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UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. 3 Tutor y Asesor de Tesis Dr. Luis Angel Carmona Alvarado Médico Adscrito Coordinador del Servicio de Anestesia Cardiovascular Hospital General de México 4 AGRADECIMIENTOS A DIOS, porque al darme la vida me lo dió todo. A MI MADRE, porque a ella le debo mis logros. A PAOLA Y ARATH, mis hijos que son mi razón de vivir. A MI PADRE, por todo su apoyo. A PAOLA, ALINA, MONSERRAT Y NILHEM, mis hermanas por su ayuda durante todo este tiempo. Al HOSPITAL GENERAL DE CUERNAVACA, y a todos mis adscritos por haber sido pilares en mi formación. Al DR. ALEJANDRO ORTEGA, mi padrino, amigo y maestro por brindarme su amistad y sus enseñanzas. Al DR. LUIS ANGEL CARMONA ALVARADO, quien fue base en mi vida profesional. 5 INDICE AGRADECIMIENTOS 4 INDICE 5 DESARROLLO EMBRIOLÓGICO PULMONAR. 8 ANATOMÍA DEL TÓRAX. 10 Mediastino. 18 Pleuras. 21 Riego sanguíneo. 26 Nervios. 26 Ganglios. 26 Diafragma. 27 Arbol traqueobronquial. 30 Circulación general. 37 FISIOLOGÍA PULMONAR. 39 Bronquios. 39 Alveolos. 41 Ventilación. 42 6 Regulación de la respiración. 44 Respiraciones irregulares. 45 Difusión. 46 Relación ventilación/perfusión. 48 Gasometría arterial. 55 Mecánica de la respiración. 58 Volúmenes pulmonares. 60 Oxigenoterapia. 63 Apendice I 68 Mecanismos de defensa pulmonar. 73 TROMBOEMBOLIA PULMONAR. 90 Fisiopatología. 90 Clasificación. 101 Síntomas. 102 Manifestaciones clínicas. 105 Hallazgos físicos. 106 Síndromes de presentación clínica. 108 Metodología diagnóstica en TEP. 109 7 Diagnóstico diferencial. 117 Estudios diagnósticos confirmatorios. 119 Tratamiento de la Tromboembolia Pulmonar. 131 Guía para anticoagulación en TEP. 148 Trombolisis en trombosis venosa profunda. 162 TÉCNICA ANESTÉSICA Y TROMBOSIS VENOSA PROFUNDA. 164 Efectos de los anestésicos locales. 166 Anestesia regional y tratamiento anticoagulante. 167 Embolectomía pulmonar quirúrgica y no quirúrgica. 171 Asistencia anestésica para la embolectomía pulmonar. 176 EMBOLIA PULMONAR MASIVA. 179 Fisiopatología. 180 Fisiopatología de la hipertensión arterial pulmonar en TEP. 181 Fisiopatología de la falla ventricular derecha aguda. 184 Reconocimiento clínico. 187 Tratamiento de la embolia pulmonar masiva. 190 RESÚMEN Y CONCLUSIONES. 209 BIBLIOGRAFIA 211 DESARROLLO EMBRIOLÓGICO PULMONAR El primordio del aparato respiratorio se reconoce ya en el embrión de tres semanas de edad gestacional. Aparece como una evaginación endodérmica de la parte ventral del intestino anterior. Se reconocen cuatro fases del desarrollo del árbol broncopulmonar: (1) a) fase embrionaria (4ª a 7ª semanas), b) fase pseudoglandular (8ª a 16ª semanas), c) fase canalicular (17ª a 26ª semanas) y d) fase alveolar (26ª semana hasta el nacimiento) En la fase embrionaria el divertículo respiratorio comunica con el intestino anterior y ulteriormente queda separado del mismo por el tabique tráqueo- esofágico. El primordio respiratorio crece hacia la región caudal y se separa definitivamente del intestino anterior. Se forma un tubo mediano (tráquea), que se bifurca en evaginaciones laterales llamadas yemas pulmonares. El brote derecho se divide en tresramas y el izquierdo, en dos (bronquios principales). Los bronquios segmentarios se reconocen ya en la sexta semana y los subsegmentarios, en la séptima. El mesodermo que rodea el árbol bronquial se diferencia en cartílago, músculo liso y vasos sanguíneos. En la fase pseudoglandular hay bifurcación y capilarización de los segmentos broncopulmonares. Se alcanza el número de generaciones bronquiales que se tiene al nacimiento. 1 En la fase canalicular se reconoce la estructura acinar, delimitada por parénquima (tejido conjuntivo) más laxo. Se forman los bronquíolos respiratorios a partir de los terminales y se completa también la capilarización. En la fase alveolar se completa la formación del sistema canalicular bronquíolo-alveolar. Se forman 6 a 7 generaciones de sacos alveolares, se diferencian los neumocitos I, los que alcanzan estrecho contacto con los capilares de los tabiques conjuntivos. En el epitelio de las vías respiratorias se diferencian primero las células neuroendocrinas de Feyrter, similares a las de Kultschisky (7a a 8a semanas); luego en los bronquios, en forma centrífuga, las células ciliadas (9a a 10a semanas) y posteriormente, las caliciformes (13a semana). Sólo después de la aparición de los neumocitos I y II, en los sacos alveolares y alvéolos, se diferencian las células en los bronquíolos terminales y respiratorios. Los neumocitos I y II se originan a partir de neumoblastos.(3) Las glándulas bronquiales aparecen entre la 8a y 12a semanas de gestación, como brotes del epitelio de revestimiento. Estructuras túbulo-acinares se reconocen en la 25a semana. La producción de secreción mucosa y serosa comienza en la 24a semana y se completa en la 26a semana. (1,2) El desarrollo de las ramas de la arteria pulmonar sigue el curso de los bronquios, antecede al de las ramas de las arterias bronquiales, es simultáneo con el de las venas pulmonares y se completa alrededor de la 20a semana. Los vasos sanguíneos intraacinares comienzan a desarrollarse a partir de la 16a semana y continúa en la vida posnatal. 2 El desarrollo posnatal del pulmón se caracteriza por la formación de conductos alveolares y de alvéolos maduros. Al momento del nacimiento se estima un número de 20 a 25 millones de alvéolos y una superficie de intercambio gaseoso de 2,8 m2. En el adulto se calcula que existen 300 millones de alvéolos y unos 80 m2 de superficie de intercambio gaseoso. (2) La maduración pulmonar se alcanzaría por dos mecanismos: multiplicación alveolar y aumento del volumen de los alvéolos en forma proporcional al aumento de volúmen de la caja torácica. 3 ANATOMIA DEL TORAX TORAX OSEO Los 12 pares de costillas forman los barrotes de la jaula torácica; se articulan hacia atrás con las vértebras dorsales y hacia delante con el esternón, por intermedio de los cartílagos costales (Fig. 1). Las paredes del tórax encierran a los pulmones y protegen no sólo el corazón y los grandes vasos, sino también el hígado y el estómago, aunque el límite inferior de la cavidad torácica es el diafragma. (4,5) En el adulto el tórax, en forma de barril, tiene diámetro transversal mayor que anteposterior ; en el feto esta comprimido en sentido transversal, pues los pulmones no se han dilatado. Fig. 1. PROYECCION SUPERFICIAL DE LAS VISCERAS EN LA CARA ANTERIOR DEL TRONCO 4 1.- Troncos venosos braquiocefálicos derecho e izquierdo; desde los extremos internos .de las clavículas se dirigen hacia adentro; se unen detrás del primer cartílago costal y forman la vena cava superior, que desciende hasta el nivel del tercer cartílago costal. 2.- La tráquea se palpa en la línea media, encima de la orquilla esternal. 3.- Cayado aórtico, detrás de la mitad inferior del mango del esternón. 4.- Bifurcación de la tráquea al nivel del ángulo de Louis o esternal. 5.- Borde inferior del cuerpo de la primera vértebra lumbar. Cada costilla posee una cabeza pequeña que se continua con el cuello corto, el cual se inclina hacia fuera y algo hacia delante de la apófisis transversa de la vértebra dorsal correspondiente y se convierte en diáfisis o cuerpo de la costilla; la unión de ambas porciones es indicada por la tuberosidad, situada en la cara externa. El cuerpo es plano y describe una curva suave desde el cuello hasta el ángulo, y un encorvamiento brusco casi a nivel de las apófisis espinosas de las vértebras. En la cara anterior, los cartílagos costales están hundidos en una depresión en el extremo de la costilla y unidos a ella por una vaina perióstica y pericondral continua y resistente, se dirige al esternón. (4) La primera costilla, corta, ancha y muy curva, tiene dirección hacia abajo y adelante por detrás de la clavícula; la carilla articular única que presenta que presenta la cabeza se articula con la semicarilla articular superior del cuerpo de la primera vértebra dorsal; el ángulo de la costilla coincide con la tuberosidad prominente. En la cabeza y el cuello se insertan los ligamentos 5 costovertebrales y son cruzados por el largo del cuello, el tronco simpático o su ganglio estrellado, los vasos intercostales superiores y el primer nervio dorsal que asciende oblicuamente el plexo braquial. El cuerpo o diáfisis es ancho y plano; la cara externa mira hacia arriba y la interna hacia abajo; esta guarda relación con la pleura, de la que esta separada por el primer nervio intercostal. Las caras se reúnen en bordes lisos; en el externo se insertan los músculos intercostales y serrato mayor; en el interno, el ligamento pleurotransverso. El escaleno anterior se inserta en el pequeño tubérculo de Lisfranc o del escaleno, que se proyecta hacia arriba en el centro del borde interno, y en una pequeña zona triangular áspera adyacente de la cara superior, por delante del canal de la arteria subclavia y por detrás de un área que guarda relación con la vena subclavia. El primer cartílago costal, el más corto y ancho, continúa la dirección de la costilla algo hacia abajo y se fija con firmeza en la porción superoexterna del mango del esternón, en una articulación cartilaginosa primaria. Brinda inserción al esternotiroideo y al menisco de la articulación esternoclavicular.