Etiologia

As causas respiratórias incluem:

  • Exacerbação aguda da asma

  • Embolia pulmonar: trombose das artérias pulmonares que pode decorrer de estados hipercoaguláveis, como aqueles induzidos pela gestação, uso de pílula contraceptiva oral, deficiências proteicas hereditárias (por exemplo, deficiências de proteína C, proteína S, antitrombina III e fator V de Leiden) e doenças autoimunes (por exemplo, síndrome antifosfolipídica, lúpus eritematoso sistêmico)

  • Edema pulmonar

  • Síndrome do desconforto respiratório agudo, incluindo infecção por COVID-19. A maioria das mortes relacionadas à COVID-19 resultam de infecção viral pulmonar com desenvolvimento rápido de insuficiência respiratória aguda. A pneumonia associada à COVID-19 está associada a insuficiência respiratória aguda hipóxica grave que, normalmente, requer suporte ventilatório mecânico.[15]

  • Pneumonia (bacteriana, viral ou combinada)

  • Epiglotite aguda

  • Edema pulmonar cardiogênico

  • Trauma pulmonar

  • Lesão por inalação (de gases ou vapores tóxicos incluindo cloro, fumaça, monóxido de carbono e sulfeto de hidrogênio)

  • Obstrução das vias aéreas superiores/inferiores (por exemplo, corpos estranhos, abscesso retrofaríngeo, epiglotite e edema causados por alergia aguda ou anafilaxia)

  • Pneumotórax

  • Doença pulmonar crônica (por exemplo, doença pulmonar obstrutiva crônica, fibrose cística, fibrose pulmonar, doença pulmonar intersticial crônica)

  • Bronquiectasia

  • Anormalidades alveolares (por exemplo, enfisema, síndrome de Goodpasture, granulomatose com poliangiite [anteriormente conhecida como granulomatose de Wegener])

  • Anormalidades da parede torácica (por exemplo, cifoescoliose)

  • Neoplasia maligna

  • Insuficiência cardíaca congestiva descompensada

  • Doença vascular do colágeno

  • Aspiração de conteúdo ou líquido gástricos.

As causas não respiratórias incluem:

  • Hipovolemia (de hemorragia ou desidratação)

  • Choque (séptico ou cardiogênico)

  • Anemia grave (por exemplo, devido à hemorragia gastrointestinal, hemorragia secundária a um trauma vascular ou órgão sólido)

  • Superdosagem de medicamentos (opioide e medicamentos sedativos)

  • Distúrbios neuromusculares (por exemplo, Guillain-Barré, miastenia gravis, distrofia muscular, doença do neurônio motor, poliomielite)

  • Distúrbios do sistema nervoso central (por exemplo, infecção, AVC, câncer infiltrado, câncer de massa, lesões no tronco encefálico)

  • Distúrbios espinhais (por exemplo, massa no canal vertebral superior com compressão da medula, estenose da coluna vertebral, lesão na medula espinhal cervical)

  • Deformidade espinhal óssea (por exemplo, cifoescoliose, espondilite anquilosante)

  • Shunt da direita para esquerda (por exemplo, cardiopatia congênita cianótica)

  • Toxinas (por exemplo, botulismo)

  • Intoxicação (por exemplo, gás cloro, monóxido de carbono)

  • Quase afogamento.

As causas traumáticas incluem:

  • Sangramento (hipovolemia com perfusão pulmonar diminuída)

  • Lesão torácica direta (fraturas de costela, tórax instável, lesões penetrantes no pulmão, lesões penetrantes na vasculatura pulmonar, lesões diafragmáticas com perda da função dos músculos do diafragma, contusão pulmonar com edema e sangramento no tecido pulmonar)

  • Lesão na medula espinhal

  • Traumatismo cranioencefálico com efeito de massa hemorrágica e lesão cerebral direta

  • Contusão pulmonar com hemorragia intraparenquimal

  • Êmbolos pulmonares traumáticos de gordura medular e elementos celulares secundários a fraturas maiores.

Fisiopatologia

O sistema respiratório é responsável pela troca de oxigênio e dióxido de carbono entre o sangue e a atmosfera. A insuficiência respiratória ocorre quando há uma falha nessa troca e demandas metabólicas de oxigênio e estabilização ácido-básica do sistema corporal não são mantidas, criando um desequilíbrio ventilação-perfusão.

