como o ar entra e sai respiraÇÃo interna dos pulmões · 09/04/2010 1 volumes e capacidades...
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Volumes e capacidades pulmonares
Ventilação
RESPIRAÇÃO
Dividida em duas categorias
1.Respiração Interna2.Respiração Externa
RESPIRAÇÃO EXTERNA
• Processo mecânico especializado
• Respiração extra-celular
• 2 passos: Inspiração e Expiração
• Processo bioquímico intracelular
• Também chamada respiração tecidual oucelular
• Ocorre através da Glicólise, ciclo de Krebse cadeia de transporte elétrons.
RESPIRAÇÃO INTERNAComo o ar entra e sai
dos pulmões ?
Ventilação Pulmonar
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Ciclo respiratório
Inspiração Expiração
Troca gasosa
MecanismoInspiração1. diafragma contrai, movendo-se caudalmente
contração intercostais externos + internos (porção intercartilaginosa – paraesternais) + escalenos + ECM
Expansão volumétrica da parede torácica (tórax + abdômen)
Pressão intratorácica ↓ → favorecendo o movimento de ar oxigenado para dentro dos pulmões
• Troca gasosa:
– O gás se move P maiorà P menor
– Troca gasosa de O2 e CO2 ocorre namembrana alvéolo-capilar via processo dedifusão.
MecanismoExpiração:1.Musculatura inspiratória relaxa
Qaundo ative - compressão da parede torácica,
reduzindo seu volume
Mecanismo
Pressão intratorácica ↑ → o movimento de ar para fora dos pulmões
Figure 42.24 Negative pressure breathing
Pmus
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Sinergismo Diafragma/AbdominaisDiagfragma Crural – T9 – Diafragma Costal
Ventilação
Volume Gasoso
Geração das vias aéreas
0 4 8 12 14 16 …23 a 27
Espaço morto anatômico – Viasaéreas condutoras que não desempenhamfunção de troca gasosa pulmonar.
Espaço morto fisiológico –Regiões que desempenham função detroca gasosa porém possuem fluxosanguíneo desigual em relação à ventilação+ EM anatômico.
Zonas Condutoras e Zonas respiratórias
VE = f x VT
Fisiologia RespiratóriaVentilação
VTOTAL= 150 x 15 = 2.250 ml
VC = 150mlf = 15
VEM= 30 x 15 = 450 ml
VA= (150-30) x 15 = 1.800 mlVentilação EM = 20 a 30% do VE
VA = VCO2
PaCO2
x K
Logo, se a produção de CO2 mantiver inalterada e a ventilação alveolar reduzir pela metade a PaCO2 duplicará.
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Hipocapnia
HipercapniaHipoventilação
Hiperventilação
Ventilação e o metabolismo
Volumes e capacidades pulmonares
Ventilometria
Ventilometria
• Parâmetros avaliados:– CV (capacidade vital)
– VC (volume corrente)
– VE (volume minuto)
– CI (capacidade inspiratória)
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Indicações Práticas
• PO de Cirurgia Cardíaca
• PO de Cirurgia Abdominal
• Doenças neuromusculares
PerfusãoResistências
• RVS=(PVEm – PAD)/DC
=(100-2)/5 = 19,6
• RVP=(PVDm – PAE)/DC
=(18-5)/5 = 2,6
Gravidade e Perfusão
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Diferenças regionais de PVP Fisiologia RespiratóriaPerfusão
Fisiologia RespiratóriaPerfusão
Fisiologia RespiratóriaPerfusão
Fisiologia RespiratóriaPerfusão Vasoconstrição Hipóxica
• Ocorre com queda da PAO2.
• Desvia o fluxo sanguíneo para regiões bem ventiladas.
• “Defesa” ventilatória pulmonar.• Mantém a relação ventilação perfusão.
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DifusãoDifusãoRepouso Exercício
0,75s 0,25sSimilar ao tempo necessáriopara completar a trocagasosa
Pico do exercício: o equilíbrio difusivo pode ou não estarcompleto ⇒ tempo disponível < tempo necessário para atroca gasosa.
+ treinado ∆ > DC e < tempo de trânsito da célula vermelha
incompleto equilíbrio de difusão (PaO2 < PAO2)
Lei de Difusão de FickLei de Difusão de Fick
• V = volume de gás que se difunde através da membrana/tempo
• A = área disponível para difusão
• T = espessura da membrana
• (P1-P2) = ≠ P parcial do gás através da membrana
• d = coeficiente de difusão (relacionado à solubilidade do gás dentroda membrana e com a raiz quadrada do peso molecular do gás)
V = Ad (P1-P2)T
Difusão de um gás de uma região para outra através de uma barreira. A lei de Fick dadifusão descreve os fatores que influenciam o ritmo de difusão do gás de uma regiãocom pressão parcial alta para uma região com pressão mais baixa.
