2 Ventilación pulmonar

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FISIOLOGÍA II. Fisiología del sistema respiratorio.
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El aparato respiratorio pone a disposición de la circulación pulmonar el oxígeno procedente
de la atmósfera, y es el aparato circulatorio el que se encarga de su transporte (la mayor
parte unido a la hemoglobina y una pequeña parte disuelto en el plasma) a todos los tejidos
donde lo cede, recogiendo el dióxido de carbono para transportarlo a los pulmones donde
éstos se encargarán de su expulsión al exterior.
El proceso de la respiración puede dividirse en cuatro etapas mecánicas principales.
● Ventilación pulmonar. Significa entrada y salida de aire entre la atmósfera y los
alvéolos pulmonares.
● Perfusión pulmonar. Permite la difusión del oxígeno y dióxido de carbono entre
alvéolos y sangre.
● Transporte. De oxígeno y dióxido de carbono en la sangre y líquido corporales a las
células y viceversa, debe realizarse con un gasto mínimo de energía.
Ventilación pulmonar
Se denomina ventilación pulmonar a la cantidad de aire que entra o sale del pulmón cada
minuto. Si conocemos la cantidad de aire que entra en el pulmón en cada respiración
(volumen corriente) y lo multiplicamos por la frecuencia respiratoria, tendremos el
volumen/minuto.
Volumen minuto = volumen corriente x Frecuencia respiratoria.
Presiones normales de oxígeno en el aire atmosférico.
Movimientos ventilatorios
● Inspiración
Los gases en el exterior se encuentran una presión atmosférica a nivel del mar es de 760
mmHg, en condiciones normales en reposo la presión alveolar es igual a la por lo que la
presión atmosférica y alveolar es la misma si tomamos en cuenta que los gases se
desplazan por un gradiente de presión podemos suponer que no hay ventilación.
Para desplazar un volumen de aire hay que generar un gradiente de presión; es decir mayor
presión en un extremo del circuito (el atmosférico) y menor en el otro extremo (alveolar).
Las opciones posibles para lograrlo son:
1. Aumentar la presión en la boca. Implica incrementar la presión de los gases atmosféricos
con respiradores o ambu, también puede ser presión boca a boca, se cambia la presión de
entrada. Se pueden usar en situaciones extremas, pero no son parte del proceso fisiológico
normal.
2. Disminuir la presión en el alveolo. Mecanismo fisiológico de la ventilación; generar presión
negativa intraalveolar para desplazar aire.
Gutiérrez Ayón Laura Ximena
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La disminución de la presión alveolar se debe a una estimulación, que el sistema nervioso
hace, en los músculos intercostales y el diafragma. Cuando se contrae el diafragma
desplaza al músculo hacia abajo 1.5 cm.
Una zona del bulbo raquídeo que es el área inspiratoria estimula a través de un área
descendente a las motoneuronas α ubicadas en el segmento medular C3 – C5 y a los
segmentos torácicos.
Estos producen contracción de las fibras del diafragma y de los músculos intercostales
externos. Al contraerse el diafragma pierde su forma acampanada y desciende alrededor de
1.5 cm. La contracción de los músculos intercostales externos desplaza la parrilla costal
hacia arriba y adelante.
A medida que el volumen de la cavidad torácica aumenta, disminuye la presión creando un
gradiente de presión que permite que el volumen de aire atmosférico se desplace hacia los
alvéolos.
En el movimiento inspiratorio, el diafragma es responsable del desplazamiento de alrededor
del 60 al 75% del volumen corriente en tanto los músculos intercostales solo aportan el 25%
a un 40%.
Los músculos accesorios constituidos por el esternocleidomastoideo que levantan la
porción superior del esternón y los escalenos que elevan las dos primeras costillas tienen
poca importancia en una inspiración normal, pero cobra importancia en el ejercicio y en las
patologías respiratorio ya que el uso es un signo de dificultad respiratorio.
Músculos inspiratorios más importantes. Diafragma, intercostales y
esternocleidomastoideo.
La cavidad torácica se expande en sentido lateral, vertical y anterior; la presión
intrapulmonar cae 3 mmHg debajo de la atmosférica, y el aire entra en los pulmones.
● Espiración
En algunas situaciones el movimiento espiratorio puede convertirse en activo, como en la
hiperventilación o en el ejercicio.
Músculos de la pared abdominal: rector, oblicuos internos y externos, transverso; se
contraen produciendo aumento de la presión intraabdominal. Desplazando el diafragma
hacia arriba.
Durante la espiración pasiva la presión intrapleural es negativa, en cambio, en la espiración
activa la presión intrapleural se vuelve positiva. Al mismo tiempo los intercostales internos,
desplazan las costillas hacia abajo, para disminuir el volumen torácico.
Músculos espiratorios más importantes: abdominales e intercostales internos.
En la respiración normal, tranquila, la contracción de los músculos respiratorios sólo ocurre
durante la inspiración (proceso activo) y la espiración es un proceso completamente pasivo,
causado por el retroceso elástico de los pulmones y de las estructuras de la caja torácica.
La cavidad torácica se contrae en tres direcciones; la presión intrapulmonar aumenta 3
mmHg por arriba de la atmosférica, y el aire sale de los pulmones.
Volúmenes y capacidades
La inspiración y la espiración permiten la movilización del volumen gaseoso que puede
variar en función del tipo de movimiento ventilatorio de las fuerzas elásticas pulmonares. La
suma de distintos volúmenes define las capacidades pulmonares.
