Confira um artigo completo que falamos sobre a Mecânica Ventilatória para esclarecer todas as suas dúvidas. Ao final, confira alguns materiais educativos para complementar ainda mais os seus estudos.
Boa leitura!
Respiração e o Sistema Respiratório
A palavra respiração apresenta muitos significados na fisiologia. A respiração celular refere-se a reação intracelular do oxigênio com moléculas orgânicas para produzir dióxido de carbono, água e energia na forma de ATP. A respiração externa é o movimento de gases entre o meio externo e as células do corpo. A respiração externa pode ser subdividida em quatro processos integrados, ilustrados na figura abaixo:
Imagem: Respiração externa. Os sistemas respiratório e circulatório cooperam com o intuito de movimentar o O2 e o CO2 entre a atmosfera e as células. Fonte: SILVERTHORN, 2017, p. 536.
A respiração externa necessita da cooperação entre os sistemas respiratório e circulatório. O sistema respiratório é formado pelas estruturas envolvidas com a ventilação e com as trocas gasosas:
-
O sistema condutor, ou vias aéreas, que conduz ar do meio externo para a superfície de troca dos pulmões;
-
Os alvéolos, que formam a superfície de troca gasosa;
-
Os ossos e os músculos do tórax (cavidade torácica) e do abdome que auxiliam na ventilação.
O sistema respiratório pode ser dividido em duas partes: o trato respiratório superior, que consiste em boca, cavidade nasal, faringe e laringe, e o trato respiratório inferior, que é formado pela traqueia, pelos dois brônquios principais, suas ramificações e pelos pulmões. O trato inferior também é conhecido como a porção torácica do sistema respiratório, devido a sua inclusão anatômica no tórax.
Hora da revisão: Alvéolos
Os alvéolos, agrupados nas extremidades dos bronquíolos terminais, constituem a maior parte do tecido pulmonar. A medida que a árvore respiratória se prolonga no parênquima pulmonar, aumenta o número de alvéolos que se abrem no bronquíolo respiratório, até que a parede passa a ser constituída apenas de alvéolos, e o tubo passa a ser chamado de ducto alveolar.
Cada pequeno alvéolo é composto de uma única camada de epitélio. Dois tipos de células epiteliais são encontradas nos alvéolos. Cerca de 95% da área superficial alveolar é utilizada para a troca de gases e é formada por células alveolares tipo I. Estas células são muito delgadas, então os gases se difundem rapidamente através delas. Na maior parte da área de troca, uma camada de membrana basal funde o epitélio alveolar ao endotélio do capilar. Na área restante, somente uma pequena quantidade de líquido intersticial está presente.
A célula alveolar tipo II, menor e mais espessa, sintetiza e secreta uma substância química conhecida como surfactante. O surfactante mistura-se com o líquido fino que reveste o alvéolo para ajudar os pulmões quando eles se expandem durante a respiração, como você verá posteriormente neste capítulo. As células tipo II também ajudam a minimizar a quantidade de líquido presente nos alvéolos, transportando solutos e água para fora do espaço aéreo alveolar.
As paredes finas do alvéolo não contêm músculo, uma vez que as fibras musculares poderiam bloquear a rápida troca gasosa. Como resultado, o próprio tecido pulmonar não pode se contrair. Entretanto, o tecido conectivo entre as células epiteliais alveolares contém muitas fibras de colágeno e de elastina, que criam a energia potencial elástica quando o tecido pulmonar é estirado.
SAIBA MAIS: Diversos agentes, como bactérias, vírus, certos medicamentos e drogas ilícitas, que causam lesão nos pneumócitos tipo 1 e nas células endoteliais dos capilares pulmonares, levam a síndrome do desconforto respiratório do adulto, devido a um edema intra-alveolar e exsudato de fibrina, frequentemente seguidos por uma fibrose intersticial (acúmulo de fibras colágenas) que se instala rapidamente. Nessa situação, foi observado um aumento do RNA mensageiro para o colágeno no pulmão, confirmando a síntese aumentada dessa proteína. Essa síndrome causa alta mortalidade, principalmente em pessoas com mais de 60 anos de idade. Por outro lado, a síndrome do desconforto respiratório do recém-nascido é uma condição mórbida, causada pela deficiência de surfactante produzido pelo pneumócito tipo 2.
Mecânica Ventilatória
O ar, como outros fluidos, passa de uma região de pressão mais alta para uma de pressão mais baixa. Portanto, para que o ar seja movido para dentro ou para fora dos pulmões, deve ser estabelecida uma diferença de pressão entre a atmosfera e os alvéolos. Se não houver gradiente de pressão, não haverá fluxo de ar.
SE LIGA! Quando a mecânica da respiração está sendo discutida, a pressão atmosférica é convencionalmente denominada 0cm H2O.
Vamos, a partir de agora, compreender como funciona as diferenças de pressão e volume necessárias para que ocorra fluxo de ar de dentro dos pulmões para fora do corpo e vice-versa.
Gradiente de pressão
Sob circunstâncias normais, a inspiração é realizada fazendo com que a pressão alveolar caia abaixo da pressão atmosférica. Portanto, abaixar a pressão alveolar abaixo da pressão atmosférica é conhecida como respiração com pressão negativa. Assim que é estabelecido um gradiente de pressão suficiente para superar a resistência ao fluxo de ar entre a atmosfera e os alvéolos, o ar flui para dentro dos pulmões.
Durante a respiração normal com pressão negativa, a pressão alveolar é menor que a pressão atmosférica. Isso é conseguido contraindo os músculos da inspiração, o que aumenta o volume dos alvéolos, diminuindo a pressão alveolar de acordo com a lei de Boyle.
HORA DA REVISÃO: A pressão exercida por um gás ou por uma mistura de gases em um recipiente fechado é criada pelas colisões das moléculas do gás em movimento com as paredes do recipiente e também umas com as outras. Se o tamanho do recipiente é reduzido, os choques entre as moléculas de gás e as paredes tornam-se mais frequentes, e, assim, a pressão aumenta. Essa relação entre a pressão e o volume foi observada pela primeira vez por Robert Boyle, no ano de 1600, e pode ser expressa pela equação da lei de gases de Boyle: P1V1 = P2V2. Em que P representa pressão e V representa volume. A lei de Boyle diz que, se o volume de gás é reduzido, a pressão aumenta. Se o volume aumenta, a pressão diminui.
Expansão passiva de alvéolos
Os alvéolos não são capazes de se expandir por si mesmos. Eles só se expandem passivamente em resposta a um aumento da pressão distensora através da parede alveolar. Esse aumento do gradiente de pressão transmural, gerado pelos músculos da inspiração, abre ainda mais os alvéolos altamente distensíveis e, assim, diminui a pressão alveolar. O gradiente de pressão transmural é convencionalmente calculado subtraindo a pressão externa (neste caso, a pressão intrapleural) da pressão interna (neste caso, a pressão alveolar).
