Fundamentos para a fisioterapia respiratoria

FISIOLOGIA RESPIRATÓRIA - QUESTIONÁRIO


1) Qual a ação do surfactante no alvéolo?

O surfactante é uma substância secretada pelas células de revestimento interno do alvéolo (pneumócitos II) que tem como ação reduzir a tensão superficial, impedindo o colapso alveolar e facilitando a entrada de gases no alvéolo. Essa tensão superficial se caracteriza por uma forte atração das moléculas na superficie do alvéolo, dificultando a passagem do ar. A ação do surfactante é inversamente proporcional à superfície do alvéolo.

2) Qual a importância do tecido elástico na expansão pulmonar?

As forças elásticas representam a complacência pulmonar, importante tanto na inspiração quanto na expiração, sendo de 2 tipos:

1. Forças elásticas do próprio tecido pulmonar: Na expansão pulmonar as fibras de elastina e colágeno encontram-se distendidas e alongadas, enquanto que no final da expiração (pulmões vazios) as fibras estão contraídas e retorcidas.
2. Forças elásticas causadas pela tensão superficial: esse tipo de força é responsável por 2/3 da força elástica pulmonar total, está relacionada com a presença do surfactante no interior do alvéolo, pois é ele que provoca a entrada de ar nos alvéolos e a conseqüente expansão pulmonar.
A força elástica pulmonar total representa uma resistência na expansão do pulmão (inspiração = processo ativo).

Forças antagônicas à expansão: tecido elástico (parte histofuncional do parênquima pulmonar) e a tensão superficial(atração entre as moléculas que compõem a interface sólida e líquida do alvéolo). Essas são forças que tendem levar o pulmão ao colapso, sendo que a pressão intrapleural positiva auxilia o tecido elástico e a tensão superficial a colabar o pulmão, e a pressão negativa intrapleural proporciona a expansão do pulmão.

3) Qual a importância do espaço pleural e da pressão intra-pleural na mecânica da inspiração e expiração?

O espaço pleural está compreendido entre a pleura visceral e a pleura parietal, contendo uma camada delgada de líquido pleural, que lubrifica os movimentos dos pulmões no interior da cavidade, impedindo o atrito entre esses. A pressão pleural é importante na determinação dos movimentos dos pulmões. Na expiração ela é positiva, comprimindo os pulmões e com isso facilita a saída do ar. Na inspiração ela deve ser negativa para possibilitar a expansão dos pulmões, com a entrada de ar.

4) Em que se baseia a afirmativa de que a expiração é passiva e a inspiração é ativa?

A inspiração é ativa por ocorrer um aumento no diâmetro craneo-caudal e antero-posterior da caixa torácica, pelo gasto de energia na contração dos músculos necessários para expansão pulmonar. A expiração é passiva por ocorrer apenas relaxamento muscular, sem gasto de energia, mas ela pode se tornar ativa, dependendo da quantidade de ar.

5) Pode a capacidade vital aumentar em um indíviduo? Como?

Sim. A capacidade vital vai aumentar em pessoas atléticas, e ela é maior em pessoas com maior estatura, sendo que pode aumentar pelo aumento da expansão pulmonar e a capacidade de troca gasosa no alvéolo. Aumentando os diâmetros da caixa torácica, aumenta a capacidade vital, e isto acontece pela ação do conjunto de ossos, ligamentos e músculos.

6) Qual a relação entre o espaço morto fisiológico e a pressão intra-pleural?

Espaço morto fisiológico: espaço em que não ocorre trocas gasosas (espaço morto anatômico mais o espaço dos alvéolos que tem ventilação mas não tem perfusão, portanto, onde não ocorre a hematose).

Pressão intra-pleural negativa diminui o espaço morto fisiológico, pois os alvéolos não-funcionais começam a funcionar, apresentando perfusão.