A insuficiência de troca de oxigênio resulta no desenvolvimento de hipoxemia grave (insuficiência respiratória dos tipos I e II) com anóxia celular e asfixia tissular. Isso pode ocorrer em todas as formas de doença pulmonar, inclusive:

  • Preenchimento dos espaços alveolares com líquido

  • Colapso dos espaços alveolares

  • Redistribuição do fluxo sanguíneo de unidades alveolares funcionais (shunt)

  • Perda de fluxo sanguíneo para o tecido alveolar (por exemplo, embolia pulmonar)

  • Perda subjacente de tecido pulmonar (por exemplo, enfisema, trauma, fibrose); e

  • Espessamento ou acumulação de líquido nas membranas alveolares que inibe as trocas gasosas (por exemplo, pneumonia).

A hipóxia crônica em pacientes com insuficiência respiratória crônica estimula o aumento do número de eritrócitos circulantes (eritrocitose).

A insuficiência da troca de dióxido de carbono resulta em insuficiência respiratória hipercápnica (do tipo II), o que causa aumento do dióxido de carbono no sangue arterial. O acúmulo de dióxido de carbono causa acúmulo de ácido carbônico nos tecidos, resultando em acidose respiratória. Há uma retenção renal do íon bicarbonato para compensar a acidose respiratória crônica.

A insuficiência respiratória hipercápnica ocorre com distúrbios pulmonares que limitam a troca do dióxido de carbono do sangue para a atmosfera. Estes distúrbios pulmonares incluem:

  • Função muscular ventilatória não satisfatória, como acontece com os distúrbios neuromusculares (por exemplo, Guillain-Barré, superdosagem de medicamentos)

  • Obstrução de vias aéreas e alvéolos (por exemplo, asma, doença pulmonar obstrutiva crônica, edema pulmonar)

  • Secreções nas pequenas vias aéreas e nos alvéolos (por exemplo, doença pulmonar obstrutiva crônica, fibrose cística); e

  • Anormalidades da parede torácica (por exemplo, tórax instável traumático, cifoescoliose).

Vários fatores podem desencadear a insuficiência respiratória, incluindo fatores respiratórios, não respiratórios e traumáticos.

Fatores respiratórios

  • A oclusão vascular pulmonar aguda pode resultar em desequilíbrio ventilação-perfusão e insuficiência respiratória em decorrência do fluxo sanguíneo insuficiente para o funcionamento dos alvéolos. A embolização arterial pulmonar maciça pode causar pressões elevadas do lado direito pós-carga, originando uma disfunção cardíaca e incapacidade do coração para circular um volume de sangue adequado.

  • O pneumotórax pode levar a uma insuficiência respiratória se não existir uma reserva pulmonar suficiente para compensar o pulmão ou o segmento pulmonar em colapso. Isso geralmente ocorreria em uma condição de disfunção pulmonar preexistente. O pneumotórax bilateral pode causar uma insuficiência respiratória catastrófica e rápida parada cardíaca.

  • O acúmulo de líquidos ou sangue no espaço pleural (derrame pleural) pode resultar na compressão de tecidos pulmonares e na perda da função pulmonar, causando insuficiência respiratória. Os derrames pleurais podem ocorrer secundariamente a infecção, malignidade, trauma, insuficiência cardíaca e doença vascular do colágeno, bem como em muitas outras afecções.

  • A destruição ou infiltração de alvéolos reduz a área da superfície disponível para as trocas gasosas. O enfisema causa destruição alveolar. As bolhas que se formam ocupam o espaço intratorácico sem contribuir com a troca gasosa. A insuficiência respiratória resulta de uma perda aguda ou eventual do número inicial de unidades alveolares. A infiltração ou o preenchimento dos alvéolos por líquido é uma causa frequente de insuficiência respiratória aguda. Entre as condições que causam o preenchimento alveolar estão pneumonia, edema pulmonar e hemorragia pulmonar. A hemorragia alveolar pode ocorrer na síndrome de Goodpasture, na granulomatose com poliangite (anteriormente conhecida como granulomatose de Wegener) e em traumas. O preenchimento dos alvéolos com líquido faz com que esses alvéolos sejam incapazes de proporcionar a troca de gases com o sangue. A síndrome do desconforto respiratório agudo resultante de trauma, hipoperfusão ou irritação direta é uma forma de infiltração e lesão alveolares.

  • A obstrução aguda das vias aéreas superiores (por exemplo, por aspiração de corpo estranho, epiglotite aguda, anormalidades anatômicas, anafilaxia) pode inibir o fluxo de ar até os pulmões, causando insuficiência respiratória. A obstrução das vias aéreas inferiores (por exemplo, por asma, doença pulmonar obstrutiva crônica, fibrose cística) é mais comum e envolve constrição ou bloqueio mucoso dos bronquíolos de tamanho intermediário.

