Mecanismo
O principal mecanismo de respiração para ventilar alvéolos divide-se em quatro aspectos: de pulmão, de conformidade, da parede torácica, conformidade, resistência das vias aéreas, e a taxa de ventilação. Estes componentes trabalham para facilitar o princípio de que à medida que o pulmão se expande, a pressão do ar nos alvéolos cai, fazendo com que o ar se mova para os pulmões. À medida que o volume pulmonar diminui, a pressão aumenta, forçando o ar para fora dos pulmões.,a conformidade pulmonar baseia-se nas propriedades elásticas dos tecidos de suporte que circundam os alvéolos e na tensão superficial dos alvéolos. A equação matemática é:
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conformidade pulmonar = 1/elastância ou alteração no volume pulmonar/alteração na pressão pulmonar
propriedades elásticas são melhor exemplificadas por faixas de borracha. Quando esticado, com que facilidade e força o tecido volta à sua configuração original? A elasticidade é controlada pelo conteúdo de elastina (fibras elásticas) e colágeno (fibras estruturais rígidas) dentro do tecido pulmonar., A tensão superficial dos alvéolos descreve a facilidade com que os alvéolos podem se expandir. Uma alta tensão superficial tende a causar o colapso de alvéolos e não se expandir com arejamento. A tensão superficial é reduzida pelas células pneumocíticas tipo II no pulmão que produzem uma secreção líquida composta de aproximadamente 40% de dipalmitoilfosfatidilcolina, 40% de outros fosfolípidos e 20% de outros lípidos.a conformidade da parede torácica baseia-se igualmente nas propriedades elásticas., No entanto, este é mais um equilíbrio do recuo elástico da parede torácica, que tenta aumentar o volume pulmonar, e as propriedades elásticas do pulmão, que estão tentando diminuir o volume pulmonar.
A resistência Das Vias Aéreas é baseada no princípio físico da lei de Ohm onde:
olhando para a matemática envolvida, é importante fazer algumas suposições básicas. A viscosidade do ar não muda, e o comprimento da via aérea não muda. Isto deixa a única variável na equação que se ajusta fisiologicamente ao diâmetro da via aérea., A resistência da respiração, portanto, é controlada principalmente pelo diâmetro das vias aéreas. A mudança de diâmetro tem três etiologias primárias: intraluminal, tais como secreções bloqueando as vias aéreas; Intramuros, tais como edema ou o espaço intersticial; ou extraluminal, tais como perda de colagénio intersticial e tecidos de tração elástica.finalmente, a taxa de ventilação aumenta a taxa de troca de oxigênio do ar ambiental para o pulmão e remove dióxido de carbono do pulmão para manter concentrações favoráveis destes gases para facilitar a difusão., difusão
difusão
difusão é o princípio de que as substâncias se moverão passivamente de uma área de maior concentração para uma área de menor concentração. A ventilação funciona para criar um ambiente onde o oxigênio está em alta concentração no pulmão e o dióxido de carbono está em menor concentração no pulmão, em relação aos capilares pulmonares. No entanto, igualmente importante para a taxa de difusão é a solubilidade de um gás em líquido, densidade de gás, e área de superfície disponível para a difusão a ocorrer dentro do pulmão., O dióxido de carbono é altamente solúvel em condições fisiológicas; portanto, o oxigênio é o fator limitante de preocupação aqui. As densidades dos gases são desprezíveis em condições fisiológicas. A superfície total disponível, no entanto, é uma variável muito importante na patologia pulmonar. À medida que a superfície alveolar total diminui em relação à perfusão arteriolar disponível, o espaço potencial disponível para difundir oxigénio no sangue diminui. Uma malformação em qualquer um destes parâmetros pode levar a hipoxia. A notação primária para monitorar o gradiente de difusão do oxigênio é o gradiente A-A., Um-um gradiente de oxigênio é calculado como:
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Um-um gradiente de oxigênio = PAO – PaO
PaO é medido pelo sangue arterial de gás, enquanto PAO é calculado usando o gás alveolar equação:
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PAO = (FiO2 x ) – (PaCO2 ÷ R)
Onde FiO2 é a fração inspirada de oxigênio (de 0,21 em sala de ar), Patm é a pressão atmosférica (760 mmHg ao nível do mar), PH2O é a pressão parcial da água (47 mm hg a 37 graus C), PaCO2 é o arterial de dióxido de carbono tensão, e R é o quociente respiratório. O quociente respiratório é aproximadamente 0.,8 em estado estacionário, mas varia de acordo com a utilização relativa de hidratos de carbono, proteínas e gordura.