Aula 4 Volumes e Capacidades Pulmonares

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Fisiologia 3 
Aula 4 – Volumes e Capacidades Pulmonares 
 
Caixa torácica 
Na figura temos a representação da caixa torácica, 
contendo o gradil costal, o osso esterno e a coluna 
vertebral. Quando nos referimos à parede torácica, 
estamos definindo todos os tecidos que participam da 
ventilação, como músculos abdominais, etc. 
Qualquer que seja as alterações que ocorram no 
parênquima pulmonar, pode haver alterações de 
ventilação pulmonar. Porém, ao pensar em caixa torácica, 
as alterações que podem ocorrer à nível ósseo, como 
por exemplo uma escoliose, vão impedir a incursão 
natural do diafragma e dos músculos que participam da 
ventilação. Portanto, qualquer que sejam as alterações à 
nível torácico, podem haver alterações para a ventilação. 
 
 
Músculos inspiratórios 
Quando nos referimos à ventilação, temos um ato motor onde há importante ação de músculos 
e do controle somático. Os músculos irão promover a inspiração e, em alguns momentos, a 
inspiração. O principal músculo da nossa ventilação é o diafragma, tido como um músculo 
inspiratório, tendo uma morfologia em forma de cúpula e separando nossa cavidade abdominal 
da caixa torácica. O diafragma, quando contraído, promove o rebaixamento da sua cúpula, fazendo 
com que o pulmão seja tracionado e enchido de ar. Na expiração, o músculo permanece com 
sua forma de cúpula, expulsando o ar dos pulmões. 
Além do diafragma, temos como músculos inspiratórios 
os escalenos. Esses músculos possuem porções 
anteriores, mediais e posteriores, possuindo a função de elevar as primeiras 
costelas, promovendo um movimento que, juntamente com os músculos 
intercostais, promoverão movimentos muito importantes para a ventilação. 
 
A musculatura intercostal 
externa forma uma lâmina muscular que solidariza as costelas entre si, 
fazendo da caixa torácica um conjunto coeso. É assim que um músculo 
que traciona a primeira costela, como o escaleno anterior, arrasta, graças 
aos intercostais, o conjunto das costelas. Logo, essa associação entre 
escalenos e intercostais são, como dito anteriormente, imprescindíveis 
para o movimento chamado de “Alça de Balde”, onde há uma elevação 
do gradil costal pela musculatura intercostal externa e a elevação da primeira costela pelos escalenos, gerando um aumento 
de diâmetro anteroposterior da caixa torácica e aumentando a capacidade pulmonar. 
 
Músculos Inspiratórios Acessórios 
Além dos músculos anteriormente ditos, temos os músculos inspiratórios acessórios. Os primeiros músculos desse grupo 
são os esternocleidomastóideos, que tem a função principal de atuar no nosso esterno, promovendo a elevação desse 
musculo, atuando em conjunto com a elevação do gradil costal, ou seja, com a “alça de balde”. O movimento feito pelo 
esternocleidomastóideo, a elevação do osso esterno, é conhecido como “braço de bomba”. 
Além do esternocleidomastóideo, temos o músculo serrátil anterior, atuando principalmente na promoção da abertura das 
escápulas, possibilitando a movimentação do gradil costal e da elevação do diâmetro anteroposterior da caixa torácica. 
Além deles, temos trapézio, peitoral maior e latíssimo do dorso atuando na nossa ventilação. Essas musculaturas são 
acessórias da inspiração, sendo que em um contexto natural, serão pouco ativados, dependendo, portanto, de esforço 
físico e/ou maior necessidade de uma ventilação efetiva. 
 