  • A embolia pulmonar pode ocorrer como resultado de hipercoagulabilidade de doenças ou anormalidades de cascata de coagulação.

  • A exposição a vapores tóxicos pode levar a danos das vias aéreas superiores, inferiores ou alvéolos. Exemplos são os gases industriais como o cloro. A lesão por inalação mais comum é a inalação de fumaça. Nesses casos, o material particulado e os gases se misturam e podem causar inflamação das vias aéreas superiores e inferiores e, consequentemente, insuficiência respiratória. Gases tóxicos, como monóxido de carbono e sulfeto de hidrogênio, são trocados nos pulmões, resultando assim em asfixia por inibição da capacidade do sangue de extrair o oxigênio dos pulmões de forma efetiva, além de causar danos metabólicos às células (asfixia celular).

Fatores não respiratórios

  • Uma má perfusão do cérebro, coração e pulmões (por exemplo, hipovolemia hemorrágica, hipovolemia por desidratação, choque séptico, choque cardiogênico, anemia grave) pode resultar em insuficiência respiratória pela redução de oxigenação do sangue e depressão dos centros respiratórios do sistema nervoso central (SNC).

  • A ventilação com troca gasosa pulmonar depende do funcionamento dos músculos do diafragma e da parede torácica. Distúrbios neurológicos que inibem a função dos músculos respiratórios limitam a ventilação e podem causar insuficiência respiratória. Entre os exemplos estão a síndrome de Guillain-Barré e a miastenia gravis. A distrofia muscular resulta em anormalidades da função muscular que limitam a ventilação e podem resultar em insuficiência respiratória.

  • Opioides e medicamentos sedativos diminuem o estímulo respiratório no SNC, resultando em um esforço ventilatório limitado.

  • Lesões, doenças ou irritantes do SNC podem resultar em perda do estímulo respiratório e insuficiência respiratória secundária. Os exemplos incluem cânceres infiltrativos e massas cancerosas no SNC, traumatismo cranioencefálico com efeito de massa hemorrágica, lesão cerebral direta, infecções, distúrbios primários do SNC e AVC.

Fatores traumáticos

  • Uma lesão torácica direta pode dar origem a várias anormalidades que podem causar insuficiência respiratória.

  • A lesão cerebral direta pode resultar em perda do estímulo respiratório.

  • Uma lesão na medula espinhal pode resultar em perda da função nervosa periférica e perda da capacidade ventilatória decorrente de função dos músculos respiratórios inadequada.

Classificação

Insuficiência respiratória aguda

A insuficiência respiratória aguda é um comprometimento agudo, com risco de vida, da oxigenação ou da eliminação de dióxido de carbono (CO₂). A insuficiência respiratória pode ocorrer pelo comprometimento da troca gasosa, diminuição da ventilação ou ambos. O nível de oxigênio no sangue torna-se perigosamente baixo, ou o nível de dióxido de carbono torna-se perigosamente alto. A hipoxemia ocorre durante um período de horas a dias (menos de 7 dias). A insuficiência respiratória aguda pode desenvolver-se rapidamente e exigir tratamento de emergência.[2]

Insuficiência respiratória crônica

A insuficiência respiratória crônica é um comprometimento crônico, com risco de vida, da oxigenação ou da eliminação de CO₂. A hipoxemia ocorre durante um período de semanas a meses (mais de 7 dias). A insuficiência respiratória crônica se desenvolve mais lentamente e dura mais do que a insuficiência respiratória aguda.[3]

Insuficiência respiratória hipoxêmica

Insuficiência respiratória aguda que causa um baixo nível de oxigênio no sangue sem um alto nível de dióxido de carbono. Também conhecida como insuficiência respiratória do tipo I.[4] Esta insuficiência ocorre quando a PaO₂ é de <8 kPa (<60 mmHg). A PaO₂ em pacientes com doença pulmonar crônica pode ser normalmente baixa, como 6.7 kPa (50 mmHg) e, nestes pacientes, a insuficiência respiratória é definida como uma diminuição de 10% nas medições do oxigênio arterial inicial.[5]

Insuficiência respiratória hipercápnica

Insuficiência respiratória aguda que causa um alto nível de dióxido de carbono no sangue. Também conhecida como insuficiência respiratória do tipo II.[6] Esta condição ocorre quando há hipóxia (PaO₂ <8 kPa [<60 mmHg]) associada a uma PaCO₂ de >6.7 kPa (>50 mmHg).[5]

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