mecânica da ventilação e trocas gasosas

MECÂNICA DA VENTILAÇÃO

Rubia Manueli da C. HoffmannFisioterapeuta

Tem como objetivo o fornecimento de oxigênio ao

tecido e a remoção do dióxido de carbono.

VENTILAÇÃO PULMONAR

MECÂNICA RESPIRATÓRIA

INSPIRAÇÃO

EXPIRAÇÃO

ATIVA

PASSIVA

Diafragma, intercostais externos, esternocleidomastoideo e

escalenos

Músculos abdominais e intercostais internos

MÚSCULOS DA VENTILAÇÃO

MECÂNICA RESPIRATÓRIA

Os pulmões

trabalham com

diferença de

pressão: pressão

pulmonar e

atmosférica.

DIFERENÇAS DE PRESSÃO

INSPIRAÇÃO EXPIRAÇÃO

Pressão Atmosférica >

Pressão pulmonar

Pressão Atmosférica <

Pressão pulmonar

PROPRIEDADES ELÁSTICAS DO

PULMÃO

COMPLACÊNCIA DISTENSÃO PULMONAR

• Varia conforme o momento do ciclo respiratório.

• É diferente na inspiração e expiração (histerese).

• É maior na expiração.

• Surfactante

PROPRIEDADES ELÁSTICAS DO

PULMÃO

COMPLACÊNCIA

Nos ápices a pressão intrapleural é muito mais negativa que nas bases.

A complacência é ruim, de forma que uma grande

variação de pressão gera uma pequena variação de volume. Ventilação pobre

nos ápices.

PROPRIEDADES ELÁSTICAS DO

PULMÃO

COMPLACÊNCIA

CAUSAS DE REDUÇÃO

• FIBROSE PULMONAR

• EDEMA PULMONAR

• ATELECTASIAS

• HIPERTENSÃO PULMONAR VENOSA

PROPRIEDADES ELÁSTICAS DO

PULMÃO

COMPLACÊNCIA

CAUSAS DE AUMENTO

• ENFISEMA PULMONAR

• ENVELHECIMENTO PULMONAR

• EXACERBAÇÃO DE ASMA (MECANISMO DESCONHECIDO)

TROCAS GASOSAS

M.Sc. Hugo HoffmannBiólogo, Doutorando em Ciências da

Saúde (Doenças Infecciosas)

Depois que os alvéolos são ventilados com ar atmosférico, a próxima etapa,

no processo respiratório, é a difusão do O2 dos alvéolos para o sangue

pulmonar e a do CO2 na direção oposta,

para fora do sangue.

TROCAS GASOSAS

Movimento aleatório de moléculas em

todas as direções da membrana

respiratória e dos líquidos adjacentes.

DIFUSÃO

Exceto em zero absoluto, todas as

moléculas de toda a matéria estão

continuamente em movimento.

Existem cerca de 300 milhões de alvéolos nos dois pulmões, e cada um tem diâmetro médio em torno de 0,2

milímetros. Suas paredes são extremamente finas e entre eles há uma

malha quase sólida de capilares interconectados.

ALVÉOLOS

INTENSIDADE DA DIFUSÃO GASOSA

FATORES QUE DETERMINAM A RAPIDEZ COM QUE UM GÁS

ATRAVESSARÁ A MEMBRANA

SÃO:

1. ESPESSURA DA MEMBRANA.

2. ÁREA SUPERFICIAL DA MEMBRANA.

3. COEFICIENTE DE DIFUSÃO DO GÁS NA SUBSTÂNCIA DA MEMBRANA.

4. A DIFERENÇA DE PRESSÃO DO GÁS ENTRE OS DOIS LADOS DA MEMBRANA.

DIFUSÃO EFETIVA

ALTACONCENTRAÇÃO

GÁS BAIXA CONCENTRAÇÃO

PRESSÕES PARCIAIS DE GASES

INDIVIDUAIS

MÚLTIPLOS IMPACTOS

superfície

moléculas

CAUSA

PRESSÃO

PRESSÕES PARCIAIS DE GASES

INDIVIDUAIS

PRESSÃO DO GÁS

vias respiratórias e alveolares

O2

É PROPORCIONAL À SOMA DAS FORÇAS

DE IMPACTO DE TODAS AS

MOLÉCULAS DE O2 QUE ATINGEM A SUPERFÍCIE EM DETERMINADO

INSTANTE.

