Os pulmões têm a importante função de realização das trocas gasosas entre o ar inspirado e o sangue, no qual possa fornecer oxigênio aos tecidos e remover o dióxido de carbono. Para que isso ocorra o ar deve se mover para dentro e para fora deles.
As propriedades mecânicas dos pulmões e da parede torácica que determinam como irá ocorrer esse processo, podendo ser influenciadas pela movimentação do ar.
Mecânica da ventilação pulmonar
Para que a mecânica da ventilação pulmonar ocorra é preciso que se lembre das estruturas que causam a expansão e retração do pulmão.
Os Componentes mecânicos:
- Caixa torácica: esterno, 12 costelas e 12 vértebras torácicas
- Músculos inspiratórios: diafragma, músculos intercostais
- Músculos inspiratórios acessórios (respiração forçada): esternocleidomastoideo, músculos escalenos, serrátil anterior, peitoral maior, peitoral menor, trapézio, latíssimo do dordo, eretores da espinha, iliocostal lombar e quadrado lombar.
- Músculos expiratórios (expiração forçada): músculos reto abdominal, abdominal transverso, oblíquo externo, oblíquo interno.
O Ciclo respiratório:
- Inspiração (entrada de ar): contração (expansão) do diafragma e músculos intercostais com expansão e encurtamento da caixa torácica, elevação das costelas -> aumento do volume intratorácico-> a pressão intrapulmonar fica mais negativa do que a atmosférica-> entrada de ar nos pulmões, processo ativo.
- Expiração (saída de ar): relaxamento do diafragma e músculos intercostais, com aumento da pressão intratorácica -> redução do volume intratorácico-> aumento da pressão intrapulmonar-> saída de ar dos pulmões (até que as pressões internas se igualem com as externas), processo passivo.
Propriedades mecânica pulmonar
As propriedades para que ocorra essa mecânica são divididas em duas: propriedades estáticas, que estão relacionadas ao volume pulmonar sem variação; e as propriedades dinâmicas, essas como se pode ver ocorrem devido à variação do volume contido no pulmão em relação ao tempo.
Ao se avaliar essas propriedades e a função pulmonar é preciso que você avalie o volume pulmonar e os possíveis fatores que possam o alterar. Lembre-se que todos os volumes pulmonares têm como medida em forma de litros.
- Mecânica Pulmonar Estática: é a propriedade mecânica de um pulmão cujo volume não está variando com o tempo.
Todos os volumes do pulmão são subdivisões da Capacidade Pulmonar Total (CPT). Eles são conhecidos como volumes ou capacidades. A capacidade é composta por dois ou mais volumes.
A capacidade pulmonar total (CPT): é a quantidade máxima de ar que os pulmões comportam. Sendo constituída por: capacidade vital (CV), essa é definida pelo máximo volume de ar que pode ser eliminado pelos pulmões na expiração; volume residual (VR), definido como a quantidade de ar que sobra dentro dos pulmões para os mesmos ao sofrerem colapso mesmo após a expiração máxima feita; existe também a capacidade residual funcional (CRF), definida como a quantidade de ar que pode ser expelido na expiração de forma habitual, e composta pelo VR e o volume expiratório de reserva (VRE, no qual é a quantidade de ar fica após expiração habitual, porem que pode ser expelida na expiração forçada).
Sendo que a razão VR/CPT é um indicador da funcionalidade pulmonar, no qual em indivíduos saudáveis o seu valor em média é de 0,25, no qual se sua razão estiver aumentada devido aumento de VR é observado em doenças pulmonares obstrutivas, já se ao analisar você observar que está aumentada por ter a diminuição da CPT é uma doença pulmonar restritiva.
Ao se analisar os volumes de ar contido no pulmão, CPT e VR, sendo esses determinados pela relação do parênquima pulmonar com a caixa torácica. Relembrando a fisiologia respiratória, os pulmões são distendidos ao ser realizado o estiramento dos músculos inspiratórios na caixa torácica e retornarem passivamente a seu estado inicial quando cessado o estiramento, isso ocorre devido a presença das fibras elásticas que fazem o recuo elástico do pulmão. Os músculos inspiratórios se estiram fazendo consigo o aumento do volume da caixa torácica, porém gerando a diminuição da capacidade de gerar força.
Lembrando que a CPT é marcada devido ao ponto onde os músculos inspiratórios não conseguem mais fazer a força de distensão da caixa torácica, sendo visto que a pressão interna para de diminuir e com isso o ar para de entrar em seu interior.
Ao se relembrar o processo de VR ocorre no momento do processo de expiração, há o retorno dos músculos, e o diafragma não consegue mais expandir para que aumente mais a pressão intratorácica a partir de um valor determinado, fazendo com que sobre um volume de ar que não pode ser expulso dos pulmões. O VR diminui devido a ação dos músculos expiratórios, a exemplo dos músculos abdominais, porém sempre restará volume de ar nos pulmões.
A CRF ocorre pelo resultado do balanço da retração elástica dos pulmões (a tendência natural a expulsar o ar: a diminuição da CRF) e pela tração externa da caixa torácica exercida sobre os pulmões (a tendência de distensão desse, fazendo que mantenha mais o ar dentro: aumentando a CRF). Porém se possuir patologias que possam causar a fraqueza dos músculos da caixa torácica, isso acarretará a diminuição da CRF, e, em problemas que ocasionam a obstrução das vias aéreas, a CRF pode aumentar devido o aprisionamento de ar nos pulmões.