(5) La pared posterior del tórax, formada por las vértebras dorsales, sus discos intervertebrales y las porciones posteriores de las costillas, presenta dos canales profundos, los canales paravertebrales, donde se alojan las porciones más gruesas de los pulmones. Las paredes laterales están formadas por el cuerpo de las costillas, las que aumentan en longitud hasta la séptima y en oblicuidad hasta la novena. En consecuencia los diámetros del tórax aumentan hasta la octava o la novena costilla y más abajo disminuyen algo; los espacios intercostales son más 6 anchos en la cara anterior (Fig.2). El tórax de la mujer tiene menor capacidad, es más redondeado y corto, y las costillas más oblicuas, sin embargo las superiores son más móviles. La segunda costilla tiene longitud doble que la primera y conserva algunas características de la misma, se diferencia por la presencia de la zona de inserción por un fascículo del serrato mayor, situada en su cara externa, por debajo del ángulo se inserta el escaleno posterior. El segundo cartílago costal alcanza la unión del mango con el cuerpo de esternón. Las costillas tercera a décima, se articulan con las vértebras correspondientes y con la suprayacente a cada una de ellas. Los cartílagos costales tercero a séptimo gradualmente aumentan de longitud, disminuyen de anchura y se aguzan hacia la porción interna, ascienden al esternón, el tercero directamente y los otros formando un ángulo, después de continuar la dirección de la costilla aproximadamente 2.5 cm. 7 Fig. 2. VISTA LATERAL DE LA JAULATORACICA 1.- Apófisis transversa y espinosa de la primera vértebra dorsal. 2.- Tubérculo de Lisfranc. 3.- Serrato mayor. 4.- Primer cartílago costal. 5.- Mango del esternón. 6.- Oblicuo mayor. 7.- Serrato mayor. 8.- Dorsal ancho. 9.- Oblicuo mayor. La cápsula articular esta reforzada hacia delante y hacia atrás por los ligamentos radiados o esternocostales anterior y posterior, que nacen del cartílago y alcanzan las caras respectivas del esternón; constituyen el origen del pectoral mayor (Fig. 3).(4,5) Las primeras siete costillas, unidas directamente al esternón, se llaman costillas verdaderas y las restantes reciben el nombre de costillas falsas, pues los cartílagos costales octavo, noveno y décimo tienen dirección semejante y no alcanzan al esternón, se articulan por sus extremos terminados en punta, con el cartílago suprayacente. La undécima y la duodécima costillas o costillas flotantes son más cortas. Los cartílagos correspondientes terminan en el espesor de los músculos abdominales. La duodécima costilla brinda inserción al cuadrado lumbar, al ligamento lumbocostal y al arco del psoas y es cruzada por la línea del límite inferior de la cavidad pleural. El orificio torácico inferior, largo, irregular y cerrado por el diafragma, está formado por la doceava vértebra dorsal, las doceavas costillas, los seis cartílagos costales inferiores y la articulación esternal inferior. 8 La pared anterior del tórax está constituida por el esternón y los diez primeros cartílagos costales. Su diámetro longitudinal es menor que el de la pared posterior, pues el esternón, que tiene de 15 a 20 cm de largo, se extiende de la segunda a la novena vértebras dorsales.(4) El esternón hueso impar, plano en forma de espada y fácilmente palpable, tiene dirección algo anterior e inferior. La porción superior o mango, de unos 5 cm de largo, es más inclinada que el cuerpo, con el que se une en el ángulo de Louis o esternal, detalle anatómico muy empleado, fácilmente palpable y que a menudo puede observarse a nivel de los segundos cartílagos costales sobre una línea situada entre la cuarta y la quinta vértebras dorsales. El cuerpo de 12.5 cm de largo, aproximadamente, se continúa hacia abajo en el apéndice xifoides irregular. Fig. 3. TORAX Y CINTURA ESCAPULAR VISTOS POR ARRIBA 9 1.- Canales para la arteria y vena subclavias. 2.- Haces clavicular y esternal del esternocleidomastoideo. 3.- Escaleno anterior en el tubérculo de Lisfranc. 4.- Escalenos medio y posterior. 5.- Trapecio. 6.- Deltoides. 7.- Pectoral menor. 8.- Serrato mayor. 9.- Pectoral menor. 10.- Porciones clavicular y esterno= costal del pectoral mayor. 11.- Escotadura traqueal. 12.- Extremo interno de la clavícula, articulándose en la carilla clavicular del esternón. MOVIMIENTOS DEL TORAX Si bien las costillas se mueven en armonía con el raquis, por ejemplo, cuando los espacios intercostales se ensanchan en la extensión, los movimientos fundamentales del tórax se refieren a aumentar y disminuir su capacidad alrededor de 20 veces por minuto en los movimientos respiratorios involuntarios, que pueden aumentarse mucho de manera voluntaria o involuntaria. La longitud de la cavidad torácica es modificada por los movimientos del diafragma; la anchura y la profundidad (de adelante atrás) por los movimientos de las costillas, que pueden elevarse o deprimirse, esto es; puede efectuarse movimiento de balanceo hacia arriba o hacia abajo del extremo anterior en relación con la columna vertebral.(6) 10 Las seis primeras articulaciones costovertebrales pueden efectuar ligero deslizamiento, que permite a la cabeza y el cuello de las costillas un movimiento de pivote, de manera que cada par costal pueda desplazarse como el asa de un cubo; la elevación mueve hacia delante el esternón y aumenta el diámetro anteroposterior (la profundidad) del tórax. Este movimiento es limitado y la elevación adicional de las costillas aumenta la anchura torácica cuando cada una de ellas se eleva aisladamente como el asa de un balde. En la respiración tranquila, el movimiento de la primera costilla es nulo y el de la segunda muy pequeño. En la inspiración las costillas restantes son elevadas por los intercostales externos y los supracostales; la espiración depende, en gran medida por el retroceso de elasticidad del tórax, con el auxilio del tono muscular de la pared abdominal. En la respiración más forzada, la primera costilla y el mango del esternón se mueven simultáneamente, al ser elevados por los escalenos y el esternocleidomastoideo, y aumenta la profundidad del orificio torácico superior. La extensión de la columna vertebral aumenta la capacidad torácica y la flexión la disminuye; en la espiración forzada presta ayuda los intercostales internos y la contracción activa de los músculos abdominales y del dorsal ancho. MEDIASTINO 11 Los pulmones, situados dentro de la caja torácica y envueltos por las pleuras, están separados por el mediastino; éste es un tabique grueso que comprende las demás vísceras torácicas; se considera que ocupa el espacio mediastínico, que se extiende desde el esternón hasta el raquis, y desde la base del cuello hasta el diafragma.(5,6) Fig. 4 Mediastino 4.- Tronco de las venas 8.- Nervio laríngeo recurrente. 1.- Esófago intercostales superiores. 2.- Tráquea 5.- Cadena simpática y 9.- Neumogástrico sobre la 3.- Tronco primario inferior esplácnico mayor. tráquea, que pasa a del plexo braquial, 6.- Cúpula pleural. adosarse sobre el esófago. sobre la primera costilla. 7.- Arteria subclavia. 10.- Rama del neumogástrico. 12 11.- Tronco venoso braquicefálico izquierdo. 12.- Cayado aórtico. 13.- Cava superior. 14.- Vena ácigos mayor. 15.- Nervio frénico y arteria diafragmática superior, detrás de la pleura 16.- Tronco de la pulmonar y arteria pulmonar y art. pulmonar izquierda. 17.- Bronquio eparterial. 18.- Bronquio izquierdo. 19.- Bronquio hiparterial. 20.- Venas pulmonares. 21.- Pericardio fibroso. 22.- Ligamento triangular adherido al esófago por delante de la aórta descendente. 23.- Tejido adiposo cubierto por la pleura. 24.- Cava inferior. 25.- Pleura diafragmática. En vida del sujeto, varía la longitud del tabique mediastínico según el nivel del diafragma y por virtud de la tracción que ejerce el corazón al ponerse el sujeto en decúbito lateral izquierdo o derecho, lo que se manifiesta por un pequeño desplazamiento del choque de la punta. De manera arbitraria el mediastino se divide en cuatro espacios; a saber: mediastinos superior, anterior , medio y posterior. El mediastino superior, limitado hacia abajo por un plano perpendicular al ángulo esternal y al borde inferior de la cuarta vértebra dorsal, aloja la porción superior o los restos del timo, los troncos venosos braquiocefálicos y la vena cava superior, el cayado aórtico y sus tres ramas principales, la tráquea y el esófago, el frénico, los vagos (con la rama recurrente izquierda) y los nervios cardiacos y el conducto torácico. El mediastino anterior, que consiste sencillamente en una banda de tejido conjuntivo, situada entre el cuerpo del esternón y pericardio, posee tejido tímico; en ocasiones esta desviado hacia un lado, lo cual debe recordarse pues al efectuar punción esternal para obtener muestras de médula osea puede perforarse accidentalmente el saco pleural. El mediastino medio incluye el corazón y los grandes vasos dentro del pericardio, y los nervios frénicos que descienden entre el pericardio y la pleura. El mediastino posterior, situado detrás del pericardio, da paso a la aorta descendente, el esófago,los vagos y el 13 conducto torácico, y contiene los vasos intercostales posteriores, las venas ácigos y hemiácigos, y los nervios esplácnicos (Fig. 4).