mecânica da ventilação e trocas gasosas
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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)