçada há a 
participação de outros músculos ativos. 
MÚSCULOS RESPIRATÓRIOS EXPIRATÓRIOS 
Os músculos respiratórios expiratórios quando se contraem 
tracionam as costelas para baixo e para a parte posterior, 
promovendo a retração pulmonar e a saída de um volume 
de ar dos pulmões (expiração). Na expiração calma nenhum 
músculo está ativo, somente ocorre o relaxamento 
diafragmático e a força que move o ar para fora advém da 
força de recolhimento estático pulmonar, devido a 
existência dos tecidos elásticos nos pulmões (o pulmão 
poderia ser considerado como uma mola), na inspiração esta 
mola é esticada e armazena energia potencial e quando a 
mola é “solta“ (quem solta é o diafragma), por não haver 
mais músculos tracionando a caixa torácica, esta mola 
retorna a sua posição normal. Na expiração forçada há a 
participação dos músculos expiratórios ativos. 
 
Na inspiração o diâmetro vertical e ântero-posterior é muito 
maior do que na condição de expiração. Os músculos 
intercostais externos são músculos inspiratórios. Já, existe os 
músculos intercostais internos (lado de dentro) e quando 
eles se contraem eles promovem a diminuição ântero-
posterior. Ambos, são intercostais, porém os efeitos 
fisiológicos internos e externos são totalmente diferentes. 
Respiração Calma 
Inspiratórios: diafragma 
Expiratórios: não há; relaxamento passivo do diafragma 
+ força de recolhimento estático pulmonar. 
Respiração Forçada 
Inspiratórios: diafragma, intercostais externos, serrátil, 
esternocleidomastoideo, eretor da coluna e escalenos. 
Expiratórios: intercostais internos e abdominais (reto, 
transverso e oblíquos) 
PRESSÕES ALVEOLAR E PLEURAL NA 
RESPIRAÇÃO 
Não há músculos que se ligam diretamente nos alvéolos, 
mas eles se ligam a pleura parietal. 
COMO O AR ENTRA E SAI DOS PUMÕES? 
 
Para melhor entendimento, vamos pegar um vidro e cortar 
o fundo do mesmo, colocando uma rolha perfurada, uma 
base elástica e os pulmões dentro desse vidro. Para encher 
esse pulmão, pode-se fazer duas coisas: (1) puxar a base 
elástica atada ao vidro, gerando uma pressão sub-
atmosférica ou negativa no interior do vidro e, com isso, há 
a entrada de um volume de ar ou (2) empurrar a base 
elástica, gerando uma pressão supra-atmosférica ou positiva 
no interior do vidro, saindo um volume de ar. 
 
Se formos mensurar a pressão entre as duas pleuras, 
estaremos medindo a pressão pleural. Por sua vez, se 
mensurarmos a pressão dentro dos alvéolos, estaremos 
medindo a pressão alveolar, também chamado de pressão 
pulmonar. Então, inserindo uma cânula na cavidade pleural 
e também dentro de um saco alveolar, pode-se mensurar a 
pressão pleural e a pressão alveolar durante um ciclo 
respiratório (inspiração e expiração). 
 
PRESSÃO PLEURAL 
Quando um indivíduo não está respirando, a pressão pleural 
é menor que a atmosférica, chamamos a isso de pressão sub-
atmosférica ou negativa (em relação ao exterior) e a unidade 
de medida é em cm de água. Esta negatividade da pressão 
pleural deve-se a dois fatores: (1) o pulmão ser fixo apenas 
pelo hilo e (2) a mais importante, os capilares pleurais tem a 
maior taxa de reabsorção hídrica, gerando um “vácuo” 
relativo na cavidade pleural. Esta negatividade é importante 
pois impede o colabamento pulmonar, mantém um volume 
de ar dentro dos pulmões (mesmo numa expiração forçada) 
e mantém a hematose entre o fim de uma expiração e início 
da próxima inspiração. Esse volume de ar que entra nos 
pulmões ocorre na primeira inspiração ao nascer e a partir 
disso, esse volume nunca mais sai. 
 
