**Complacência pulmonar & Anatomia***
**Complacência pulmonar & Anatomia***

ENTENDENDO A COMPLACÊNCIA PULMONAR

 
O conhecimento das propriedades mecânicas do sistema respiratório é assunto fundamental para quem pretende atuar com fisioterapia respiratória. No entanto, quando este tema é apresentado pela primeira vez em sala de aula, muitas pessoas costumam dormir, outras entram em choque, algumas sofrem acessos incontroláveis de crise do pânico ou riem histericamente. Mas todo mundo concorda em uma coisa... ninguém entende lhufas.
Para escrever esta postagem contei com a ajuda inestimável de Ana Carolina Cury, fisioterapeuta de Minas Gerais, na primeira colaboração virtual deste blog. Espero que gostem!
 
Pois bem, a postagem de hoje é justamente a primeira de uma série digitada a quatro mãos, feita especialmente para pessoas que apresentam reações adversas a aula de mecânica pulmonar... hoje começaremos falando de complacência.

 


AS FORÇAS QUE MOVEM O AR QUE VOCÊ RESPIRA
O sistema respiratório tem várias funções no corpo, sendo a principal delas a troca gasosa e a homeostase. Esse sistema pode ser entendido como um conjunto de tubos e conexões que levam o ar até os capilares pulmonares onde são realizadas as trocas gasosas. Até aí tudo bem, é só uma revisão do que você aprendeu no ensino fundamental.
O que geralmente causa dificuldade na compreensão deste sistema é que esses tubos e conexões possuem propriedades elásticas, e que o sistema respiratório precisa se adaptar a diferentes pressões tanto dentro quanto fora do tórax e têm uma relação muito intrincada com outros órgãos e cavidades do corpo. Para entender melhor estas relações, estudamos a mecânica do sistema respiratório, que é basicamente composto pelo pulmão, vias aéreas e caixa torácica.
Vamos lá então, sem medo de fazer novas sinapses e botar os neurônios para trabalhar. Vamos tentar entender que mecânica é essa!

DEFINIÇÃO DE COMPLACÊNCIA PULMONAR
Toda estrutura elástica tem como propriedade fundamental oferecer resistência à deformação. O pulmão funciona de forma bem parecida. No caso, a capacidade que o pulmão tem de se expandir chama-se complacência.
Para expandir os pulmões é necessário um mínimo de esforço, que ocorre naturalmente, na atividade da respiração. Esse esforço é realizado pelo músculo diafragma e pelos músculos intercostais externos. Quando a capacidade de expandir está diminuída, diz-se que o pulmão tem a complacência reduzida, ou, em outras palavras, um pulmão com a complacência reduzida se expande com mais dificuldade, fica “duro”. A diminuição da complacência é particularmente perigosa, pois impõe um maior trabalho ao sistema respiratório para “abrir” os pulmões e “fazer o ar entrar”. Em uma situação aguda, o paciente pode evoluir rapidamente para a insuficiência respiratória, ou seja, o esforço muscular que ele realiza para respirar passa a não ser suficiente para expandir os pulmões e ele pode para de respirar. Em uma condição crônica, a insuficiência acontece do mesmo jeito (só que a prestação), e com o passar dos anos, o esforço também torna-se imenso dificultando a expansão pulmonar.

Agora vamos começar a complicar um pouco mais:
A definição clássica de complacência afirma que se trata de uma relação entre pressão e volume, ou seja, o quanto o pulmão é capaz de distender-se para acomodar o volume de ar que entra pelas vias aéreas.
É importante ter em mente que associada a variação dos volumes pulmonares ocorre também uma variação da pressão. Na faixa fisiológica normal de variação de pressão (- 5 a - 10 cmH2O) o pulmão é bem distensível, para cada variação de 1 cmH2O ocorre uma variação de 200ml de ar, porém se o pulmão já se encontra expandido, pequenas variações de volume, geram uma grande variação de pressão e impõe maior trabalho aos músculos inspiratórios.
Não entendeu? Faça o seguinte:
#1 – Respire normalmente e perceba o esforço que você faz ao iniciar a inspiração (pulmão em um momento de alta complacência – pequenas variações de pressão = grandes volumes)
#2 – Tente manter a mesma frequência respiratória, só que desta vez respire com o peito bem estufado de ar, sem deixar o ar sair completamente. Perceba como é mais difícil manter a mesma freqüência respiratória quando se está próximo do limite de expansão pulmonar (pulmão em momento de baixa complacência – fica cada vez mais difícil (trabalhoso) respirar (mesmo com pequena variação de volume).
#3 – Agora faça o contrário: solte quase todo o ar dos pulmões, segure só um pouco de ar e tente manter a mesma freqüência respiratória. Esse também é um momento de baixa complacência, se você mantiver isso por algum tempo algumas unidades alveolares entrarão em colapso. Esse outro extremo de volume pulmonar (volume muito baixo = complacência reduzida) também torna a respiração mais difícil.