Músculos Expiratórios 
Além da musculatura inspiratória, temos também músculos que atuam no ato expiratório. Sabemos que a nossa expiração 
é um processo passivo, ou seja, enquanto a nossa inspiração caracteriza-se como um processo ativo dependente de 
contração muscular, nossa expiração se dá por meio de relaxamento da contração da musculatura inspiratória. Porém, 
alguns estudos de eletromiografia relatam ação de alguns músculos durante o processo de expiração, principalmente os 
abdominais. 
Sendo assim, são de extrema importância para nosso movimento abdominal os músculos abdominais, sendo o reto e o 
obliquo. Essa musculatura, quando contraída, empurra o conteúdo abdominal, gerando a compressão do diafragma e a 
elevação de sua cúpula, expulsando o ar dos pulmões. 
Além dos músculos abdominais, temos a ação dos músculos intercostais internos, que ocupam o espaço compreendido 
entre duas costelas, sendo suas fibras obliquas inferior e posteriormente. Ao contrário dos intercostais externos, participam 
do processo expiratório, promovendo a diminuição da elevação do gradil costal, diminuindo o diâmetro anteroposterior da 
caixa torácica. 
 
Ventilação 
A ação dessas musculaturas inspiratórias e expiratórias, em conjunto, constituem o que chamamos de ventilação, onde a 
entrada e saída de ar nos pulmões constituem o ato de ventilar. Logo, a 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. 
 
 
 
 
 
 
Espirômetro 
Na imagem há a representação de um aparato de nome espirômetro. Esse 
espirômetro consiste em uma cânula ligada a boca do indivíduo, que utiliza 
um clipe nasal, e uma campanula, sendo preenchida com água em uma 
porção do seu interior e outra parte em uma região superior. Logo, todas 
as vezes que o indivíduo expira há uma elevação ou diminuição da 
campanula. Esses movimentos são registrados por meio de uma pena 
acoplada, possibilitando, portanto, a descoberta de volumes e capacidades 
importantes para detecção de várias patologias. 
 
Volumes e Capacidades Pulmonares 
Volumes – Quantidades de ar envolvidas num processo de inspiração ou expiração 
Capacidades – Quantidades de ar que compreendem 2 ou mais volumes 
Na imagem temos a representação de um registro da espirometria feita por um espirômetro antigo. Conseguimos 
observar uma escala de volumes. O primeiro registro é o que chamamos de volume corrente, consistindo em uma 
ventilação calma e tranquila. Esse volume corrente possui, em média, 500 ml. 
Quando executamos uma inspiração a partir da nossa expiração máxima, temos o que chamamos de volume de reserva 
inspiratória, sendo o volume de ar que conseguimos inspirar após uma inspiração corrente. Além desse volume, temos 
um volume de reserva expiratória, sendo o volume de ar que conseguimos expirar após uma expiração calma e tranquila. 
Temos também o volume residual, sendo o volume de ar que continua no interior dos pulmões mesmo após uma 
expiração forçada, o que impede a colabação dos alvéolos. 
A primeira capacidade que aparece no registro é a capacidade inspiratória, sendo a soma dos volumes de inspiração 
corrente e mais o volume de reserva inspiratória, sendo, portanto, a quantidade de ar que conseguimos colocar no interior 
dos pulmões após uma expiração calma e tranquila. A capacidade vital é a quantidade de ar que conseguimos inspirar ou 
expirar de nossos pulmões após uma expiração máxima. Temos a capacidade residual funcional, que é a soma dos 
volumes residuais com os volumes de reserva expiratória. Por fim, temos que, somando todos aos volumes anteriormente 
falados, temos a capacidade pulmonar total, que fica em torno dos 6000 mL. 
 
Volume corrente (VC) → Quantidade de ar que entra e sai do pulmão numa respiração normal, sendo, em média, 500 
mL. 
 
 
Volume de reserva inspiratório (VRI) → Quantidade máxima de ar que pode ser inspirada além de uma inspiração normal, 
sendo, em média, 2000mL. 
 
 
Volume de reserva expiratório (VRE) → Quantidade máxima de ar que pode ser expirada após uma expiração normal, 
sendo, em média, 1100 mL. 
 
