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😉 Aproveitando o restinho do feriado para destacarmos no nosso Clube de Revista em suporte respiratório e afins, 2 artigos clássicos da fisiologia respiratória, dos professores Arthur Otis e Jonh West.

👉 Avanços extraordinários na fisiologia respiratória ocorreram entre 1941 e 1956 no Departamento de Fisiologia da Universidade de Rochester, cujas bases são fundamentais para utilização de avançados modos ventilatórios nos dias de hoje.

👉 Wallace Fenn (1893-1971) era o líder do grupo, cerca de 20 anos mais velho que seus colegas e obteve seu doutorado em Harvard em fisiologia vegetal. Hermann Rahn (1912-1990) obteve seu doutorado na Universidade de Rochester, onde seu trabalho foi sobre a placenta e o corpo lúteo de cobras e o desenvolvimento da hipófise em aves. Arthur Otis (1913-2008) tornou-se doutor pela Universidade Brown, cuja tese foi sobre o estudo de fármacos e íons no coração da ostra. Nenhum deles teve qualquer exposição séria à fisiologia respiratória.

😳 À primeira vista, este parece um grupo  improvável para estabelecer as bases tanto da troca gasosa respiratória quanto da mecânica como existem hoje. No entanto, foi isso que aconteceu em decorrência das exigências da Segunda Guerra Mundial, cujo objetivo foi estudar a fisiologia respiratória sob pressão, uma vez que se acreditava que aeronaves que conseguissem alcançar vôos a 40.000 pés de altitude teriam maiores vantagens.

🤩Em 6 meses após o início dos trabalhos, publicaram um primeiro relatório confidencial que abrangia as bases fisiológicas dos efeitos respiratórios das pressões intrapulmonares positivas e negativas, exploraram o diagrama da troca gasosa O₂-CO₂, esclareceram os efeitos das mudanças de altitude, hiperventilação e foram os pioneiros na análise das relações ventilação-perfusão. Na mecânica respiratória, eles desenvolveram a clássica variação da Pinsp e Pexp máxima com a variação do volume pulmonar, além de calcular o trabalho respiratório, discutir resistência elástica do pulmão e da parede torácica, quanto a viscosidade.

🤓O desenvolvimento de equipamentos para o novo projeto de pesquisa é uma leitura divertida: Fenn comprou um tanque de aço projetado para o transporte de cerveja, pegou emprestada uma bomba pulverizadora de árvores do departamento de jardins da universidade, inverteu suas válvulas e, assim, criou uma câmara de alta altitude que podia descomprimir a uma taxa de 1500 metros por minuto. Um pneumotacógrafo Fleisch foi construído a partir de um conjunto de canudos de refrigerante dentro de um tubo de latão, com a diferença de pressão entre as duas extremidades sendo medida com um manômetro de membrana sensível. Outro equipamento fundamental para os estudos de trocas gasosas era um amostrador de gases expirados usando um preservativo.

🧐Em 1950, outro artigo de grande importância fora publicado, intitulado “Mechanics of Breathing in Man” (Otis et al., 1950), que buscava estabelecer as bases fisiológicas do trabalho respiratório, cujo autor desenvolvera sua célere fórmula. Nesse paper, enumera-se as forças envolvidas na respiração (forças elásticas, resistência ao fluxo de ar, resistência tecidual e inercia do ar), além de determinar a frequência respiratória ideal que minimiza o trabalho respiratório.

🤓A fórmula de Otis (W =  ½KV_T² + C₁fV_T² + C₂f²V_T³ , onde W: trabalho respiratório; V_T: volume corrente; f: frequência respiratória; K: elastância; C₁: constante associada à resistência viscosa do ar e tecido; C₂: constante relacionada à resistência turbulenta do fluxo aéreo) considera o componente elástico, cuja relação é quadrática com o volume; o componente resistivo linear das vias aéreas crescendo linearmente com a frequência respiratória e o componente resistivo turbulento, que cresce com o cubo do volume corrente e com o quadrado da frequência.

😉Dito de outra forma, ela mostra que o trabalho respiratório não cresce de forma linear com frequência e volume corrente: em frequências respiratórias baixas aumentam mais o trabalho elástico e respirar em altas frequências aumenta o trabalho resistivo. Desta feita, existe um equilíbrio ideal na frequência respiratória em que o trabalho respiratório total é mínimo, que em indivíduos saudáveis em repouso seria entre 12-16rpm, com excelente eficiência energética, representando esse gasto apenas cerca de 1-2% do metabolismo basal.

🤩Ok, tudo isso é muito interessante, mas onde conseguimos aplicar esses conceitos atualmente? Na nossa tão querida e amada (salve-salve! Rsrs) ventilação mecânica, em modos avançados de circuito fechado, chamado de Ventilação de Suporte Adaptativo, que utiliza a equação de Otis para selecionar automaticamente a frequência respiratória e a pressão inspiratória com o menor trabalho respiratório possível.

😎 Quer ler os artigos? Click nos anexos abaixo.

😉 Você conhecia esses artigos clássicos?

😉 Em que medida os seus achados continuam influenciando nossa prática clínica?