(6) PLEURAS La pleura es una membrana serosa delgada, transparente y húmeda que forma dos sacos cerrados, los cuales están invaginados por el pulmón correspondiente (Fig. 5); por ello la pleura visceral (pulmonar), íntimamente adosada al pulmón, está separada de la pleura parietal (costal, mediastínica, diafragmática y cervical) por un espacio virtual, la cavidad pleural, que disminuye la fricción que provocan los movimientos respiratorios.(6,7) La pleura consiste en una capa de células aplanadas sobre una membrana basal delgada, unida a los tejidos subyacentes por el tejido areolar subpleural. La pleura parietal está unida de manera más laxa a las estructuras subyacentes que la visceral. Ambas hojas de la pleura se unen alrededor del pedículo pulmonar en un manguito, cuyo borde inferior desciende casi hasta el diafragma en forma de un repliegue angosto, el ligamento triangular (Fig. 6). Puede llegar aire o sangre a la cavidad pleural a través de las hojas parietal o pulmonar; en estas circunstancias el pulmón se colapsa por virtud de su elasticidad. En las enfermedades pulmonares agudas, la pleura reacciona por 14 exudación de líquido hacia el espacio pleural virtual (pleuresía con derrame); en las infecciones crónicas ocurren adherencias y engrosamiento de las superficies en contacto.(6) Fig.5. JAULA TORACICA EN LA QUE SE HAN DELINEADO LA PLEURA Y EL PULMON(10) 1.- Cúpula pleural que alcanza el cuello de la primera costilla. 2.- Tráquea. 3.- Vena yugular interna y subclavia. 4.- Línea de la cisura oblicua. 5.- Angulo del esternón. 6.- Cisura horizontal. 7.- Lóbulo medio. 8.- Apéndice xifoides. 15 9.- Borde inferior del pulmón, a nivel de la octava costilla (línea axilar media). 10.- Límite inferior de la pleura, a la altura de la décima costilla. 11.- Límite inferior de la pleura, a nivel de la apófisis espinosa de la doceava vértebra dorsal. 12.- Borde inferior del pulmón, a la altura de la apófisis espinosa de la décima vértebra dorsal. Fig. 6. JAULA TORACIA EN EL QUE SE HAN DELINEADO LA PLEURA Y LOS PULMONES(10) 1.- Cúpula pleural que alcanza el cuello de la primera costilla. 2.- Cisura oblicua que separa los lóbulos superior e inferior. 3.- Borde inferior del pulmón. 4.- Borde inferior de la pleura. 16 Los sacos pleurales derecho e izquierdo están separados solo por tejido tejido conjuntivo en el mediastino anterior por detrás del cuerpo del esternón; al inclinarse el paciente hacia delante, quedan separados por un espacio variable entre el esófago y los cuerpos vertebrales. Cada cavidad pleural presenta dos fondos de saco o senos, aplanados. El seno costomediastínico, situado entre el esternón y mediastino medio, está ocupado por el borde anterior, delgado de los pulmones; a la izquierda y por debajo del cuarto cartílago costal, se separa hacia el borde del esternón; durante la respiración tranquila está vacío, pues el borde del pulmón se retrae todavía más en la escotadura cardiaca (Fig.7). El seno costodiafragmático es más extenso; está situado entre la pared torácica y la periferia del diafragma, y solo lo llena el pulmón en la inspiración completa. La porción posterointerna del seno costodiafragmático desciende hasta el ángulo que forman la duodécima costilla y el raquis. La cúpula pleural, dispuesta a manera de gorro sobre el vértice de cada pulmón, está separada de la del lado opuesto solo por la tráquea y los grandes vasos; sobresale de la clavícula hasta alcanzar el cuello de la primera costilla y está reforzada por el ligamento pleurotransverso, expansión fibrosa que se extiende de manera radiada desde la apófisis transversa de la séptima vértebra cervical hasta el borde interno de la primera costilla; también refuerza a la cúpula pleural fibras de los músculos escalenos.(7) 17 Fig. 7. CORTE FRONTAL EN EL QUE SE OBSERVAN LAS REFLEXIONES PLEURALES Y PERICARDICAS DESDE LA PARED TORACICA POSTERIOR 1.- Músculos esternocleidomastoideo y esternotiroideo. 2.- Vasos mamarios internos. 3.- Timo. 4.- Tres capas: hoja parietal del pericardio seroso, pericardio fibroso y pleura mediastínica. 5.- Fondo de saco costodiafragmático. 6.- Ligamento falciforme o suspensorio del hígado. 18 RIEGO SANGUINEO La pleura visceral recibe su riego sanguíneo de las arterias bronquiales a través del tejido conjuntivo interlobulillar; la circulación de retorno va a las venas pulmonares. Los vasos de la pleura parietal provienen de los vasos locales de la pared del cuerpo, del diafragma y del mediastino; esto es : vasos intercostales, mamarios internos y diafragmáticos superiores.(6,7) NERVIOS El nervio frénico, que proviene de los nervios cervicales tercero, cuarto y quinto, se distribuye en la pleura mediastínica y en la región central de la diafragmática; en consecuencia la estimulación de esta zona pleural puede originar dolor. Los nervios intercostales se distribuyen en la pleura costal y en la zona periférica de la diafragmática. La estimulación de la pleura costal causa dolor local. La pleura visceral recibe filetes de nervios vegetativos y es insensible al tacto. GANGLIOS Hay un plexo linfático superficial, que cubre la superficie de los lóbulos y recibe el drenaje de una pequeña parte del pulmón subyacente y la pleura visceral; los vasos eferentes van al hilio de los pulmones. El drenaje de la pleura parietal sigue al de la pared torácica. Desde el pedículo de los pulmones, la linfa continúa por una cadena de gnglios linfáticos traqueobronquiales.(7) 19 DIAFRAGMA Elevándose y descendiendo ininterrumpidamente, para renovar el hálito vital, la cúpula delgada y fuerte del diafragma cierra por abajo la jaula torácica y forma el techo de la cavidad abdominal; sus fibras musculares describen un arco hacia arriba y adentro desde el borde del estrecho torácico inferior, hasta llegar a un tendón central fuerte (8). El tendón central o centro frénico es una hoja de tejido conjuntivo entrelazado. Situado más cerca del esternón que del raquis; tiene el contorno de un bumerang; el borde anterior convexo recibe las inserciones xifoideas y costales del diafragma, y el borde posterior cóncavo las inserciones vertebrales. El centro frénico se fusiona con el pericardio fibroso, y lo atraviesa la vena cava inferior entre dos fascículos fibrosos gruesos que se cruzan entre si cerca de la línea media. Las inserciones esternales del músculo, dos bandas cortas que nacen de la cara posterior del apéndice xifoides, se dirige casi horizontalmente a una prolongación anterior del centro frénico. Las inserciones costales, separadas por un pequeño intersticio de las esternales o xifoideas, nacen en la cara profunda de los últimos seis cartílagos costales y la costilla adyacente, entrecruzándose con las digitaciones del transverso del abdomen. Los fascículos vertebrales del diafragma están formados por dos pilares musculares fuertes que nacen de los lados de las primeras vértebras lumbares, y por fibras laterales procedentes de los arcos del psoas y del cuadrado de los lomos. Los pilares forman dos semiconos, que se continúan por delante de la undécima vértebra dorsal como el anillo aórtico fibroso. El borde externo de cada pilar se continúa con una banda ligamentosa fuerte, el arco del psoas, que se extiende por delante de este músculo hasta llegar a la punta de la apófisis de la primera vértebra lumbar; desde aquí se continúa con el arco del cuadrado de los lomos, y llega hasta el borde inferior de la ultima costilla.(7,8) 20 El pilar derecho es más grueso ancho y fuerte; nace del interior del cono tendinoso, unido a los discos intervertebralesy a los cuerpos de las tres primeras vértebras lumbares. Una parte importante cruza la línea media y se desdobla para circundar el esófago; estas fibras se reúnen y decusan detrás del esófago, antes de insertarse en el centro frénico. El pilar izquierdo es menor y nace de manera semejante, pero solo de las dos primeras vértebras lumbares. Sus fibras ascienden principalmente a la izquierda del pilar derecho, pero un pequeño fascículo puede atravesar este último en dirección del orificio de la vena cava inferior. (Fig. 8). (6) Fig. 8. DIAFRAGMA 1.- Centro frénico. 4.- Orificio aórtico. 2.- Orificio esofágico 5.- Pilar izquierdo. 3.- Pilar derecho. 6.- Apéndice xifoides. 21 RELACIONES DEL DIAFRAGMA Sobre la cara superior del diafragma descansan el pericardio y el corazón y a los lados la pleura y los pulmones. En la periferia el diafragma está separado de los espacios intercostales inferiores por el seno costodiafragmático de la pleura y ayuda a formar el límite del mediatisno posterior. La cara inferior, cubierta casi completamente por peritoneo, esta por encima de hígado, riñones y glándulas suprarrenales y del lado izquierdo de estómago y bazo.