Pressão intra-pleural positiva aumenta o espaço morto fisiológico, pela própria compressão sobre o pulmão, fazendo com que alguns alvéolos se tornem não funcionais nesta ocasião.
Local de pressão mais negativa no ápice diminui o espaço morto fisiológico.

7) Conceitue ventilação alveolar, diferenciando-a da ventilação pulmonar:

Ventilação alveolar: é a intensidade com que o ar novo chega aos alvéolos, sacos alveolares, dutos alveolares e bronquíolos respiratórios, é o ar que realiza troca.

Ventilação pulmonar: é a entrada e saída de ar entre a atmosfera e os alvéolos pulmonares. Todo o ar, inclusive o ar que realiza troca (todo o ar que entra no pulmão).

8) O que é ar expirado e qual a pCO2 do ar expirado?

O ar expirado é a combinação do ar proveniente do espaço morto e do ar alveolar e a pressão parcial de CO2 é de 27 mm Hg.

9) Qual a influência do sistema simpático e parassimpático sobre o trabalho respiratório?

O sistema simpático faz bronquiodilatação, diminuindo a resistência para a entrada e saída de ar, conseqüentemente diminuindo o trabalho respiratório. O sistema parassimpático faz bronquioconstrição, aumentando a resistência e aumentando o trabalho respiratório.

10) Qual a razão da negatividade do espaço pleural?

A pleura visceral é irrigada por sangue que vem do VD e vai ao AE (Pcoloidosmótica = -28mmHg e P.capilar pulmonar = -7mmHg).

A pleura parietal é irrigada plor sangue VE e vai AD. Ambas tem em comum a mesma P.coloidosmótica = - 28mmHg e P.capilar sistêmica = -17mm Hg.

Portanto a pressão intra-pleural tende ser subatmosférica, menor que 760mmHg. E essa pressão negativa é importante para manter os pulmões expandidos.

11) Há benefício no processo de umidificação do ar alveolar? Por que?

Não. Pois diminui a pO2, não trazendo nenhum benefício funcional, só histológico, evitando o ressecamento da célula.

12) Qual o valor máximo da pO2 alveolar em condições normais de respiração?

pO2 alveolar = -149,3mmHg até, no máximo, 150mmHg.

13) Como se comporta a pCO2 alveolar em um aumento do metabolismo celular?

Com o aumento do metabolismo celular vai aumentar a pCO2 no alvéolo, pela maior concentração de CO2 no sangue proporcionando a maior difusão dessa gás para dentro do alvéolo (a solubilidade de CO2 é fator favorável). A pCO2 pode diminuir pela regulação da respiração.

14) Faça um esquema da membrana respiratória:

alvéolo memb.respiratória capilar
CO2 O2

15)Diferencie coeficiente de difusão de capacidade de difusão de um gás:

O coeficiente de difusão é a transferência facilitada do gás através da membrana respiratória, enquanto que a capacidade de difusão é como o gás se difunde através da membrana a cada minuto por uma diferença de pressão de 1mmHg. O coeficiente é propriedade do próprio gás.

16) Descreva os fatores que regem a difusão dos gases na membrana respiratória:

* a espessura da menbrana respiratória;
* a área de superfície da membrana;
* o coeficiente de difusão do gás na membrana;
* a diferença de pressão entre os lados da membrana;

Todos eles tem influência na capacidade de difusão do gás, ou seja, de passar a membrana respiratória.

17) O que é relação ventilação-perfusão?

É a relação de entrada e saída de ar na unidade alveolar, e é importante por determinar as trocas gasosas, sendo que algumas áreas do pulmão apresentam boa ventilação mas deficiente perfusão, alterando com isso a difusão do gás. Perfusão: passagem de sangue pelo capilar. Ventilação: entrada e saída de ar na unidade alveolar.

18) Como se comporta a relação ventilação-perfusão no ápice pulmonar?