PRESSÕES PARCIAIS DE GASES

INDIVIDUAIS

PRESSÃO

CONCENTRAÇÃO DAS

MOLÉCULAS DE GÁS

DIRETAMENTEPROPORCIONA

L

As moléculas da área de alta pressão, por

serem mais numerosas, tem a probabilidade

estatisticamente maior de se moverem

aleatoriamente para a área de baixa pressão

do que as moléculas que tentam ir na direção

oposta.

DIFUSÃO EFETIVA

PRESSÃO PARCIAL

NÍVEL DO MAR

PRESSÃO TOTAL =760 mmHg

COMPOSIÇÃO DO AR ATMOSFÉRICO

79% N2

21% O2

PN2 =600 mmHg

PO2 =160 mmHg

QUANTO CADA GÁS CONTRIBUI PARA A PRESSÃO TOTAL NA PROPORÇÃO DIRETA DE SUA

CONCENTRAÇÃO

DIFUSÃO EFETIVA

MAIOR

PRESSÃO PARCIAL

GÁS MENORPRESSÃO PARCIAL

ONDE ESTÁ A MAIOR

PRESSÃO PARCIAL?

ONDE ESTÁ A MENOR

PRESSÃO PARCIAL?

COMPOSIÇÃO DO AR ALVEOLAR

SUA CONCENTRAÇÃO DIFERE DO AR ATMOSFÉRICO POR QUATRO

RAZÕES:

1. O AR ALVEOLAR É SUBSTITUÍDO PARCIALMENTE PELO AR ATMOSFÉRICO A CADA RESPIRAÇÃO.

2. O O2 É ABSORVIDO RAPIDAMENTE PELO SANGUE PULMONAR.

3. O CO2 SE DIFUNDE CONSTANTEMENTE DO SANGUE PULMONAR PARA OS ALVÉOLOS.

4. O AR ATMOSFÉRICO SECO QUE ENTRA NAS VIAS RESPIRATÓRIAS É UMIDIFICADO.

RENOVAÇÃO DO AR ALVEOLAR

SEXO MASCULINO

= 2.300 mL

CAPACIDADE FUNCIONAL RESIDUAL

MÉDIA

O VOLUME DE AR REMANESCENTE NOS PULMÕES, AO FINAL DA

EXPIRAÇÃO NORMAL

INSPIRAÇÃOENTRADA NOS

ALVÉOLOS350 mL

EXPIRAÇÃOSAÍDA DOS ALVÉOLOS

350 mL

A CADA RESPIRAÇÃO, O AR

ATMOSFÉRICO RENOVA APENAS

1/7 DO AR ALVEOLAR.

A lenta substituição do ar alveolar é de particular importância para evitar

mudanças repentinas nas concentrações de gases no sangue. Isso torna o mecanismo do controle

respiratório muito mais estável.

RENOVAÇÃO DO AR ALVEOLAR

Este mecanismo ajuda a evitar aumentos e quedas excessivos da

oxigenação tecidual, da concentração tecidual de dióxido de carbono, e do pH tecidual, quando a respiração é

interrompida temporariamente.

RENOVAÇÃO DO AR ALVEOLAR

CONCENTRAÇÃO E PRESSÃO PARCIAL

VELOCIDADE DE

ABSORÇÃO

CONCENTRAÇÃO ALVEOLAR

INVERSAMENTE

PROPORCIONAL

CONCENTRAÇÃO E PRESSÃO PARCIAL DE

O2

VELOCIDADE DE

ABSORÇÃO

CONCENTRAÇÃO ALVEOLAR

INVERSAMENTE

PROPORCIONAL

PODEM SER CONTROLADAS:

