Mecanica respiratória

Mecanica respiratória

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Músculos responsáveis pelo enchimento e esvaziamento dos pulmões

São três os grupos de músculos responsáveis pela respiração pulmonar: diafragma, músculos inspiratórios e músculos respiratórios:

Diafragma: Movimento para cima e para baixo, permitindo que a caixa torácica se encurte e se alongue, respectivamente. É inervado pelo nervo frênico.

Músculos inspiratórios: Elevam o gradil costal promovendo expansão dos pulmões, permitindo que o diâmetro antero posterior seja aumentado cerca de 20% durante a inspiração máxima. Os principais músculos inspiratörios são os intercostais externos, mas existem outros músculos que os auxiliam como esternocleidomastoideo, denteados anteriores e escalenos(músculos acessórios).

Músculos expiratórios: tracionam para baixo o gradil costal. São eles: retos abdominais, que “puxam" para baixo as costelas inferiores ao mesmo tempo que eles próprios e os demais músculos abdominais empurram o conteúdo abdominal para cima, em direção ao diafragma, e intercostais internos.

Esses músculos atuam na expiração forçada ou não passiva. Isso ocorre pois a expiração é um fenômeno passivo. Ela ocorre por diminuição fisiológica do volume da caixa torácica (CT) por retração elástica da mesma caixa torácica e do próprio parênquima pulmonar, após distensão causada na inspiração.

Cada pulmão flutua dentro da cavidade torácica, circundada por fina película de líquido pleural o qual tem função de lubrificante para os movimentos pulmonares dentro da cavidade.

Fatores mecânicos da ventilação

Ventilação pulmonar é o processo no qual o ar contido no interior dos pulmões é constantemente renovado. Essa renovação dá-se através de um fluxo aéreo do meio externo para o interior dos pulmões (inspiração) e vice-versa (expiração). O fluxo aéreo ocorre de acordo com uma variação de pressão entre o meio intrapulmonar e o meio ambiente e por uma função de condutância. Essa última é acarretada indiretamente, pela ação dos músculos respiratórios já citados anteriormente. Cabe citar aqui quais as pressões que vão culminar com a geração de uma variação de pressão tal que promova entrada ou saída de ar dos pulmões.

Em um fluxo inspiratório a pressão intrapulmonar é menor que a do meio. No fluxo expiratório o inverso ocorre, ou seja, a pressão intrapulmonar é maior que a do meio.

Normalmente, a pressão do meio ambiente não varia e então é necessário que ocorram mudanças da pressão intrapulmonar para que hajam os fluxos respiratórios.

A pressão intrapulmonar é composta por outras pressões que são:

• pressão intrapleural

• pressão da caixa torácica

• pressão transtorácica

• pressão alveolar e da superfície corporal.

Pressão intrapleural (Ppl):

É aquela que se forma entre os folhetos visceral e parietal da pleura, na cavidade pleural e contribui para a aproximação do tórax aos pulmões.

Ela é resultante de forças elásticas do pulmão (no sentido de retração) e de forças elásticas do arcabouço da caixa torácica.

Em relação às forças elásticas do pulmão temos que elas são oriundas do tecido elástico pulmonar, cuja tendência é de retração após uma distensão e tensão superficial dos alvéolos, ou seja, força elástica causada pela tendência ao colabamento alveolar. Isso decorre do fato que as moléculas de água do interior dos alvéolos em contato com o ar tendem-se a atrair e, então, ocorre expulsão do ar alveolar com conseqüente colabamento. Como isso tende a ocorrer de maneira global, o resultado final é a geração de uma força elástica contrátil na totalidade dos pulmões.

A tensão superficial é controlada pela produção do “surfactante” pelos pneumócitos tipo II. Tal substância reduz a tensão superficial através de sua ação “detergente” sobre a molécula de água, levando indiretamente a menor tendência ao colabamento.

As forças de retração elástica do pulmão (FREP) têm como resultante uma força que tende a diminuir o volume (contração), já as forças elásticas do arcabouço da caixa torácica (FECT) agem no sentido de aumentar o volume de tal caixa (sentido contrário que FREP).

Durante uma expiração normal, as forças de retração elásticas do pulmão estão em equilïbrio com a força elástica do arcabouço da caixa torácica.

A difirença entre essas 2 forças estabelece a pressão intrapleural (Ppl). Uma expiração normal, Ppl equivale a aproximadamente 5 cmH2O abaixo da pressão atmosférica. Por esse motivo, se consideramos a pressão amosférica (Patm) igual a zero (Patm=10mmHg), fala-se que a Ppl é a pressão negativa intrapleural. A conclusão é que Ppl é inferior que a do meio ambiente.

Pressão transpulmonar (Ptp):

É a diferença entre as pressões no alvéolo (Pa) e na pleura (Ppl). A pressão transpulmonar exerce a força que mantém o parênquima expandido.

