Regulação da ventilação e perfusão

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Trocas gasosas 
• Função primária do 
pulmão: troca gasosa. 
• O equilíbrio entre a 
ventilação e o fluxo 
sanguíneo nas várias 
regiões do pulmão é 
essencial para a troca 
gasosa adequada. (F.R) 
• Processo de difusão 
simples de O2 e CO2 
que ocorre entre os 
alvéolos e os capilares 
sanguíneos. 
• Dependente do equilíbrio entre a ventilação 
pulmonar e a perfusão dos capilares alveolares. 
 
• Fatores que determinam a eficiência das trocas 
gasosas: difusão, ventilação, perfusão e relação 
ventilação/perfusão (V/Q) 
-> Nos capilares há trocas gasosas, indo o O2 para 
os tecidos e o CO2 para o plasma -> alta pressão 
parcial de gás carbônico -> acidose. 
-> Ventilação alveolar: entrada e saída de ar dos 
alvéolos. 
-> Perfusão: quantidade de sangue que chega aos 
pulmões. 
Transporte de oxigenio do ar para os tecidos 
• PO2 sofre 
redução 
conforme o gás 
se move da atm 
na qual vivemos 
para as 
mitocôndrias, 
onde é utilizado. 
(F.R) 
• PO2 do gás inspirado é de aprox. 150. No 
momento em que o O2 alcança o alvéolo, a PO2 
cai para em torno de 100 mmHg, ou seja, um terço. 
Isso ocorre porque a PO2 do gás alveolar é 
determinada pelo equilíbrio entre dois processos: de 
um lado, a remoção de O2 pelo sangue capilar 
pulmonar; do outro, a renovação contínua pela 
ventilação alveolar. 
• Quando o sangue arterial sistêmico chega aos 
capilares teciduais, o O2 se difunde para a 
mitocôndria, onde a PO2 é muito mais baixa. 
• A PO2 do “tecido” provavelmente difere de forma 
considerável pelo corpo, e, pelo menos em algumas 
células, a PO2 é tão baixa quanto 1 mmHg. 
Entretanto, o pulmão constitui uma ligação 
fundamental na cadeia do transporte de O2, e 
qualquer redução da PO2 do sangue arterial resulta 
em PO2 tecidual mais baixa, mesmo que outros 
processos sejam iguais. Pelas mesmas razões, o 
comprometimento das trocas gasosas pulmonares 
promove a elevação da PCO2 do tecido. 
Difusao dos gases 
 
 
 
 
 
FATORES RELACIONADOS À DIFUSÃO: 
1. Gradiente de pressão parcial dos gases -> quanto 
maior o gradiente, maior a possibilidade de difusão! 
2. Solubilidade dos gases -> o gás carbônico é muito 
mais solúvel em água do que o oxigênio! 
-> Em caso de hipóxia há redução da quantidade de 
O2 e devido á solubilidade desse gás ser baixa, 
mesmo com o aumento da inspiração a homeostase 
não é regulada. 
C6H12O6 + 6O2 = ¨6CO2 + 6H2O 
3. Área de difusão -> alvéolos que apresentam danos 
diminuem a área de troca! 
4. Distância -> edemas e membranas mais espessas 
dificultam a difusão! 
5. Peso molecular -> quanto menor o peso molecular, 
maior a possibilidade de difusão. 
LEI DE FICK 
 
EXEMPLOS DE FATORES QUE AFETAM A DIFUSÃO 
DEMAIS FATORES QUE LEVAM À HIPOXEMIA 
• SHUNT OU DERIVAÇÃO 
FISIOLÓGICA: passagem 
de sangue por área 
pouco ou não ventilada. 
• ATELECTASIA: pouca 
ventilação e perfusão 
normal 
• TEP: pouca perfusão e ventilação normal 
RELAÇÃO VENTILAÇÃO/PERFUSÃO 
 
 
 
 
 