No ápice pulmonar ocorre uma boa ventilação , mas perfusão igual a zero. Em casos de exercícios físicos, ocorre fluxo sanguíneo para o ápice. O desequílibro da relação ventilação-perfusão proporciona má oxigenação tecidual e deficiente remoção de CO2.

OBS: Pra continuar com pressão intra-pleural positiva, vai se aumentar o trabalho respiratório. Então não posso dizer que a pressão vai estar sempre negativa.



Propriedades elásticas do sistema respiratório

Os tecidos dos pulmões e do tórax são formados por fibras elásticas , cartilagens , células epiteliais e endoteliais , glândulas , nervos , vasos sanguíneos e linfáticos , e todos obedecem a lei de Hooke (quando uma força atuar sobre um corpo , a variação de comprimento e diretamente proporcional a força aplicada , até que alcance os limites elásticos ) , quando maior a pressão gerada pelos músculos respiratórios , maior o volume inspirado .

A relação pressão e volume depende da variação de volume medida em condições estáticas , quando não há fluxo de ar no pulmão , e não depende da velocidade com que o volume é alcançado .

A inclinação da curva volume-pressão é conhecida como complacência do sistema respiratório , sendo a equação :

Crs=? V/Pel,rs , onde Crs é complacência do sistema respiratório , ?V é a variação de volume pulmonar e Pel,rs é a pressão de retração elástica do sistema respiratório , quanto maior a Crs mais distensível é o tecido .

A medição da complacência do sistema respiratório pode ser feita das seguintes maneiras :

* Complacência estática - difícil de ser realizada , pois necessita de ausência de fluxo no pulmão , necessitando que o paciente esteja sedado e necessita de longa pausa no ciclo respiratório .
* Complacência dinâmica - é mais utilizada clinicamente , pois não necessita de pausas respiratórias , tomando-se para cálculo de complacência os pontos na curva onde o fluxo aéreo é nulo (fim da expiração e inspiração) .
* A complacência depende do volume pulmonar total , pessoas com grandes volumes pulmonares , terão maior complacência para um mesmo volume inspirado , do que aquelas com pequenos volumes pulmonares , mesmo que ambos pulmões sejam normais .Devido a isso é necessário determinar a complacência específica(CeFF) , que é a complacência dividida pelo volume pulmonar onde se faz a medida , usualmente na capacidade residual funcional .

Em situações fisiológicas a complacência é constante na faixa de volumes pulmonares entre 25% a 75% da capacidade vital , abaixo e acima disso a complacência tende a cair , a nível de CRF o sistema respiratório encontra-se em equilíbrio estático .

A medição da complacência em pacientes em ventilação mecânica , deve ser mais cuidadosa , para não ocorrer erros de interpretação , principalmente na presença de PEEP , auto-PEEP , portanto para maior precisão a equação da complacência deve ser a seguinte :

Crs=?V/Pel,rs-PEEP-PEEPi , onde PEEPi é PEEP intrínseco .


Transporte de gases

O ar no sistema respiratório é basicamente composto por oxigênio ,dióxido de carbono , nitrogênio e vapor d'água .

As propriedades físicas obedecem as seguintes leis :-

* Lei das pressões parciais de Dalton - a pressão exercida por uma mistura de gases é igual a soma das pressões que cada um exerceria se ocupasse o espaço sozinho . A pressão exercida pelo vapor saturado depende apenas da temperatura e do líquido considerado .
* Lei de Boyle - o volume de uma massa fixa de gás é diretamente proporcional à pressão , desde que a temperatura permanece constante

A saturação do ar alveolar com vapor d'água à temperatura corporal de 37o tem uma pressão de 47 mmHg , independente dos gases e invariável com a pressão barométrica .

* Lei de solução de Henry - a quantidade de gás que entra numa solução simples à temperatura constante é proporcional á pressão e numa mistura de gases , a solubilidade de cada gás varia proporcionalmente com sua pressão parcial .

Os gases são transportados no sangue como resultado da formação de uma solução e de uma combinação química .

