Fisiopatologia da insuficiência respiratória

a função primordial do sistema respiratório é captar oxigênio e remover dióxido de carbono e condições que levam a incapacidade ou diminuição destes processos ocorrerem são chamados de insuficiência respiratória É necessário compreender conceitos fisiológicos cruciais antes de abordarmos o tema da insuficiência o volume de ar que inalamos a cada ciclo respiratório é chamado de volume corrente e é de cerca de 500 ml no entanto nem todo esse volume de ar para a parte das trocas gasosas uma vez que o ar vai ocupar regiões que não realizam esse processo como traqueia e brônquios Esse é o chamado

espaço morto anatômico cerca de 150 ml de ar ocupa essa região e portanto não participa das trocas gasosas dos 350 ml nem todo vai também participar das trocas isso ocorre pois nem todos os alvéolos pulmonares são adequadamente perfundidos apesar de estarem sendo ventilados assim o ar chega aos alvéolos mas como não está sendo suprido por sangue não há perfusão e assim não há como haver trocas este compreende o espaço morto ao violar a soma do espaço morto anatômico e alveolar é o espaço morto fisiológico o local onde ocorre as trocas gasosas são os alvéolos pulmonares

os gases se difundem entre o alvéolo e os capilares sanguíneos veja que o oxigênio se difundido ao alvéolo em direção ao vaso e o CO2 faz o caminho inverso se difundindo do vaso em direção ao verbo para que possam se difundir precisam atravessar um conjunto de estruturas chamada de membrana respira apesar de formada por diversas estruturas como ilustrada na imagem a espessura é muito pequena com média de 0,6 micrômetros a área total de membrana respiratória em um homem adulto é de cerca de 70 metros quadrados o que equivale a uma sala de 10 vezes 7

metros a quantidade total de sangue nos capilares pulmonares é de 60 a 140 ml Agora imagina espalhar esse volume de sangue por uma sala de 70 metros quadrados a espessura seria mínima e é isso que permite as trocas gasosas antes de falarmos como os gases se difundem através do alvéolo é necessário entendermos as suas concentrações isso se dá através da equação dos gases alveolares nesta equação os seguintes parâmetros precisam ser considerados a fração inspirada de oxigênio a pressão atmosférica a pressão de vapor de água a temperatura corporal de 37 graus a pressão parcial de dióxido

de carbono arterial e o quociente respiratório ao nível do mar os valores de cada um dos parâmetros é dado a seguir o quociente respiratório é a razão entre a taxa de eliminação do CO2 pelo organismo e a taxa de captação de oxigênio ou seja podemos perceber que mais moléculas de oxigênio entram na circulação do que o CO2 é eliminado isso varia de acordo com a taxa metabólica e com a dieta do indivíduo mas de forma geral é considerado 0,8 para entendermos o que é a pressão de vapor Imagine que você pegue uma garrafa e enche

de água de início todas as moléculas de água estão no estado líquido no entanto com o tempo a gente começam é evaporar como os gases ocupam um espaço maior a pressão dentro da garrafa também aumenta o aumento da pressão fará com que um dado momento algumas moléculas do vapor sejam novamente condensadas em água na mesma proporção em que moléculas da água estão indo para o estado gasoso ou seja atingiu-se um estado de equilíbrio dinâmico onde a evaporação de água e a condensação se equivalem a pressão necessária para igualar esses dois eventos é a pressão de

vapor assim a equação dos gases alveolares é dada por pressão parcial de oxigênio é igual a fração inspirada de oxigênio vezes pressão atmosférica menos a pressão de vapor da água menos a pressão parcial do CO2 dividido pelo quociente respiratório colocando os valores na equação temos que a pressão parcial de oxigênio é de 99,7 mm de mercúrio geralmente arredondada para 100 mm de mercúrio a uma certa variação na literatura mas todos digo em torno desse valor no sangue venoso que chega aos pulmões para ser oxigenado a pressão parcial de oxigênio é de 40 mm de mercúrio

portanto a diferença de concentração do sangue para o alvéolo o delta p é de 60 MM de mercúrio a pressão parcial do CO2 no sangue venoso é de aproximadamente 40 mm de mercúrio no alvéolo a pressão parcial é muito similar uma vez que o coeficiente de difusão do CO2 é 20 vezes maior do que o do oxigênio assim os valores do sangue e dos alvéolos são muito próximos os dados da literatura vale um para um valor de Delta P entre 0 e 5 mm de mercúrio assim que o passa pela rede capilar a pressão parcial

