Sammendrag

O aparelho pulmonar, sob o aspecto da biofísica, pode ser dividido em duas partes: condu- tos aeríferos e pulmões.

I – Condutores aeríferos

São constituídos pelas fossas nasais, faringe, traquéia, toda a árvore brônquica que tem como função conduzir o ar inspirado até os alvéolos pulmonares e, trazer de volta ao exterior, o ar expirado.

Nesta estrutura, o ar entra e sai normalmente, com regime laminar podendo, em certas circunstâncias, como na tosse, alcançar o regime turbilhonar onde adquire velocidade da ordem de 800 km/s.

A velocidade do ar ao longo das vias aeríferas é dependente do calibre dos vasos, da densi- dade do ar, de sua temperatura e fi nalmente da viscosidade que possui.

II – Pulmões

Órgãos nobres do aparelho respiratório, os pulmões são em número de dois e apresentam estrutura esponjosa, devido ao grande número de cavidades cheias de ar neles existentes. Estas cavidades são representadas pelas ramifi cações dos brônquios, que terminam em pequenos sa- cos – lóbulos – cujas paredes são constituídas de pequenas cavidades – alvéolos pulmonares. As paredes destes alvéolos estão em contato com uma rede capilar, estrutura de capital importância

para a respiração.

Envolvendo cada um dos pulmões, há uma serosa, a pleura, com dois folhetos: um colado às paredes do tórax, folheto pariental, e o outro, o folheto visceral, à faze externa do pulmão. Os dois folhetos pleurais de cada pulmão não possuem solução de continuidade, isto é, são contínu- os, formando, assim, entre eles, uma cavidade fechada, (virtual), onde há pequena quantidade de ar. Este ar exerce, de acordo com as leis da Física, uma pressão em todos os sentidos que somado à força elástica do parênquima pulmonar, procura reduzir o volume do órgão (colabar o pulmão), e equilibrar a pressão exercida pelo ar (pressão de 1 atmosfera aproximadamente) dentro dos pulmões em instante de parada dos movimentos respiratórios. Há, pois, entre os folhetos pleu- rais (cavidade virtual das pleuras), uma pressão inferior à pressão atmosférica. Daí, tomando-se a pressão atmosférica como zero (referência) a pressão intrapleural é negativa.

2.1.1 Funcionamento do Aparelho respiratório

I – Processo Mecânico

O processo mecânico é aquele que se caracteriza por movimentos das estruturas, acompa- nhadas de variações de volume dos pulmões e de pressões dos gases. Este processo se caracteriza por duas fases: inspiração e expiração.

a) Inspiração – é o fenômeno pelo qual o ar atmosférico penetra no interior dos pulmões. A causa da inspiração é a redução da pressão intrapleural. O fenômeno pode ser resumido nos seguintes atos:

1. Na inspiração normal sob estímulos nervosos, originados no encéfalo (para movimentos voluntários) e no bulbo (para movimentos refl exos), os músculos respiratórios, o diafragma, in- tercostais externos, dentado menor póstero-superior e os espinhais, se contraem. Na inspiração forçada, entram em concentração, também, peitorais, escalenos, externocleidomastóideo, denta- do maior, subclávio, trapézio e romboides.

2. A contração destes músculos se traduz por um abaixamento da cúpula do diafragma comprimindo os órgãos abdominais e, por uma rotação das costelas, elevando suas terminações externais. Tudo isso leva a um aumento na capacidade da caixa torácica.

3. a distensão das paredes do tórax é acompanha pelos folhetos parletais das pleuras o que determina uma ampliação das cavidades intrapleural e, de acordo com a lei de Boyle-Mariotte, uma redução da pressão dos gases aí existentes.

4. Nestas condições, em tempo infi nitamente curto, estabelece-se uma diferença de pressão entre as faces externas dos pulmões (descompressão das cavidades intrapleurais) e as superfícies internas dos pulmões (lóbulos), estes em contato com o ar atmosférico, através dos condutores aeríferos.

5. Esta diferença de pressão faz com que o ar atmosférico penetre nos pulmões, distenden- do suas cavidades, até que tudo volva ao equilíbrio.

