Ventilação e Fluxo de Ar

Ventilação é o movimento em massa de ar entre a atmosfera e os alvéolos, e fluxo de ar é a taxa na qual esse movimento ocorre em resposta a uma pressão motriz. Juntos, eles determinam quanto gás fresco atinge a superfície de troca gasosa alveolar a cada minuto e como esse volume é dividido entre ventilação alveolar útil e ventilação de espaço morto desperdiçada.

Definition

A ventilação pulmonar é o fluxo cíclico de ar para dentro e para fora dos pulmões, quantificado como o volume movimentado por respiração e por minuto; a ventilação alveolar é a porção desse volume que atinge os alvéolos de troca gasosa, enquanto o fluxo de ar é a taxa volumétrica instantânea impulsionada pela diferença de pressão ao longo das vias aéreas.

Scope

Este tópico abrange os volumes e as taxas que descrevem a respiração — volume corrente, frequência respiratória, ventilação minuto e alveolar, e espaço morto — e a relação entre a pressão motriz e o fluxo de ar, incluindo os limites do fluxo máximo durante a expiração forçada. Ele trata a ventilação como uma quantidade fisiológica mensurável e não oferece aconselhamento clínico.

Core questions

• Como o volume corrente e a frequência respiratória são combinados na ventilação minuto e alveolar?
• Quanto de cada respiração é desperdiçado como espaço morto anatômico e fisiológico?
• Como o fluxo de ar depende da diferença de pressão ao longo das vias aéreas?
• Por que o fluxo expiratório máximo se torna independente do esforço além de um certo ponto?

Key concepts

• Volume corrente
• Frequência respiratória
• Ventilação minuto
• Ventilação alveolar
• Espaço morto anatômico e fisiológico
• Fluxo expiratório máximo
• Independência do esforço

Key theories

Limitação do fluxo e independência do esforço

Durante uma expiração forçada, além de um limiar de esforço, o fluxo expiratório máximo em um dado volume pulmonar é determinado pelo recuo elástico do pulmão e pela resistência das vias aéreas a montante de um segmento limitador de fluxo, de modo que um esforço muscular adicional não pode aumentar o fluxo.

Mechanisms

Cada respiração move um volume corrente; multiplicado pela frequência respiratória, isso resulta na ventilação minuto. Uma porção fixa de cada respiração corrente preenche as vias aéreas condutoras que não trocam gás (espaço morto anatômico) e quaisquer alvéolos que são ventilados, mas não perfundidos (espaço morto alveolar), de modo que a ventilação alveolar é a ventilação minuto menos a ventilação do espaço morto. O fluxo de ar em si é produzido pela diferença de pressão que os músculos respiratórios criam ao longo das vias aéreas e é oposto pela resistência das vias aéreas. Durante uma expiração forçada máxima, a compressão dinâmica das vias aéreas cria um segmento limitador de fluxo, de modo que, acima de um esforço modesto, o fluxo alcançável em cada volume pulmonar é fixado pelo recuo pulmonar e pela resistência a montante, em vez de pela força com que o indivíduo empurra.

Clinical relevance

Ventilação e fluxo de ar são as quantidades medidas pela espirometria — por exemplo, volume expiratório forçado e capacidade vital forçada — e seus padrões distinguem amplas categorias mecânicas de disfunção pulmonar. A compreensão da limitação do fluxo explica por que as medições expiratórias forçadas são reproduzíveis. Esta entrada descreve a fisiologia e a medição e não é uma base para diagnóstico ou tratamento individual.

Evidence & guidelines

Métodos padronizados para medir a ventilação e o fluxo de ar são estabelecidos em declarações técnicas internacionais sobre espirometria e sobre a interpretação de testes de função pulmonar, que definem como os fluxos e volumes expiratórios forçados devem ser obtidos e relatados.

History

A fisiologia do fluxo expiratório forçado foi esclarecida na década de 1960, quando Mead, Macklem e colegas mostraram que o fluxo máximo se torna independente do esforço devido à compressão dinâmica das vias aéreas, fornecendo a justificativa para a espirometria forçada. A padronização dessas medições foi subsequentemente codificada em sucessivas declarações da American Thoracic Society e da European Respiratory Society.

Key figures

• Jere Mead
• Peter Macklem
• John B. West

Seminal works

• mead-1967
• graham-2019

Frequently asked questions

Qual é a diferença entre ventilação minuto e ventilação alveolar?

A ventilação minuto é o ar total movimentado por minuto (volume corrente vezes frequência respiratória), enquanto a ventilação alveolar é apenas a parte desse ar que atinge os alvéolos de troca gasosa, após subtrair o volume desperdiçado no espaço morto.

Por que uma pessoa não consegue aumentar o fluxo expiratório forçado empurrando com mais força?

Além de um nível moderado de esforço, as vias aéreas são dinamicamente comprimidas e um segmento limitador de fluxo se forma; a partir desse ponto, o fluxo máximo é fixado pelo recuo elástico pulmonar e pela resistência das vias aéreas a montante, de modo que um esforço extra não aumenta o fluxo.