Resistência e Dinâmica das Vias Aéreas

A resistência das vias aéreas é a oposição que as vias aéreas condutoras oferecem ao fluxo de ar, definida como a diferença de pressão que impulsiona o fluxo dividida pelo fluxo que produz. A dinâmica das vias aéreas — como seu calibre muda com o volume pulmonar, a taxa de fluxo e a pressão transmural — determina onde reside a maior parte da resistência e por que o fluxo se torna limitado durante uma expiração forçada.

Definition

A resistência das vias aéreas é a razão entre a diferença de pressão motriz entre os alvéolos e a abertura das vias aéreas e o fluxo de ar que ela produz; reflete a oposição friccional e geométrica ao movimento de gás através das vias aéreas condutoras e depende fortemente do raio das vias aéreas.

Scope

Este tópico abrange a definição e os determinantes da resistência das vias aéreas, a distribuição da resistência ao longo da árvore brônquica, a dependência do calibre das vias aéreas em relação ao volume pulmonar e a compressão dinâmica que limita o fluxo expiratório. É um relato de referência sobre a mecânica das vias aéreas e não fornece conselhos de manejo clínico.

Core questions

• Como a resistência das vias aéreas é definida em termos de pressão motriz e fluxo?
• Por que o raio das vias aéreas tem um efeito tão grande na resistência?
• Onde ao longo da árvore brônquica reside a maior parte da resistência das vias aéreas?
• Como a compressão dinâmica das vias aéreas produz limitação do fluxo expiratório?

Key concepts

• Resistência das vias aéreas
• Fluxo laminar e turbulento
• Dependência do raio
• Distribuição da resistência
• Dependência do calibre em relação ao volume pulmonar
• Compressão dinâmica das vias aéreas
• Ponto de pressão igual

Key theories

Dependência da resistência em relação ao raio

Para o fluxo laminar, a resistência varia inversamente com uma alta potência do raio das vias aéreas, de modo que pequenas mudanças no calibre — devido ao tônus da musculatura lisa, secreções ou espessamento da parede — produzem grandes mudanças na resistência; a resistência também diminui à medida que o volume pulmonar aumenta e as vias aéreas são abertas.

Compressão dinâmica e o ponto de pressão igual

Durante a expiração forçada, a pressão pleural pode exceder a pressão dentro das vias aéreas em um ponto a jusante dos alvéolos; além deste ponto de pressão igual, a via aérea é comprimida, de modo que o fluxo máximo é determinado pelo recuo pulmonar e pela resistência do segmento a montante, e não pelo esforço expiratório.

Mechanisms

O fluxo de ar através das vias aéreas é oposto pela resistência que, para o fluxo laminar, depende muito fortemente do raio das vias aéreas, de modo que o calibre das vias aéreas é o determinante dominante da resistência. Embora as vias aéreas pequenas individuais sejam estreitas, elas são tão numerosas e sua seção transversal combinada tão grande que a maior parte da resistência mensurável no pulmão normal reside nos brônquios de médio calibre, e não nas vias aéreas menores. O calibre das vias aéreas aumenta à medida que o pulmão infla, porque o parênquima circundante exerce tração radial que mantém as vias aéreas abertas, de modo que a resistência diminui em volumes pulmonares mais altos. Durante uma expiração forçada, o aumento da pressão pleural que impulsiona o ar para fora também comprime as vias aéreas; a jusante do ponto onde as pressões das vias aéreas e pleurais se igualam, a via aérea se estreita dinamicamente, e a partir daí o fluxo máximo é determinado pelo recuo elástico do pulmão e pela resistência a montante — a base da limitação do fluxo expiratório.

Clinical relevance

O aumento da resistência das vias aéreas, devido a broncoconstrição, inchaço da mucosa, secreções ou perda da tração parenquimatosa que mantém as vias aéreas abertas, é a característica mecânica dos padrões ventilatórios obstrutivos e aumenta o trabalho resistivo da respiração. A compressão dinâmica explica por que as medições expiratórias forçadas refletem a função das vias aéreas. Esta entrada descreve a fisiologia e a medição e não é base para diagnóstico ou tratamento individual.

Evidence & guidelines

Os métodos para medir a resistência das vias aéreas e os fluxos relacionados foram estabelecidos em estudos clássicos de pletismografia e oscilação forçada e são aplicados dentro de estruturas padronizadas de função pulmonar; a interpretação das medições de resistência e fluxo é estabelecida em declarações internacionais de função pulmonar.

History

A medição direta da resistência das vias aéreas tornou-se possível na década de 1950 com a pletismografia corporal e as técnicas de oscilação forçada introduzidas por DuBois e colegas. Na década de 1960, Mead, Macklem e colaboradores explicaram a limitação do fluxo expiratório através da compressão dinâmica das vias aéreas, ligando a resistência das vias aéreas, o recuo pulmonar e o fluxo máximo em uma explicação coerente da dinâmica das vias aéreas.

Key figures

• Arthur B. DuBois
• Jere Mead
• Peter Macklem

Seminal works

• dubois-1956
• mead-1967

Frequently asked questions

Por que uma pequena mudança no diâmetro das vias aéreas causa uma grande mudança na resistência?

Para o fluxo laminar, a resistência varia inversamente com uma alta potência do raio das vias aéreas, de modo que mesmo um estreitamento modesto — devido à contração da musculatura lisa, inchaço ou secreções — aumenta drasticamente a resistência ao fluxo de ar.

Onde no pulmão está localizada a maior parte da resistência das vias aéreas?

No pulmão normal, a maior parte da resistência mensurável está nos brônquios de médio calibre. As vias aéreas menores são individualmente estreitas, mas tão numerosas, com uma área de seção transversal combinada tão grande, que juntas contribuem relativamente pouco para a resistência.