1. PELA INTENSIDADE DE ABSORÇÃO DE O2 PELO SANGUE.

2. PELA INTENSIDADE DE ENTRADA DO NOVO O2 NOS PULMÕES PELO PROCESSO VENTILATÓRIO.

CONCENTRAÇÃO E PRESSÃO PARCIAL DE

O2

ABSORÇÃO DE O2/min =

1.000 mL

APLICAÇÃO CLÍNICA

EXERCÍCIO MODERADO

INTENSIDADE DE

VENTILAÇÃO ALVEOLAR

CONCENTRAÇÃO E PRESSÃO PARCIAL DE

O2

AUMENTAR 4x PARA MANTER PO2

ALVEOLAR NO VALOR NORMAL DE

104 mmHg

ROTA DO O2 NOS TECIDOS

ALVÉOLOS HEMÁCIA PLASMA CÉLULAMITOCÔNDRI

A

Exame invasivo que permite analisar os gases sanguíneos e avaliar o

equilíbrio acidobásico e a oxigenação.

GASOMETRIA ARTERIAL

A interpretação desse exame permite identificar as alterações ventilatórias

de troca gasosa, estabelecer objetivos terapêuticos e nortear o

emprego da modalidade de tratamento.

GASOMETRIA ARTERIAL

A interpretação desse exame permite identificar as alterações ventilatórias

de troca gasosa, estabelecer objetivos terapêuticos e nortear o

emprego da modalidade de tratamento.

GASOMETRIA ARTERIAL

É imprescindível para a manutenção da homeostasia, sendo determinada

pelos mecanismos fisiológicos responsáveis pelo estabelecimento

de concentrações de íons hidrogênio compatíveis com a vida.

EQUILÍBRIO ACIDOBASE

Os pulmões são

responsáveis pela dissipação

de cerca de 13.000 mEq de

ácido carbônico por dia. Os

rins adicionam ao plasma

cerca de 100 mEq de ácidos

fixos no mesmo período.

EQUILÍBRIO ACIDOBASE

Patologias que interfiram

na ventilação alveolar ou

no metabolismo podem

determinar a ocorrência

do desequilíbrio acidobase

e a perda da homeostasia.

EQUILÍBRIO ACIDOBASE

DISTÚRBIO ACIDOBASE

METABÓLICApH < 7,35ACIDOSE

ALCALOSE pH > 7,45

RESPIRATÓRIA

METABÓLICA

RESPIRATÓRIA

DISTÚRBIO ACIDOBASE

pH < 7,35ACIDOSERESPIRATÓRIA

DECORRENTE DA ELEVAÇÃO DOS NÍVEIS

PLASMÁTICOS DE PACO2 (HIPERCAPNIA) SEM SINAIS DE COMPENSÃÇÃO RENAL.

CAUSA: REDUÇÃO DA VENTILAÇÃO ALVEOLAR OU DAS DESIGUALDADES DA

RELAÇÃO VENTILAÇÃO/PERFUSÃO

DISTÚRBIO ACIDOBASE

ALCALOSE pH > 7,45

RESPIRATÓRIA

CARACTERIZA-SE PELA REDUÇÃO

ABRUPTA DA PACO2 ACARRETANDO

ELEVAÇÃO DO pH.

CAUSA: HIPERVENTILAÇÃO, INFLAMAÇÕES DO SNC,

TAQUIPNEIA NEUROGÊNICA, EMBOLIA PULMONAR, SEPSE,

BACTEREMIA.

CASO CLÍNICO

• pH = 7,46

• PO2 = 90 mmHg

• PCO2 = 21 mmHg

• HCO3 = 12 mEq/L

• BE = -8

• Saturação O2 = 93%

VALORES NORMAIS

• pH = 7,35-7,45

• PO2 = 80-100

• PCO2 = 35-45

• HCO3 = 21-28

• BE = +/- 4

• Saturação O2 = > 92%

“No estudo da fisiologia, os alunos devem ser levados a ver o valor da energia física, e como pode ela ser

preservada e desenvolvida de modo a contribuir no mais alto ponto para o

sucesso na grande luta da vida.”

Ellen G. White. Educação, p. 196 (1937)