Os diferentes processos serão estudados no Curso de
Fisiopatologia Aplicada em 4 etapas, a saber:
[1] Anatomia do Sistema (macroscópica e microscópica)
[2] Mecânica Respiratória (a biofísica do sistema)
[3] Trocas Gasosas (entre gás alveolar e sangue capilar pulmonar)
[4] Transporte de gases respiratórios e controle da respiração
A
área de superfície para troca gasosa aumenta em função das necessidades metabólicas. A área de superfície alveolar total em adulto
médio corresponde a 80 m2, um valor 40 vezes maior que a superfície da pele, que também
está em contato com o meio ambiente.
Os
sistemas cardiovascular e respiratório funcionam de modo integrado fornecendo
uma quantidade adequada de sangue arterializado a cada momento à totalidade dos
tecidos corporais. Isso ocorre em ao menos 4 etapas:
1)
sangue venoso misto, contendo pouco oxigênio e muito gás carbônico, é bombeado
para os pulmões;
2)
o sangue venoso misto que flui através dos capilares pulmonares sofre
hematose, ou seja, recebe oxigênio do gás alveolar e perde CO2, via
trocas gasosas alvéolo-capilares;
3)
tornando-se arterializado, esse sangue é distribuído para todos os tecidos
corporais na exata medida das suas necessidades;
4)
a troca de O2 e CO2 ocorre entre o sangue contido nos
capilares sistêmicos e as células teciduais.
A
primeira, terceira e quarta etapas desse processo correspondem às funções
principais do sistema cardiovascular, enquanto que a segunda etapa é a função
principal do sistema respiratório.
A
função ventilatória do pulmão consiste em manter uma constante e ótima pressão
parcial de oxigênio e gás carbônico nos alvéolos pulmonares e, assim, garantir
boa função respiratória para o sistema como um todo.
A
ventilação pulmonar é um processo dinâmico de inspiração seguida de expiração,
pela qual ar fresco penetra nos alvéolos, renovando o ar aí contido. Durante o
funcionamento do sistema respiratório, ar e sangue venoso sistêmico percorrem
juntos o parênquima pulmonar, separados apenas pela membrana alvéolo-capilar.
Os
alvéolos são ventilados durante cada ciclo respiratório pela parte do volume
corrente que consegue atravessar a zona do espaço-morto anatômico; em adultos
normais, esse volume de ar alveolar corresponde a cerca de 4 L/min, sendo 350 ml
em cada inspiração.
De fato, um volume mínimo de 4 litros por minuto é necessário
para que ocorra a perfeita hematose dos 5 litros de sangue venoso misto bombeado
pelo coração direito para os capilares pulmonares. Essa ventilação alveolar é
usualmente obtida com um volume minuto respiratório de 6 litros por minuto, pois
1/3 (2 litros) ventilam as vias aéreas condutoras, que são regiões de
espaço-morto anatômico.
Tal volume de ar alveolar é acrescentado ao ar já
existente no pulmão, correspondendo a cerca de 3500 ml (ao nível da capacidade
residual funcional).
Portanto, a cada inspiração normal, são renovados
apenas 10% do gás alveolar, o que garante estabilidade nas tensões parciais dos
gases respiratórios.
Além
de ter um volume mínimo de 4 litros por minuto, a ventilação alveolar deve ser
dividida proporcionalmente a cada um e todos os 300 milhões de alvéolos. A
distribuição da ventilação sofre influência da força de gravidade, e também da
desigual distribuição da resistência as vias aéreas e da complacência pulmonar.
Mesmo no pulmão normal, a distribuição da ventilação, contudo, não é uniforme.
A
cada ciclo cardíaco, os capilares pulmonares recebem cerca de 70 ml de sangue
venoso a ser arterializado, cuja distribuição ao longo dos pulmões sofre
influência da força gravitacional.
Ainda
que haja ventilação em volume e distribuição adequados, e que a difusão esteja
se processando sem problemas, a hematose requer perfeito encontro da ventilação
com a perfusão, sob pena de haver ventilação de áreas não perfundidas ou
hipoventilação de área bem perfundidas. Em ambos os casos de desequilíbrio da
relação ventilação-perfusão, pode ocorrer hipoxemia arterial que, se grave,
representa insuficiência respiratória, uma condição potencialmente fatal.
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