Leff & Schumacker – Fisiologia Respiratória: Fundamentos e Aplicações, 1996
Taxa de difusão
Será mais rápida quanto:
(i) mais ampla a área de contato alvéolo-capilar(ii) menor a espessura da barreira da barreira
tissular-plasmática(iii) mais rápida a taxa de reação com a Hb(iv) maior o volume de sangue capilar circulante
Capacidade de difusão pulmonar no exercício
DL ↑ por ampliação da área totalda membrana alvéolo-capilar –distensão.
↑ perfusão apical + recrutamentode novos leitos capilares
Difusão de O2 e CO2
• Possuem alta solubilidade no sangue• Porém, baixa da barreira alvéolo-capilar• O equilíbrio ocorre em 0,25s dos 0,75s de
contato com o alvéolo.• Apesar do CO2 ter maior coeficiente de
difusão, possui menor solubilidade.• Os dois gases se difundem com a mesma
velocidade.
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Desequilíbrio V/QDesequilíbrio V/Q
É o termo usado para descrever o grau
na qual a ventilação e o fluxo sanguíneo não
são similarmente distribuídos para a mesmo
unidade funcional pulmonar.
Desequilíbrio V/QDesequilíbrio V/Q
Compensação
Quando a PaO2 está baixa por desequilíbrio V/Q, ostecidos ainda tentam extrair a quantidade necessária de O2 dosangue hipoxêmico ⇒ ↓ PVO2 (sangue venoso misto maisdepletado de oxigênio).
SvO2 - ainda contém 75% do O2 presente no sanguearterial, portanto quedas na PVO2 podem ser toleradas.
Relação V/Q Fisiologia RespiratóriaRelação V/Q
Fisiologia RespiratóriaRelação V/Q
Fisiologia RespiratóriaRelação V/Q
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Gasometria
Dosagem dos gases do sangue arterial
A – indicações
1. Verificar anormalidades nas trocas gasosas em pctes com dispnéiade início súbito
2. Para excluir hipoxemia, hipercapnia ou distúrbios do equilíbrio ácido-básico como fatores desencadeantes de mudanças no estado mental econtrole ventilatório.
3. Para documentar insuf. resp. em pctes com ↓ da função pulmonar eavaliar sua gravidade.
4. Para monitorizar a mudanças na oxigenação e na ventilação empacientes em VM, controlar a retirada da assistência ventilatória.
5. Como um procedimento de avaliação pré-operatória em pctes de altorisco.
Regulação dos ácidos sangüíneos
CO2 + H2O ↔ H2 CO3 ↔ HCO3 + H+
ácidos voláteis ácidos não-voláteis
De um lado os pulmões eliminam o CO2, quepotencialmente equivale ao H2CO3; de outro, os rinseliminam os ácidos não-voláteis e cumprem a função deconservar e regenerar o HCO3
Ácidos - substâncias que tendem a doar íons hidrogênioBase - substâncias que tendem a remover íons hidrogênio
Tampões - Uma substância que previne alteraçõesextremas na concentração do íon hidrogênio livre dentrode uma solução.
Os tampões impedem alterações bruscas na [H+] (pH), masa regulação da acidez depende, em última análise, dasfunções RENAL E PULMONAR.
Terminologia
pH ou [H+] é determinado pela relação BICARBONATOe PaCO2 e não pela [ ] absoluta de qualquer um deles.
Equação de Henderson-Hasselbach
pH = 6,1 + log HCO3
PCO2 x 0,03
As anormalidades do equilíbrio ácido-básico podem se iniciar por alterações na [HCO3] ou da [PCO2]
que iniciam pelo ↑ ou pela ↓ da PCO2
que iniciam pelo ↑ ou pela ↓ do HCO3
Quando as respostas compensadoras não atingirem a previsão,
teremos distúrbios mistos ou agudos.
Anormalidade 1a Resposta 2a
acidose hipoventilação / ↑↑↑ PaCO2 ↑↑ HCO3
alcalose hiperventilação /↓↓↓ PaCO2 ↓↓ HCO3
Distúrbio Respiratório
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Quando as respostas compensadoras não atingirem a previsão,
teremos distúrbios mistos ou agudos
Anormalidade 1a Resposta 2a
acidose ↓↓↓ HCO3 ou ↑↑↑ H+ ↓↓ PaCO2
alcalose ↑↑↑ HCO3 ou ↓↓↓ H+ ↑↑ PaCO2
Distúrbio MetabólicoOs aparelhos de gasometria medem, através de
eletrodos especiais: pH, PaCO2 e PaO2.
O HCO3 é fornecido por cálculo, tendo como base aequação de Henderson-Hasselbach.
