Transporte Altitude Mergulho

5/13/2018 Transporte Altitude Mergulho - slidepdf.com

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Sistema Respiratório Transporte de gases e Fisiologia da altitude e mergulho

Difusão e transporte de gases, Relação ventilação/perfusão

pulmonar e Fisiologia da altitude e mergulho

Transporte de gases

A hemoglobina funciona com um tampão de oxigênio dentro das hemácias.

Quando o sangue passa pelos capilares pulmonares, a existência de um gradiente alvéolo-

capilar gera fluxo, aumentando a PO2 no plasma. Com esse aumento da PO2, a afinidade

da hemoglobina pelo O2 também aumenta, portanto, existe uma relação entre a pressão

parcial de oxigênio e o grau de saturação da hemoglobina.

A curva do gráfico que representa esta relação tem formato sigmoidal; a

conseqüência prática disso é que uma variação significativa na pressão atmosférica

(até determinado valor) não influencia no grau de saturação da hemoglobina.

Portanto, o organismo é capaz de manter a oxigenação tecidual em altitudes elevadas.

Mesmo que essa oxigenação não seja tão eficiente quanto a que ocorre ao nível do mar,

sabe-se que o impacto causado pela mudança na pressão atmosférica não é tão grande

devido à ação da hemoglobina. Se não existisse uma molécula capaz de saturar em

pressões mais baixas, a quantidade de moléculas de O2

livre seria proporcional à pressão

parcial, e nós não seríamos capazes de sobreviver nem mesmo a 2000 m de altitude. Isso

é representado pela parte achatada da curva.

Tão importante quanto à parte achatada, é a parte mais inclinada da curva, que

corresponde a uma PO2 de 40-50, essa é a pressão parcial que existe nos tecidos

periféricos. Analisando o gráfico, nota-se que uma pequena variação na PO2 (por

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exemplo, de 50 para 45) acarreta uma elevada “des-saturação” da hemoglobina

(liberação de oxigênio pela hemoglobina), fator essencial para a oxigenação dos tecidos

periféricos. Essa característica da hemoglobina protege o organismo em caso de

exposição a pressões barométricas menores, e facilita a oxigenação periférica.

Outra importante característica da hemoglobina é o fato de que, dependendo do

ambiente no qual ela está, sua afinidade pelo oxigênio é reversível e agudamente

modificada. Ela pode mudar sua conformação tridimensional, esconder o sítio de ligação

do radical heme, e diminuir sua afinidade por O2.

Essa modificação é representada pelo desvio para direita da curva de dissociação

da oxiemoglobina, que ocorre nos tecidos periféricos, ou em tecidos com o metabolismo

aumentado. Nesses casos, ocorre aumento da temperatura, da PCO2* e diminuição do

pH, que são os fatores típicos que desviam a curva para direita. Quando o sangue atinge a

extremidade venosa dos capilares, a temperatura já está normalizada, bem como a PCO2 e

o pH, o que torna a modificar a afinidade da hemoglobina.

*OBS.: o CO2 se liga de forma alostérica à parte protéica dos radicais carboxila da hemoglobina,

modificando sua conformação e diminuindo sua afinidade por O2.

A mioglobina é fixa e constitui-se de um tampão intracelular de oxigênio, sendo,

provavelmente, uma das razões pelas quais a PO2 nunca chega à zero num tecido com

alta atividade metabólica. Mas ainda não se sabe qual é exatamente o seu papel no

metabolismo. O que se sabe é o problema que ela pode causar: no caso de uma

rabdomiólise (ruptura de fibras musculares esqueléticas) intensa, a mioglobina pode

atingir a circulação, ocorrendo mioglobinúria, e levando a uma necrose tubular aguda. A

rabdomiólise ocorre em casos de acidentes (por exemplo: esmagamento) ou situações de

exercício intenso.

Ventilação

A oxigenação só é possível se a relação ventilação–perfusão estiver equilibrada

nos pulmões como um todo. No entanto, há uma certa heterogeneidade nessa relação

devido à ação da força da gravidade.

As artérias pulmonares penetram nos pulmões nas suas porções médias, assim,

quando se está de pé, ou sentado, a tendência é que o sangue perfunda com mais

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facilidade a base do que o ápice, devido à força da gravidade. Vale lembrar que o ápice

ainda sofre efeito dos movimentos cardíacos, pressionado-o.

Os brônquios também chegam à porção média, mas eles ventilam mais o ápice

que a base. O pulmão tende a colabar (forças das fibras elásticas e colágenas e tensão

superficial dos alvéolos) e caixa torácica tende a expandir; o peso do pulmão traciona

suas porções superiores contra a caixa torácica, diferentemente da base, que, apesar da

tendência a colabar, está “esparramada”. Na prática, as regiões superiores do espaço

pleural têm uma pressão mais negativa, e as da base, uma pressão menos negativa.

Devido a isso, os alvéolos do ápice estão muito estirados, expandidos, já, na base, estão

menos. No ponto de repouso elástico (final da expiração em repouso), os alvéolos do

ápice estão com grande volume e os da base com pouco volume.

A diferença entre a pressão intra-alveolar e a pressão pleural é chamada de

pressão transpulmonar. No ápice, a pressão transpulmonar é grande, ou seja, a pressão

pleural é muito negativa. Já na base, a pressão no espaço pleural é um pouco menor, bem

como o volume dos alvéolos.

Ventilação significa entrada e saída de ar, não o quanto há de ar no alvéolo em

determinado momento, mas o processo dinâmico.

