26.10 : Relações de Pressão na Cavidade Torácica

A respiração, também conhecida como ventilação pulmonar, é o processo de movimento de ar para dentro e para fora dos pulmões. Os principais mecanismos que impulsionam a ventilação pulmonar são a pressão atmosférica (P_atm), a pressão intrapulmonar (P_pul) ou pressão intra-alveolar (P_alv) dentro dos alvéolos e a pressão intrapleural (P_ip) dentro da cavidade pleural.

Mecanismos de Respiração

Tanto a pressão intra-alveolar quanto a intrapleural dependem de propriedades pulmonares específicas. A capacidade de respirar — permitindo que o ar entre nos pulmões durante a inspiração e saia durante a expiração — depende da pressão do ar dentro dos pulmões em relação à pressão atmosférica.

Dinâmica das Pressões

A inalação (inspiração) e a exalação (expiração) dependem das diferenças de pressão entre a atmosfera e os pulmões. Em um gás, a pressão surge do movimento de moléculas de gás confinadas. Por exemplo, devido ao volume reduzido, a mesma quantidade de moléculas de gás exercerá mais pressão em um recipiente de um litro do que em um recipiente de dois litros. Essa relação entre volume e pressão em um gás a uma temperatura constante é descrita pela Lei de Boyle, que afirma que pressão e volume são inversamente proporcionais (P = k/V); um aumento de volume resulta em diminuição de pressão e vice-versa.

Três tipos de pressão — atmosférica, intra-alveolar e intrapleural — ditam a ventilação pulmonar. A pressão atmosférica representa a força exercida pelos gases do ar ao redor de uma determinada superfície. Ela pode ser expressa como uma unidade atmosférica (atm) ou em milímetros de mercúrio (mm Hg), onde 1 atm equivale a 760 mm Hg, a pressão atmosférica ao nível do mar. Outros valores de pressão, como a pressão atmosférica, são tipicamente discutidos na respiração.

A pressão intra-alveolar (pressão intrapulmonar) denota a pressão do ar dentro dos alvéolos, que flutua durante diferentes estágios da respiração. Como os alvéolos são conectados à atmosfera através das vias aéreas, a pressão intrapulmonar se equaliza constantemente com a pressão atmosférica.

A pressão intrapleural é a pressão do ar dentro da cavidade pleural, entre as pleuras visceral e parietal. Ela flutua durante diferentes estágios respiratórios e, devido às propriedades pulmonares específicas, ela sempre permanece negativa em comparação com a pressão intra-alveolar. A pressão intrapleural permanece aproximadamente –4 mm Hg durante todo o ciclo respiratório. Ela é mantida pelo recuo interno das fibras elásticas do pulmão e pela tração externa da parede torácica. O equilíbrio entre essas forças opostas determina a pressão intrapleural de –4 mm Hg em relação à pressão intra-alveolar. A pressão transpulmonar, a diferença entre as pressões intrapleural e intra-alveolar, determina o tamanho do pulmão.

Fatores que Influenciam a Ventilação

Além das diferenças de pressão, a respiração depende da contração e relaxamento do diafragma e das fibras dos músculos torácicos. Os movimentos do diafragma e dos músculos intercostais causam principalmente mudanças de pressão responsáveis ​​pela inspiração e expiração.

Outras propriedades pulmonares também afetam a respiração. A resistência é uma força que desacelera o movimento, neste contexto, o fluxo de gases. O tamanho das vias aéreas é o principal fator que afeta a resistência. Um diâmetro menor das vias aéreas força o ar através de um espaço menor, causando mais colisões de moléculas de ar com as paredes das vias aéreas. A fórmula F=ΔP/R descreve a relação entre as mudanças de pressão e resistência das vias aéreas.

A tensão superficial dentro dos alvéolos, causada pela água presente no revestimento dos alvéolos, tende a restringir a expansão dos alvéolos. O surfactante pulmonar, secretado pelos pneumócitos tipo II, mistura-se com a água, reduzindo essa tensão superficial e prevenindo o colapso dos alvéolos durante a expiração.

A complacência da parede torácica, a capacidade da parede torácica de se expandir sob pressão, afeta o esforço necessário para a respiração. A cavidade torácica deve se expandir para que a inspiração ocorra, influenciando diretamente a capacidade pulmonar. Se a parede torácica não tiver complacência (não puder se expandir), o desenvolvimento fetal do tórax e dos pulmões se torna desafiador.