Frequência respiratória 2: anatomia e fisiologia da respiração

Introdução

Para compreender o processo de respiração é importante estar familiarizado com a anatomia do tórax e a fisiologia do sistema respiratório. A respiração tem dois componentes essenciais:

• Ventilação: o processo de mover fisicamente o ar dentro e fora dos pulmões;
• Transfusão de gás: o processo de entrada de oxigénio (O2) no corpo e de saída de dióxido de carbono (CO2).

Anatomia e fisiologia

Os pulmões estão situados dentro da caixa torácica fechada por duas membranas pleurais (Fig 1). Na base do tórax, separando-o da cavidade abdominal, encontra-se o diafragma. Este é o músculo principal de inspiração, e é interiorizado pelo nervo frênico.

Os pulmões são compostos por grandes e pequenas vias aéreas – sendo a traquéia a maior e primeira de 23 gerações de vias aéreas. As vias respiratórias em cada geração surgem da anterior por um sistema de ramos dicotómicos irregulares (Davies e Moore, 2010). As vias respiratórias menores (bronquíolos respiratórios) contêm alvéolos em suas paredes. Os alvéolos são o local de troca de gases e a sua presença aumenta à medida que as vias aéreas se tornam mais pequenas. Isto permite que a área total da superfície do pulmão aumente exponencialmente permitindo a máxima oportunidade de troca de gases.

Receptores quimio centrais e periféricos sensíveis à hipóxia (baixos níveis de O2) e hipercapnia (aumento de CO2) controlam o impulso para respirar (Davies e Moore, 2010).

Ventilação

Air move-se naturalmente de uma área de alta pressão para uma área de baixa pressão. Durante a respiração normal, a inspiração ocorre pela contracção e achatamento do diafragma e pela contracção dos músculos intercostais externos, provocando uma subida e movimento externo da caixa torácica. Isto aumenta o tamanho da cavidade torácica. Estas alterações provocam o movimento da camada pleural parietal dos pulmões com a caixa torácica e o diafragma, criando uma pressão negativa. A camada pleural visceral ligada à superfície dos pulmões segue-se e os pulmões expandem-se, extraindo ar em.

Expiração em repouso é um processo largamente passivo; os músculos inspiratórios relaxam e há um recuo elástico dos pulmões dando origem a um estado de equilíbrio de pressão antes do ciclo recomeçar (Bourke e Burns, 2015). Este movimento da parede torácica é observado quando a frequência respiratória (RR) é medida. As alterações na RR ocorrem em resposta ao exercício, emoções e durante o sono; essas alterações na RR associadas ao exercício e ansiedade podem ser maiores que 25 batimentos por minuto, mas geralmente retornarão ao normal em estado de repouso e calma.

Intercâmbio gasoso

O processo de ventilação fornece ar aos alvéolos onde a troca gasosa ocorre por um simples processo de difusão. Um gás passará de uma área de alta concentração para uma área de baixa concentração. A pressão parcial de O2 na atmosfera é maior em relação à do corpo e a corrente sanguínea contém uma pressão parcial de CO2 maior do que a da atmosfera. Para que ocorra uma troca efetiva de gás, o ar respirado nos pulmões deve viajar até a membrana alveolar onde as paredes capilares são finas e há uma grande área total de superfície.

O que é um RR de base?

Quando ocorre ventilação e troca gasosa, a faixa normal de saturação de oxigênio do sangue (SpO2) é de 94-98% (O’Driscoll et al, 2017) e esta pode ser mantida em repouso com um RR de 12-20 respirações por minuto.

Fig 2 mostra a curva de dissociação da oxihaemoglobina. Isto ilustra como fatores fisiológicos podem levar a uma mudança na RR como resultado de uma mudança na SpO2. Por exemplo, se houver uma diminuição do O2 atmosférico disponível (PO2) em altitude, a SpO2 cairá, provocando um aumento do RR. Em doenças onde a temperatura ou níveis de pH sanguíneo são alterados, deslocando a curva de dissociação da oxihaemoglobina para a direita ou esquerda, o RR será afetado enquanto o corpo tenta restaurar a homeostase.

Efeito da doença na linha de base RR

É importante questionar se a RR como parte do Sistema Nacional de Alerta Precoce (NEWS) (Royal College of Physicians, 2017) é mais útil em pacientes que não têm nenhuma condição respiratória conhecida, onde uma pontuação de 0 (12-20 respirações por minuto) é uma verdadeira linha de base.

Em condições pulmonares em que a troca de gases e/ou a ventilação é prejudicada em repouso, as transmissões hipóxicas e hipercápnicas aumentarão a RR para manter a SpO2. A má troca gasosa, vista em condições como fibrose pulmonar ou enfisema (causado por espessamento da parede alveolar e destruição do tecido pulmonar, respectivamente), resulta em um RR em repouso mais alto. Portanto, é importante considerar a linha de base ‘normal’ do paciente.

As condições pulmonares obstrutivas comuns, como doença pulmonar obstrutiva crônica ou asma, caracterizam-se por uma maior resistência ao fluxo de ar à medida que as pequenas vias aéreas são estreitadas, reduzindo o fornecimento de oxigênio para os alvéolos. Durante as exacerbações agudas esta resistência é aumentada levando a um aumento da RR. A administração de broncodilatadores relaxa o músculo liso na parede das vias aéreas reduzindo a resistência e devolvendo a RR aos níveis normais.

As condições neuromusculares que afectam os pulmões levam frequentemente à hipoventilação, uma vez que os mecanismos necessários para uma ventilação normal não funcionam correctamente. Neste caso, uma RR baixa (bradypnoea) pode levar à insuficiência respiratória.

Durante a cirurgia e a recuperação pós-operatória, a RR deve ser acompanhada de perto, pois os anestésicos, que geralmente contêm opióides, podem deprimir a respiração e reduzir a RR (Koo e Eikermann, 2011). Eles atuam sobre os quimiorreceptores centrais suprindo o estímulo para respirar.

É importante lembrar que a oximetria de pulso mede a saturação de oxigênio enquanto a RR mede a ventilação. Durante os estágios iniciais de deterioração, a SpO2 dos pacientes pode parecer estar na faixa normal, mas a RR aumentará em resposta à troca gasosa inadequada. Alterações na RR é frequentemente o primeiro sinal de deterioração (ver parte 1).

O futuro

RR é uma indicação precoce da deterioração do paciente, e a identificação precoce da alteração assegura que os pacientes recebem intervenções clínicas significativas. Para que a RR seja útil como um sinal de alerta precoce em pacientes com doença respiratória conhecida, precisamos saber o que é normal para esse paciente.

Como será discutido mais adiante na série, existem tecnologias que podem medir objetivamente a RR em repouso de um paciente e precisamos considerar se elas devem ser usadas rotineiramente na prática, como na medição de SpO2 ou pressão arterial.