Os músculos respiratórios se ligam à pleura parietal e nunca 
aos alvéolos. Quando inicia-se uma inspiração, os músculos 
inspiratórios promovem o deslocamento da pleura parietal 
e, em função da pressão pleural negativa (“vácuo”), a pleura 
visceral acompanha-a, gerando uma pressão alveolar 
negativa e, com isso, tem-se o ato inspiratório. Na inspiração 
a pressão pleural que já é negativa fica mais negativa ainda. 
Quando inicia-se uma expiração, os músculos expiratórios e 
a força de recolhimento estático pulmonar, promovem o 
retorno das pleuras às suas posições originais, há uma 
redução da negatividade da pressão pleural e uma 
positividade da pressão alveolar. 
PRESSÃO ALVEOLAR OU PULMONAR 
Quando um indivíduo não está respirando e com a glote 
aberta, a pressão alveolar tem o mesmo valor da pressão 
atmosférica (o gradiente pressórico entre a atmosfera e o 
alvéolo é zero e não há fluxo de ar em qualquer direção). Na 
inspiração, sob a ação dos músculos inspiratórios, ocorre o 
deslocamento das pleuras e gera-se uma pressão sub-
atmosférica (ou negativa, em relação ao exterior – em cm de 
água) dentro dos pulmões (ou alveolar) e, segundo a lei de 
Boyle, há uma entrada de ar para dentro dos pulmões até o 
momento que as pressões fiquem iguais nos dois lados. Na 
expiração, a pressão dentro dos pulmões fica supra-
atmosférica ou positiva e assim saí um volume de ar dos 
pulmões até o ΔP voltar a zero. 
 
Pressão Inspiração Expiração 
Alveolar Negativa Positiva 
Pleural Muito negativa Pouco negativa 
 
Pressão Negativa: sub-atmosférica 
Pressão Positiva: supra-atmosférica 
Ventilação Mecânica Forçada: pressão pleural positiva 
Então, a pressão pleural nunca fica negativa, ela só fica 
positiva na situação de ventilação mecânica forçada. 
 
 Inspiração Expiração 
O gráfico acima mostra os valores da pressão pleural em cm 
de H2O durante a inspiração e expiração. Antes de iniciar a 
inspiração, a pressão intrapleural se encontra em torno de -
5 cm de água já sendo, portanto, negativa. Começando a 
inspiração, a expansão da caixa torácica traciona os pulmões 
paradiante com força maior e cria mais pressão negativa, 
que chega a cerca de -7,5 cm de água. Depois, na expiração, 
os eventos são essencialmente revertidos. 
 
 Inspiração Expiração 
Coloca-se agora, um cateter no alvéolo. Quando a glote está 
aberta e não existe fluxo de ar para dentro ou para fora os 
pulmões, as pressões em todas as partes da árvore 
respiratória, até aos alvéolos, são iguais à pressão 
atmosférica, que é considerada a pressão de referência zero 
nas vias aéreas, isto é, 0 cm de pressão de água. Começou a 
inspiração, então, houve o deslocamento da pleura parietal, 
ficando mais negativa e a visceral a acompanha, gerando 
uma pressão intra-alveolar negativa. No meio da inspiração, 
atinge um valor mais negativo, ao redor de -1, mas durante 
todo o momento a pressão está negativa e, com isso, vai 
entrando ar. Essa pressão ligeiramente negativa é suficiente 
para puxar 0,5 litro de ar para o interior dos pulmões, nos 2 
segundos necessários para uma inspiração normal e 
tranquila. 
Durante a expiração, a pressão alveolar sobe para cerca de 
+1 cm de água e força o 0,5 litro de ar inspirado para fora dos 
pulmões, durante os 2 a 3 segundos de expiração. 
 
