Ventilação pulmonar

A ventilação pulmonar ou respiração pulmonar é a renovação do ar contido na porção condutora da via respiratória de modo espontâneo e por ação dos músculos respiratórios, músculos intercostais e sobretudo o diafragma, isso ocorre no ato da inspiração e expiração. Em medicina e em biologia, o termo «respiração» designa a produção de energia pela célula, a denominação de ventilação pulmonar é preferível a respiração para evitar confusões. É feita em dois tempos: a entrada do ar nos pulmões quando se da a inspiração, e a saída do ar quando se da a expiração. Em média, um ser humano efetua, 23 mil ciclos respiratórios por dia.

Naturalmente a ventilação pulmonar envolve: centro da ventilação pulmonar, incursão torácica, músculos da ventilação pulmonar, frequência da ventilação pulmonar, tempo inspiratório e expiratório, fluxo de gás na via condutora e no espaço alveolar, complacência pulmonar, retração elástica pulmonar e torácica, volume corrente pulmonar, volume minuto pulmonar. Estes processos são totalmente distintos do que popularmente é chamado de respiração que na verdade acontece a nível celular. Na linguagem culta não se deve confundir respiração com ventilação pulmonar, pois não se trata de sinônimo.

A ventilação pulmonar pode ser natural ou assistida por um dispositivo que auxilia a ventilação, sendo que a natural envolve processos neuro-muscular-torácico-pulmonar e físico, e a assistida, dependendo do dispositivo utilizado, relaciona-se com um ou mais processos da ventilação pulmonar.

As células enquanto vivas necessitam de um suprimento contínuo de oxigênio, nutrientes e água para produzir energia biológica, através de um processo bioquímico de respiração, para desempenhar as suas funções.

O fornecimento de oxigênio nos animais é realizado pelo sistema respiratório. Através deste, parte do oxigênio da atmosfera se difunde através da parede do alvéolo pulmonar e atinge a corrente sanguínea. A maior parte do oxigênio é transportado pela corrente sanguínea, através de uma ligação reversível com a hemoglobina, até os tecidos e as células de todos os órgãos. As células, após utilizarem oxigênio e nutrientes produzem dióxido de carbono que é transportado pela corrente sanguínea até os pulmões para ser eliminado na atmosfera, através da ventilação pulmonar.

Para que seja possível uma adequada difusão de gases através da membrana do alvéolo, oxigênio passando do interior dos alvéolos para o sangue presente nos capilares pulmonares e o dióxido de carbono se difundindo em sentido contrário, é necessário um processo constante de ventilação pulmonar.

A ventilação pulmonar consiste numa renovação contínua do ar presente no interior dos alvéolos. Para que isso ocorra é necessário que, durante o tempo todo, ocorram movimentos que proporcionem insuflação e desinsuflação de todos ou quase todos os alvéolos. Isso provoca, no interior dos alvéolos, uma pressão ligeiramente, ora mais negativa, ora mais positiva do que aquela presente na atmosfera.

Durante a inspiração, devido a uma pressão intra-alveolar de aproximadamente 3 mmHg mais negativa do que a atmosférica, uma certa quantidade de ar atmosférico é inalado pelo aparelho respiratório; durante a expiração, devido a uma pressão intra-alveolar de aproximadamente 3 mmHg mais positiva do que a atmosférica, a mesma quantidade de ar é devolvida para a atmosfera.

Para que possamos insuflar e desinsuflar nossos alvéolos, devemos inflar e desinflar nossos pulmões. Isso é possível através de movimentos que acarretem aumento e redução do volume no interior da nossa caixa torácica, onde nossos pulmões estão localizados.

Podemos expandir o volume da nossa caixa torácica levantando as costelas e contraindo o diafragma. Para retrairmos o volume da caixa torácica fazemos exatamente o contrário: rebaixamos nossas costelas enquanto relaxamos o nosso diafragma.

Portanto temos diversos músculos que são importantes na ventilação pulmonar:

• Músculos utilizados na inspiração: diafragma, esternocleidomastóideo, intercostais externos, escalenos, serráteis anteriores.

• Músculos utilizados na expiração: intercostais internos, reto abdomimal e demais músculos localizados na parede anterior do Abdome.

Vias condutoras de ar para os pulmões

Durante a inspiração e expiração, o ar passa por diversos e diferentes segmentos que fazem parte do sistema pulmonar que forma a via condutora de ar para o pulmão que não participa da hematose pulmonar, sendo o espaço alveolar a última região atingida pela ar inspirado, onde ocorre a hematose pulmonar. A via condutora de ar para o pulmão e o espaço alveolar forma a via condutora-alveolar por onde circula o ar que participa da ventilação pulmonar.

• Nariz: É o primeiro segmento por onde, de preferência, passa o ar durante a inspiração. Ao passar pelo nariz, o ar é filtrado, umidificado e aquecido. Na impossibilidade eventual da passagem do ar pelo nariz, tal passagem pode acontecer por um atalho, a boca. Mas infelizmente, quando isso acontece, o ar não sofre as importantes modificações descritas acima.

• Faringe: Após a passagem pelo nariz, antes de atingir a laringe, o ar deve passar pela faringe, segmento que também serve de passagem para os alimentos.

