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Fisiologia Respiratória e
Pulmonar
Plínio Vasconcelos Maia
Liga Acadêmica de Anestesiologia e Dor
www.paulomargotto.com.br
Brasília, 19 de março de 2015
Fisiologia Pulmonar
In Galen’s descriptions, food was processed in
the gut before being used by the liver to
produce blood, which passed to the right heart.
Much of this blood flowed into the pulmonary
artery to nourish the lung, whilst the
remainder passed across invisible pores in the
inter-ventricular septum, to be com- bined with
‘pneuma’ brought from the lung via the
pulmonary vein (Figure 13.1). In the left heart,
the pneuma instilled the blood with vital spirit
that was circulated to the body and brain as
described by Erasistratus.
Fisiologia Pulmonar
Fisiologia Pulmonar
Fisiologia Pulmonar
• Período glandular: 7ª a 17ª sem:
brônquios/bronquiolos até a 15ª geração.
• Período canalicular: 17ª a 24-28ªsem:
bronquíolos respiratórios e primeiros
alvéolos
• 20ª sem: PII surfactante
• 34-36ª sem: aumento significativo dos
PII
• Período saco terminal: 24ª sem ao
nascimento: multiplicam-se os sacos
alveolares e aumento da interfase alvéolocapilar
• Período alveolar: nascimento até 8 anos de
idade.
• 20 milhões de alvéolos > 300 no adulto.
• Tamanho médio dobra
Stages of lung development. A,
Embryonic: 0 to 6 weeks. B,
Pseudoglandular: 7 to 16 weeks. C,
Canalicular: 16 to 24 weeks. D, Terminal
saccular: 24 to 40 weeks. E, Alveolarpostnatal
PVM
Fisiologia do Tórax
0,8
40
Fisiologia do Tórax
Pulmão Não
Dependente
Pulmão
Dependente
PVM
Complacência Torácica
PVM
Fisiologia do Tórax
PVM
Fisiologia Pulmonar
Fisiologia Pulmonar
• Volumes pulmonares
V
F
Fisiologia Pulmonar
• CRF: é o volume nos pulmões ao fim de uma
expiração passiva
• É determinada pelo recolhimento elástico da
parede torácica x parênquima pulmonar
CRF
The balance of inward recoil of the lung
tissue tending to collapse the lung
countered by outward recoil of the
chest wall tending to expand the lung.
The exact balance of these forces at the
end of expiration represents the
functional residual capacity (FRC) of the
lung. C, The lung volume that exists at
the end of expiration, the FRC.
Kendig and Chernick’s Disorders of the Respiratory Tract in Children , Eighth
PVM
Edition
Fisiologia Pulmonar
• CRF: 1,7 a 3,5L no adulto
• Aumentam a CRF
– O tamanho do corpo (CRF aumenta com a altura)
– Idade (CRF aumenta ligeiramente com a idade)
– Asma e DPOC
• CRF está diminuído por:
– Sexo: mulheres - 10% na
– Tônus muscular diafragmática (paralisia diafragmática
diminui CRF)
– Postura (ortostático> sentado> prono> lateral> supino)
Fisiologia Pulmonar
• O que mantém a CRF
– Tórax: arcabouço ósseo e tônus da musculatura
intercostal.
– Surfactante (fosfatidil colina)
• Mais eficiente nos alvéolos de menor raio.
– PEEP natural: fechamento das cordas vocais antes do
fim da expiração, alta resistência nasal.
– Conteúdo alveolar: oxigênio e nitrogênio
X
– Recolhimento elástico do pulmão
Fig 4 Diagram of a midsagittal section of the thorax while awake (solid lines) and while
anaesthetized (dashed lines).
Magnusson L , Spahn D R Br. J. Anaesth. 2003;91:61-72
Volume de Fechamento (VF)
• Definição: O volume de gás que permanece no
pulmão quando pequenos alvéolos e vias aéreas
em regiões dependentes do pulmão são
consideradas colapsadas.
