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Ventilação Pulmonar
A respiração pode ser dividida em quatro funções principais: (1) ventilação pulmonar , que significa o influxo e o efluxo de ar entre a atmosfera e os alvéolos pulmonares; (2) difusão de O 2 e CO 2 entre os alvéolos e o sangue ; (3) transporte de O 2 e CO 2 no sangue e líquidos corporais e suas trocas com as células de todos os tecidos do corpo ; e (4) regulação da ventilação e outros aspectos da respiração.
I- Mecânica da Ventilação Pulmonar:
Os pulmões podem ser expandidos e contraídos de duas maneiras: (1) por movimentos de subida e descida do diafragma para aumentar ou diminuir a cavidade torácica, e (2) pela elevação e depressão das costelas para aumentar e diminuir o diâmetro ântero-posterior da cavidade torácica.
A respiração tranquila normal é realizada quase que inteiramente pela ação do diafragma, que contrai-se puxando as superfícies inferiores durante a inspiração e relaxa, promovendo o recuo elástico dos pulmões, parede torácica e estruturas abdominais, durante a expiração.
- Movimento do Ar e as Pressões que Causam o Movimento:
a) Pressão Pleural: É a pressão do líquido no espaço virtual entre pleura parietal e pleura visceral. Normalmente há uma leve sucção entre os folhetos, o que gera uma pressão negativa discreta. Durante a inspiração normal, a expansão da caixa torácica traciona os pulmões para fora e cria mais pressão negativa. Já na expiração normal, o evento é invertido, ou seja, com o recuo elástico dos pulmões, a pressão tende a aumentar dentro do líquido pleural.
b) Pressão Alveolar: É a pressão dentro dos alvéolos pulmonares. Quando não há fluxo de ar para dentro ou para fora, a pressão alveolar é a mesma que a atmosférica, considerada pressão de referência zero nas vias aéreas. Para causar influxo de ar durante a inspiração, a pressão intra- alveolar deve cair para um valor ligeiramente abaixo da pressão atmosférica. Durante a expiração, a pressão contrária ocorre, subindo para valores ligeiramente acima da pressão atmosférica, promovendo o efluxo de ar.
c) Pressão Transpulmonar: É a diferença entre a pressão alveolar e a pleural, sendo uma medida das forças elásticas nos pulmões que tendem a colapsá-los a cada instante da respiração, chamada pressão de recuo.
- Complacência Pulmonar:
A extensão no qual os pulmões se expandirão por cada unidade de aumento da pressão transpulmonar é chamado de complacência pulmonar. Esta é medida por um diagrama de complacência pulmonar, que relaciona a curva de complacência inspiratória com a expiratória.
As características do diagrama são determinadas pelas forças elásticas que atuam nos pulmõs, que são divididas em duas: (1) força elástica do tecido pulmonar propriamente dito e (2) forças elásticas causadas pela tensão superficial do líquido que reveste as paredes internas dos alvéolos e outros espaços aéreos pulmonares.
Quando cheios de ar, os pulmões apresentam uma interface o líquido alveolar e o ar no interior dos alvéolos. Quando preenchidos com solução salina, não há interface ar-líquido; portanto, o
efeito da tensão superficial não está presente, apenas as forças elásticas dos tecidos pulmonares. Com isso, a força para expandir um pulmão preenchido com solução salina é 3 vezes menor que o pulmão preenchido com ar. Logo, tem-se o seguinte raciocínio descrito abaixo.
Forças elásticas do tecido pulmonar propriamente dito são determinadas pelas fibras de elastina e colágeno entrelaçadas com o parênquima pulmonar e representam cerca de 1 / 3 da elasticidade total pulmonar. Por outro lado, as forças elásticas causadas pela tensão superficial são mais complexas, representando cerca de 2 / 3 da elasticidade pulmonar, e serão discutidas posteriormente.
II- Surfactante, Tensão Superficial e Colapso Alveolar:
- Princípios da Tensão Superficial:
Quando a água forma uma superfície de contato com o ar, suas moléculas têm uma atração especialmente forte umas pelas outras. Como resultado, há uma força de interação que faz com que as moléculas tentem se contrair.
Na superfície interna dos alvéolos, a superfície da água também está tentando se contrair, isto resulta numa tentativa de expulsar o ar para fora dos alvéolos induzindo este a se colapsar. O efeito geral desse comportamento é causar uma força contrátil elástica de todo o pulmão, que é denominada força elástica da tensão superficial , como introduzida anteriormente.
- O Surfactante e seus Efeitos:
O surfactante é produzido pelos pneumócitos tipo II, que constituem cerca de 10% da área de superfície alveolar, e tem por finalidade reduzir a tensão superficial criada pelo líquido que recobre superfície interna dos alvéolos. É uma mistura complexa de fosfolipídios, proteínas e íons. Os componentes mais importantes são o fosfolipídio dipalmitoilfosfatidilcolina, apoproteínas e íons cálcio. O fosfolipídio é responsável pela redução da tensão superficial, pois não se dissolve uniformemente no líquido intra-alveolar, enquanto algumas moléculas se dissolvem, outras se espalham sobre a superfície da água no alvéolo, reduzindo, assim, a tensão superficial.
A pressão gerada pela tensão superficial é inversamente proporcional ao raio dos alvéolos, o que significa que quanto menor os alvéolos, maior a pressão dentro deles causada por esta tensão. Isto é muito significante em recém-nascidos prematuros, que possuem o raio alveolar até quatro vezes menor que um adulto. Além disso, o surfactante só começa a ser secretado nos alvéolos do sexto ao sétimo mês de gestação. Portanto, muitos recém-nascidos prematuros têm pouco ou nenhum surfactante nos alvéolos, o que implica em uma tendência extrema ao colapso alveolar, atrelado ao menor raio destes. Isto implica na Síndrome do Desconforto Respiratório do Recém-Nascido , que é fatal caso não seja tratada com medidas enérgicas.
III- Volumes e Capacidades Pulmonares:
É a velocidade com que o ar alcança as áreas próximas à circulação, como os alvéolos, sacos alveolares, ductos alveolares e bronquíolos respiratórios.
- “Espaço Morto”:
É a parte do sistema respiratório onde não ocorrem trocas gasosas, como no nariz, faringe, laringe e traquéia. O espaço morto ainda é subdividido em anatômico e fisiológico. O primeiro corresponde ao espaço morto propriamente dito, sendo constituído pelas estruturas citadas acima. Já o espaço morto fisiológico engloba as partes do sistema respiratório que realizam trocas gasosas, mas que não encontram-se mais funcionantes por causa da ausência ou redução do fluxo sanguíneo pelos capilares pulmonares adjacentes.