• Laringe: Normalmente permite apenas a passagem de ar. Durante a deglutição de algum alimento, uma pequena membrana (epiglote) obstrói a abertura da laringe, o que dificulta a passagem fragmentos que não sejam ar para as vias respiratórias inferiores. Na laringe localizam-se também as pregas vocais, responsáveis para produção de nossa voz.

• Traqueia: Pequeno tubo cartilaginoso que liga as vias respiratórias superiores às inferiores, logo abaixo.

• Brônquios: São numerosos e ramificam-se também numerosamente, como galhos de árvore. Permitem a passagem do ar em direção aos alvéolos.

• Bronquíolos: Mais delgados, estão entre os brônquios e os sacos alveolares, de onde saem os alvéolos.

Por toda a mucosa respiratória, desde o nariz até os bronquíolos, existem numerosas células ciliadas, com cílios móveis, e grande produção de muco. Tudo isso ajuda bastante na constante limpeza do ar que flui através das vias respiratórias.

Os alvéolos apresentam uma certa tendência ao colabamento. Tal colabamento somente não ocorre normalmente devido à pressão mais negativa presente no espaço pleural, o que força os pulmões a se manterem expandidos. O grande fator responsável pela tendência de colabamento dos alvéolos é um fenômeno chamado tensão superficial. A tensão superficial ocorre no interior dos alvéolos devido a grande quantidade de moléculas de água ali presente, revestindo toda a parede interna dos alvéolos. A tensão superficial no interior dos alvéolos seria bem maior do que já o é se não fosse a presença, nos líquidos que revestem os alvéolos, de uma substância chamada surfactante pulmonar. O surfactante pulmonar é formado basicamente de fosfolipídeos (dipalmitoil lecitina) nas células presentes no epitélio alveolar. A grande importância do surfactante pulmonar é sua capacidade de reduzir significativamente a tensão superficial dos líquidos que revestem o interior dos alvéolos.

Controle dos Movimentos Musculares

Os movimentos musculares são controlados pelo bulbo raquidiano, que os realiza quando há mínima variação no pH sanguíneo. O gás carbônico (CO₂) dissolvido no sangue reage com a água (H₂O), formando ácido carbônico (H₂CO₃), composto muito instável que logo libera H⁺ e HCO₃. O H⁺ diminui o pH sanguíneo, levando o bulbo a determinar a contração dos músculos respiratórios. Com tal contração, diminui-se a concentração de CO₂ e, por conseguinte, o pH sanguíneo aumenta.

Ventilação alveolar

Ventilação alveolar é a intensidade com que o ar alcança as áreas pulmonares (os alvéolos, sacos alveolares, os ductos alveolares e os bronquíolos respiratórios). Quando inspiramos, o ar atmosférico entra pelo nariz (parte externa) e pelas cavidades nasais (interna), é filtrado por pelos presentes nessas cavidades, impedindo assim que entrem partículas (poeira, grãos de pólen, fumaça, seres vivos microscópicos, etc) no restante do sistema respiratório. Essas partículas ficam presas na camada do muco localizada nas fossas nasais. O ar também é umedecido e aquecido, condições importantes para que ocorra as trocas gasosas com maior eficiência, nos alvéolos pulmonares. Até chegar aos alvéolos pulmonares o ar passa pelo seguinte caminho: narinas (nariz), fossas nasais, faringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos e alvéolos.

Movimentos da Inspiração de Ar Inspiração A entrada de ar nos pulmões, a inspiração, dá-se pela contração da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais (músculos que estão entre as costelas). O diafragma abaixa e as costelas elevam-se, com isso ocorre um aumento do volume da caixa torácica (estrutura óssea que protege os pulmões e o coração), fazendo com que o ar entre nos pulmões.

Expiração Em seguida ocorre a saída de ar dos pulmões, a expiração, acontece o relaxamento da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais, eleva-se o diafragma e as costelas abaixam, diminuindo assim o volume da caixa torácica, expulsando o ar dos pulmões. Nem todo ar é expulso dos pulmões, ficando um pequeno volume que permanece dentro dos alvéolos, evitando que haja um colapso nas finas paredes dos alvéolos.

O movimento respiratório é controlado por um centro nervoso localizado na medula espinal. Em condições normais esse centro produz impulso a cada 5 segundos, estimulando a contração da musculatura torácica e do diafragma, onde inspiramos. Contudo, quando o sangue torna-se mais ácidos devido ao aumento de gás carbônico (CO2), o centro respiratório medular induz a aceleração dos movimentos respiratórios.

Em caso de diminuição da concentração de gás oxigênio (O2) no sangue, o ritmo respiratório também é aumentado. Essa redução é detectada por receptores químicos localizados nas paredes da aorta e da artéria carótida.

Além das fossas nasais o ar pode entrar ou sair do organismo pela boca, porém, o umedecimento e aquecimento do ar ficam incompletos não ocorrendo a filtração das partículas de poeiras, fumaça, e até seres vivos microscópicos, como os vírus e as bactérias, capazes de causar danos à nossa saúde, etc. Algumas impurezas são “filtradas” em diversos órgãos do sistema respiratório, mas outras conseguem passar até os pulmões, provocando doenças. As doenças mais comuns que atingem o sistema respiratório podem ser de natureza infecciosa ou alérgica.