PROPRIEDADES ELÁSTICAS DO SISTEMA 
O sistema pulmonar tem propriedades elásticas 
(distensibilidade) que podem ser quantificadas somente 
pela caixa torácica, isoladamente pelos pulmões ou 
conjuntamente (caixa + pulmões). Estas ações elásticas 
devem-se à presença de tecidos elásticos nos pulmões e a 
forma do arco das costelas no gradil costal. 
CAIXA TORÁCICA ISOLADAMENTE 
Nesse sistema, quando não se oferece nenhuma pressão 
externa, a tendência da caixa torácica é se expandir, ficando 
com um volume de 75% da capacidade pulmonar total (CPT). 
Para chegar em 100%, deve-se oferecer uma pressão 
pequena, de aproximadamente 5 cm de água. Agora, se 
quiser tirar todo o ar, deve-se oferecer uma pressão 
contrária, ou seja, uma pressão grande, para tirar todo o ar 
de dentro do sistema. 
Portanto, quando não se oferece pressão, a caixa torácica já 
fica expandida, então, para chegar a 100% é muito fácil. 
Porém, para tirar todo o ar é muito difícil. Com isso, 
isoladamente, a caixa torácica apresenta tendência a 
expansão e, portanto, favorece a inspiração. 
Pressão Aplicada % da CPT 
0 75 
 +5 100 
 -20 0 
Conclui-se que, caixa torácica isoladamente tem a tendência 
para a expansão, favorecendo a inspiração (e dificultando a 
expiração). 
PULMÃO ISOLADAMENTE 
Quando não se oferece pressão externa, a CPT é baixa (10%). 
Quando se quer todo esse ar, basta uma pressão pequena (-
2), saindo ar muito fácil do pulmão. Agora, quando se quer 
encher esse pulmão isoladamente, deve-se oferecer uma 
porção contrária (+15) para chegar a 100%. 
Pressão Aplicada % da CPT 
0 10 
 +15 100 
 -2 0 
Isoladamente, os pulmões tem tendência para um 
colabamento e, portanto, facilita a expiração e dificulta a 
inspiração. 
CAIXA + PULMÃO CONJUNTAMENTE 
Quando a pressão é de 0, tem-se 50% de CPT, ou seja, um 
ponto médio de equilíbrio. Mas, para expandir até o 
máximo, deve-se oferecer uma pressão alta para vencer a 
tendência dos pulmões de se colabar. Agora, se quer tirar 
todo o ar, deve-se gerar uma pressão alta, portanto, uma 
pressão negativa e, com isso, essa pressão vence a tendência 
da caixa em se expandir. 
Pressão Aplicada % da CPT 
0 50 
 +20 100 
 -15 0 
 
Conclui-se que, o sistema caixa + pulmão tem a tendência 
para o equilíbrio em 50% da CPT e é o ponto de menor gasto 
energético para um ciclo respiratório 
 
A curva da parede torácica (pontilhada) tende a fazer a 
expansão. A resultante (linha cheia) se apresenta no ponto 
de equilíbrio (50%). Indivíduos saudáveis desviam muito 
pouco desse ponto de ponto de equilíbrio e, com isso, o 
gasto energético é baixo. 
No caso de pacientes que apresentam dificuldade na 
respiração, deve-se: 
• Melhorar a força muscular respiratória que lhe 
possa gerar mais pressões respiratórias; 
• Melhorar a permeabilidade de vias aéreas para 
esses brônquios não se fecharem precocemente. 
COMPLACÊNCIA OU COMPLIÂNCIA 
É a relação da variação do volume pulmonar (ΔV) quando é 
aplicado uma unidade de pressão (ΔP). 
C = ΔV / ΔP 
 
A complacência total de ambos os pulmões no adulto normal 
é, em média, de 200 mililitros de ar por centímetro de 
pressão de água transpulmonar. Isto é, sempre que a 
pressão transpulmonar aumentar 1 centímetro de água, o 
volume pulmonar, após 10 a 20 segundos, se expandirá 200 
mililitros. 
ALTERAÇÕES DA COMPLACÊNCIA PULMONAR 
• Fatores que reduzem a Complacência: fibrose 
pulmonar, atelectasias e edemas; 
 
• Fatores que aumentam a Complacência: enfisema 
pulmonar, envelhecimento e asma exacerbada; 
 
• Enchimento pulmonar para pressão de 5 cm H2O: 
(litros) 
Pulmão sadio: 1,5; fibrótico: 0,8; enfisematoso: 2,5. 
HISTERESE E SURFACTANTE PULMONAR 
1) Num tubo em Y, conectar uma pequena bolha de 
sabão num dos lados do tubo e no outro lado 
conectar uma grande bolha de sabão. Havendo 
comunicação, agora, entre estas duas bolhas, qual 
a direção do ar contido no interior das bolhas? 
 