O CO2 total também é calculado:CO2 livre + CO2 combinado = (0,03 x PaCO2) + HCO3
o excesso de base é calculado por nomograma, sendonúmero de miliequivalentes de ácido ou base necessáriospara titular um litro de sangue com pH 7,4 a 37oC com umPaCO2 de 40 mmHg.
A SaO2 é lida em tabelas onde as entradas são o pH ePaO2.
Parâmetros Valores normaispH 7,35 - 7,45
PaO2 80 - 90 mm HgPaCO2 35 - 45 mm Hg
CO2total 23 - 27 mm/LHCO3 22 - 28 mEq/LSaO2 95 - 98 %
BE 0 ± 4 mEq/L
Os resultados do bicarbonato e BE não são dosados. São calculados.
Análise passo a passo:
• 1 passo – o pH
• 2 passo – Definir o DAB, isto é, avaliar o PaCO2 e o HCO-
• 3 passo – observar sinais de compensação
• 4 passo – valiar a oxigenação a partir da PaO2 e da SpO2
Ex. 1:
pH = 7,50
PaCO2 = 47 mmHg
HCO3 = 38 mEq/mL
Distúrbio do metabolismo ácido-base que se iniciapelo ↑ HCO3
↑ HCO3 eleva a relação HCO3/ PaCO2 ⇒ ↑ pH
Etiologia: perda de HCl devido ao vômito, aspiraçãogástrica, diarréia congênita do lactente.
Quadro clínico: alcalemia deprime o centrorespiratório e a resposta aos quimiorreceptores; ↑ daexcitabilidade neuromuscular → tetania, convulsões (sealcalose grave).
Alcalose Metabólica
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Resposta: redução da resposta ventilatória comconseqüente retenção de CO2.
Alcalose Metabólica
pH PaCO2 HCO3 BE
aguda ↑ N ↑↑↑ ↑↑↑
subaguda ↑ ↑↑ ↑↑↑ ↑↑↑
crônica N ↑↑ ↑↑↑ ↑↑↑
Alcalose Metabólica
Resposta: redução da ventilação para reter CO2
O mecanismo compensatório para a alcalosemetabólica é uma redução no trabalho ventilatório(hipoventilação alveolar compensatória). Estacompensação pode ser grave o suficiente paracausar hipoxemia.
Ex. 2:
pH = 7,32
PaCO2 = 50 mmHg
HCO3 = 33 mEq/mL
Distúrbio do metabolismo ácido-base que se iniciapelo ↑ PaCO2, ou seja, hipercapnia.
Esse processo é equivalente à retenção do ácidoforte (H2CO3)
etiologia:
→ aguda
→ crônica
Acidose Respiratória
→ Aguda: causas pulmonares e não pulmonares
(1) depressão do SNC
(2) fraqueza dos músculos respiratórios
(3) obstrução das vias aéreas superiores
(4) doença pulmonar primária (DPOC, edema pulmonargrave, mal asmático)
(5) alterações da parede torácica
(6) ventilação mecânica
→ Crônica: conseqüente à hipoventilação
Acidose RespiratóriaResposta: retenção de CO2 e acidose altera o limiar
renal e promove a retenção de HCO3 (nível máximo decompensação 5-7 dias)
Acidose Respiratória
pH PaCO2 HCO3 BE
aguda ↓ ↑↑↑ N N
subaguda ↓ ↑↑↑ ↑↑ ↑↑
crônica N ↑↑↑ ↑↑ ↑↑
Obs: na hipoventilação aguda, HCO3 eleva-se 1mEq/L para cada 10 mmHg de elevação de CO2
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Ex. 3:
pH = 7,49
PaCO2 = 28 mmHg
HCO3 = 20 mEq/mL
Distúrbio do metabolismo ácido-base que se iniciapela ↓ PaCO2, ou seja, hipocapnia.
Etiologia: devido à hiperventilação anormal hipóxica
→ aguda: pneumonia, asma, edema pulmonar
→ crônica: fibrose pulmonar, cardiopatia
Exercício físico vigoroso, sepse, gravidez, estímulo aocentro respiratório (ansiedade, febre, d. cerebral - tumor,encefalite, etc), hiperventilação mecânica
Alcalose Respiratória
Resposta: os rins começam a excretar mais íonsbicarbonato.
Alcalose Respiratória
pH PaCO2 HCO3 BE
aguda ↑ ↓↓↓ N N
subaguda ↑ ↓↓↓ ↓↓ ↓↓
crônica N ↓↓↓ ↓↓ ↓↓
Ex. 4:
pH = 7,31
PaCO2 = 32 mmHg
HCO3 = 16 mEq/mL
Distúrbio do metabolismo ácido-base que se iniciapela ↓ HCO3 (quando há excesso de íons hidrogênio,como na cetoacidose diabética ⇒ H+ + HCO3 ⇒ H2CO3)
↓ HCO3 reduz a relação HCO3/ PaCO2 ⇒ ↓ pH
Etiologia: acidose diabética, febre alta, convulsões,coma hepático, acidose láctica.