 

 
A CURVA PRESSÃO X VOLUME

Se você chegou nessa parte do post sem ter nenhuma das reações adversas citadas lá no início, as suas chances de ter um ataque de narcolepsia ou de começar a ver duendes verdes agora é mínima. Vamos em frente. Gráficos são amigos, e facilitam muito a nossa vida, vale a pena gastar um pouco mais de tempo analisando as curvas e suas relações.

Tá vendo o gráfico acima? Ele ilustra 3 curvas Pressão X Volume distintas: Uma considerando apenas o Tórax, outra apenas os pulmões e a terceira para o conjunto Pulmões + Tórax (a qual descreve melhor as propriedades do sistema respiratório).

 

Neste gráfico é possível visualizar um detalhe importantíssimo: A curva Pulmão+Tórax tem um formato parecido com um “S”, indicando que a complacência do sistema respiratório não é constante ao longo do enchimento (ou esvaziamento) pulmonar.

 

A porção inicial da curva corrensponde a mecânica da parede torácica em com volume pulmonar baixo, nesse volume existem vias aéreas colabadas e é preciso uma pressão mínima para abrir essas vias aéreas. A segunda parte é uma subida quase retilínea, ou seja, os aumentos de volume correspondem a aumentos de pressão. È nessa parte da curva que avaliamos a complacência estática. A inclinação dessa curva é a complacência. A porção final da curva representa a hiperdistensão pulmonar, ou seja, todos os alvéolos estão abertos e a partir daí, com o aumento do volume a variação da pressão é muito pequena.

Percebam que a curva do conjunto Pulmões+Tórax tende a ficar horizontal próxima ao VR,
indicando uma complacência reduzida em baixos volumes (representa um volume pulmonar muito baixo, com vários alvéolos fechados que precisam receber uma pressão inicial para abrir e começar a insuflar.) e também tende a ficar horizontal próxima a CPT (hiperdistensão pulmonar - representa a distensão máxima, com todos os alvélos abertos. Não é possível distender muito o tecido). Nestas duas situações, é preciso uma grande variação de pressão para se obter pequenas variações de volume.

 

Você acabou de ler a explicação, em temos científicos, do esforço que se sente para tentar insuflar os pulmões quando eles já estão cheios ou para se tentar respirar com o pulmão quase vazio. Acredito que com esta explicação fica fácil de entender porque devemos estar atentos à inclinação da curva do gráfico para identificar quando a complacência está aumentada ou diminuída.

A fórmula matemática que rege essas forças é:
Complacência = Volume / Pressão.

Entendendo os Dermátomos

 
Esta semana me vi obrigado a estudar novamente o mapa corporal dos dermátomos e, como de praxe, decidi aproveitar os resultados dos meus estudos e criar uma postagem para compartilhá-los. De fato este é um assunto que a gente acaba esquecendo caso não pratique ou relembre com freqüência.
Quando estudamos neuroanatomia, aprendemos que os nervos espinhais são formados a partir das raízes nervosas dorsal (sensitiva) e ventral (motora) que se projetam para fora da medula. Pois bem, os músculos inervados por um único par de raízes motoras formam um miótomo, enquanto que as regiões da pele inervada por um único par de raízes sensitivas formam um Dermátomo.