(5,8) El diafragma presenta tres orificios grandes: a la derecha de la línea media, el orificio de la vena cava en el centro frénico, al nivel del borde inferior de la octava vértebra dorsal; a la izquierda de la línea media, el orificio esofágico, en las fibras musculares del pilar derecho frente a la décima vértebra dorsal; casi en la línea media el orificio aórtico, situado entre el anillo aórtico fibroso y la última vértebra dorsal. Por el primer orificio y acompañada de ramas del frénico derecho, pasa la vena cava inferior; el segundo orificio es atravesado por el esófago, los vagos derecho e izquierdo y las ramas de los vasos gástricos izquierdos; por el tercer orificio, pasa la aorta, el conducto torácico y a veces la vena ácigos. RIEGO SANGUINEO E INERVACION La arteria mamaria interna envía su rama abdominal o interna, acompañada de vasos linfáticos, entre las inserciones xifoideas y costal ; la rama toracofrénica o externa de esta misma arteria pasa entre los fascículos musculares que se originan del séptimo y octavo cartílago costales. 22 Los últimos nervios intercostales se introducen entre las inserciones costales del diafragma y del transverso del abdomen; el duodécimo nervio intercostal desciende por detrás del arco del cuadrado de los lomos y el tronco simpático y el nervio esplácnico inferior pasan por detrás del arco del psoas. Los nervios esplácnicos mayor y menor y la venas ácigos y hemiácigos inferior o menor atraviesan los pilares del diafragma.(8) ACCIONES DEL DIAFRAGMA En la inspiración, la acción del diafragma y los intercostales externos aumentan la capacidad torácica en sentido inferior y transversal y como las paredes elásticas de los alvéolos pulmonares quedan sometidas por dentro a la presión atmosférica y por fuera a la presión negativa de la cavidad pleural, entra aire en los pulmones. La espiración depende principalmente de la relajación pasiva del diafragma y de los intercostales externos, del rebote elástico del tejido pulmonar y de la acción espiratoria de los intercostales internos. Cuanto más profunda la respiración, tantos más músculos participan y es más potente su acción. (5,7) ARBOL TRAQUEOBRONQUIAL La tráquea es un tubo fibromuscular flexible y dilatable de 10 cm de longitud y 2.5 cm de diámetro, reforzado por 16 a 20 cartílagos traqueales, en forma de herraduras abiertas hacia atrás; en toda su longitud, la tráquea está adosada al esófago. 23 La tráquea se extiende desde el borde inferior del cartílago cricoides enfrente de la sexta vértebra cervical, desciende inclinándose algo a la derecha y se bifurca en bronquios principal derecho e izquierdo, a nivel del borde superior de la quinta vértebra dorsal y del ángulo esternal. El último cartílago traqueal sobresale sobre sale debajo de la bifurcación en la quilla o carina y origina una prominencia en la mucosa. La tráquea aumenta su longitud en la hiperextensión del cuello, al tragar y durante la inspiración, pues en este caso el extremo inferior desciende con los pedículos pulmonares. La porción cervical, por detrás de los músculos esternocleidohioideo y esternotiroideo, está envuelta por aponeurosis pretraqueal y abrazada por la glándula tiroides. Las arterias carótida primitiva y tiroidea inferior están situadas hacia fuera y los nervios laríngeos recurrentes ocupan el canal traqueoesofágico. (8,9) La porción torácica está en el mediastino superior por detrás de los restos del timo, del tronco venoso braquiocefálico izquierdo, , las tres ramas principales del cayado aórtico y este último. En el lado derecho están el vago y la vena ácigos, que descubren una curva sobre el bronquio derecho; hacia la izquierda y siguiendo una curva posterior, el cayado aórtico acompañado del nervio laríngeo recurrente izquierdo. Por fuera de estas estructuras están las pleuras y los pulmones. Los bronquios principales derecho e izquierdo, que tienen aproximadamente la mitad del calibre de la tráquea y están reforzados por cartílagos en herradura semejantes a los traqueales, cursan oblicuamente hacia abajo y afuera desde la bifurcación traqueal en dirección del pedículo pulmonar (Fig. 9). 24 La bifurcación de la tráquea está desplazada hacia la derecha por la aorta y el pedículo pulmonar izquierdo es desplazado a la izquierda por el corazón; por ello es normal que el bronquio derecho sea más corto que el izquierdo (2.5 y 5 cm respectivamente), más vertical y también de mayor calibre, pues el pulmón derecho es más voluminoso. En consecuencia , es más probable que los cuerpos extraños se alojen en el bronquio derecho. Detrás de cada bronquio principal, los neumogástricos se disgregan formando el plexo pulmonar posterior. El bronquio izquierdo pasa por debajo del cayado aórtico, cruza por delante del esófago y por detrás de la arteria pulmonar izquierda y se divide en ramas para los lóbulos pulmonares superior e inferior. El bronquio derecho pasa por debajo del cayado de la vena ácigos y se bifurca en bronquio hiparterial, , que continúa por detrás de la arteria pulmonar derecha hasta llegar a los lóbulos medio e inferior, y bronquio eparterial, que pasa por arriba de la arteria hacia el lóbulo superior.(5,9) Los bronquios acompañados de ramas de las arterias pulmonares, se ramifican repetidamente al introducirse en el parénquima pulmonar. Las primeras divisiones son los bronquios segmentarios para los nueve segmentos del pulmón izquierdo, y para los 10 segmentos del pulmón derecho. Después de dividirse varias veces, los tubos bronquiales cuyo diámetro ha disminuido a menos de 1 mm, pierden los cartílagos y se llaman bronquiolos, posteriormente se dividen en alvéolos terminales (Fig. 10). 25 Fig. 9. DISPOSICION CENTRAL DE LOS BRONQUIOS(10) Lóbulo superior (derecho e izquierdo) 4.- Bronquio singular superior. 1.- Bronquio apical. 5.- Bronquio singular inferior. Lóbulo inferior (derecho e izquierdo) 2.- Bronquio posterior. 3.- Bronquio anterior. 6.- Bronquio basal superior. Lóbulo medio (derecho) 7.- Bronquio basal medial. 4.- Bronquio lateral. 8.- Bronquio basal anterior. 5.- Bronquio medial. 9.- Bronquio basal lateral. Língula (izquierdo) 10.- Bronquio basal posterior. 26 Fig. 10. ESTRUCTURAS DEL PULMON 1.- Vena pulmonar izquierda. 2.- Arteria pulmonar izquierda. 3.- Ganglios linfáticos broncopulmonares. 4.- Tráquea. 5.- Bronquios de los lóbulos superior e inferior. 6.- Segmento superior del lóbulo inferior. 7.- Lobulillo secundario. 8.- Lobulillos primarios. 9.- Lobulillo secundario. 10.- Bronquiolo respiratorio en racimos de alvéolos.11.- Bronquiolo respiratorio en conductos alveolares. 13.- Bronquiolos. 27 IRRIGACION E INERVACION Los vasos sanguíneos son principalmente ramas de la arteria y la vena tiroideas inferiores. Las arterias pulmonares se ramifican siguiendo a los bronquios en los lóbulos, segmento y lobulillo. Las ramas finales acompañan a los broquíolos hasta la porción media de los lobulillos y forman la red capilar en las paredes alveolares donde ocurre el intercambio respiratorio. La red capilar drena a la periferia de cada lobulillo; las venas de mayor calibre están entre segmentos adyacentes a los cuales drenan. Por último, los vasos de mayor calibre se adosan a los bronquios y las arterias para formar las venas pulmonares del hilio.(9) Las arterias bronquiales, nacen de la aorta descendente, acompañan y nutren a las ramas del árbol bronquial hasta los bronquios respiratorios. También se distribuyen a la periferia vasos de pequeño calibre que riegan la pleura visceral. Las venas bronquiales vuelven la sangre del árbol bronquial llevándola al sistema ácigos; el resto del drenaje venoso va a desembocar en las venas pulmonares. El aparato respiratorio es inervado por el simpático y el parasimpático, los cuales son regulados por células reticulares distribuidas en la protuberancia y en parte del bulbo raquídeo. Algunas de estas células tienen acción inspiratoria y otras espiratorias; actúan en el núcleo dorsal del vago y las células del asta lateral de los segmentos torácicos segundo a sexto. 28 En los pulmones hay un extenso plexo linfático que se ramifica siguiendo los bronquios y los bronquiolos, pero no en las paredes alveolares; los bronquios de mayor calibre poseen además un plexo submucoso. Los troncos colectores de estos plexos convergen siguiendo los bronquios y los vasos de mayor calibre hasta llegar a ganglios situados en el hilio del pulmón; algunos troncos pasan primero por ganglios pulmonares profundos. Hay un plexo linfático superficial que cubre la superficie de los lóbulos y recibe el drenaje de una pequeña parte del pulmón subyacente y la pleura visceral; los vasos eferentes van al hilio de los pulmones. El drenaje de la pleura parietal sigue al de la pared torácica. Desde el pedículo de los pulmones, la linfa continúa por una cadena de ganglios linfáticos traqueobronquiales.