de oxigênio é muito próximo de 100 mm de mercúrio já que captou o oxigênio dos alvéolos a quatro fatores que interferem na difusão dos gases através da membrana respiratória que em conjunto são conhecidas como leifique a espessura da membrana sendo a difusão inversamente proporcional aresta ou seja quanto mais espessa menor de fusão a área de superfície da membrana quanto maior a área maior de fusão o coeficiente de difusão do gás através da membrana quanto maior forético eficiente de difusão mais facilmente o gás atravessa a membrana respiratória e a diferença de pressão parcial do gás entre

os lados da membrana quanto maior for a diferença maior a difusão os valores de pressão parcial dos gases geralmente são Dados Nas questões envolvendo Então não é necessário preocupação de como obter os valores mas para fins de conhecimento é obtido através da razão entre a concentração do gás dissolvido e o coeficiente de solubilidade a duas formas de como calcular a taxa de difusão de um gás através da membrana respiratória nesta fórmula vemos uma delas a chamada de taxa de difusão onde Delta p é a diferença da pressão parcial do gás multiplicada pela área multiplicada pela

solubilidade sobre a distância multiplicada pela raiz quadrada do Peso molecular mas como coeficiente ele é difusão é dado por solubilidade sobre a raiz quadrada do piso molecular se soubermos este valor podemos colocá-lo diretamente na fórmula e retirar estes valores da equação tornando a mais simples assim a difusão seria Delta da pressão parcial do gás vezes a área vezes o coeficiente de difusão sobre a distância antes de continuarmos se faz necessário Uma Breve explicação de outro conceito crucial para entender as insuficiências respiratórias a relação a ventilação perfusão também chamada de relação VQ idealmente o oxigênio proveniente

da ventilação deveria ser o suficiente para saturar o sangue completamente em um adulto saudável um litro de sangue pode carrear 200 ml de oxigênio um litro de ar seco possui aproximadamente 210 ml de oxigênio nessas condições a relação a ventilação perfusão deveria ser de 0,95 se formos considerar o ar umidificado ou seja apresentando vapor de água e assim carregando menos oxigênio a relação ventilação perfusão em torno de um ou seja o mesmo volume de ar e sangue devem passar pelos alvéolos para garantir em 100% de saturação do oxigênio o valor real nos pulmões é de

aproximadamente 0,8 sendo esta relação maior no Ápice pulmonar e Menor nas bases em um indivíduo em posição ortostática tanto o fluxo sanguíneo como a ventilação são menores no Ápice pulmonar no entanto o fluxo sanguíneo é consideravelmente menor que a ventilação alveolar ou seja na região superior dos pulmões áreas que estão sendo ventiladas mas não estão sendo perseguidas formando assim espaço morto fisiológico a relação VQ na parte superior chega a ser duas vezes e meia maior que o ideal já nas bases pulmonares ventilação em relação ao fluxo sanguíneo e assim uma pequena parte do sangue Deixa

de ser oxigenado O que representa um xant fisiológico a principal causa desta variação é a gravidade e por isso a relação ventilação perfusão varia de acordo com a posição muitas bibliografias consideram a relação VQ Ideal com o valor de um então para fins explicativos vamos adotar esta classificação em condições normais como mostrado pela equação dos gases alveolares a pressão parcial de O2 ou violar é de aproximadamente 100 milímetros de mercúrio ficando entre a doar inspirado que é de aproximadamente 149 MM de mercúrio e a do sangue venoso que é de 40 mm de mercúrio já

do CO2 é de cerca de 40 mm de mercúrio clicando entre a pressão do ar at hebraico que é zero e a pressão do sangue venoso que é 45 considerar dois cenários nos ajuda a compreender o que vai acontecer nos casos de alteração da relação VQ Imagine que a ventilação alveolar seja igual a zero a relação VQ será 0 a final 0 dividido por qualquer número é zero pois alvéolos continuam recebendo aporte sanguíneo porém o ar em seu interior não é renovado afinal não há ventilação neste cenário as pressões dos gases vão se equilibrar tanto

no alvéolo como no sangue no sangue venoso a pressão parcial de O2 é de 40 mm de mercúrio e a do CO2 é de 45 MM de mercúrio portanto estas também serão as concentrações nos alvéolos ou saldo líquido de difusão se tornará zero neste caso ele retorna ao coração pobre em oxigênio O que é chamado de xant importante ressaltar que um pequeno chantil ocorre em todas as pessoas e se trata da drenagem venosa dos pulmões parte das veias que drenam o tecido pulmonar drenam para ver pulmonar fazendo com que 2% do volume de sangue que

