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Resumo sobre Propriedades Mecânicas do Pulmão e da Parede Torácica | Colunistas

Resumo sobre Propriedades Mecânicas do Pulmão e da Parede Torácica | Colunistas

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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.
Fonte: https://www.kenhub.com/pt/library/anatomia/anatomia-da-respiracao. Imagem 1: Esquema ilustrativo da Inspiração.
  • 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.
Fonte: https://www.kenhub.com/pt/library/anatomia/anatomia-da-respiracao. Imagem 2: Esquema ilustrativo da Expiração.

 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).      

Fonte: https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwjtm7_rho3xAhV2JrkGHYwiCIYQFjABegQIBRAD&url=https%3A%2F%2Fedisciplinas.usp.br%2Fmod%2Fresource%2Fview.php%3Fid%3D3210513&usg=AOvVaw1ylKMRDLLWcgwdV_f-CJsR Imagem 3: Esquema ilustrativo dos volumes e capacidades pulmonares.
  • 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.

 Fonte: https://www.ufjf.br/laura_leite/files/2019/03/Mec%c3%a2nica-Respirat%c3%b3ria2.pdf. Imagem 4: Esquema ilustrativo da inclinação da curva volume x pressão.

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

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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. https://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. https://www.kenhub.com/pt/library/anatomia/anatomia-da-respiracao

UCB. Apostila de ventilação mecânica. Acesso em: 11 junho 2021. http://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. http://petdocs.ufc.br/index_artigo_id_315_desc_Pneumologia_pagina__subtopico_46_busca

UFJF. Fisiologia Respiratoria. 2019. Acesso em: 10 junho 2021. https://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

Susan Standring: Gray’s Anatomy: The Anatomical Basis of Clinical Practice, 41st edition, Elsevier

Guyton and Hall: Textbook of Medical Physiology, 13th edition, Elsevier

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