(9) 29 CIRCULACION GENERAL (Fig. 11 y 12) Fig. 11. DIAGRAMA ESQUEMATICO DE LA ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA CIRCULATORIO (10) 12.- Arteria pulmonar. 1.- Pulmón. 7.- Hígado. 13.- Aorta. 2.- Vena pulmonar. 8.- Vena porta. 14.- Corazón. 3.- Vena cava superior. 9.- Intestino delgado con su sistema capilar. 15.- Arteria mesentérica superior. 4.- Conducto torácico. 10.- Vasos y ganglios linfáticos. 5.- Vena cava inferior. 16.- Sistema capilar sistémico. 11.- Sistema capilar pulmonar. 6.- Vena hepática. 30 Fig. 12. CIRCULACION GENERAL 31 1.- Art.temporal superficial 2.- Art. maxilar interna. 3.- Arteria facial. 4.- Art. carótida externa. 5.- Art. carótidas primitivas. 6.- Tronco art. braquiocefálico 7.- Arteria axilar. 8.- Arteria humeral. 9.- Tronco celíaco. 10.- Arteria renal. 11.- Arteria cubital. 12.- Arteria radial. 13.- Arteria tibial anterior. 14.- Art. ibial posterior. 15.- Art. carótida interna. 16.- Arteria vertebral. 17.- Art. subclavia izquierda. 18.- Cayado aórtico. 19.- Aorta descendente. 20.- Corazón. 21.- Art. mesentérica superior. 22.- Art. mesentérica inferior 23.- Art. ilíaca primitiva 24.- Arteria ilíaca externa. 25.- Arteria ilíaca interna. 26.- Art. femoral profunda. 27.- Arteria femoral. 28.- Arteria poplítea. 32 39 FISIOLOGIA PULMONAR. Los diferentes niveles del tracto respiratorio inferior usualmente se describen como generaciones, la tráquea sería la primera generación, los bronquios principales la segunda, y así hacia abajo hasta 23 generaciones, siendo los sacos alveolares la última.(5) LOS BRONQUIOS (GENERACIONES DE LA 1 A LA 11) La bifurcación de la tráquea en la carina no es simétrica; el bronquio derecho es más amplio y más alineado con la tráquea. De este modo, los cuerpos extraños, los tubos endotraqueales, o los catéteres de succión es más probable que vayan al interior del lado derecho que del izquierdo. El epitelio bronquial es ciliado columnar, semejante al epitelio traqueal. Sin embargo, la altura de las células epiteliales disminuye a medida que se aproximan a los bronquiolos periféricos hasta llegar a ser cuboidales en los bronquiolos. Durante la espiración forzada, los bronquios mayores (generaciones de 1 a la 4) están expuestos al colapso cuando la presión intratorácica excede los 50 cm H2O por encima de la presión intraluminal, limitando así la velocidad del flujo espiratorio máximo. Los bronquios son más fáciles de comprimir en los pacientes enfisematosos, lo cual produce la característica tos rasposa que se oye en estos sujetos.(5) 40 LOS BRONQUIOLOS (GENERACIONES DE LA 12 A LA 16) Un rasgo característico de los bronquiolos es la ausencia de cartílagos y las bien desarrolladas bandas musculares helicoidales en las paredes. El diámetro del pasaje aéreo es alrededor de 1 mm en ese nivel. Debido a la pérdida de la capa de cartílago, están más propensos a ser comprimidos. Sin embargo, ello se evita por el hecho de que se encuentran enclavados en el parénquima pulmonar, y no están muy afectados por las presiones intratorácicas como sucede en los grandes bronquios. Hasta la generación 16ª de los pasajes aéreos, los bronquios son aprovisionados por el árbol vascular sistémico por vía de la circulación bronquial. Más allá de este nivel los pasajes respiratorios se nutren por la circulación pulmonar. Asimismo por encima de este nivel, la función principal de los pasajes respiratorios es la conducción del aire y su humidificación; más allá de este punto, puede presentarse intercambio de gas. LOS BRONQUIOS RESPIRATORIOS (GENERACIONES DE LA 17 A 19) Los bronquios respiratorios son la zona transicional entre los bronquiolos y los conductos alveolares. El epitelio de las primeras generaciones es cuboidal, llega a ser más plano, y eventualmente es similar al epitelio alveolar en los conductos alveolares. Por lo tanto, hay un intercambio mínimo en estos primeros niveles, el cual aumenta hacia abajo en toda la línea. (5) 41 LÓBULOS PRIMARIOS O UNIDADES FUNCIONALES. Esta es el área de los pulmones aprovisionada por los bronquiolos respiratorios de primer orden. Cada unidad tiene un diámetro de 3.5 mm y contiene alrededor de 2 000 alvéolos. Estas son probablemente las áreas del pulmón que chasquean cuando un pulmón colapsado se infla durante la toracotomía (5) LOS CONDUCTOS ALVEOLARES (GENERACIÓN 20-22 ) Y SACOS ALVEOLARES (GENERACIÓN 23) No existe diferencia funcional entre los conductos alveolares y los sacos alveolares. Ambos se encuentran cubiertos por el epitelio alveolar. A lo largo de los conductos alveolares hay una serie de anillos hechos por el septum alveolar. Estos septum contienen células de músculo liso y se pueden contraer, provocando disminución de la luz del conducto. La única diferencia entre los sacos y los conductos alveolares es que los primeros no tienen salida. La mitad de los alvéolos emerge de los conductos y la otra mitad de los sacos. EL ALVÉOLO En el hombre, los alvéolos tienen alrededor de 0.2 mm de diámetro. Son más grandes en las partes superiores de los pulmones que en las partes inferiores debido al efecto de la gravedad. 42 La pared alveolar entre dos alvéolos adyacentes está hecha de dos capas de epitelio alveolar cada una sobre una membrana basal distinta rodeando la red vascular capilar. Estos capilares se encuentran enclavadosentre las fibras elásticas y colágenas y entre los músculos lisos y los nervios. Por lo tanto una molécula de gas que pasa del interior del alvéolo a la sangre tiene que cruzar las siguientes capas: (7) Una capa única de células epiteliales alveolares con su membrana basal. Un espacio que contiene tejidos conectivos colágeno y elástico. Las membranas basales y las células endoteliales de los capilares. La ramificación de los segmentos pulmonares se completa en el útero, y el desarrollo de las vías aéreas después del nacimiento es totalmente con incremento en el tamaño. Sin embargo, en la primera década de la vida los alvéolos continúan desarrollándose pero no probablemente durante el desarrollo corporal, después de lo cual el crecimiento alveolar es en tamaño. VENTILACIÓN Es el movimiento del aire que entra al alvéolo por la inspiración y sale por la espiración. El volumen de gas inspirado y espirado por el mecanismo de la ventilación normal se denomina volumen corriente (VC). Normalmente es de 400 a 500 ml y está dividido en dos compartimientos o espacios. (11) 43 ESPACIO MUERTO (vD anat), constituido por el aire que ocupa la vía aérea y que no llega a los alvéolos pulmonares; por consiguiente, no participa en la difusión o intercambio de gases. Tiene en cambio la misión de mantener la temperatura, la humedad y la filtración del gas respirado. Representa aproximadamente 150 ml, o sea una tercera parte del volumen corriente. ESPACIO ALVEOLAR Es el volumen de aire que ventila los alvéolos pulmonares y es el responsable de la difusión o intercambio de gases. Representa aproximadamente 350 ml. Esto quiere decir que en cada inspiración hay 350 ml de aire que hacen contacto con la membrana alveolar; como el adulto respira unas 12 veces por minuto, hay una ventilación alveolar (VA) de 4 200 ml por minuto. Si respira con una frecuencia de 15, la VA será de 5 250 ml por minuto. La oxigenación es el mejor índice o parámetro de la función respiratoria. Una PaO2 normal indica que la oxigenación de la sangre se realiza eficientemente. Pero la determinación más útil y la de valor práctico es la PaCO2, que refleja directamente la eficacia de la ventilación alveolar. Valores de PaO2 por debajo de 60 mm Hg a grandes alturas, o de 70 mm Hg a nivel del mar, indican una hipoxemia de significación, y cuando son inferiores a 50 mm Hg indican hipoxemia severa que requiere administración continua de oxígeno. (11) 44 Respirando oxígeno los valores superiores a 150 mm Hg son excesivos y pueden dar lugar a toxicidad de oxígeno, sin ventaja especial, por cuanto la hemoglobina ya está casi totalmente saturada por encima de PaO2 de 100 mm Hg. REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN La regulación de la respiración está dada por muchos factores, incluyendo los receptores químicos centrales, que están localizados en la superficie lateral, parte alta de la médula; los receptores químicos y periféricos, los cuales están localizados en los cuerpos carotídeo y aórtico; y los propioceptores en las vías respiratorias (Hering-Breuer), pared torácica y diafragma. (11,12) El control voluntario del sistema es regulado por la corteza cerebral. Los estímulos aferentes son recibidos en la protuberancia anular y el bulbo raquídeo. El centro neumotáxico en la protuberancia anular ayuda a regular la espiración mientras que el centro apnéustico en la parte baja de la protuberancia, regula la inspiración. El control general se encuentra en el centro medular, el cual determina el ritmo básico de la respiración. En el ciclo respiratorio, la inspiración es más corta que la espiración y generalmente se expresa en una proporción de 1:2 ó 1.5:2. La pequeña pausa que ocurre después de la inspiración forma parte de este ciclo. Por ejemplo, si la inspiración se toma 1 segundo y para la espiración 2, el ciclo total será de 3 segundos, que a su vez equivale a 20 respiraciones por minuto.