Existe ainda o volume corrente (VC), capacidade inspiratória (CI) e o volume inspiratório de reserva (VRI).
- Mecânica Dinâmica do Pulmão: é a complacência Dinâmica, sendo sempre menor que a complacência estática e aumenta durante o exercício.
O ar que flui pelas vias aéreas devido a diferença de pressão entre os dois extremos da via. Sendo que durante a inspiração, o diafragma se contrai, a pressão pleural diminui e o gás flui para o interior dos pulmões, no qual para que a troca gasosa seja efetiva, o ar tem que entrar para os pulmões, bem como deve-se retirar os produtos metabólicos da respiração. Dois fatores determinam a velocidade do fluxo gasoso para o interior das vias aéreas: o padrão do fluxo e a resistência das vias aéreas.
Há dois principais padrões de fluxo nas vias aéreas: Turbulenta (Se as vias aéreas são de grande calibre: Ex: nariz, boca, glote, brônquios) ruidosos na ausculta; Laminar (Já em vias aéreas periféricas) silencioso.
Já a resistência ao fluxo de ar difere de acordo com o calibre das vias. Sendo que o principal local de resistência ao longo da árvore brônquica está localizado nos brônquios mais calibrosos. Isso acontece porque a velocidade do fluxo é diminuída à medida que a área da secção transversa aumenta, ocorrendo devido as gerações das vias aéreas que estão organizadas em paralelo, assim, a resistência das vias aéreas é a soma do inverso das resistências individuais.
Complacência do pulmão
A complacência é definida como a medida da capacidade de distensão pulmonar: Maior elasticidade -> Maior retração elástica -> Menor complacência -> Menor distensão.
A medida da complacência é definida pela variação do volume do pulmão que acarreta uma variação na pressão intrapulmonar de 1cmH2O ( 1cmH2O = 0,735mmHG), sendo obtido pela fórmula Cp = variação de volume/ variação de pressão. Ao se analisar a representação gráfica volume por pressão pela tangente da curva, você pode observar que quanto mais inclinada a tangente, maior será a complacência, sendo assim, menor volume acarreta uma tangente mais inclinada. O valor normal é de 0,2.
OBS: a complacência pulmonar é inversamente proporcional à elastância. Complacência: Se diminuída, há dificuldade de inspirar. Elastância: Se diminuída, há dificuldade de expirar.
Pressões do sistema respiratório
No pulmão existe a pressão transpulmonar, que é a diferença entre a pressão alveolar (pressão interna do pulmão) e a pressão pleural (pressão externa do pulmão, realizada pela caixa torácica). Para que haja a insuflação pulmonar, é necessário que a pressão transpulmonar aumente, como observador na inspiração, sendo quando essa chega a zero, o pulmão atinge o menor volume permitido, não havendo o colabamento devido a presença do surfactante, pois esse exerce a função de diminuição da tensão superficial dos alvéolos impedindo assim o colapso deles.
Existe também a pressão transmural da caixa torácica, no qual essa é a diferença entre a pressão pleural e a pressão sobre a superfície corpórea. Sendo importante para a distensão do pulmão, pois essa é limitada pelos componentes conjuntivos pulmonares, a exemplo das fibras elásticas, que diminui a complacência em presença de volumes aumentados. Entretanto, a alta da pressão intra-alveolar em baixos níveis de complacência tem como consequência a ruptura desses levando a liberação de ar para cavidade pleural gerando assim um Pneumotórax. Sendo importante lembrar que geralmente a pressão transpulmonar é igual a pressão de retração elástica dos pulmões, que orienta seu colapso.
Autora: Leidiaine Neris Aredes – @leidineris
O texto acima é de total responsabilidade do autor e não representa a visão da sanar sobre o assunto.
Referências:
Universidade do Estado da Bahia. Propriedades Mecânicas do Pulmão e da Parede Torácica. Universidade do Estado da Bahia, disciplina de fisioterapia Respiratória: StuDocu, Inc., 2019/2020. Acesso em: 10 junho. 2021. //www.studocu.com/pt-br/document/universidade-do-estado-da-bahia/fisioterapia-respiratoria/anotacoes-de-aula/propriedades-mecanicas-do-pulmao-e-da-caixa-toracica/9341425/view
Rafael Lourenço MD. Anatomia da respiração. Universidade de Regis, Denver, 2021 Kenhub. Acesso em: 11 junho 2021. //www.kenhub.com/pt/library/anatomia/anatomia-da-respiracao
UCB. Apostila de ventilação mecânica. Acesso em: 11 junho 2021. //ucbweb.castelobranco.br/webcaf/arquivos/13036/6535/Microsoft_Word___Apostila_de_ventilacao_mecanica.pdf
Beatriz Perdigão. Propriedades Mecânicas do Pulmão e da Parede Torácica. PETdocs 2013. Acesso em: 11 junho 2021. //petdocs.ufc.br/index_artigo_id_315_desc_Pneumologia_pagina__subtopico_46_busca
UFJF. Fisiologia Respiratoria. 2019. Acesso em: 10 junho 2021. //www.ufjf.br/laura_leite/files/2019/03/Mec%c3%a2nica-Respirat%c3%b3ria2.pdf
K. L. Moore, A. F. Dalley, A. M. R. Agur: Clinically Oriented Anatomy, 7th edition, Lippincott Williams & Wilkins