Distribuição do Fluxo Sanguíneo no Pulmão

O fluxo sanguíneo não é uniforme em todo o pulmão. Como o circuito pulmonar opera sob baixa pressão, o equilíbrio local entre as pressões arterial, alveolar e venosa — juntamente com a arquitetura vascular do pulmão — produz diferenças regionais marcadas na perfusão, classicamente descritas como um gradiente do ápice para a base do pulmão em posição ereta.

Definition

A distribuição do fluxo sanguíneo no pulmão é o padrão regional da perfusão pulmonar, determinado principalmente pelas relações entre as pressões arterial pulmonar, alveolar e venosa pulmonar e pela geometria de ramificação da árvore vascular pulmonar.

Scope

Esta entrada aborda como o fluxo sanguíneo pulmonar regional é distribuído, o modelo zonal baseado em pressão que explica o gradiente gravitacional, a contribuição da estrutura vascular para a heterogeneidade não gravitacional e como a distribuição muda com a postura e o exercício. É um tópico de fisiologia de referência; explica mecanismos em vez de oferecer orientação clínica.

Core questions

• Por que a perfusão é maior na base do que no ápice do pulmão em posição ereta?
• Como as pressões arterial, alveolar e venosa definem as zonas de fluxo?
• Quanto da heterogeneidade é gravitacional e quanto é estrutural?
• Como a distribuição muda com a postura e com o exercício?

Key concepts

• Zona 1 (pressão alveolar > pressão arterial)
• Zona 2 (pressão arterial > pressão alveolar > pressão venosa)
• Zona 3 (pressão arterial > pressão venosa > pressão alveolar)
• Gradiente de perfusão gravitacional
• Ramificação vascular fractal
• Heterogeneidade estrutural (não gravitacional)
• Redistribuição postural e por exercício

Mechanisms

No modelo clássico, a relação entre as pressões alveolar, arterial pulmonar e venosa pulmonar define três zonas do ápice para a base do pulmão em posição ereta: onde a pressão alveolar excede a pressão arterial, os capilares são comprimidos e o fluxo pode cessar (zona 1); mais abaixo, a pressão arterial excede a pressão alveolar, que por sua vez excede a pressão venosa, de modo que o fluxo depende da diferença artério-alveolar (zona 2); e na base, tanto as pressões arterial quanto venosa excedem a pressão alveolar, de modo que o fluxo é governado pelo gradiente artério-venoso usual (zona 3) (West, Dollery & Naimark, 1964). A gravidade estabelece essas diferenças de pressão ao longo do pulmão. Trabalhos posteriores mostraram que a gravidade não é a história completa: a geometria de ramificação fractal da vasculatura pulmonar impõe uma heterogeneidade substancial que persiste independentemente da postura, de modo que a distribuição reflete determinantes gravitacionais e estruturais (Glenny & Robertson, 2011; Suresh & Shimoda, 2016). Com o exercício e o aumento concomitante da pressão e do fluxo, o recrutamento torna a distribuição mais uniforme.

Clinical relevance

A distribuição regional da perfusão faz parte de como o pulmão ajusta o fluxo sanguíneo à ventilação e fundamenta a interpretação da troca gasosa regional e da imagem de perfusão. Esta entrada descreve a fisiologia normal e como ela é estudada; é educacional e não serve de base para decisões clínicas sobre qualquer indivíduo.

Evidence & guidelines

O modelo zonal deriva dos experimentos de pulmão isolado de West e colegas, que relacionaram o fluxo às pressões vasculares e alveolares (West et al., 1964). Medidas de alta resolução subsequentes refinaram o quadro, mostrando um grande componente estrutural para a heterogeneidade do fluxo, conforme sintetizado em revisões dedicadas (Glenny & Robertson, 2011; Suresh & Shimoda, 2016).

History

A explicação baseada em pressão do gradiente de perfusão do pulmão foi estabelecida pelos experimentos de pulmão isolado de West, Dollery e Naimark em 1964, que relacionaram o fluxo regional à interação das pressões vasculares e alveolares e deram origem ao modelo zonal ensinado desde então. A partir do final do século XX, estudos com microssferas e imagens revelaram que a estrutura de ramificação contribui com heterogeneidade além da gravidade, reformulando a distribuição como o produto de ambas as forças (Glenny & Robertson, 2011).

Debates

O gradiente de perfusão do pulmão é principalmente gravitacional?

O modelo zonal clássico atribui as diferenças regionais principalmente à gravidade, mas estudos de alta resolução mostram que a estrutura de ramificação vascular produz heterogeneidade substancial independente da postura, de modo que o peso relativo dos determinantes gravitacionais versus estruturais é debatido.

Key figures

• John B. West
• Robert W. Glenny
• H. Thomas Robertson

Seminal works

• west-1964
• glenny-2011

Frequently asked questions

Por que a base do pulmão recebe mais fluxo sanguíneo do que o ápice quando em posição ereta?

A gravidade eleva as pressões vasculares em direção à base, de modo que a pressão arterial excede mais plenamente a pressão alveolar ali; os capilares são mais distendidos e recrutados, proporcionando maior fluxo do que no ápice.

O que são as zonas de West?

São três regiões do pulmão em posição ereta definidas pela relação entre as pressões alveolar, arterial e venosa: zona 1 (pouco ou nenhum fluxo, pressão alveolar mais alta), zona 2 (fluxo determinado pela diferença artério-alveolar) e zona 3 (fluxo determinado pelo gradiente artério-venoso usual).