(11) 45 LAS SIGUIENTES SON TIPOS DE RESPIRACIONES IRREGULARES: 1. Respiración de Biot. Este tipo de respiración incluye periodos irregulares de apnea seguidos por numerosas respiraciones regulares tanto en frecuencia como en profundidad. Esta situación puede ser causada por un aumento en la presión intracraneal, meningitis u otros trastornos neurológicos.(12) 2. Respiración de Cheyne-Stokes. Ésta se caracteriza por un incremento y decremento gradual en la profundidad de la respiración seguidos por un periodo de apnea. Esta anormalidad se presenta en los estados de insuficiencia cardiaca, uremia, coma e hipoxia cerebral debida a trastornos neurológicos. 3. Respiración de Kussmaul. En esta irregularidad hay un incremento anormal de la frecuencia y profundidad respiratoria. Se encuentra en pacientes con acidosis diabética. El cuerpo está tratando de recuperar el equilibrio de su pH eliminando bióxido de carbono. 4. Taquipnea o polipnea. Se denomina así a una respiración rápida, o sea, más de 20 respiraciones por minuto en el adulto, más de 30 en niños, y más de 50 en el lactante. La respiración puede ocurrir con o sin cambio en la profundidad de la respiración. La respiración rápida puede ser el resultado de un aumento en el metabolismo, aumento de la temperatura corporal o enfermedad crónica del pulmón. (12) 5. Bradipnea. Es una respiración lenta, generalmente menos de 10 respiraciones por minuto en el adulto, menos de 20 en escolares, y menos de 30 en lactantes. Este tipo de respiración es común durante el sueño o la relajación. Puede ser causada por algunos factores anormales como la hipertensión intracraneal, narcóticos y sedantes. 46 6. Hiperventilación. Esta respiración profunda da como resultado un aumento en el volumen por ciclo respiratorio. Puede o no acompañarse de un aumento en la frecuencia respiratoria. La hiperventilación puede ser causada por: hipoxia, lesiones, ansiedad, uso de ventiladores, administración de drogas, o trastornos del sistema nervioso central.(12) 7. Hipoventilación. Esta respiración superficial se debe a una reducción en el volumen por ciclo respiratorio. La hipoventilación puede ser causada por sedantes, parálisis de los músculos respiratorios, uso inadecuado de ventiladores, posición incorrecta de la cabeza del paciente o retención de secreciones. DIFUSIÓN: PATRÓN DE TRANSFERENCIA DE LOS GASES El proceso de intercambio de gases es uno de difusión: hay movimiento del gas del lugar de mayor presión parcial hacia el de menor presión parcial, al otro lado de una membrana permeable, hasta que se establece un equilibrio. El gradiente de presiones determina la dirección del intercambio a través de la membrana, que en esencia es una barrera líquida. (12,13) La difusión depende de: La permeabilidad de la membrana, que permite el paso de partículas de gas. La tensión o presión parcial del gas a cada lado de la membrana (gradiente). La solubilidad del gas a cada lado de la membrana. 47 El alvéolo es una pequeña bomba la que constantemente ingresa oxígeno y expele bióxido de carbono por el fenómeno de difusión; para mantener la constancia de su composición gaseosa, se establecen dos sistemas de gradientes de presión: uno entre el oxígeno alveolar y el oxígeno venoso del capilar pulmonar y otro más pequeño entre el bióxido de carbono venoso y el alveolar. La permeabilidad de la membrana alveolar, cuando está disminuida, constituye un obstáculo sólo para el paso de oxígeno y no del CO2. Esto se debe a que el CO2 es un gas muy soluble, 25 veces más que el oxígeno, que se difunde instantáneamente; por ello la presión parcial del CO2 arterial es idéntica a la presión parcial del CO2 alveolar.(13) En la práctica, la PACO2 puede ser determinada por la medición de la PaCO2. En cambio el oxígeno, con una velocidad de difusión del aire a la sangre20 veces menor, puede verse obstaculizado en condiciones que afecten la membrana. (12) Por ello, clínicamente en estos casos puede observarse severa hipoxia, sin hipercapnia. Entre la presión parcial de oxígeno alveolar y la presión parcial de oxígeno arterial hay normalmente de 5 a 10 mm Hg de diferencia a nivel del mar, y ésta disminuye a una altura mayor. Esto se debe a dos razones: No se alcanza a producir equilibrio durante el paso de la sangre capilar, debido a la lenta difusión del oxígeno. Al corazón izquierdo llega el retorno venoso de la circulación que no va al alvéolo: las venas de Tevesio, las venas bronquiales y las venas pleurales. Esta circulación que no se arterializa, constituye el “shunt” anatómico y representa, aproximadamente, entre 2 y 4% del gasto cardíaco. 48 RELACIÓN VENTILACIÓN / PERFUSIÓN La mayor parte de los trastornos del intercambio gaseoso que se observan en la práctica clínica se deben a desequilibrio entre la ventilación y la perfusión.(11,13) Esta relación se expresa como V/Q donde: V = ventilación alveolar por minuto. Q = Flujo circulatorio pulmonar por minuto. Esta relación con volúmenes de ventilación de 4 200 ml por minuto y la perfusión de 4-5 litros por minuto, es de aproximadamente 0.8 a 1.0 en el individuo normal. TRANSPORTE DE OXÍGENO El pulmón es sólo una parte del complejo mecanismo anatómico y funcional que tiene a su cargo la provisión de oxígeno molecular para el metabolismo intracelular de todos los órganos y tejidos del cuerpo.(13) Cuadro 2. 49 El transporte y la provisión del oxígeno se ha clasificado en forma práctica de la siguiente forma: Captación de oxígeno por el pulmón, o sea la oxigenación o “arterialización” de la sangre, a nivel del alvéolo pulmonar. (11) Transporte y provisión del oxígeno en sangre, por el aparato cardiocirculatorio. Utilización del oxígeno por las células de los tejidos. El oxígeno es transportado en la sangre desde el pulmón y las fuentes externas ambientales hasta los sitios de utilización intracelular en los tejidos. El transporte se realiza en dos formas, que sumadas representa el contenido total de oxígeno en la sangre: a. En solución (disuelto) en el plasma. b. Combinado con la hemoglobina. El organismo consume enormes cantidades de oxígeno para sus funciones metabólicas. La cantidad de oxígeno que existe en solución es mínima. Menos de 0.3 volúmenes % del contenido total de oxígeno de la sangre permanece en solución. El resto está en combinación con la hemoglobina de los glóbulos rojos. 50 La hemoglobina por consiguiente, es el gran transportador de oxígeno. El contenido total de oxígeno de la sangre arterial depende de la presión parcial de oxígeno (PaO2) y de la concentración de la hemoglobina. La PaO2 depende de la eficiencia del intercambio de gases a nivel del alvéolo, y en su momento, determina la cantidad de oxígeno que entrará en combinación con la hemoglobina.(11) La entrega adecuada y suficiente de oxígeno a los tejidos depende, además, de la eficiencia del gasto cardiaco. La cantidad de oxígeno que llega a los tejidos es producto del contenido de oxígeno de la sangre arterial por el gasto cardiaco. LA PRESIÓN PARCIAL DE OXÍGENO DE LA SANGRE VENOSA Si el gasto cardiaco se hace insuficiente, los tejidos suplen la menor entrega con una mayor extracción de oxígeno de la sangre arterial que les llega. Esta situación se refleja en una disminución de la tensión o presión parcial de oxígeno de la sangre venosa que retorna a los pulmones (PvO2); la PvO2 aparecerá entonces disminuida y por debajo de sus valores normales de 40 mmHg a nivel del mar, que corresponde a una saturación de oxígeno aproximadamente de 75%. La PvO2 es una determinación valiosa, por cuanto es directamente proporcional a la entrega de oxígeno, e inversamente proporcional a la demanda o consumo metabólico.(13) 51 Si el gasto cardiaco es insuficiente o el contenido de oxígeno arterial está disminuido, o si el consumo de oxígeno está aumentado, la PvO2 aparecerá por debajo de los valores normales indicando la presencia de hipoxia de los tejidos. La liberación de oxígeno a nivel de los tejidos, o sea la oxigenación tisular, depende de: La PaO2 que establece los gradientes inversos a los que existen en el pulmón. El gasto cardiaco, que asegura una adecuada perfusión con sangre arterial. El porcentaje de saturación con oxígeno de la hemoglobina, y la posición de la curva de disociación de la hemoglobina que determina el grado y facilidad de liberación de oxígeno a los tejidos. El contenido total de oxígeno arterial. CURVA DE DISOCIACIÓN DE LA OXIHEMOGLOBINA La función particular de la hemoglobina es de transportar el oxígeno desde los pulmones hasta los tejidos; para realizar esto, depende de dos propiedades características.(12,13) Su capacidad para pasar del estado de hemoglobina reducida al de oxihemoglobina en una fracción de oxígeno, durante su exposición al aire alveolar. 