Transporte de oxigênio

Pode ser transportado de 2 maneiras :

* Dissolvido no plasma - é quantidade mínima , 0,3 vols %.
* Combinação química com a hemoglobina - depende da pressão de oxigênio e pode ser representada pela curva de dissociação do oxigênio

Quando a PaO2 esta em 100 , a saturação de Hb é de 97,4 , esse ponto é chamado de ponto arterial , quando a PaO2 esta em 40 a saturação de Hb é de 70 , esse ponto se chama ponto venoso .

A quantidade de oxigênio que o sangue é capaz de transportar depende da :

* quantidade de hemoglobina nos eritrócitos
* número de eritrócitos
* quantidade de dióxido de carbono transportada pelo sangue .

Transporte do dióxido de carbono

Pode ocorrer por :Dissolução no plasma - reage com a água é forma o ácido carbônico

H2 + CO2 -> H2CO3-> H+ + HCO3-

Combinação química - o dióxido de carbono combina-se com o grupo amino das proteínas do plasma para ser transportado , também se une a porção amina da molécula de hemoglobina ,enquanto que o oxigênio se liga ao radical ferro da hemoglobina ,outra maneira de ser transportado o dióxido de carbono é através do bicarbonato .

O dióxido de carbono se difunde rapidamente para dentro do eritrócito , onde há presença de anidrase carbônica que acelera a transformação de dióxido de carbono em ácido carbônico . H2O + CO2 ????CO3

A hemoglobina reduzida (sem oxigênio) age como uma base e finaliza o H+ liberado do H2CO3 ????????CO3- , o HCO3 liberado sai do eritrócito e é substituído pelo Cl- do plasma , e isso é denominado transporte iônico de cloreto , dentro do eritrócito o Cl- se combina com o K+ , e forma o cloreto de potássio , e no plasma o HCO3- combina-se com o Na+ é forma o bicarbonato de sódio .

C) Conservação do pH sanguíneo

O pH do sangue esta normalmente entre 7,35 a 7,45 , sendo uma solução levemente alcalina , a acidez ou alcalinidade de uma solução depende da presença de íons de hidrogênio (H+) ou íons hidroxila (OH-).

O pH sangüíneo dependerá da proporção de bicarbonato e ácido carbônico presente no plasma sanguíneo .

* aumento de PaCO2 tenderá a produção de acidose respiratória .
* aumento no HCO3 tenderá a produção de acidose metabólica .
* diminuição do PaCO2 tenderá a alcalose respiratória
* diminuição do HCO3 tenderá a alcalose metabólica

Controle químico da respiração

Um aumento do dióxido de carbono no sangue , produzirá uma aumento no ácido carbônico no líquido cerebroespinhal , que aumentará a quantidade de íon hidrogênio , produzindo um efeito excitatório no centro respiratório .

O pH sanguíneo é mantido em equilíbrio através do bicarbonato e ácido carbônico ; os rins regulam a concentração de bicarbonato do plasma .

Um aumento de dióxido de carbono , leva ao aumento de ácido carbônico no plasma , que aumentará os íons hidrogênio , que diminuirá o pH , que exercerá um efeito excitatório sobre o centro respiratório .


Relação Ventilação/Perfusão

A relação ventilação perfusão (V/Q) é a razão existente entre a quantidade de ventilação e a quantidade de sangue que chega a esse pulmão , tendo como valores normais por volta de 0,8 .

Para que ocorra uma troca gasosa ideal é necessário que o volume de ar que entra no alvéolo (V) seja próximo ao volume de sangue (Q) que passa através do pulmão. Essa relação entre o ar alveolar e o débito cardíaco, é chamada relação ventilação/perfusão (índice V/Q).

No pulmão normal esta relação deve estar abaixo de 1(um) já que o pulmão não é todo ventilado a cada inspiração.

