Mecânica da ventilação pulmonar - Portal FOP

Troca I
Atmosfera para
os pulmões
Vias aéreas
Funções vitais
Circulação
Respiração
Alvéolo
pulmonar
Troca II
Pulmões para
o sangue
Circulação
pulmonar
Transporte de
gases no sangue
Circulação
sistêmica
Outras funçõs do sistema respiratório:
Regulação do pH sanguíneo, Vocalização,
Proteção contra substâncias irritantes e
patógenos inalados
Células
Troca III
Sangue para
As células
Respiração
celular
Nutrientes
Profa. Cláudia Herrera Tambeli
Silverthorn – Página 496 a 519
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Objetivo: Estudar os processos mecânicos responsáveis
pela ventilação pulmonar
Roteiro:
1. Constituintes do sistema respiratório
2. Mecânica da ventilação pulmonar:
2.1. Interação entre o pulmão e a parede torácica
2.2. Movimentos e músculos responsáveis pela ventilação
pulmonar
2.3. Fatores determinantes do fluxo de ar
Gradiente de pressão entre o ar atmosférico e o pulmão
Relação entre pressão e volume pulmonar – Complacência pulmonar
Resistência das vias aéreas
3. Medidas da ventilação pulmonar e de sua eficiência
4. Relação entre a ventilação e a perfusão através dos capilares
pulmonares
CONSTITUINTES DO SISTEMA RESPIRATÓRIO
Zona condutora
Vias aéreas
Cavidade torácica
Pulmão
Pleura
Zona respiratória
Ducto
Alveolar
Bronquíolo
Respiratório
Bronquíolo
Terminal
Alvéolo
Ducto
Alveolar
Saco
Alveolar
VIAS AÉREAS: FUNÇÕES PROTETORAS
1 - Aquecer, umidificar e filtrar o ar
2 - Bloquear a inalação de partículas irritantes:
Pêlos do nariz
Espirro
Tosse
Secreção de muco
Revestimento epitelial ciliado
Vias aéreas
Cavidade torácica
Pulmão
Pleura
Cavidade Nasal
Traquéia
Faringe
Laringe
Pulmão
Direito
Pulmão
Esquerdo
Brônquio
Direito
Brônquio
Esquerdo
Traquéia
Pleura Parietal
Pleura Visceral
Espaço intrapleural
Pulmão
Diafragma
Diafragma
Propriedades elástica do pulmão
e da cavidade torácica
Equilíbrio de forças entre o pulmão e a
cavidade torácica é mantido pela pressão
negativa do líquido intrapleural
Fatores responsáveis pela pressão
negativa do liquido intrapleural
PT
RE
• Crescimento diferencial
do tórax e pulmão
-3
• Bombeamento contínuo do
líquido intrapleural
para os vasos linfáticos
Pressão intrapleural
Rompimento do equilíbrio de
forças entre o pulmão e a
parede torácica
pneumotórax
PNEUMOTORAX - Expansão torácica e colapso pulmonar
•
A Pressão Pleural normalmente é
negativa (-3mmHg). Assim, os
alvéolos são mantidos abertos.
Se houver perfuração da pleura,
o pulmão colabará devido à
entrada
de
ar
e
ao
extravasamento de líquido. Não
haverá mais pressão negativa
que unia as duas pleuras. Então,
a pleura parietal acompanha a
caixa torácica e a visceral
acompanha o pulmão que vai
colabar. (Visceral
não mais
acompanha Parietal)
PNEUMOTORAX - Expansão torácica e colapso pulmonar
Ar atmosférico
Alvéolos
INSPIRAÇÃO e EXPIRAÇÃO
• Trabalho contra forças que se opõem ao enchimento
pulmonar (resistência da elasticidade dos pulmões,
resistência das vias aéreas ao fluxo de ar )
• Gasto energético:
3 a 5 % do metabolismo (ventilação normal)
50 vezes maior durante o exercício físico
Durante a ventilação o fluxo de ar depende do gradiente de pressão
FLUXO DE AR =
P
R
FLUXO DE AR =
P
R
Lei de Boyle
(P1.V1=P2.V2)
3.2=1.6
6=6
Diafragma
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Fatores determinantes do fluxo de ar durante a ventilação pulmonar
Variações das pressões intra-alveolar e intrapleural durante o ciclo respiratório
Inspiração
A
Pressão IntraIntraAlveolar
- Na Inspiração, a
Palv é negativa
(ar entra no
pulmão)
- Na Expiração a
Palv é positiva
(ar sai do
pulmão)
- Quando não há
fluxo de ar, a
Palv= 0mm Hg
-1
0
PIP
-3
B
PIA
-6
D
C
+1
-4
Expiração
-3
0
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Fatores determinantes do fluxo de ar durante a ventilação pulmonar
Representação gráfica das variações das pressões intra-alveolar e intrapleural
durante o ciclo respiratório
A1
A1-- Nivel de repouso
A2
A2-- P ficou negativa
A3
A3-- P=0
A4
A4-- P ficou positiva
A5
A5-- Ar saiu, volta ao normal
B1
B1-- Nível de repouso
B2
B2-- Pleura Visceral foi puxada
por Parietal (inspiração)
B3
B3-- Final da Expiração
V- Volume está diretamente
relacionado ao ar nos
alvéolos
Grau de variação do volume pulmonar para uma dada alteração da pressão.