Quadro clínico: hiperventilação, esturpor, coma,vasodilatação periférica, ↓ contratilidade cardíaca.
Essas alterações podem levar à insuf. Cardíaca, hipotensão e marcada reduçãoda perfusão tecidual
Acidose Metabólica Acidose Metabólica
Resposta: aumento da ventilação para eliminar CO2
Deve-se prestar atenção à capacidade dopaciente em compensar pelo aumento do trabalhoventilatório. Uma falta de reserva ventilatóriaadequada ou fadiga repentina poderá fazer aacidose mais ameaçante à vida
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Ex. 6:
pH = 7,16
PaCO2 = 56 mmHg
HCO3 = 16 mEq/mL
Ex. 7:
pH = 7,75
PaCO2 = 21 mmHg
HCO3 = 35 mEq/mL
Distúrbios mistos
Mais de um distúrbio do equilíbrio ácido-básico podeestar presente simultaneamente, em particular empacientes graves.
Em geral, em um distúrbio misto, o estado do pHnormalmente indica a disfunção dominante.
Se o pH for menor do que 7,40 em presença dePaCO2 elevada ⇒ distúrbio primário é mais provavelmenterespiratório
Distúrbios mistos
em presença de PaCO2 elevada
pH < 7,40 ⇒ distúrbio primário é mais provavelmenterespiratório
pH > 7,40 ⇒ distúrbio primário é mais provavelmentemetabólico
Distúrbios mistos
em presença de PaCO2 baixa
pH > 7,40 ⇒ distúrbio primário é mais provavelmenterespiratório
pH < 7,40 ⇒ distúrbio primário é mais provavelmentemetabólico
• Com exceção dos distúrbios leves, aresposta compensatória raramente écapaz de corrigir totalmente o pH para afaixa normal; ou seja, a respostacompensatória, na maioria das vezes, écapaz apenas de evitar uma grandevariação do pH, provavelmente fatalpara o paciente.
Resposta compensatória esperada
• Acidose metabólica:– PaCO2 esperada = (1,5 x HCO3
-) + 8
• Alcalose metabólica:– PaCO2 esperada = 15 + HCO3
-
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Ex. 8:
pH = 7,13
PaCO2 = 32 mmHg
HCO3 = 12 mEq/mL
Exercícios
1 2 3 4 5 6 7pH 7,26 7,52 7,60 7,44 7,38 7,20 7,56PaCO2 56 28 55 24 76 25 44HCO3 24 22 51 16 42 9 38BE -4 +1 +26 -6 +14 -17 +14
Acid. respAlcal. respAlcal. Metab.- MistaNormal – Alc resp. – Acid.mtNormal Acid resp – Alc Met.Acid Meta. - Acid mistaAlc. Meta – Alc mista
Fisiologia RespiratóriaMecânica Estática
Fisiologia RespiratóriaMecânica Estática
Mecanismos das terapias de Expansão pulmonar:
Ptp = Palv – Ppl
---
---
- --
---
++
+
++
++
+
+
++
+
BS – EI - PMR EPAP – CPAP - RPPI
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Fisiologia RespiratóriaMecânica Estática
Fisiologia RespiratóriaMecânica Estática
Pmus = Pel + Pres
Terapias DB
Aspiração traqueal
Broncodilatadores
Terapias de reexpansão
Recrutamento/Posicionamento
Função cardíaca e controle hídrico
Terapia Nutricional
Treinamento muscular
Fisiologia RespiratóriaMecânica Estática
Fisiologia RespiratóriaMecânica Dinâmica
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Fisiologia RespiratóriaMecânica Dinâmica
Apesar do diâmetro de cada viaaérea ser menor na direção da periferiapulmonar, o número de vias aéreas aumenta.Conseqüentemente, a área total de cortetransversal das vias aéreas aumentaacentuadamente em direção aos alvéolos e avelocidade dos gases diminui.
Leff & Schumacker – Fisiologia Respiratória: Fundamentos e Aplicações, 1996
Fisiologia RespiratóriaMecânica Dinâmica
Fisiologia RespiratóriaMecânica Dinâmica
EPAP e os pontos de igual pressão
-5
0 0 0
Pré - inspiração
5
Inspiração
-7
-2 -1
+6
Término da insp.
-8
0 0
+8
Expiração
20
2812
-8
Expiração com EPAP
20
38 22 20
2
EPAP 10cmH2O
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