chega ao coração vindo do pulmão seja pobre em oxigênio mas caso não haja fluxo sanguíneo nesse caso dizemos que a relação VQ é infinita já que não é possível dividir por zero já que o resultado seria infinito aí a consequência completamente diferente os gases ao atingirem um alvéolo não terão para onde se difundir afinal não está passando sangue dessa forma as expressões parciais dos gases no interior ao violar se tornam iguais ao doar atmosférico com uma pressão parcial de oxigênio de 149 MM de mercúrio e 0mm de mercúrio de CO2 Observe agora como fica no

gráfico as pressões parciais de acordo com as mudanças nas relações VQ veja as diferenças nas relações VQ = 0 normal e infinita a pressão parcial dos gases nelas mudam de acordo com os fenômenos que acabamos de ver visto todos estes aspectos fisiológicos vamos agora ver as insuficiências respiratórias de início um conceito geral é importante ser salientado se a causa da hipóxia é o mau funcionamento da membrana respiratória a tendência é que ocorre hipóxia mas não hipercapimia isso ocorre em decorrência do fato do CO2 tem um coeficiente de difusão 20 vezes maior que a do oxigênio

sendo muito menos afetado por um momento na dificuldade difusão através da membrana Além disso o centro respiratório é estimulado pela concentração de CO2 Assim caso sua concentração no sangue suba ocorrerá aumento da ventilação pulmonar corrigindo a hipercapnia mas não necessariamente corrigindo a hipóxia Claro em caso de muito graves a hipercapnia vai ocorrer caso a causa da hipótese seja aí por ventilação Aí sim poderá ocorrer hipercapnia visto que não haverá volume de ar para remover ambos os gases no entanto uma hipo ventilação menos grave poderá levar a hipóxia sem levar a hipercapnia a insuficiência respiratória do

tipo 1 ocorre quando o sistema respiratório não é capaz de suprir o corpo com a quantidade adequada de oxigênio levando ao quadro de hipóxia a pressão parcial de oxigênio é inferior a 60 MM de mercúrio os níveis de dióxido de carbono no sangue estão normais ou diminuídos estando abaixo de 50 mm de mercúrio Este é um conceito Fundamental e que é crucial para diferenciar os tipos de insuficiência vamos começar vendo as causas da insuficiência respiratória que não afetam Gradiente arterial ou violar imagine o caso de um indivíduo hipo ventilação alveolar caso aí por ventilação não

seja muito Severa ocorrerá diminuição da pressão parcial de oxigênio no sangue mas a pressão parcial do CO2 tem de não variar muito isso ocorre pois como vimos o coeficiente de difusão do CO2 é 20 vezes maior do que o do oxigênio assim uma discreta elevação do CO2 no sangue venoso faz com que este gás se difunda com rapidez para o alvéolo isso pode ser deduzido a partir da lei de fic que diz que a difusão é proporcional ao delta de pressão parcial do gás como CO2 possui alto coeficiente de difusão uma pequena elevação de sua

concentração no sangue tende a ser contrabalanceada com o aumento da difusão é preciso salientar que a hipoventilação severa causa aumento do CO2 no sangue Além disso olhando a equação dos gases alveolares podemos perceber que se os níveis da pressão parcial de CO2 se elevam a tendência é que a concentração parcial do oxigênio caia outra condição que leva a insuficiência respiratória do tipo 1 sem alteração do Gradiente arterial violar são exalta a altitudes para e pense bem quais são as condições que variam na equação dos gases em regiões de alta altitude nestes locais O ar é

mais perfeito e a concentração de oxigênio é menor o que leva a uma menor fração inspirada de oxigênio a pressão atmosférica também é menor olhando a equação temos que a diminuição destes dois fatores irá contribuir para uma menor pressão parcial do oxigênio alveolar em relação ao Gradiente alveolar arterial mais uma vez ele permanece o mesmo já a pressão parcial do oxigênio cai tanto no alvéolo como no vaso vamos ver agora as causas das insuficiências respiratórias do tipo 1 com o aumento do Gradiente alveolar arterial algumas causas possíveis para este tipo de disfunção uma das causas

pode ser problemas na difusão de gases entre os pulmões e o leito arterial Isto pode ocorrer por alguma diminuição diária disponível para as trocas pelo aumento da espessura da membrana respiratória ou pela diminuição do de trânsito do sangue pelo leito capilar pulmonar entre as causas mais comuns com a diminuição da área disponível para as trocas estão enfisema pulmonar nesta doença a perda de muitas paredes ao violares porém com espaços ventilados ao aumento do espaço morto fisiológico como a uma diminuição na área disponível para a troca de acordo com a lei de fic a difusão de

