A contração da musculatura inspiratória amplifica a tendência natural da caixa torácica de ocupar uma posição inspiratória. De fato, se fosse cortado ao nível do tórax, um homem teria suas estruturas torácicas saltando abruptamente para fora, como se fossem molas previamente deprimidas.

Os músculos inspiratórios são aqueles que correm da cabeça e do pescoço (escalenos, esternocleidomastoideo) ou dos braços (peitoral minor) às costelas, bem como aqueles que correm de costela a costela, no sentido de cima para baixo e de dentro para fora (intercostais externos).

Os músculos elevadores dorsais e serrados póstero-superiores, que formam parte da grande massa muscular ligada à coluna vertebral em seu sentido posterior e que correm para baixo, a partir das vértebras torácicas em direção às costelas, podem também elevar estas últimas, funcionando, portanto, como músculos accessórios da respiração. Tais músculos só são empregados quando há hiperventilação e/ou grave doença respiratória.

 

A maior parte das fibras dos músculos intercostais externos estão localizadas nas regiões posteriores dos espaços intercostais; eles contraem durante a inspiração e relaxam durante a expiração. Sua ação decorre de elevação da costela situada imediatamente abaixo, determinando que esta gire sobre seu eixo, conforme já estudado anteriormente com o nome de "movimento em alça de balde".

A maior parte dos intercostais internos situam-se nas regiões anteriores dos espaços intercostais.

Quando os pulmões estão moderadamente insuflados, essas fibras exercem efeitos expiratório; isso decorre do abaixamento da costela situada ime-diatamente acima.

 

Diafragma

A musculatura diafragmática forma o assoalho da cavidade torácica; suas fibras convergem para o tendão central. Quando todas as fibras do diafragma contraem juntas, o tendão central é puxado para baixo como se fosse um piston; isto aumenta o diâmetro longitudinal da cavidade toácica, diminuindo a pressão torácica e aumentando a abdominal.

Durante a respiração tranqüila, a excursão diafragmática necessária para gerar o volume corrente é 1,5 cm; durante inspiração profunda, a extensão pode chegar a 10 cm. Se o diafragma desce 10 mm, isto produz um aumento de 250 ml no volume torácico e, portanto, no volume de ar no interior dos pulmões.

A contração do diafragma aumenta o volume torácico correspondente a 75% do volume de gás ina-lado (os restantes 25% são devidos ao movimento das costelas). Aproximadamente um terço do movimento de ar de uma inspiração individual é produzido pela descida do diafragma; o restante da expansão é provocado pela elevação real da caixa torácica.

A inervação do diafragma (feita pelos dois nervos frênicos) origina-se do terceiro e quarto segmentos cervicais da medula espinhal, enquanto que os músculos intercostais e a maior parte dos músculos inspiratórios acessórios são inervados a partir de segmentos torácicos e lombares.

O diafragma pode, assim, permanecer ativo mesmo quando os outros músculos estejam paralisados por secção transversa da medula espinhal a níveis torácicos superiore ou cervicais inferiores. Como o dia-fragma é inervado pelo frênico, lesões decorrentes de traumatismo na coluna cervical que comprometam C₃ e C₄ podem causar insuficiência respiratória aguda por paralisia diafragmática.

 

 

A expiração é usualmente feita de modo passivo, através da retração elástica do parênquima pulmonar; se necessários, os intercostais internos e a musculatura da parede anterior do abdômen podem participar do processo.

Isso ocorre sempre que o volume minuto excede de 40 l/min e durante expiração forçada. Nesse caso, os músculos expiratórios começam a se contrair ativamente de modo a acelerar e a tornar mais completo o esvaziamento pulmonar.

Se isso não ocorresse, qualquer aumento na profundidade respiratória reduziria, necessariamente, a freqüência respiratória; é apenas na medida em que a atividade da musculatura expiratória aumenta que é possível aumentar tanto a freqüência quanto a profundidade da respiração, de modo simultâneo.

Quando a atividade expiratória aumenta ao ponto em que a musculatura expiratória entra em ação, os músculos accessórios da inspiração também são ativados.