O grande lance dos dermátomos é que cada raiz dorsal (sensitiva) garante a sensibilidade de regiões previsíveis do corpo humano, desta forma é possível criar um mapa corporal. Esta característica tem grande importância para o fisioterapeuta, pois a partir destes mapas é possível estimar, por exemplo, quais raízes nervosas sensitivas foram afetadas em um paciente com TRM, ou identificar qual raiz nervosa sensitiva está sendo comprimida por uma hérnia de disco (radiculopatia).
Em relação ao exame sensitivo, eu particularmente gosto de utilizar os pontos de referência recomendados pela ASIA (Associação Norte-Americana de Lesões da Coluna Vertebral) como forma de avaliação rápida. Obviamente, caso seja necessário, pode-se utilizar uma avaliação mais completa, pesquisando a descriminação de dor e temperatura. A descrição dos pormenores da avaliação sensitiva foge ao objetivo desta postagem, mas quem quiser aprender mais existe o site da Liga de neurocirurgia, com a descrição desta avaliação (acesso altamente recomendável!!!). Nos mapas, as fronteiras entre os dermátomos são geralmente bem definidas. No entanto estas fronteiras são apenas didáticas, pois existe uma considerável sobreposição de inervação entre dermátomos adjacentes. Além disso, é possível encontrar diferenças entre os mapas de dermátomos, mas de forma geral são diferenças discretas que não comprometem a acurácia da avaliação neurológica. .

Veja o mapa aqui em cima. Em verde temos os dermátomos originados nas raízes da coluna cervical, em azul os originados na coluna torácica, em rosa, lombar e por último, os dermátomos sacrais em vermelho. Parece caótico? sem lógica? Pois então veja a figura abaixo.


São os mesmos dermátomos, só que desta vez representados em um ser humano em uma postura quadrúpede. Veja agora como a distribuição parece muito mais ordenada... este é um possível resquício de nossos ancestrais quadrúpedes. Mas se é de fato ou não, pouco importa... isso é papo para uma mesa de bar numa sexta-feira, com direito a cerveja e bolinho de bacalhau. O que importa é que agora ficou mais fácil de visualizar os dermátomos e quem sabe até mesmo memorizá-los.

PATOGENIA DO ENFISEMA PULMONAR – EVENTOS CELULARES E MOLECULARES

Partindo de observações em cortes necroscópicos superficiais de pulmões humanos, Laennec, em 1834, descreveu o enfisema pulmonar como uma lesão decorrente da atrofia do tecido pulmonar, resultante da hiperinsuflação(1). O enfisema foi, então, redefinido como uma "anormal e permanente dilatação dos espaços aéreos distais do bronquíolo terminal"(2). Essa definição foi posteriormente modificada, incluindo-se "destruição da parede alveolar sem fibrose evidente"(3).

Atualmente, o enfisema pulmonar pode ser definido como um processo obstrutivo crônico, resultante de importantes alterações de toda a estrutura distal do bronquíolo terminal, denominado ácino, seja por dilatação dos espaços aéreos, seja por destruição da parede alveolar, ocasionando a perda da superfície respiratória e de irrigação sangüunea, diminuição do recolhimento elástico e hiperexpansão pulmonar(4-5). Essas alterações anatômicas podem atingir apenas uma parte do ácino ou toda a estrutura acinar, indicando a etiologia e o comportamento fisiopatológico da doença(5).

O enfisema centroacinar apresenta o ácino pulmonar, comprometido por um alargamento ou destruição dos bronquíolos respiratórios, predominantes em zonas apicais, associado à prática tabagista(6). O enfisema panacinar, encontrado em pacientes portadores de deficiência de alfa-1-antitripsina(7) e associado com enfisema centroacinar em pacientes tabagistas, resulta de uma simultânea e uniforme destruição das paredes alveolares e alargamento difuso do ácino pulmonar, predominante em zonas basais(6). 

Ambos os tipos de enfisema podem ser encontrados em pacientes portadores de doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), na qual, aproximadamente, metade dos pacientes apresentam ambas as formas de enfisema pulmonar, e cerca de 25% apresentam apenas uma das formas de enfisema(6).

O enfisema acinar distal ou parasseptal compromete a região periférica do ácino, dutos e sacos alveolares, envolvendo-os em uma camada aérea longitudinalmente aos septos interlobulares(8). O enfisema parasseptal localizado encontra-se associado ao pneumotórax espontâneo em adultos jovens e a bolhas pulmonares em idosos. Enfisema unilateral ou síndrome de MacLeod ocorre devido a complicações decorrentes de infecções causadas por varíola ou adenovirus na infância, e o enfisema lobar congênito surge, geralmente, em crianças antes do sexto mês de vida(8).