Assim, temos a seguinte equação: Ptp= Pa – Ppl

Se Ppl > 0 logo Pa > Ppl = tendência à expansão pulmonar.

Se Ptp < 0 logo Pa > Ppl = tendência à contração pulmonar.

Pressão da caixa torácica (Pct):

Ela pode agir tanto no sentido de retrair como expandir a caixa torácica. A Pct é dada pela subtração entre a pressão intrapleural e pressão da superfície corporal (Psc) = pressão atmosférica.

Então, Pct = Ppl – Psc. Quanto maior a Psc, maior a tendência à contração da caixa torácica e vice-versa.

Pressão transtorácica (Ptt):

Ela age em todo o aparelho respiratório, englobando todas as pressões feitas sobre tal aparelho, desde a alveolar até de superfície corporal.

Ptt é dada pela seguinte equação:

Ptt=Pa-Ppl+Ppl-Psc=Pa-Psc

Inspiração

Nela ocorre uma contração dos músculos inspiratórios com aumento do volume da caixa torácica, acompanhado pela pleura parietal e também pela visceral. Com isso, há uma queda da Ppl e uma conseqüente expansão alveolar. Esse fato promove uma queda da pressão alveolar.

 

Nesse processo, estabelece-se uma variação de pressão entre o pulmão e o meio externo com entrada de ar nos pulmões (P intrapulmonar < P meio externo)

Quando Pa=Psc, Pa=0

A pressão que leva à inspiração é basicamente a Ptt. Na inspiração ocorre queda de Pa com conseqüente fluxo inspiratório de ar. Conforme o ar vai entrando, temos um aumento da Pa até que ela se iguale à atmosférica (Psc). Nesse ponto Ptt equivale à zero e a inspiração cessa.

Complascência ou “Compliance” pulmonar

Ela é o grau de expansão que os pulmões experimentam para cada unidade de aumento na pressão transpulmonar (Ptp) Ptp= Pa-Ppl

Complascência é representada, então, pela seguinte equação: C = variação de volume/Ptp

Esse diagrama possui característica especiais por ação das forças elásticas do pulmão e da tensão superficial do líquido que reveste a superfície interna das paredes dos alvéolos.

As 1ª forças se dão pela presença de fibras elásticas e colágenas entremeadas na parênquima pulmonar. Quando o pulmão está em deflação, tais fibras encontram-se relaxadas, dobradas.

Por outro lado, quando o pulmão está expandindo, tais fibras apresentam-se estiradas, sem dobras e, portanto, alongadas, mas ainda exercendo força elástica para retornar a seu estado natural.

No caso das forças elásticas causadas pela tensão superficial sabemos que elas são as mais importantes. Elas agem no sentido de contração. Entretanto, tais forças são “amenizadas” pela ação do surfactante, já mencionado anteriormente, mantendo os alvéolos abertos.

O resultado da ação das 2 forças é uma dificuldade maior de ocorrência da inspiração quando comparada à expiração. O fenômeno que traduz o fato de as curvas de inspiração e expiração não se sobreporem é denominado histerese.

Um teste que consiste em anular a tensão superficial pode ser realizado através da aplicação de solução salina nos alvéolos. Sem a tensão superficial não haverá interface ar/líquido na superfície dos alvéolos e a histerese é desfeita, permitindo que a curva de inspiração passe a se sobrepor à da expiração.

Em pessoas com fibrose, o tecido conjuntivo fibroso impede que o pulmão se expanda como deveria e, por isso, sua complascência é menor que a normal.

Em idosos ou pessoas com enfisema pulmonar, há perda de fibras elásticas e uma vez expandido, o pulmão não volta à posição inicial levando a uma variação de volume maior com conseqüente maior complascência.

Resistência pulmonar

Caracteriza-se por componentes não elásticos do pulmão que resistem à alteração do volume.

Resistência dos tecidos

Ela é consequência do atrito que surge durante o descolamento dos tecidos pulmonares, torácicos e musculares durante a inspiração e a expiração, correspondendo a 20% da resistência total do sistema.

Resistência das vias aéreas

Sabemos que a resistência ao fluxo aéreo e o inverso da condutância. Sendo fluxo aéreo o produto entre variação de pressão e o inverso da resistência, temos que, quanto maior a resistência, menor o fluxo aéreo.

Ainda, resistência varia de forma inversa ao raio das vias aéreas. Portanto, o raio é um fator muito importante no cálculo da resistência.

Fatores que alteram a resistência das vias aéreas (intra e extrapulmonares)

        Fluxo aéreo:

a) Extra-pulmonares

    · Lamelar (ocorre em vias de menor calibre e promove aumento da resistência em decorrência do baixo raio e velocidade do ar)

    · Turbilhonar (ocorre em grandes vias aéreas – traquéia e brônquios – sendo que devido ao raio aumentado, aumenta-se a velocidade do ar e, conseqüentemente, diminuiu-se a resistência.

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