– Ponto na expiração em que há fechamento das
pequenas via aéreas
– Aumenta com a idade e é igual a CRF no indivíduo
em decúbito dorsal aos 44 anos
– Em posição ortostática CRF=VF aos 66 anos
– Independe da posição
Volume de Fechamento (VF)
CRF
VF
CRF
Atelectasia
Desejável
PVM
Fisiologia Pulmonar
• Durante a respiração normal a inspiração requer
trabalho, ao passo que a expiração é passiva.
• O diafragma, escalenos e músculos intercostais
externos fornecem a maior parte do trabalho
durante a respiração normal.
• Aumento do trabalho da respiração:
– utilização da musculatura abdominal e músculos
intercostais internos durante a expiração
– Escalenos e esternocleidomastóideos na inspiração
Fisiologia Pulmonar
• Qual é o trabalho fisiológico da respiração?
– vencer o recolhimento elástico pulmonar
(complacência e resistência do tecido pulmonar)
– vencer a resistência ao fluxo de gás.
Fisiologia Pulmonar
PVM
PVM
Fisiologia Pulmonar
• Vasoconstrição pulmonar hipóxica (HPV) é
uma resposta local do músculo liso arterial
pulmonar que diminui o fluxo de sangue na
presença de baixa pressão de oxigênio
alveolar, ajudando a manter relações V/Q
normais desviando o sangue de para áreas
ventiladas.
Membrana hialina
Hemorragia alveolar
Infiltração neutrofílica
PVM
Vasoconstrição Pulmonar Hipóxica
Vasoconstrição Pulmonar Hipóxica
Vasoconstrição Pulmonar Hipóxica
Zonas de West
EM
(Ppa > Pintersticio > Ppv > PAlv)
Fisiologia Pulmonar
A change from upright to
supine position increases
pulmonary blood volume
by 25% to 30%, thus
increasing the size of
larger-numbered West
zones.
Fisiologia Pulmonar
• Conteúdo arterial de oxigenio
• Hb=15 e SaO2 96%
Fisiologia Pulmonar
Fisiologia Pulmonar
Fisiologia Pulmonar
HB menos saturada
devido a maior liberação
de O2
• Menor afinidade pelo
O2
Fisiologia Pulmonar
HB menos saturada
devido a maior liberação
de O2
• Menor afinidade pelo
O2
Fisiologia Pulmonar
• Calculo da preção parcial de oxigénio alveolar:
Fisiologia Pulmonar
• Calculo do gradiente alvéolo-arterial:
– Avaliar a eficiência das trocas gasosas na
membrana alvéolo-capilar.
A-a gradiente = PAO2- PaO2
A-a gradiente = (age/4) + 4
PVM
0.25 second,
or one third
the total
transit time
(0.75 second)
PVM
A, Electrophotomicrograph of a type I pneumocyte.
Note the thin alveolar-arterial interface.
PVM
Causas de Hipoxemia
• Low inspired oxygen concentration (FiO2)
• Hypoventilation
• Shunt: sepsis, liver failure, arteriovenous
malformations, pulmonary emboli, and righttoleft cardiac shunts. Since shunted blood is
not exposed to alveoli, hypoxemia caused by a
shunt cannot be overcome by increasing FiO2.
Teste do Coraçãozinho
• Shunt Direita>esquerda
• Hipofluxo pulmonar
• Cianogênico
VC>AD>VD>AP
VP>AE>VE>Ao
VC>AD>VD>AP
VP>AE>VE>Ao
SHUNT
Teste do Coraçãozinho
Teste do Coraçãozinho
TRIAGEM NEONATAL DE CARDIOPATIA CONGÊNITA CRÍTICA
OXIMETRIA DE PULSO
MEMBRO SUPERIOR DIREITO E EM UM DOS MEMBROS INFERIORES.
24-48 HORAS DE VIDA. ANTES DA ALTA HOSPITALAR
“Alterado”
“Normal”
SpO2 < 95%
SpO2>95%
Ou diferença >3% entre os membros
e diferença <3% entre os membros
Repetir após 1 hora
Exame mantém alterado: ecocardiograma
Exame normal: segmento neonatal de rotina
.