PATOGENIA DO ENFISEMA PULMONAR

Muitos processos parecem estar envolvidos com a patogenia do enfisema pulmonar. Porém, a hipótese do desequilíbrio enzimático proteinase-antiproteinase tem prevalecido como tema central nos últimos anos. De acordo com essa hipótese, a destruição da parede alveolar resulta da ação de enzimas proteolíticas ativas que degradam a matriz extracelular (MEC) e afetam a integridade de seus componentes, particularmente as fibras colágeno e elástica(9).

A formulação desse conceito foi fundamentada com base em duas observações:
a) indivíduos com deficiência de alfa-1-antiprotease, considerada um defeito genético transmissível por gene recessivo autossômico, geralmente desenvolvem enfisema pulmonar grave quando relativamente jovens(8);
b) modelos experimentais de enfisema pulmonar baseiam-se na nebulização ou instilação de enzimas proteolíticas, como papaína (Carica papaya)(5), elastase pancreática de porco(10) e elastase neutrofílica humana(11). Esse processo proteolítico, associado à destruição uniforme da MEC do ácino pulmonar, resulta em alterações morfo-histológicas e fisiológicas dos pulmões, equivalentes às alterações encontradas no enfisema em seres humanos(9).

A hipótese de o enfisema pulmonar estar correlacionado com a deficiência de alfa-1-antiprotease – a qual possui atividade inibitória sobre a elastase neutrofílica com maior rapidez do que sobre outras proteinases(12) – ou com o aumento da atividade elastolítica – resultante do acúmulo e da ativação de neutrófilos em fumantes, em comparação a não-fumantes(9) – sugere a ação das proteinases neutrofílicas como decisivas para o desenvolvimento do enfisema. Em uma análise das células inflamatórias – presentes no parênquima pulmonar e nos espaços aéreos terminais em pulmões cirurgicamente retirados de pacientes não-enfisematosos ou com enfisema leve ou grave – verificou-se um aumento do número de neutrófilos, macrófagos, linfócitos T e eosinófilos no tecido enfisematoso(13). Essas células apresentam um aumento aproximado de dez vezes nos pulmões com enfisema grave, comparando-se com os pulmões normais(9). Em estágios avançados da DPOC (associada à extensa obstrução das vias aéreas, particularmente das vias aéreas periféricas, e ao acelerado declínio das funções pulmonares), observa-se aumento do infiltrado neutrofílico(14). Stringer et al. demonstraram que a ação fagocitária dos neutrófilos encontra-se prejudicada quando estes são expostos ao extrato de fumaça de cigarro(15). Não apenas os neutrófilos, mas também os macrófagos alveolares apresentam disfunções quando expostos aos componentes do cigarro. Macrófagos alveolares são células predominantes nas vias aéreas e desempenham um papel essencial na gênese do enfisema, por meio da liberação de leucotrienos, prostaglandinas, citocinas, quimiocinas, metaloproteinases (MMP) e espécies reativas de oxigênio(16).

Em análise da submucosa bronquial de pacientes com DPOC, observa-se que o predomínio de macrófagos alveolares relaciona-se à gravidade da doença(17). Macrófagos de pacientes fumantes expressam aumento da proteína antiapoptótica B-cell leukaemia/lymphoma (Bcl-XL), sugerindo que o estresse oxidativo, induzido pela fumaça do cigarro, pode contribuir para a cronicidade da inflamação das vias aéreas, associada à redução da apoptose celular(18). Kirkham et al. observaram, em experimentos conduzidos in vitro, que em macrófagos humanos expostos à fumaça do cigarro, reduz-se a habilidade dessas células em fagocitar neutrófilos apoptóticos(19). Além do mais, a liberação de enzimas proteolíticas, neutrófilicas e macrófilicas induz a degradação do componente elástico da MEC, o que foi evidenciado tanto em modelos experimentais(20), como em pacientes humanos enfisematosos(21) e na integridade das fibras colágeno(22), em que se demonstrou o remodelamento e o aumento na síntese de colágeno pela ação da enzima proteolítica(10).