52 Su capacidad de disociación, o sea de liberar oxígeno a nivel de los tejidos, de acuerdo a variaciones metabólicas y condiciones fisiológicas locales. Existe una estrecha relación entre la presión de oxígeno y el porcentaje de saturación de la sangre. Cuando la presión arterial de oxígeno es de 100 mm Hg la hemoglobina está saturada al 97%; a medida que desciende la presión de oxígeno, la disminución en la saturación se hace más rápida. La tensión de la sangre venosa que normalmente es de 40 mm Hg, corresponde a casi 75% de saturación de la hemoglobina. La presión de oxígeno menor de 40 mm Hg saturará menos hemoglobina. Las presiones de oxígeno arriba de 100 mm Hg darán por resultado un pequeño aumento en la capacidad acarreadora del oxígeno. Por lo tanto, es preferible regular las concentraciones de oxígeno inspirado para obtener tensiones arteriales de oxígeno en el límite de 70 a 100 mmHg. Existen varios factores que alteran la curva o los puntos de saturación; un aumento de la temperatura corporal y acidosis desviarán la curva hacia la derecha, lo que origina que se una menos oxígeno a la hemoglobina. Esto significa que hay menos oxígeno transportado hacia los tejidos, pero que éste es liberado más rápidamente. Una disminución en la temperatura corporal y alcalosis desviarán la curva hacia la izquierda y causarán una retención de la molécula de oxígeno por la hemoglobina, que se resistirá a cederla a nivel tisular. 53 ALTERACIONES EN LA VENTILACIÓN PERFUSIÓN La sangre que fluye por capilares que rodean alvéolos colapsados y precariamente ventilados, retorna a la circulación sistémica pobremente oxigenada y con un alto contenido de CO2, o sea a través de un “shunt” fisiológico. La relación V/Q está baja, lo cual da lugar a hipoxia e hipercapnia.(14) Lo contrario puede ocurrir: una alta V/Q resultado de disminución de la perfusión de alvéolos bien ventilados. Los dos extremos están representados por: Atelectasia: alvéolos colapsados y bien perfundidos. Trombosis pulmonar: alvéolos normales sin perfusión. Cuando la ventilación del alvéolo se mantiene normal, pero la perfusión se disminuye o se interrumpe, se produce una alta relación ventilación perfusión. El gas que penetra a estos alvéolos con la espiración tiene una composición similar a la del gas que llena las vías aéreas traqueobronquiales. Este gas contribuye entonces a aumentar el espacio muerto. Al aumentar el espacio muerto, fisiológicamente se hace necesario aumentar la ventilación. Esto significa, por tanto, pérdida y desperdicio del trabajo respiratorio.(14) 54 Hay cuatro estados fisiológicos que pueden presentarse como resultado de la relación entre ventilación y perfusión. Talesestados se basan en el funcionamiento de la unidad respiratoria básica, o sea el alvéolo con su capilar pulmonar. Esta unidad puede estar alterada y presentarse en cualquiera de los siguientes estados patológicos. UNIDAD NORMAL EN LA CUAL LA VENTILACIÓN Y LA PERFUSIÓN SE SUCEDEN NORMALMENTE. Unidad de espacio muerto, en la cual el alvéolo ventila normalmente, pero no hay perfusión capilar. El movimiento del aire dentro del alvéolo no resulta en intercambio de gases, y hay pérdida o desperdicio del proceso respiratorio. El volumen de aire de este alvéolo pasa a aumentar el volumen de aire del espacio muerto. (11,14) Unidad con “shunt” que está formada por un alvéolo colapsado u obstruido, con perfusión normal; como no hay intercambio de gases, la sangre queda sin oxigenarse y va a mezclarse con sangre ya oxigenada. Este “shunt” fisiológico tiene un efecto idéntico al de un “shunt” anatómico de derecha a izquierda y es responsable de hipoxemia arterial. La unidad no funcional o silenciosa en la cual el alvéolo está colapsado y tampoco hay perfusión. Naturalmente existe toda una variedad de posibilidades entre b y c, las cuales pueden cambiarse para formar el complejo cuadro fisiológico que resulta de variaciones en la relación ventilación perfusión. 55 GASOMETRÍA ARTERIAL: INDICACIONES, UTILIDAD CLÍNICA, INTERPRETACIÓN La indicación para la toma de gases sanguíneos será realizada en todo aquel paciente que se requiera hacer una valoración de la función pulmonar en términos de la oxigenación y ventilación y, del estado ácido base, o sea establecer el diagnóstico de las alteraciones de su equilibrio, en término de acidosis o alcalosis y de su etiología ya sea respiratoria o metabólica. La interpretación de los gases sanguíneos es en ocasiones difícil; los resultados de laboratorio deben ser siempre estudiados a la luz del cuadro clínico, mediante el enfoque sistemático para cada uno de los valores. En el paciente en estado crítico es necesario también conocer los valores de los gases en sangre venosa.(15,16) Cuadro 3. La determinación o medición de gases sanguíneos arteriales o venosos provee fundamentalmente tres valores de medición directa mediante los electrodos respectivos: Presión parcial de oxígeno disuelto en el plasma, PaO2. Presión parcial de dióxido de carbono disuelto en el plasma, PaCO2. El grado de acidez o alcalinidad del plasma, pH. De los resultados anteriores se puede derivar (por medio de nomogramas o cálculo que la misma máquina realiza) los siguiente valores: CO2 total, bicarbonato y exceso de base. 56 Significado de los valores principales Análisis de la PaO2 La PaO2 es el índice de oxigenación de la sangre, un indicador de la intensidad de la presencia del oxígeno molecular en solución en el plasma; es la expresión de la eficiencia de la ventilación perfusión alveolares y de la difusión alvéolo capilar, para lograr la normal transferencia de oxígeno desde el interior del alvéolo hasta la sangre del capilar pulmonar. La PaO2 se ve afectada por las siguientes variables: (15) La presión barométrica la cual determina la presión parcial del oxígeno en el aire ambiente, o sea en el gas que es inspirado (FiO2) y, por ende en el alvéolo (PAO2). La concentración de oxígeno en el aire o gas inspirado, o sea la fracción inspirada de oxígeno, cuyo valor determina la presión parcial del oxígeno en el interior del alvéolo. La difusión del oxígeno a través de la membrana alvéolo capilar la cual obedece al gradiente o diferencia entre la PAO2 y PaO2, gradiente que normalmente es de 5 a 10 mm Hg y hasta de 20 mm Hg en individuos mayores de 60 años. La relación entre la ventilación alveolar y la perfusión capilar, o V/Q. La disminución o abolición de la ventilación en alvéolos atelectásicos o colapsados resulta en la mezcla veno-arterial o “shunt”, principal causa de hipoxemia en pacientes con insuficiencia respiratoria aguda; la disminución de la perfusión con mantenimiento de la ventilación alveolar, como sucede en el infarto pulmonar, resulta en aumento del espacio muerto intrapulmonar. 57 ANÁLISIS DE LA PaCO2 La PaCO2 es una medida de la eficacia de la ventilación, un indicador de la efectividad de la eliminación o excreción pulmonar del dióxido de carbono. También es un indicador de la cantidad de ácido carbónico presente en el plasma, el cual depende directamente de la intensidad de la presión parcial del CO2.(13,15) Por consiguiente, la PaCO2 que es un parámetro de ventilación, también es un reflejo del componente respiratorio del equilibrio ácido-base y constituye un método altamente confiable que refleja, sin confusión ni error, a menos que haya una falla técnica en la máquina, la eficiencia del funcionamiento pulmonar. Las siguientes variables determinan la PaCO2: La ventilación del alvéolo (VA), la cual depende de la eficacia del movimiento respiratorio de la caja torácica y del pulmón, de la permeabilidad de la vía aérea y del estado del alvéolo. La relación entre el espacio muerto y el volumen corriente. La producción metabólica de bióxido de carbono en los órganos y tejidos del cuerpo. A diferencia de lo que ocurre con el oxígeno, y debido a la gran solubilidad y facilidad de difusión del CO2, no existe gradiente o diferencia alvéolo - capilar de PCO2, y en condiciones normales la PaCO2 es idéntica a la PACO2. 