Causas de Hipoxemia
• Defeitos Difusão: troca eficiente depende de
uma interface alvéolo-capilar saudável.
• Doença pulmonar avançada e edema
pulmonar podem causar prejuízo da difusão.
EM
Normal
DPOC
Aumento de
EM alveolar
Causas de Hipoxemia
• Ventilation-perfusion (V/Q) mismatch:
atelectasis, lateral decubitus positioning,
bronchial intubation, bronchospasm,
pneumonia, mucous plugging, pulmonary
contusion, and adult respiratory distress
syndrome. Hypoxemia caused by V/Q
mismatching can usually be overcome by
increasing FiO2.
This 70-year-old male presented with hypoxia, hypotension, and altered mental status
B. Over distensão a
esquerda e piora da
atelectasia a direita
após intubação e
instalação de VM,
com piora da hipóxia
A. Atelectasia por
rolha em paciente
asmático. Ver sinal
de “stop bronquico”
seta vermelha
C. Melhora após remover
rolha com broncoscopia
PVM
Gradiente A-a
Fisiologia Pulmonar
• Gradiente A-a normal:
– Hipoxemia por Fio2 baixa
– Hipoxemia por hipoventilação
• Gradiente A-a elevado:
– Right-to-left shunting:
– Ventilation/perfusion mismatch
– Diffusion abnormality: elevated A-a gradient
Fisiologia Pulmonar
Para qualquer concentração
dada de O2 no gás inspirado, a
relação entre a ventilação
alveolar e tensão de O2
alveolar (PAO2) é hiperbólica.
A medida que aumenta a FiO2,
aumenta a reserva fisiológica
frente a hipóxia por
hipoventilação
Fisiologia Pulmonar
Calculo do Gradiente A-a
funciona bem para avaliação
quando a FiO2 permanece
constante!!!
Calcular com menor FiO2
tolerada pelo paciente
Confiável para avaliar shunt se:
• Estabilidade cardiovascular
• FiO2 constante
• PaO2 elevada
?
Fisiologia Pulmonar
PaO2/FiO2
Distribution of pulmonary ventilation and perfusion
P/F = 285
P/F = 100
PVM
Fisiologia Pulmonar
• Espaço morto fisiológico (VD) é a soma do
espaço morto anatômico e alveolar.
• Espaço morto anatômico é o volume de
pulmão que não faz troca: nariz, faringe, a
traqueia, e brônquios.
– +-2ml/kg => +-150ml
• Espaço morto alveolar é o volume de gás que
chega aos alvéolos, mas não participa nas
trocas gasosas. V/Q
EM - alveolar:
Y/(X + Y)
EM - fisiológico:
(Y + Z)/(X + Y + Z)
PVM
Capnografia
• Gradiente PaCO2-PETCO2
– Correlação com Vd/Vt
• Calculo do espaço morto
– VD/ VT=(PaCO2−PECO2)/PaCO2
– 33%
Capnografia
Causas de Hipercapnia
 Entrega


 Eliminação
Produção 

PVM
PVM
EM alveolar
EM fisiológico=
+
•
•
•
•
•
•
DIMINUEM “volume de troca”
Peep acima da ideal.
Ti curto.
Te curto.
FR alta.
EM anatômico.
Aumento de resistência
PVM
Espaço Morto
• Espaço morto anatômico
• Espaço morto alveolar
• Peep adequado
• Zona 1 de West
• Gradiente PaCO2-PETCO2
• VD/ VT=(PaCO2−PECO2)/PaCO2
Espaço morto
fisiológico
PEEP
PEEP
V/Q
V/Q
PEEP
V/Q
PVM
PEEP
PEEP
V/Q
V/Q
PEEP
Aumento da PEEP melhora relação V/Q.
Aumento exagerado leva a aumento do
“espaço morto”
V/Q
PVM
Inflamação
Biotrauma e inflamação: inundação do
alvélolo e vasoconstrição pulmonar
hipóxica
PVM
/\ Reposição Volêmica
Reposição volêmica exagerada: shunt.
PVM
DESIDRATAÇÃO
Desidratação : ESPAÇO MORTO.
PVM