 
• A relação V/Q ideal é igual ou mais próxima 
possível de 1, chegando sangue e gases necessários 
para os tecidos. 
• Em áreas que a ventilação se sobrepõe a perfusão 
a razão vai ser maior que 1. 
• Em áreas que a perfusão se sobrepõe a ventilação 
a razão vai ser menor que 1. 
Pressoes parciais dos gases no trato respiratorio 
Trocas gasosas 
• Diferenças de P02 e PCO2 são determinantes 
para a troca. Além disso, a Patm (ventilação) e 
Psangue (perfusão) influenciam na facilidade ou 
dificuldade da troca gasosa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
-> Ventilação pulmonar total: representa o movimento 
físico do ar para dentro e para fora do trato 
respiratório, mas é um bom indicador de quanto ar 
“novo” alcança a superfície de troca alveolar? Não 
necessariamente. 
-> Uma parte do ar que entra no sist. Resp. não 
alcança os alvéolos, uma vez que parte do ar de 
cada ciclo ventilatório permanece nas vias aéreas 
condutoras, como a traqueia e os brônquios. Como 
as vias aéreas condutoras não trocam gases com o 
sangue, elas são denominadas espaço morto 
anatômico. 
• ESPAÇO MORTO ANATÔMICO -> onde tem ar, mas 
não tem troca (função de condução e não troca). 
• ESPAÇO MORTO ALVEOLAR -> alvéolos tem ar, mas 
não trocam por que falta perfusão. 
• ESPAÇO MORTO FISIOLÓGICO -> os espaços mortos 
alveolar e anatômico juntos. 
Zonas pulmonares 
Em posição ortostática: 
• ZONA 1: mais próxima ao ápice do pulmão; pulmão 
mais ventilado que perfundido. Relação V/Q elevada 
-> maior espaço morto fisiológico (maior ventilação e 
menor perfusão – ação da gravidade). 
• ZONA 2: Relação V/Q ideal 
-> trocas gasosas “ideais”. 
Principal zona em pulmão 
saudável . 
• ZONA 3: Relação V/Q 
reduzida -> derivação 
fisiológica -> embora a 
ventilação seja superior à 
verificada na zona 1, a 
perfusão é bem maior, 
fazendo com que a relação 
seja reduzida! 
 
 
 
Zonas de west 
• ZONA 1: 
1. Menor efeito da gravidade entra menos ar, 
menor ventilado. 
2. PA (pressão alveolar) > Pa (pressão arterial) --> 
alvéolos pressionam vaso antes de chegar na 
região de troca -> tendência a comprimir as 
arteríolas -> fluxo sanguíneo reduzido. 
3. Como Pa > Pv (pressão venosa) –> ainda há fluxo 
sanguíneo 
• ZONA 2: 
1. Pa > PA -> perfusão melhorada. Sangue chega à 
região de trocas gasosas e diminui a velocidade 
depois da região de troca. 
2. Neste caso, os alvéolos comprimem as vênulas 
(PA > Pv). 
• ZONA 3: 
1. PA é a menor de todas -> não comprime nenhum 
vaso -> perfusão (fluxo sanguíneo maior, não 
recebe muito O2, “shunt”) facilitada e a 
ventilação é a maior de todas as zonas (relação 
V/Q menor -> perfusão muito alta). 
 
 
 
 
 