Quando a musculatura inspiratória é contraída, a pressão pleural fica mais

negativa, tanto no ápice quanto na base. No entanto, a mesma variação de pressãoprovoca diferentes variações de volume: a base aumenta muito mais e, portanto, é mais

complacente que o ápice. Isso ocorre porque o ápice já está com volume muito grande, o

que o torna mais difícil de “encher”.

A quantidade de ar que entra e sai da base ao longo do tempo é muito maior,

portanto a ventilação é muito maior na base, quando comparado ao ápice.

Cada alvéolo tem volume correspondente à pressão radial que o traciona para

fora. Se o ápice está com a pressão mais negativa na pleura do que a base, ele fica mais

aberto, logo, os alvéolos do ápice ficam mais abertos e expandidos. Na base, a pressão de

expansão é menor, logo, os alvéolos estão com um volume um pouco menor. Cada

alvéolo do ápice é maior do que um alvéolo da base, mas existem muito mais alvéolos na

base do que no ápice.

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Quando a musculatura contrai, a pressão transpulmonar aumenta em todos os

lugares, ou seja, a pressão negativa pleural fica mais negativa ainda em todas as regiões.

Mas o ápice já está com um volume muito grande, então a mesma força enche menos do

que se ele estivesse vazio; o nome técnico para isso é complacência. Se o ápice varia

pouco o seu volume, movimenta pouco ar, então participa pouco da ventilação e das

trocas gasosas. Já a base varia mais seu volume, portanto ventila mais; cada alvéolo

ventila mais na base.

A base é, portanto, mais ventilada e mais perfundida do que o ápice, mas a

relação ventilação/perfusão do ápice é maior, porque o ápice é mais ventilado do que

perfundido, ao passo que a base é, proporcionalmente, mais perfundida do que ventilada,

mas a relação ventilação/perfusão na base é menor. Então, em um gráfico de relação

ventilação/perfusão, ela diminui do ápice para a base.

O ápice é proporcionalmente mais ventilado do que a base e é mais ventilado

do que perfundido quando comparado com a base.

Na falta de gravidade (como, por exemplo, no espaço), a relação de ventilação

perfusão fica muito mais homogênea, porque é a gravidade que determina essas

diferenças; o mesmo ocorre quando estamos deitados. O efeito da gravidade é mais óbvio

na perfusão do que na ventilação. Durante o exercício, existe um aumento na pressão

arterial pulmonar, então irá acontecer uma melhor perfusão do ar, logo, a relação

ventilação/perfusão do pulmão será melhor.

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Exposição do indivíduo a grandes altitudes

Cronicamente, se um indivíduo vive em grandes altitudes, ele desenvolve

adaptações como o aumento da capilaridade muscular, aumento do hematócrito,

aumento do 2,3 difosfoglicerato (2,3 DPG) - um intermediário da via glicolítica, que

desvia a curva de dissociação da oxiemoglobina para a direita, e tende a facilitar a

oxigenação periférica. Desta forma, ele se ajusta a altitude, mas perde essa adaptação

quando volta para o nível do mar em 2, 3 ou 4 meses (até porque as hemácias têm a vida

de, aproximadamente, 3 meses), devido à queda de estímulo pela eritropoietina. O melhor

para um sujeito se adaptar na altitude é chegar ao local 3 meses antes; na verdade,

qualquer tempo antes favorece o costume a baixa de pO2 .

Mergulho

No mergulho, ocorre uma situação inversa: além do fato de não sermos capazes

de respirar espontaneamente, há o problema do aumento da pressão. O mergulho pode ser

feito por apnéia (prendendo a respiração), ou por mergulho autônomo, usando um

implemento que facilite o mergulho na profundidade, normalmente um balão com ar;

esse ar é modificado, substituindo o nitrogênio por um ar inerte que não produz efeito

biológico, como o hélio, por exemplo. No mergulho com a garrafa (SCUBA-diving - Self

containing underwater breathing aparatus), o gás deve ser substituído em caso de

mergulho prolongado, que combina profundidade e tempo.

Existe uma tabela onde se identifica qual é a característica daquele mergulho; isso

é importante porque, quando se vai a uma profundidade grande e se fica por um tempo

razoável, as moléculas de nitrogênio, que são pouquíssimo solúveis em água, vão estar

submetidas a tanta pressão, durante tanto tempo, que irão se dissolver lentamente no

plasma. E, por ser hidrofóbico o nitrogênio tende a se dissolver nos tecidos lipídicos,

como tecido subcutâneo, articulações e sistema nervoso, nas bainhas de mielina, podendoainda causar sensação de embriaguez e sonolência.

O sujeito deve voltar à superfície de maneira lenta e progressiva, para dar tempo

da pressão parcial no organismo ficar maior do que a do ar respirado; dessa forma, o

nitrogênio vai voltando para os alvéolos e sendo exalado, até que não esteja mais

dissolvido. Se o mergulhador sobe rapidamente, o nitrogênio que estava forçadamente

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dissolvido, devido à alta pressão, agora está exposto a uma baixa pressão e, subitamente,

deixa de ficar dissolvido, voltando à forma gasosa, e formando gás de nitrogênio dentro

do organismo, o que é chamado de Doença da Descompressão.

Se o mergulhador não faz muito bem essa descompressão, ele pode passar um ou

dois dias com dores articulares, enfisemas subcutâneo, presença de bolhas debaixo da

pele, cefaléia, náuseas e vômitos.

Existem câmaras que resgatam os mergulhadores na profundidade, que possuem

um controle sobre o ar no seu interior, fazendo a descompressão de forma

computadorizada. A pressão dentro dessa câmara, inicialmente, é igual à pressão que o

mergulhador estava submetido na água naquela profundidade.

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