Em condições normais, existe um equilíbrio entre a produção de substâncias agressoras e protetoras no ácino pulmonar. Entretanto, a ação prolongada da prática tabagista, associada ao estresse oxidativo, induz o desequilíbrio dessas substâncias. As espécies reativas de oxigênio (ROS), derivadas do estresse oxidativo da fumaça do cigarro, promovem a ativação do fator nuclear kappa B (NF-кB) e da proteína ativadora 1 (AP1), que podem potencializar a resposta inflamatória em pulmões de pacientes com DPOC. Além disso, as MAP kinases (MAPK) e fosfatidilinositol 3-kinase (PI3K) são também ativadas pela ROS(23-24). Experimentos com pequenos roedores expostos ao ozônio confirmaram a ativação do NF-кB e p38 MAPK nas células pulmonares(25). Di Stefano et al. demonstraram aumento da expressão do fator nuclear NF-кB nas células bronquiais de pacientes com DPOC(26). Resultado similar foi observado em pulmões de pacientes com DPOC, em que o aumento da expressão do fator nuclear NF-кB associa-se à degradação do inibidor do NF-кB (I-кB)α(27). O estresse oxidativo pode causar, ainda, a fosforilação de I-кBα e sua subsequente degradação em algumas células típicas(28).

Outro ponto a ser considerado é relação entre senescência celular e o estresse oxidativo na patogenia do enfisema pulmonar. Junqueira et al. demonstraram que o estresse oxidativo pode se desenvolver gradualmente com a idade – em consequência do aumento dos níveis plasmáticos de produtos derivados da lipoperoxidação e da ativação de enzimas antioxidantes presentes nos eritrócitos circulantes na corrente sanguínea – enquanto os níveis plasmáticos de antioxidantes nutricionais diminuem(29). Os pulmões são continuamente expostos a oxidantes endógenos, gerados principalmente por células fagocitárias, ou exógenos, derivados de poluentes atmosféricos e, principalmente, da fumaça do cigarro(30). Pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica expressaram aumento dos biomarcadores de estresse oxidativo, tanto nos pulmões(31), como nos músculos respiratórios(32). Estudos conduzidos em ratos knockout SMP30 mostraram aumento de espaços aéreos sem destruição alveolar, revelando um novo modelo de pulmão senil(33-34).

Entretanto, ratos knockout SMP30 expostos à fumaça de cigarro demonstraram, além do aumento do espaço aéreo, a destruição da parede alveolar, associada ao aumento do estresse oxidativo(35). Nyunoya et al. demonstraram experimentalmente que uma única exposição à fumaça de cigarro é capaz de inibir a proliferação de fibroblastos (células essenciais para promover o reparo pulmonar após uma lesão). Múltiplas exposições à fumaça de cigarro levam essas células a um estado irreversível de senescência(36). Essas células, por sua vez, são incapazes de reparar o parênquima pulmonar e, consequentemente, contribuem para o desenvolvimento do enfisema(37). Além disso, células senescentes são incapazes de sintetizar proteínas(36). Essas evidências indicam um possível envolvimento da senescência celular na patogenia do enfisema pulmonar.
Entretanto, o fato de apenas a minoria dos fumantes desenvolverem a afecção sugere a existência de outros fatores de risco, além dos já citados, na gênese do enfisema pulmonar. Estudos em familiares de pacientes com enfisema pulmonar demonstraram, claramente, a importância do fator genético na determinação da suscetibilidade individual para essa doença(38). Estudos experimentais em camundongos expostos à fumaça de cigarro(39), ou após alteração genética(40), indicam a ocorrência de alterações morfofuncionais compatíveis com enfisema pulmonar.

Embora a hipótese do desequilíbrio enzimático proteinase-antiproteinase prevaleça na patogenia do enfisema pulmonar, ainda não está esclarecido se o desenvolvimento ocorre pelo excesso de proteases, pela deficiência de alfa-1-antiprotease ou por ambos. Entretanto, devem-se considerar também os fenômenos celulares e moleculares, autoimunes, a apoptose de células alveolares e fatores genéticos, os quais, em conjunto ou isoladamente, contribuem para a compreensão da fisiopatologia do enfisema pulmonar.



REFERÊNCIAS
1. Laennec RTH. A treatise on diseases of the chest and on mediate auscultation. 4th ed. Forbes J, translator. London: Longman; 1834.
2. Terminology, definitions and classifications of chronic pulmonary emphysema and related conditions: a report of the conclusions of a Ciba Guest Symposium. Thorax. 1959;14(4):286-99.
3. The definition of emphysema. Report of a National Heart, Lung, and Blood Institute, Division of Lung Diseases workshop. Am Rev Respir Dis. 1985;132(1):182-5. 

 

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