6. Concorre, de modo poderoso, para a distensão dos alvéolos, a redução da tensão superfi - cial da lâmina líquida que o banha. Este fenômeno que também interfere na expiração, decorre da presença de substâncias tensioativas segregadas pelas células das paredes alveolares, compostas, principalmente, de lecitinas.

expulsão dos gases. Durante a inspiração, pelo aumento da pressão nas paredes do alvéolo, uma substância hipsótona é liberada, reduzindo a tensão superfi cial e permitindo a distensão das pare- des e o aumento da cavidade alveolar. As experiências mostram que o valor da tensão superfi cial deste líquido não é igual em todos os alvéolos, sendo maior naqueles de menor volume. Este fenômeno explica a ação de medicamentos usados no combate a asma brônquica. É que eles são constituídos de substâncias hipsótonas e, assim, facilitam as dilatação dos alvéolos e melhoria imediata do paciente.

b) Expiração – é o fenômeno pelo qual a mistura gasosa do interior dos pulmões é lançada para fora, isto é, para o meio envolvente. Concorrem para este fenômeno, o aumento da pressão intrapleural conseqüente à contração dos músculos expiratórios (geralmente acionados na expi- ração forçada), à própria elasticidade dos tecidos pulmonares e ao aumento da tensão superfi cial da lâmina líquida que reveste os alvéolos.

Em condições normais, a expiração tem caráter passivo. Ela é conseqüente à descontração dos músculos inspiratórios e da elasticidade dos tecidos fazendo todo o órgão e suas cavidades voltarem às dimensões anteriores. Todavia, a expiração pode ser realizada com o concurso de grupos de músculos ditos expiratórios: intercostais internos, triangulares do esterno. Em resumo, pode-se representar a expiração pelas seguintes fases:

1. Terminada a inspiração, contraem-se os músculos expiratórios (na expiração forçada) e/ ou reduz-se a tensão dos tecidos (expiração normal) por conta de sua elasticidade ocasionando uma redução do volume da cavidade intrapleural e, consequentemente, um aumento da pressão dos gases contidos na mesma.

2. Estabelece-se então, uma diferença de pressão, agora maior internamente, que conduz à expulsão do ar.

2.1.2 Volumes e Capacidades Pulmonares

A cada ciclo respiratório que executamos, certo volume de ar entra e sai de nossas vias respiratórias durante uma inspiração e uma expiração, respectivamente. Em uma situação de repouso, em um jovem e saudável adulto, aproximadamente 500 ml de ar entram e saem a cada ciclo. Este volume de ar, que inspiramos e expiramos normalmente a cada ciclo, corresponde ao que chamamos de Volume Corrente.

Além do volume corrente, inspirado em uma respiração normal, numa situação de necessi- dade podemos inspirar um volume muitas vezes maior, numa inspiração forçada e profunda. Tal volume é chamado de Volume de Reserva Inspiratório e corresponde a, aproximadamente, 3.000 ml de ar num jovem e saudável adulto.

Da mesma forma, se desejarmos, podemos expirar profundamente, além do volume que normalmente expiramos em repouso, um maior volume de ar que é denominado Volume de Re- serva Expiratório e corresponde a, aproximadamente, 1.100 ml.

Mesmo após uma expiração profunda, um considerável volume de ar ainda permanece no interior de nossas vias aéreas e de nossos alvéolos. Trata-se do Volume Residual, de aproximada- mente 1.200 ml.

O Volume de Reserva Inspiratório somado ao Volume Corrente corresponde ao que cha- mamos de Capacidade Inspiratória (aprox. 3.500 ml).

O Volume de Reserva Expiratório somado ao Volume Residual corresponde ao que chama- mos de Capacidade Residual Funcional (aprox. 2.300 ml).

O Volume de Reserva Inspiratório somado ao Volume Corrente mais o Volume de Reserva Expiratório corresponde à Capacidade Vital (aprox. 4.600 ml).

Finalmente, a soma dos Volumes Corrente, de Reserva Inspiratório, de Reserva Expiratório mais o Volume Residual, corresponde à nossa Capacidade Pulmonar Total (aprox. 5.800 ml).

Se multiplicarmos o volume de ar inspirado e expirado normalmente pela freqüência res- piratória (número de ciclos respiratórios a cada minuto), obteremos o volume de ar inspirado e expirado durante 1 minuto: Tal volume é conhecido como Volume Minuto Respiratório (aprox. 6.000 ml/min):

Volume Minuto Respiratório = Volume Corrente Freqüência Respiratória

Se subtrairmos o Volume Corrente daquele volume que permanece no interior de nosso espaço morto anatômico-fi siológico (aprox. 150 ml), obteremos o nosso Volume Alveolar (350 ml):

Volume Alveolar = Volume Corrente - Volume do Espaço Morto

O Volume Alveolar multiplicado pela freqüência respiratória nos traz um valor que é co- nhecido como Ventilação Alveolar (4.200 ml/min):

Ventilação Alveolar = (Vol. Corrente - Vol. espaço morto). Freq. Respiratória