2) Em um pulmão isolado vamos aplicar vários valores 
de pressão para o enchimento de ar até 100% e 
depois ir reduzindo os valores de pressão para o 
esvaziamento do pulmão. Como seria o 
comportamento desta curva pressão x volume? 
 
O gasto energético é normal, apresentando, portanto, uma 
histerese normal, sem defeito no surfactante e tendo uma 
hematose normal. 
3) Experiência idêntica à anterior, mas com o pulmão 
submerso em soro fisiológico. Os resultados seriam 
idênticos? Por que? 
 
• No pulmão cheio de soro fisiológico, por não existir ar, a 
tensão superficial é muito baixa. 
Quando os pulmões são cheios de ar, existe uma interface 
entre o líquido alveolar e o ar no interior do alvéolo. Nos 
pulmões cheios de soro fisiológico, não existe interface ar-
líquido; portanto, o efeito da tensão superficial não está 
presente, apenas as forças elásticas dos tecidos estão 
operando neste caso. Além disso, é notório que, as pressões 
transpleurais, necessárias para expandir os pulmões cheios 
de ar, são muito maiores que as necessárias para expandir 
os pulmões cheios de soro fisiológico. Assim, pode-se 
concluir que as forças elásticas teciduais, que tendem a 
provocar o colapso do pulmão cheio de ar representam, 
apenas cerca de um terço da elasticidade total pulmonar, 
enquanto as forças de tensão superficial líquido-ar nos 
alvéolos representam cerca de dois terços. 
 
1. o gasto energético é mínimo pela presença de soro 
fisiológico; 
2. o gasto energético é normal, apresentando, portanto, 
uma histerese normal, sem defeito no surfactante e tendo 
uma hematose normal; 
3. o gasto energético é ainda maior devido um defeito no 
surfactante, fazendo com que tenha grande gasto 
energético para romper a barreira de tensão superficial, 
visto que, essa síndrome faz com que tenha uma má 
interação água-ar e, com isso, terá um maior gasto 
energético, gerando uma deficiência no surfactante. 
 
A figura acima mostra o diagrama que relacionaas 
alterações do volume pulmonar com as mudanças da 
pressão pleural. A relação é diferente para a inspiração e 
para a expiração. Cada curva é registrada pelas mudanças da 
pressão pleural em pequenos passos, permitindo-se que o 
volume pulmonar atinja nível estável entre passos 
sucessivos. 
HISTERESE PULMONAR 
Representa o gasto de energia num ciclo respiratório para 
vencer as forças visco-elásticas e a resistência das vias 
aéreas. Há grande tensão superficial ar-água dentro do 
pulmão. 
SURFACTANTE PULMONAR 
É uma mistura de lipoproteínas com propriedades tenso-
ativas que reduz a tensão superficial ar-líquido, é produzido 
pelos pneumócitos tipo II e sua composição é a 
dipalmitllecitina. Ele reduz a tensão superficial dentro do 
alvéolo pulmonar, há elevação da complacência pulmonar e 
redução de ocorrer atelectasias. 
Recém-natos que não sintetizam quantidades suficientes do 
surfactante apresentam a chamada Síndrome da Membrana 
Hialina ou Angustia Respiratória do RN (ARRN) e deve 
receber imediatamente por via traqueal dose de 100 mg/kg 
de beractanto (nome comercial de Survanta) A tensão 
superficial ar-água (em mN/m) é de 70, no pulmão sadio 
respirando no VC de 1 a 5 e no do RN com ARRN de 40 a 50.