 
Volume residual (VR) → Quantidade de ar que permanece nos pulmões após uma expiração forçada, sendo, em média, 
1200 mL 
 
 
Capacidade Inspiratória (CI) → Quantidade máxima de ar que pode ser inspirada após uma expiração normal. Corresponde 
à soma do volume corrente e do volume de reserva inspiratório, sendo, em média, 2500 mL 
 
 
CapacidadeResidual Funcional (CRF) → Quantidade de ar que permanece nos pulmões após uma expiração normal. 
Corresponde à soma do volume de reserva expiratório com o volume residual, sendo, em média, 2400 mL 
 
 
Capacidade Vital (CV) → Quantidade máxima de ar que pode ser inspirada após uma expiração máxima. Corresponde à 
soma do volume corrente, do volume de reserva de inspiração de do volume de reserva de expiração, sendo, em média, 
4800 mL 
 
 
Capacidade Pulmonar Total (CPT) → Quantidade de ar que permanece nos pulmões após uma inspiração máxima. 
Consiste na soma da VC + VRI + VRE + VR, tendo, aproximadamente, 6 litros. 
 
Na imagem a seguir conseguimos observar algumas alterações dos volumes e das capacidades em indivíduos que possuem 
doenças obstrutivas, como por exemplo um DPOC, ou restritivas, 
como por exemplo acometimentos na elasticidade do pulmão. 
No restritivo, podemos observar que as capacidades estão diminuídas, 
significando, então, uma diminuição de volumes, principalmente de 
volume de reserva inspiratório, volume de reserva expiratório e do 
volume residual. 
Com relação aos pacientes com doenças obstrutivas, observamos 
um aumento das capacidades e volumes. Isso ocorre devido ao fato 
desse paciente possuir dificuldade na exalação de todo ar do pulmão, 
podendo ser observado no aumento do volume residual. A cúpula 
diafragmática apresenta-se em uma conformação mais plana, uma 
vez que há aprisionamento de ar no interior dos pulmões. 
 
Manobra Expiratória Forçada 
A manobra expiratória forçada se utiliza da capacidade vital, porém, conhecida como CVF (capacidade vital forçada). Dentro 
dessa manobra expiratória forçada é possível observar a VEF1, que é o volume expiratório forçado do primeiro segundo. 
Logo, pedimos que o paciente faça uma inspiração máxima e, posteriormente, que ele faça uma expiração forçada o 
mais rápido possível. Após essa manobra, é possível realizar a razão do VEF1 pelo CVF, sendo que essa razão precisa ser 
maior de 80% para ser considerado como normal. 
Observando um paciente obstrutivo, o ar está sendo expelido com uma menor velocidade, fazendo com que haja uma 
redução do VEF1, diminuindo a razão entre os dois fatores (cerca de 40%) 
Em pacientes restritivos, há uma menor quantidade de ar inspirado em CVF, logo, podemos observar uma razão maior, 
com cerca de 90%. 
 
 
 
 
 
 
Volumes Pulmonares 
Espaço morto 
Existem alguns espaços que são denominados de espaços mortos, sendo espaços mortos fisiológicos e anatômicos, 
podendo haver soma entre eles. Os espaços mortos fisiológicos são partes do pulmão que poderiam estar realizando 
trocas gasosas, mas não o fazem, seja por malformações quanto patologias. Por exemplo, temos a existência de um 
alvéolo ventilado e não perfundido. 
O espaço morto anatômico nada mais é do que a via de condução para que ocorra as trocas gasosas, ou seja, não há 
especialização de epitélio para trocas gasosas. O sistema 
de condução possui cerca de 150 mL sem funcionamento 
para as trocas. 
Se recordarmos o volume corrente em torno de 500 mL 
e uma frequência respiratória em torno de 15rpm, temos 
uma ventilação total de 7.500 ml/min. 
Porém, se prestarmos atenção na ventilação alveolar, 
temos 5.250 ml/min, sendo explicado, obviamente, pelo 
espaço morto anatômico. 
A cada ciclo respiratório, o individuo inspira cerca de 450 mL, mas, na realidade, os primeiros 150 mL que atingirão a zona 
respiratória estão vindo do espaço morto anatômico, que é o volume que permanece nesse espaço. Os outros 300 mL 
vão apresentar a composição do ar atmosférico. Ao final da inspiração, haverá as trocas e misturas gasosas, formando os 
gases alveolares. 150 mL do gás ficaram não espaço morto anatômico, sem realizar troca. Logo, durante a expiração 
subsequente, os primeiros 150 mL tem a conformação do espaço morto anatômico, enquanto o restante irá apresentar 
conformação de gás alveolar.