O
estudo mecânico do sistema respiratório implica na análise de suas propriedades
estáticas e dinâmicas, bem como dos movimentos responsáveis pela ventilação
pulmonar.
Para
que opere adequadamente, o sistema respiratório requer que tanto as trocas
gasosas alvéolo-capilares quanto a ventilação alveolar ocorram dentro de
estreitos limites. Para tanto, as propriedades elásticas (estáticas) e não
elásticas (dinâmicas) dos pulmões devem necessariamente estar preservadas.
Mecanismos de compensação usualmente operam para garantir que a maioria dos
alvéolos recebam uma ventilação apropriada para o nível de perfusão; entretanto,
mesmo em pulmões normais, algum gás é perdido porque ventila alvéolos pouco
perfundidos. Do mesmo modo uma pequena porcentagem de sangue é imperfeitamente
oxigenado, pois perfunde alvéolos pobremente ventilados.
As
propriedades fundamentais do sistema respiratório
podem ser estáticas ou
dinâmicas. As propriedades estáticas dos
pulmões correspondem a características do sistema que independem da atividade
humana, ou seja, estão presentes tanto no vivo quanto no morto. Estas
propriedades são também conhecidas como propriedades
passivas ou elásticas do sistema.
Já as
propriedades dinâmicas correspondem a
características que só ocorre nos vivos: fluxo aéreos, compressão dinâmica das
vias aéreas, complacência dependente da freqüência, etc.
Uma
mudança em propriedades mecânicas pode ser a característica fisiopatológica
principal da enfermidade de um paciente (por exemplo, um aumento na resistência
aérea durante um episódio de asma aguda). Por outro lado, uma mudança nas
propriedades mecânicas do sistema respiratório simplesmente podem ser uma
manifestação de uma doença de multifacetada na qual troca de gás, fluxo de
sangue pulmonar, e outros processos fisiológicos também são afetadas (por
exemplo, insuficiência cardíaca congestiva ou fibrose pulmonar).
A
ventilação pulmonar consiste no fluxo de ar para dentro e para fora dos pulmões
a cada ciclo respiratório, que é composto de inspiração e expiração; é um
processo que ocorre em conseqüência da força gerada pelos músculos
respiratórios, que operam como uma bomba aerodinâmica.
De
fato, para realizar captação de oxigênio e eliminação de gás carbônico, uma
provisão fresca de gás deve ser trazida repetidamente às unidades de troca
gasosa (alvéolos) pela bomba respiratória. Uma compreensão do mecanismo de bomba
requer vários considerações, entre as quais destacamos:
1.
Os músculos respiratórios
Trabalho deve ser feito no sistema respiratório para produzir fluxo de gás. Os
músculos respiratórios são responsáveis para executar este trabalho.
2.
As propriedades elásticas do pulmão e da parede do tórax
(propriedades elástico-resistivas, ou
estáticas, do sistema)
O pulmão e parede do tórax são
estruturas distensíveis, e as suas características mecânicas são determinantes
importantes dos volumes movidos e das taxas de corrente de ar alcançadas.
3.
As propriedades fluxo-resistivas das vias aéreas,
parênquima pulmonar e parede do tórax
(propriedades dinâmicas do sistema)
A resistência inspiratória e
expiratória para uma corrente de ar apresenta um papel crítico, determinando
ambos o nível de Ventilação e seu padrão. As propriedades elástico e fluxo-resistivas da bomba constituem a impedância do sistema respiratório.
4.
A heterogeneidade de Ventilação
Ventilação não é uniforme ao longo do pulmão,
até mesmo em assuntos saudáveis. Uma compreensão deste desuniformidade está
baseado em conhecimento da interação de uma variedade de operação de forças
mecânica no sistema respiratório.
5.
O trabalho da respiração
O trabalho executado pelos músculos respiratórios é
determinado pela mudança em volume da caixa torácica, que acontece com cada
respiração e as pressões geradas.
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