gás diminui e portanto tende a vida hipóxia como CO2 se difunde com muita facilidade de início tende a não haver hipercapnia é importante salientar que em casas mais avançadas da doença a hipercapimia irá ocorrer o aumento da espessura da membrana respiratória pode ser causada por edemas de pulmão o acúmulo de líquido no interior alveolar dificulta a difusão de gases mas afeta principalmente o oxigênio cuja capacidade mais de difusão é menor fazendo com que surja epóxi Outro exemplo é a doença pulmonar intersticial inclui uma série de distúrbios Marcados pelo aumento de células no espaço intersticial pulmonar

entre os alvéolos e vasos causando assim aumento da espessura da membrana respiratória fibrosas são outros exemplos a condição mais comum da insuficiência respiratória do tipo 2 é incompatibilidade ventilação perfusão relação VQ vamos ver algumas das Causas em caso de embolia pulmonar um vaso arterial é ocluído e o sangue deixa de chegar aos alvéolos Desta forma a ventilação mas não há perfusão a relação VQ tende ao infinito como não há perfusão a concentração dos gases alveolares é a mesma do ar atmosférico outro exemplo deste tipo de insuficiência respiratória ocorre na insuficiência cardíaca onde o músculo miocárdio

por fraco não consegue enviar sangue aos pulmões de forma adequada gerando várias regiões e por perfundidas mas há condições em que a relação VQ tende a zero quando a perfusão mas não há ventilação é por exemplo os casos da atelectasia de espaguetes alveolares colavam pneumonia e severas e edemas pulmonares severos também podem ser a causa na insuficiência respiratória do tipo 2 ocorre aumento da concentração arterial de CO2 maior ou igual a 50 mm de mercúrio com ph menor que 7,35 a concentração de CO2 no sangue é proporcional à sua produção metabólica e inversamente proporcional a

sua eliminação assim esse tipo de insuficiência está associada a incapacidade da bomba respira ou seja do pulmão realizar os ciclos respiratórios ou uma produção excessiva de CO2 sendo esta última muito incomum entre as causas de produção excessiva de CO2 estão os estados de ipega alimentação Principalmente as muito ricas em carboidratos ou estados de atividade metabólica acelerada como as febres neste caso de produção excessiva de CO2 a concentração de oxigênio estará Normal pois a origem da hipercapnia não é respiratória a falência da bomba respiratória leva uma diminuição da ventilação alveolar e é principal causa de hipercapimia

nos casos de falência de bomba a relação VQ tem de Zero entre as condições que levam a diminuição da função da bomba respiratória e consequentemente em insuficiência respiratória do tipo 2 gestão depressão do sistema nervoso Central causada por diferentes substâncias como álcool benzodiazepínicos e opióides doenças do sistema nervoso que afetam o centro da respiração também pode ser a causa como tumores encefalites e acidentes vasculares alteração na transmissão neuromuscular O que leva a insuficiência do diafragma e a consequente diminuição da ventilação alveolar entre as condições que podem levar a isso estão o botulismo esclerose lateral amiotrófica

síndrome de guillain-barré em astenia graves envenenamentos por organofosurados e lesão medular a poliomielite já foi uma causa muito comum para este tipo de insuficiência no entanto está erradicada na maior parte do planeta no enfisema pulmonar avançado como o ar fica aprigerado no interior dos pulmões a movimentação do tórax fica muito limitada devido à interinsuflação pulmonar dificultando muito a ventilação uma vez que o ar entra Mas sai com muita dificuldade a insuficiência também pode se dar por alterações torácicas como sempre escoliose ou obesidade e fraturas estas alterações dificultam a movimentação da caixa torácica levando aí por

ventilação a também as condições que afetam a capacidade de contraste dos músculos e que pode afetar o diafragma com mais atrofias difusas e distrofias musculares repara que nesse exemplo o problema é diretamente no músculo e não na transmissão dermocular outro fato que pode levar a insuficiência respiratória do tipo 2 é o aumento do espaço morto sendo um exemplo ataque apneia algumas literaturas classificam as insuficiências do tipo 3 e 4 tipo 3 é a sociedade ela é chamada de insuficiência respiratória pega operatória a insuficiência respiratória do tipo 4 ocorre em decorrência da hipoperfusão decorrente da atividade

excessiva dos músculos respiratórios O que leva a hipoperfusão cardíaca e potencial choque cardiogênico Obrigado por assistir o vídeo e até a próxima