As alterações da relação ventilação/perfusão são notadas dependentes da complacência e permeabilidade das vias aéreas. O fluxo sangüíneo não se distribui homogeneamente e depende da pressão hidrostática capilar, diferença de pressão entre o ar alveolar e as arteríolas pulmonares, e outros fatores.

A relação ventilação/perfusão está comprometida em três situações:

A. Índice V/Q ALTO – neste caso a ventilação é alta e o fluxo sangüíneo é baixo, isso produz aumento de espaço morto , produzindo hipoxemia e hipercapnia .

B. Índice V/Q BAIXO – neste caso a ventilação é baixa e o fluxo sangüíneo é alto, pode ser chamado de shunt intrapulmonar, pode produzir uma hipoxemia com ou sem hipercapnia .

C. Índice V/Q nula - não há nem ventilação e nem perfusão sanguínea.

No indivíduo normal, segundo West, existem várias áreas com diferentes índices V/Q, no ápice o V/Q é alto, pois a ventilação é melhor que a perfusão. Na base o índice V/Q é baixo pois aí a perfusão é melhor que a ventilação. No médio a ventilação alveolar é menor que a pressão das arteríolas, mas em compensação a pressão do capilar venoso é menor que a do ar alveolar com isso ocorre equilíbrio na relação.

As áreas dependentes (região que fica para baixo) são melhores ventiladas com volume corrente baixo e melhor perfundidas , há melhora na perfusão porque a área que esta dependente tem um aumento na pressão hidrostática , que aumenta o fluxo sanguíneo , e a ventilação é melhor porque a área dependente é mais complacente que a região não dependente , e a respiração com baixo volume corrente tende a se deslocar para regiões mais complacentes .

Existe um shunt fisiológico que é de 5% , devido aos vasos brônquicos e veias de tebésios .


Volumes e capacidades pulmonares

Os volumes pulmonares estão relacionados com a constituição física do indivíduo .

A Capacidade vital (CV) é o volume de ar que se pode expelir dos pulmões , após inspiração profunda máxima , o homem apresenta uma CV de cerca de 4, 5 l e a mulher uma CV por volta de 3,2 l .

O volume inspiratório de reserva (VIR) é o volume inspirado além do normal, e calcula-se estar por volta de 2,6 l.

O volume expiratório de reserve (VER) é o volume expirado além do normal e calcula-se estar por volta de 1,5 l ..

O volume corrente (VC) é o volume de ar que respiramos em repouso e sem esforço e calcula-se estar por volta de 0,4 l .

A capacidade residual funcional(CRF) é a quantidade de ar que fica no pulmão após a expiração suave , e esta por volta de 3 l , é composta pelo volume de reserva expiratório(VRE)(1,5 l) e volume residual (VR) (volume que não pode ser expelido dos pulmões , e que esta por volta de 1,5 l)

O volume expiratório forçado(VEF) é a medição da CV expelida de forma rápida e forçada , tendo valor clínico importante , principalmente se medido no primeiro segundo (VEF1) , que em uma pessoa normal deve ser 70% da CV total , e esta diminuída e indivíduos com obstrução das vias aéreas .

O volume máximo de ventilação (VMM) é a respiração mais rápida e profunda que o indivíduo possa fazer durante 15 segundos , e então calcula-se o volume minuto , devendo ser mais de 100 l em pessoas normais . Também apresenta valor clínico importante .

O espaço morto é o espaço onde não há trocas gasosas , dos 400 ml que circulam nas vias aéreas , apenas 250 ml chegam a zonas de troca gasosa os outros 150 ml ficam nas zonas condutoras , e esse lugar onde fica esse ar é chamado de espaço morto anatômico .Alguns alvéolos podem também não estar sendo perfundidos por sangue , portanto não há troca gasosa , a esse espaço alveolar não funcionante denomina-se espaço alveolar morto , a soma do espaço morto anatômico e o espaço alveolar morto , denomina-se espaço morto fisiológico .