 
• Pacientes com enfisema há destruição das paredes 
alveolares e de capilares, afetando a perfusão e 
aumentando a relação V/Q. 
• Pacientes com asma há redução da ventilação e 
redução à relação V/Q. 
Resumindo: quatro causas de hipoxemia 
HIPOVENTILAÇÃO 
• Nível da PO2 alveolar é determinado pelo 
equilíbrio entre a taxa de remoção de O2 pelo 
sangue (a qual é determinada pela demanda 
metabólica dos tecidos) e a renovação de O2 pela 
ventilação alveolar. Assim, se a ventilação alveolar 
for anormalmente baixa, a PO2 alveolar cai. Por 
motivos similares, a PCO2 se eleva. Isso é conhecido 
como hipoventilação. 
• Causas de hipoventilação: fármacos, como a 
morfina que deprimem o estímulo central aos mm. 
respiratórios, danos à parede torácica ou paralisia 
dos mm. respiratórios e alta resistência para 
mobilizar o ar (ex: ar muito denso em grandes 
profundidades de água). A hipoventilação sempre 
-> Em decúbito (deitado): muda o padrão 
ventilatório do pulmão, as zonas tendem a ficar 
mais uniformes. 
promove aumento de PCO2 alveolar e, 
consequentemente, PCO2 arterial. 
LIMITAÇÃO DA DIFUSÃO 
• Embora a PO2 do sangue se eleve próxima 
daquela do gás alveolar à medida que o sangue 
passa pelo capilar pulmonar, a PO2 do sangue 
nunca consegue realmente alcançar aquela do gás 
alveolar. Sob condições normais, a diferença entre a 
PO2 do gás alveolar e a do sangue capilar final 
resultante da difusão incompleta é incalculavelmente 
pequena. 
• A diferença pode se tornar maior durante o 
exercício ou com o espessamento da membrana 
alvéolo-capilar ou em caso de inalação de mistura 
pobre em O2. 
SHUNT 
• Se refere ao sangue que entra no sistema arterial 
sem passar pelas áreas ventiladas do pulmão. 
DESEQUILÍBRIO ENTRE VENTILAÇÃO-PERFUSÃO 
• Em caso de desequilíbrio entre a ventilação e o 
fluxo sanguíneo em várias regiões do pulmão, o 
resultado será o comprometimento da transferência 
tanto de O2 quanto de CO2. 
• A concentração de O2 (ou melhor, PO2) em 
qualquer unidade pulmonar é determinada pela 
razão entre a ventilação e o fluxo de sangue. Isso é 
verdade não apenas para O2, mas também para 
CO2, N2 e qualquer outro gás que esteja presente 
nas condições do estado de equilíbrio. 
• À medida que ocorrem alterações na relação 
ventilação-perfusão da unidade, a composição 
gasosa se aproxima daquelado sangue venoso misto 
ou do gás inspirado. 
Troca gasosa regional no pulmao 
• A ventilação aumenta lentamente da região 
superior para a inferior do pulmão, e o fluxo 
sanguíneo, com mais rapidez. Em consequência disso, 
a relação v/q é anormalmente alta na parte superior 
do pulmão (onde o fluxo de sangue é mínimo) e muito 
menor na base. 
• Essa relação v/q é alta no ápice, de modo que 
esse ponto é encontrado direcionado para a 
extremidade direita da linha, enquanto o ponto da 
base do pulmão se localiza à esquerda do normal. 
Está claro que a PO2 dos alvéolos (eixo horizontal) 
diminui notavelmente de cima para baixo no pulmão, 
enquanto a PCO2 (eixo vertical) aumenta muito 
menos. 
 
 
 
 
 
 
 
• A relação v/q diminui nas regiões pulmonares 
interiores, e todas as diferenças entre as trocas 
gasosas decorrem desse fato. 
• A contribuição mínima para a captação de O2 em 
geral realizada no ápice pode ser principalmente 
atribuída ao fluxo sanguíneo muito baixo nessa 
região. A diferença no débito de CO2 entre o ápice 
e a base é muito menor, pois pode se mostrar mais 
intimamente relacionada com a ventilação. 
• Em consequência disso, a razão de troca 
respiratória (eliminação de CO2/captação de O2) é 
mais elevada no ápice do que na base. 
-> Com o exercício, quando a distribuição do fluxo 
sanguíneo se torna mais uniforme, o ápice assume 
uma parcela maior da captação de O2. 
 
Ref: WEST, J. B. Fisiologia respiratória: princípios 
básicos – 9ª Ed. Porto Alegre: Artmed, 2013. CAP 5 
Aluna: Iasmim Araújo Xavier Fonseca – Medicina 
UNINOVE