Os músculos expiratórios são aqueles que correm da pélvis ao esterno (reto abdominal) ou até as costelas, em sua região posterior (músculos ílio-costais lombares e quadrado lombar), ou aqueles que correm das vértebras para cima, em direção às costelas (serrato posterior inferior).

O músculo triangular do esterno corre para cima e para fora, na superfície interna do tórax, e atua deprimindo as costelas; os intercostais internos correm para baixo e para fora, quase que perpendicularmente aos intercostais externos e sua contração também deprime as costelas.

 

São dois os movimentos respiratórios ventilatórios fundamentais:

1. Inspiração;

2. Expiração.

A inspiração corresponde à entrada de ar atmosférico no ácino pulmonar, renovando o ar alveolar; a expiração consiste na expulsão de volume quase igual ao volume de ar inspirado a partir do ácino até o meio ambiente.

 

 

Mecanismos da Expansão Pulmonar

A expansão dos pulmões é obtida durante a inspiração pelo movimento para cima das costelas e para baixo do diafragma, que se torna retificado.

Esse movimento é devido à contração dos intercostais externos e diafragma, sendo reforçados se necessário pelos músculos accessórios da respiração, musculatura esta composta principalente pelo esternocleidooccipitomastoideo, pelos escalenos, pelo grande peitoral, pelo pequeno peitoral e pelo Latissimus dorsi.

A expansão da cavidade torácica diminui a pressão pleural, que torna-se ainda mais negativa, o que atrai os alvéolos, expandindo-os. A pressão pleural diminui, tornando-se subatmosférica, o que puxa ar ambiente através das vias aéreas. O preenchimento dos alvéolos com ar eleva a pressão alveolar, de modo que a inspiração só prossegue até o ponto em que as pressões atmosférica e alveolar sejam iguais.

Durante a expiração, os músculos inspiratórios relaxam, tornando a pressão pleural menos negativa. A retração elástica do parênquima pulmonar faz com que a pressão do ar alveolar seja maior que a pressão atmosférica, e isso gera o fluxo aéreo expiratório. Se necessário, um esforço expiratório pode aumentar a pressão alveolar, mediante a contração da musculatura abdominal (empurra o diafragma para cima, compri-mindo os pulmões) e dos intercostais internos, que abaixam as costelas.

Quando toda a musculatura inspiratória entra em repouso, o tórax adota a posição de expiração, a um volume pulmonar que é conhecido como ponto de repouso respiratório.

Essa posição tem um valor (em litros de ar contido nos pulmões) que é diferente para cada pessoa, de acordo com seu sexo, idade, altura e presença de doença. Qualquer desvio dessa posição de repouso respiratório exige a contração ativa de músculos inspiratórios e/ou expiratórios.

 

 

Movimentos do Tórax e do Diafragma

A ventilação pulmonar é produzida contra a oposição de três tipos diferentes forças: elásticas, resistivas e inerciais.

A ampliação dos diâmetros torácicos não é igual em todas as direções, sendo:

1. para baixo, em virtude da contração do diafragma e à elevação das costelas;

2. em direção anterior devido ao movimento para frente e para cima do osso esterno.

 

Ação do Diafragma

O diafragma apresenta-se em forma de cúpula. Apresenta essa forma apesar do peso do fígado a ele aderido, e isso é parcialmente devido às propriedades elásticas do pulmão que o atrai permanenteente para cima.

A retração elástica pulmonar aplica uma pressão subatmosférica (negativa) de 3 mmHg/ cm² sobre os 250 cm² de área do diafragma, produzindo uma força para cima superior a 1 Kgf.

Ao se contrair, o diafragma se comporta como um pistom que se move para baixo e para frente, criando espaço a ser preenchido pela expansão pulmonar.

O diafragma é uma prateleira feita de músculo esquelético, cuja forma é a de uma elipse cilindróide no topo da qual existe uma cúpula (ou domo); a cúpula diafragmática é formada principalmente pelo tendão central.

A porção cilíndrica se constitui no ponto de inserção do diafragma na caixa torácica. A cúpula pouco deforma, sendo deslocada como um pistom para baixo.

Esse movimento é devido ao encurtamento de suas inserções nas costelas, e pode levar os pulmões a atingir a capacidade pulmonar total.