VENTILACIÓN MECÁNICA: Conceptos básicos.

TEMA I: ANATOMÍA BÁSICA DEL SISTEMA RESPIRATORIO.

Para facilitar el estudio del SR lo podemos dividir en dos apartados: vía aérea de conducción y unidades de intercambio gaseoso.

1. Vía aérea de conducción.
Su función principal es acondicionar y dirigir el aire antes de llegar a los alvéolos. Por lo tanto calienta y humedece el aire y filtra las partículas extrañas. Hay una vía aérea alta: nariz faringe y laringe; y una vía aérea baja: tráquea y bronquios.

El árbol bronquial se ramifica en bronquiolos y bronquiolos terminales (es la parte más pequeña de la vía aérea antes de llegar a los alvéolos). A todo esto se le denomina vía aérea de conducción o espacio muerto.

2. Unidades de intercambio gaseoso.
La zona del pulmón que depende del bronquiolo terminal se llama acino o unidad respiratoria pulmonar. Da lugar, y por este orden, a: bronquiolos respiratorios, conductos alveolares, sacos alveolares y alvéolos. Es en estos últimos donde se produce el intercambio gaseoso.

En la pared del alvéolo se produce un fosfolípido llamado surfactante o agente tensioactivo cuya función es la de proteger al alvéolo del colapso en la espiración.

* IRRIGACIÓN SANGUÍNEA
El pulmón es un órgano con doble aporte sanguíneo: por un lado recibe sangre del circuito menor a través de las arterias pulmonares (sangre venosa); y por otra parte del circuito mayor a través de las arterias bronquiales (sangre arterial).

TEMA II: CONCEPTOS BÁSICOS DE FISIOLOGÍA RESPIRATORIA.

El correcto funcionamiento del SR asegura a los diferentes tejidos una adecuada oxigenación (a través de la sangre arterial), y la eliminación rápida del dióxido de carbono (CO2) (a través de la sangre venosa). Esta compleja función no sería posible sin la coordinación entre varios sistemas de control:

• Equilibrio acidobásico.
• Equilibrio hidroelectrolítico.
• Circulación.
• Metabolismo.

Además de la distribución de aire y el intercambio gaseoso, el SR filtra, calienta y humidifica el aire que respiramos. Los órganos respiratorios intervienen en la producción de sonido, incluyendo el lenguaje oral.

El epitelio especializado del tracto respiratorio facilita el sentido del olfato. El SR ayuda también en la regulación de la homeostasia del pH del organismo

* ETAPAS DEL PROCESO DE RESPIRACIÓN.

1. Ventilación pulmonar (respiración)
2. Intercambio gaseoso.
3. Transporte de gases.
4. Mecanismos que regulan la respiración.

1. VENTILACIÓN PULMONAR.
Es el término técnico que se aplica a lo que comúnmente llamamos respiración. La ventilación es el proceso que lleva el aire inspirado a los alvéolos. Esto es posible gracias a la actividad muscular, que al modificar el gradiente de presión cambia los volúmenes pulmonares. La caja torácica y el pulmón son estructuras elásticas, por lo que este proceso se traduce en:

a. Inspiración: Se contraen el diafragma y los músculos intercostales, el tamaño de la cavidad torácica aumenta, lo que provoca: un aumento del volumen y una disminución de la presión, causando la entrada de aire en los pulmones.

b. Espiración: Los músculos inspiratorios se relajan, disminuye el tamaño de la cavidad torácica por lo que también disminuye el volumen y aumenta la presión, provocando la salida del aire.

VOLÚMENES.
Los volúmenes de aire que se mueven dentro y fuera de los pulmones y el remanente que queda en ellos deben ser normales para que se produzca el intercambio gaseoso. Los volúmenes pulmonares podemos clasificarlos en:

• Volumen corriente (VT): Volumen de una respiración normal.
• Volumen de reserva inspiratoria (IRV): Volumen “extra” que aún puede ser inspirado sobre el VT.
• Volumen de reserva espiratoria (ERV): Volumen que puede ser espirado en espiración forzada.
• Volumen residual (RV): Volumen que permanece en los pulmones después de una espiración máxima.

Las combinaciones de varios volúmenes son conocidas como CAPACIDADES

PULMONARES:

• Capacidad inspiratoria (IC): Volumen de distensión máxima de los pulmones. Es la suma de VT + IRV.
• Capacidad residual funcional (FRC): Cantidad de aire que permanece en los pulmones después de una espiración normal. Es la suma de ERV + RV.
• Capacidad vital (VC): Volumen máximo de una respiración (máxima inspiración + máxima espiración). VT + IRV + ERV.
• Capacidad pulmonar total (TLC): Volumen máximo que los pulmones pueden alcanzar en el máximo esfuerzo inspiratorio. VT + IRV + ERV + RV.