58 Por todo lo anterior se puede decir que la PaCO2 es un reflejo exacto de la cantidad de ácido carbónico (H2CO3) en el plasma, así como de la presión parcial del CO2 presente en el interior del alvéolo (PaCO2). En virtud de la relación directa entre la cantidad de ácido carbónico que se encuentra disuelta en el plasma y en los líquidos corporales y la presión parcial de bióxido de carbono, la PaCO2 viene a ser el denominador en la ecuación de Henderson-Hasselbalch(13,15) La PaCO2 además de ser un indicador de la eficiencia de la ventilación, se convierte entonces en un reflejo del componente respiratorio del balance ácido-base. Por consiguiente, el pH depende en parte de la PaCO2 lo cual permite elaborar los siguientes diagnósticos: cuando la PaCO2 esté anormalmente elevada, habrá un exceso de ácido carbónico en el plasma, o sea que existirá una acidosis respiratoria; cuando la PaCO2 esté anormalmente baja habrá un déficit de ácido carbónico en el plasma, o sea que existirá una alcalosis respiratoria. Cuadro 4. En resumen, la PaO2 es un indicador de oxigenación, y debido a la menor solubilidad y capacidad de difusión del oxígeno, la PaO2 exhibe una diferencia respecto a la PAO2. Esto quiere decir que el valor de la PaO2 siempre será menor que el de la PAO2, por el gradiente alvéolo arterial. MECÁNICA DE LA RESPIRACIÓN El aire fluye de una región de mayor presión a una región de menor presión. La contracción activa de los músculos inspiratorios crea una presión subatmosférica dentro de los pulmones, ampliando los bronquiolos y los alvéolos. (16) 59 La presión atmosférica fluye al interior de los conductos respiratorios. En contraste con la inspiración, la espiración es un proceso pasivo en el cual el retroceso elástico de los pulmones y de la pared torácica origina una presión positiva en el interior de los pulmones, expulsando el aire hacia la atmósfera, y volviendo el pulmón a su posición espiratoria final. LA INSPIRACIÓN Los principales músculos inspiratorios son los intercostales y el diafragma, mientras que los escalenos, los esternomastoideos, los trapecios, y los músculos dorsales son los accesorios de la respiración; éstos no se activan durante la respiración normal, su función principal es la de estabilizar a la pared del tórax. El diafragma es un músculo que separa las cavidades torácica y abdominal, el diafragma se mueve de 10 a 12cm verticalmente durante la inspiración. Durante la respiración tranquila se encarga de más de 75% del cambio en el volumen intratorácico. El diafragma es un músculo voluntario, que para funcionar adecuadamente requiere que el nervio frénico se encuentre intacto, el cual surge del cuarto nervio cervical, y recibe además ramas de los nervios tercero y quinto cervicales.(16,17) Los intercostales externos son once de cada lado, aumentan el diámetro anteroposterior de la pared del tórax. 60 LA ESPIRACIÓN La espiración es un proceso pasivo. Durante la inspiración se almacena energía potencial en los tejidos elásticos del pulmón y de la caja torácica. El retroceso de esos tejidos alargados provoca una elevación de la presión en las vías aéreas y el aire se mueve hacia fuera. Los músculos espiratorios funcionan durante la respiración fuerte o siempre que exista una obstrucción al flujo del aire. (11,14) LA PLEURA Con volumen en reposo del sistema respiratorio, el retroceso opuesto del pulmón y de la pared torácica tiende a separar la pleura visceral de la parietal. De este modo, la presión intrapleural neta será negativa, subatmosférica. La presión negativa varía de acuerdo a la región en la pleura y la postura. Los lóbulos superiores del pulmón se expanden más que los inferiores, lo cual es evidente por el hecho de que el tamaño alveolar es mayor en los lóbulos superiores y la densidad pulmonar es menor. (11) VOLÚMENES PULMONARES (17) VOLÚMEN CORRIENTE: Es el volúmen de aire inspirado-espirado durante cada ciclo respiratorio. Corresponde unos 500 ml en el dulto joven promedio. 61 VOLÚMEN DE RESERVA INSPIRATORIO: Es el máximo volúmen de aire que se puede inspirar por arriba del volúmen corriente inspirado. Generalmente equivale a unos 3000 ml. VOLÚMEN DE RESERVA ESPIRATORIO: Es el máximo volúmen de aire que se puede expulsar después que se permite el escape de volúmen corriente. Normalmente supone unos 1100 ml. CAPACIDAD VITAL: Éste es el máximo volúmen de aire que se puede expulsar de los pulmones después de la más profunda inspiración posible. Representa la suma del volúmen corriente, volumen de reserva inspiratorio, y volúmen de reserva espiratorio.(17) Supone unos 4600 ml. VOLÚMEN RESIDUAL: Éste es el volúmen de aire que permanece en los pulmones al final de un esfuerzo espiratorio máximo. Es de apoximadamente 1200 ml. CAPACIDAD PULMONAR TOTAL: Es la cantidad de aire presente en los pulmones después de un esfuerzo inspiratorio máximo. Es la suma del volúmen residual y de la capacidad vital. Cerca de 5800 ml. CAPACIDAD INSPIRATORIA: Éste es el volúmen que se puede inspirar, empezando a nivel del final espiratorio. Representa la suma del volumen de reserva inspiratorio y del volúmen corriente.(17) Unos 3500 ml. Los volúmenes pulmonares son valores individuales y no sobrepuestos, mientras que las capacidades son la suma de dos o más volúmenes. Fig. 13. 62 Todos estos valores disminuyen con la edad, excepto el volumen residual y la capacidad residual funcional, los cuales aumentan. Los volúmenes y capacidades pulmonares son menores en las mujeres en aproximadamente 20 a 30%. Fig. 13. SUBDIVISIONES DEL VOLÚMEN PULMONAR. EL TÉRMINO CAPACIDAD SE APLICA A UNA SUBDIVISIÓN COMPUESTA POR DOS O MÁS VOLÚMENES. 63 OXIGENOTERAPIA El oxígeno se produce a través de las plantas, las cuales mantienen los niveles de concentración en el gas atmosférico de 21% aproximadamente. El oxígeno es incoloro, inodoro, insípido y ligeramente más pesado que el aire; además es soluble en agua.(15,16) El oxígeno como cualquier fármaco debe administrarse a la dosis prescrita, y la respuesta debe medirse en forma objetiva analizando los gases sanguíneos. La respuesta a la administración de oxígeno debe interpretarse de acuerdo con el efecto sobre la ventilación hística, y no solo sobre la sangre arterial. La terapia con oxígeno se emplea tanto para la insuficiencia respiratoria aguda como para el soporte a domicilio a pacientes con enfermedad crónica. El concepto de hipoxia y las indicaciones para la administración de oxígeno en la insuficiencia respiratoria deben basarse en el estado de oxigenación de los tejidos, puesto que es en ellos donde las mitocondrias utilizan el gas para el metabolismo aerobio. Cuando la presión parcial de oxígeno a nivel de las mitocondrias desciende hasta cierto nivel crítico, cesa el metabolismo oxidativo, y se inicia el metabolismo anaerobio apareciendo la acidosis metabólica. (16) Cuadro 5. Por lo tanto la administración de oxígeno estará indicada cuando el nivel de oxígeno en sangre se encuentra a un nivel bajo, que pone en peligro el metabolismo oxidativo. 64 La disminución en la presión de oxígeno mixta por debajo de 25 mm Hg se acompaña de oxigenación inadecuada para los tejidos. El objetivo del tratamiento de la hipoxia hística consiste en mantener la presión venosa de oxígeno en un valor superior a los 35 mm Hg que correspondería al valor inferior normal.(15,17) Las indicaciones de la oxigenoterapia serán: En insuficiencia respiratoria aguda sin hipercapnia con presiones venosas mixtas menores a 35 mm Hg con presiones arteriales de oxígeno menores a 65 mm Hg. En pacientes con hipercarbia crónica, PaCO2 mayor de 44 mm Hg, sufren riesgo de depresión ventilatoria si reciben concentraciones altas de oxígeno; en ellos se debe administrar a dosis bajas y controladas, para mantener una PaO2 entre 50 y 60 mm Hg. TÉCNICAS PARA LA ADMINISTRACIÓN DE OXÍGENO EN LA INSUFICIENCIA RESPIRATORIA AGUDA La mejor técnica es aquella que se administra siguiendo el principio Venturi. El chorro de oxígeno pasa a través de un orificio estrecho, después del cual existen aberturas laterales por las que entra el aire ambiente en la cantidad necesaria para obtener la dilución deseada. (15) 65 Algunos pacientes no toleran los altos flujos gaseosos generados por las mascarillas Venturi, y en ellos deben de usarse otras formas de administración. El oxígeno a pequeñas concentraciones puede suministrarse a flujo bajo mediante cánulas nasales, pero es difícil regular la dosis, puesto que el bajo flujo de la concentración inspirada es muy sensible a los cambios del volumen circulante y el patrón respiratorio. Cuando es necesaria una concentración de oxígeno mayor, pueden alcanzarse cifras de hasta 60% con un flujo de 7 a 8 litros de oxígeno mediante mascarillas convencionales. Es posible lograr concentraciones mucho mayores si se une una bolsa de reinhalación. Se puede presentar atelectasia por absorción en caso de que se inspiren grandes concentraciones de oxígeno. El nitrógeno (el cual es inerte y no es absorbido) es removido fuera de los pulmones, y los alvéolos permanecen insuflados sólo con oxígeno, bióxido de carbono y vapor de agua. El oxígeno de los alvéolos se difunde más rápidamente hacia la sangre pulmonar que lo que puede ser repuesto, provocando con ello un colapso pulmonar.(15) La toxicidad por oxígeno se debe a la exposición prolongada de los tejidos pulmonares a altas concentraciones de oxígeno inspirado. Los cambios que pueden presentarse en el pulmón incluyen edema alveolar, congestión pulmonar, hemorragia intraalveolar y formación de membranas hialinas. Existen otras complicaciones de la administración de oxígeno, como disminución en la circulación, fibroplasia en la parte posterior del cristalino (en niños prematuros) y alteraciones en el sistema nervioso central, que pueden culminar en crisis convulsivas y muerte.(15) 66 DISPOSITIVOS PARA LA ADMINISTRACIÓN DE OXÍGENO CANULA NASAL: Flujo de 1 a 6 l/min; la concentración de oxígeno es de 22 a 40%. Las indicaciones serán: pacientes en recuperación postoperatoria y en
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