Gutiérrez Ayón Laura Ximena
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● Volumen de reserva Inspiratorio.
● Volumen residual.
● Capacidad vital.
● Capacidad residual funcional.
La inspiración y la inspiración permiten la movilización de volumen gaseoso que puede
variar en función del tipo de movimiento ventilatorio y de las fuerzas elásticas pulmonares.
Leyes de los gases en la fisiología de la respiración
● Ley de Boyle. La presión de una cantidad determinada de gas es inversamente
proporcional a su volumen (suponiendo una temperatura constante).
● Ley de Charles. El volumen de una cantidad determinada de gas es directamente
proporcional a su temperatura absoluta (suponiendo una presión constante).
● Ley de Dalton. La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las
presiones parciales de sus gases individuales.
● Ley de Henry. Es una interfaz aire – agua, la cantidad de gas que se disuelven en el
agua está determinada por una solubilidad en el agua y su presión parcial en aire
(suponiendo una temperatura constante).
Volúmenes pulmonares
● Volumen corriente (Vt) o volumen tidal. Bueno, es el volumen de aire inspirado o
espirado durante cada ciclo respiratorio. Cual oscila entre 500 y 600 ml en el varón
adulto promedio, su cálculo se logró multiplicando un valor de mililitros que oscila
entre 5 – 8 por los kilogramos de peso.
● Volumen de reserva inspiratoria (VRI). Volumen de aire máximo que puede ser
inspirado después de una inspiración normal.
● Volumen de reserva espiratoria (VRE). Volumen de aire máximo que puede ser
espirado en espiración forzada después del final de una espiración normal.
● Volumen residual (VR). Volumen de aire que permanece en el pulmón después de
una espiración máxima.
Capacidades pulmonares
● Capacidad vital (CV). Equivale al VRI+ VT + VRE
● Capacidad inspiratoria (CI): Equivale al VT + VRI. Esta es la cantidad de aire que una
persona puede respirar, comenzando en el nivel de aspiración normal y distendiendo
sus pulmones a máxima capacidad.
● Capacidad funcional residual (CFR). Equivale al VRE + VR. Es la cantidad de aire que
permanece en los pulmones al final de una espiración normal.
● Capacidad pulmonar total (CPT). Es el volumen máximo al que pueden ampliar los
pulmones con el máximoesfuerzo inspiratorio posible, es igual a CV + VR.
Ventilación minuto y espacio muerto
El volumen corriente que se movilice en cada ventilación durante un minuto se denomina
ventilación, minuto o ventilación pulmonar.
Espacio muerto Anatómico. Es el volumen de las vías aéreas de conducción = 150 ml.
Gutiérrez Ayón Laura Ximena
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Espacio muerto alveolar - Espacio muerto fisiológico. Es una medida funcional del volumen
de los pulmones que no intercambia CO2. En sujetos normales, es igual a espacio muerto
anatómico.
Espirometría y sus aplicaciones clínicas
Los enfermedades pulmonares que se pueden clasificar en 2 grandes grupos funcionales:
● Restrictivas. Características son las enfermedades del intersticio pulmonar,
síndrome de estrés respiratorio agudo en adultos y niños, y el déficit surfactante en
neonatos.
Orígenes de las enfermedades restrictivas:
● Pulmonar: son causadas por afectación en pleural (derrame pleural, cifoescoliosis)
● Debilidad de los músculos respiratorios: (Miastenia o cualquier enfermedad
muscular).
En todos los casos se presenta una caída de todos los volúmenes y capacidades
manteniéndose normales los valores de flujo.
Obstructivas. Se caracterizan por el atrapamiento aéreo, es decir, hay problemas para meter
o sacar aire.
La espirometría es la prueba diagnóstica más común. Las curvas de medición pueden
mostrar tanto el flujo de aire, es decir, la relación entre el volumen de aire exhalado y el
tiempo que tarda en exhalar o la relación entre el flujo de aire y el porcentaje de volumen de
aire espirado tanto en el movimiento inspiratorio como el espiratorio.
La espirometría forzada se suele repetir con broncodilatadores para evaluar la reversibilidad
de la obstrucción. En la espirometría forzada se le solicita al paciente que haga una
inspiración máxima, seguida de una inspiración máxima. El neumotacógrafo refleja, en
curvas, la relación flujo vs volumen, mientras que el espirómetro, la relación volumen vs
tiempo.
Las enfermedades obstructivas se caracterizan por un aumento de la resistencia en las vías
aéreas si la obstrucción es lo suficientemente severa puede producirse el fenómeno de
atrapamiento de aire. Dado que durante la espiración aumenta la resistencia de las vías
aéreas intratorácicas evitándose el vaciamiento alveolar y aumenta el volumen residual.
La capacidad pulmonar total está alterada a expensas de la capacidad residual funcional
que se haya aumentado, dado que el pulmón no puede eliminar el volumen espiratorio en
una espiración normal.
Las enfermedades más comunes con este patrón son el EPOC, el asma en los adultos y la
bronquiolitis en los lactantes.
Para evaluar las vías más pequeñas la medición se debe de realizar bajo volúmenes
pulmonares como el comprendido entre el 25 – 75 % de la capacidad vital forzada. La
limitación de esta última determinación es que tiene mucha variabilidad alrededor de los
valores normales.
Gutiérrez Ayón Laura Ximena