2. INTERCAMBIO GASEOSO.
En la transferencia de gases desde el alvéolo hasta el capilar pulmonar; influyen fenómenos de difusión y la relación ventilación/perfusión.

1. Difusión.
Se produce a través de una membrana biológica. Son cuatro los factores que tienen
relación directa con la difusión de oxígeno:

• El factor más importante es la superficie de la membrana alveolocapilar, ya que es enorme (70 m2) y muy delgada (0.2-1 mμ).
• Volumen respiratorio por minuto (frecuencia respiratoria por volumen de aire inspirado en cada respiración).
• Gradiente de presión de oxígeno entre el aire alveolar y la sangre que llega.
• Ventilación alveolar.
• Las patologías que afectan al engrosamiento o reducción de la membrana alteran la capacidad de difusión pulmonar (son patologías vasculares y/o intersticiales).

2. Ventilación/Perfusión.
Para que exista un intercambio gaseoso adecuado, además de una difusión normal es necesario una relación V/P armónica; para ello los alvéolos deben renovar su gas periódicamente y recibir flujo sanguíneo constantemente. Ambos procesos deben estar equilibrados. La perfusión y la ventilación se incrementan del vértice a la base, pero no de forma homogénea. Por tanto:

• Un individuo de pie tiene en su base pulmonar mayor ventilación y mayor perfusión.
• Si está en decúbito supino es en la región posterior del pulmón donde aumenta la ventilación y perfusión.
• Los distintos tipos de relación V/P son:

1. Unidad normal: V = P
2. Unidad silenciosa: No hay ventilación ni perfusión.
3. Unidad V/P alta: Hay más ventilación que perfusión. El caso extremo es el TEP donde hay ventilación pero no existe perfusión.
4. Unidad V/P baja: Hay más perfusión que ventilación. Por ejemplo en tapones bronquiales, edema pulmonar, etc. La situación límite se produce cuando sí hay perfusión pero no existe ventilación.

La causa más común de hipoxemia es la desigualdad en la relación V/P.

3. TRANSPORTE DE GASES.

1. Oxígeno
Se transporta en el torrente circulatorio de dos formas: el 97% unido a la hemoglobina (Hb) y un 3% disuelto en el plasma. El contenido de oxígeno en la sangre arterial es la suma de ambas partes, pero dependerá, sobre todo, de la cantidad de Hb que tengamos. En patología donde existe un descenso de la Hb, como por ejemplo en la anemia, hay un déficit del transporte de O2 y se puede producir una hipoxia celular severa.

2. Dióxido de Carbono
Se transporta: disuelto en el plasma un 5-7%, un 30% unido a la Hb, y el resto en forma de bicarbonato. Cuando la sangre arterial llega a los tejidos, los gradientes de presión permiten la difusión de O2 y CO2 entre los capilares y las células.


4. MECANISMOS QUE REGULAN LA RESPIRACIÓN.
El centro de control respiratorio está situado en el tronco del encéfalo; controla la inervación de los músculos inspiratorios y espiratorios.

La información que llega a éste área proviene de sensores distribuidos por el organismo: cambios en el pH, en las presiones de O2 y CO2, oscilaciones de la tensión arterial, impulsos del área motora de la corteza cerebral hasta los centros respiratorios, etc. Todo esto puede producir
incrementos o disminuciones de la frecuencia respiratoria, ritmo o profundidad de la misma.

Además también intervienen factores tales como la temperatura corporal, la estimulación
dolorosa, el frío repentino, etc. Es importante saber que el contenido de CO2 en sangre arterial (cambios químicos) es un regulador más potente que los impulsos cerebrales (voluntarios), ya que en la práctica nos va a indicar una respuesta determinada en el organismo; por ejemplo: cuando un niño tiene una rabieta y quiere forzar a un adulto a satisfacer un capricho aguanta la respiración; pues bien, lo mejor es ignorar este comportamiento, ya que, cuando la cantidad de CO2 en sangre arterial llegue a un determinado nivel, las respiraciones comenzarán de forma espontánea. Todo el dispositivo funciona como un sistema complejo a tres niveles:

1. Control cortical: Si se pierde la vigilia (coma, anestesia), el CO2 es el estímulo primario de la respiración.
2. Control químico: La excitación o depresión de los quimiorreceptores (neuronas) provoca cambios en la ventilación.
3. Control reflejo: Abarca reflejos de estiramiento pulmonar, inhibición o aumento de la inspiración, etc.