Capacidade do pulmão se distender
• Complacência Pulmonar- é inversamente
proporcional à elastância
• Complacência
X
Elastância
Se diminuída, há
dificuldade de inspirar
Se diminuida,
diminuida, há
dificuldade de expirar
Caso de enfisema
Enfisema
A complacência pulmonar depende:
1/3 – fibras elásticas dos pulmões
2/3 – tensão superficial
SURFACTANTE: Reduz a tensão superficial
Funções do surfactante
• Diminuir a tensão superficial na superfície líquida que
reveste os alvéolos
• Diminuir a força necessária para a expansão dos
pulmões, reduzindo o esforço muscular necessário à
respiração
• Estabilização do tamanho dos alvéolos
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Como o surfactante contribui com a estabilização
do tamanho dos alvéolos
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Doenças associadas a baixa complacência pulmonar
Doenças pulmonares restritivas
Síndrome de angústia respiratória
Baixa complacência pulmonar em bebês prematuros
causada por quantidades inadequadas de surfactante pulmonar
Pulmão normal
Pulmão com insuficiência de surfactante
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Doenças associadas a baixa complacência pulmonar
Doenças pulmonares restritivas
Fibrose pulmonar
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Resistência das vias aéreas
FLUXO DE AR =
Lη
η
R=
4
r
•
•
P
R
η = viscosidade do ar inspirado
L = comprimento da via aérea
R = raio da via aérea
Fatores que aumentam a resistência ao fluxo de ar:
Bronquioconstrição
– Resposta parassimpática à inalação de irritantes
– Administração de acetilcolina
Outros fatores:
– Tumores obstrutivos
– Acúmulo de muco
– Prostaglandinas, leucotrienos, histamina
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Resistência das vias aéreas
FLUXO DE AR =
Lη
η
R=
4
r
•
P
R
η = viscosidade do ar inspirado
L = comprimento da via aérea
R = raio da via aérea
Fatores que diminuem a resistência ao fluxo de ar:
Bronquiodilatação
– Estimulação simpática
– Agonistas adrenérgicos
– Anti-histamínicos
– > CO2 no ar alveolar
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Doenças associadas a alta resistência ao fluxo de ar
Doenças pulmonares obstrutivas
Asma
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Medidas da eficiência respiratória
VENTILAÇÃO PULMONAR TOTAL
= VOLUME MINUTO PULMONAR
VM = VC x F (no ciclos / min )
VM = VOLUME MINUTO
VC = VOLUME CORRENTE
F = FREQUÊNCIA RESPIRATÓRIA
VM = 500ml x 12
Logo:
VM = 6 litros/min
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Medidas da eficiência respiratória
VENTILAÇÃO ALVEOLAR
VA = (VC – VEM) x F
(no ciclos / min )
VEM = Volume do espaço morto
Anatômico = 150 ml (nariz a bronquíolos terminais)
Fisiológico – alvéolos não funcionantes
VA = (500 – 150) x 12
Logo:
VA = 4,2 litros/min
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Relação entre a ventilação e a perfusão através dos capilares pulmonares
VENTILAÇÃO
Está relacionada com a perfusão através dos
capilares pulmonares
Desequilíbrio na relação ventilação/perfusão leva a
formação do espaço morto fisiológico que ocorre
quando o alvéolo é:
1. Ventilado, mas não perfundido
2. Perfundido, mas não ventilado
MECÂNICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR
Relação entre a ventilação e a perfusão através dos capilares pulmonares
Estudamos os processos mecânicos
responsáveis pela ventilação pulmonar
Existe um equilíbrio de forças entre o pulmão e a cavidade torácica
que é mantido pela pressão negativa do líquido intrapleural
A ventilação resulta dos movimentos respiratórios de inspiração e
expiraçao
Músculo que participam da inspiração: diafragma, intercostais
externos, escalenos, esternocleidomastoideo
Músculos que participam da expiração ativa: intercostais internos e
abdominais
O fluxo de ar pulmonar é determinado pelo gradiente de pressão
entre o ar atmosférico e os pulmões
Esse gradiente de pressão é criado a partir das variáções de
volume pulmonar decorrentes da contração dos músculos
respiratórios
Quanto menor a resitência das vias aéreas maior é o fluxo de ar
nos pulmões
Medidas da função e da eficiência pulmonar possuem valor de
diagnóstico considerável
O fluxo sanguíno pulmonar é controlado pela PO2 alveolar.
Patologias pulmonares
•
•
•
•
•
Pneumotórax
Doença pulmonar fibrótica
Enfisema
Asma
Síndrome da angústia respiratória do
recém-nascido