Inercia o aceleración del gas y el tejido
Hay, finalmente, un componente adicional de la impedancia total
a la respiración, la inertancia, o presión necesaria para acelerar el
aire y el tejido durante la inspiración o la espiración. Sin embargo,
este componente es pequeño y apenas se puede medir en la respi-
ración normal, independientemente de que los pulmones estén o
no sanos. Durante la respiración rápida, como la ventilación de alta
frecuencia en cuidados intensivos o el ejercicio de los yoguis de
respiración rápida y superficial de aproximadamente 4 respiracio-
nes/segundo, la aceleración se hace más importante y puede
suponer el 5-10% de la impedancia total a la respiració
n 17 .Distribución del gas
Distribución del gas inspirado: efecto de la distensibilidad,
la resistencia y el cierre de las vías aéreas
El aire que se inspira no se distribuye de forma homogénea en el
pulmón. Durante la respiración basal la mayor parte del gas va a las
porciones inferiores (las áreas diafragmáticas, basales, en bipedesta-
ción o sedestación, y las unidades dorsales, en decúbito supino
) 18 .Esto
también significa que la parte inferior del pulmón izquierdo recibirá
la mayor parte del aire si el paciente está en decúbito lateral izquierdo
y que el pulmón derecho se ventilará de forma preferente en decúbito
lateral derecho. El motivo de esta orientación aparentemente gravita-
cional de algo tan ligero como el gas es el efecto combinado de la
relación de presión-volumen curva del tejido pulmonar y del aumento
de la presión pleural hacia las zonas inferiores del pulmón. En el
párrafo siguiente se abordará este tema con mayor detalle.
En primer lugar, la forma curva de la relación presión-volu-
men, típica de un tejido elástico, como ya se ha señalado, significa
que al aumentar el volumen pulmonar es necesaria una presión cada
vez mayor para insuflar el pulmón para un determinado aumento de
volumen (puede haber una relación presión-volumen lineal en parte
del trazado). En segundo lugar, el aumento de la presión pleural, con
una presión alveolar constante en todo el pulmón, hace que la presión
transpulmonar disminuya desde la parte superior hasta la parte infe-
rior del pulmón. En bipedestación, las regiones pulmonares apicales
están expuestas a mayor presión transpulmonar que las porciones
basales, inferiores. Así, las regiones pulmonares superiores e inferio-
res están situadas a diferentes niveles de la curva de presión-volumen
(v.
fig. 5-3 ). Durante la inspiración disminuye la presión pleural, lo
que hace que las regiones pulmonares inferiores se insuflen más que
las superiores para un cambio similar de presión transpulmonar (se
asume que la presión pleural cambia de forma uniforme en el espacio
pleural
) 18 .De esta manera, en una persona sana la ventilación va de
forma preferente a las regiones basales, como se puede inferir de la
figura 5-3(la flecha mayor de la parte basal, inferior, del pulmón
indica más ventilación que en las regiones superiores, apicales, con la
persona en bipedestación;
fig. 5-6 ). El gradiente de presión pleural
está orientado en dirección vertical, gravitacional, motivo por el que
la distribución de la ventilación cambia con la posición corporal.
¿Cuál es la causa del gradiente de presión pleural? El principal
fenómeno es el peso del propio pulmón, de modo que hay menos
tejido pulmonar que ejerce presión a un nivel superior, en una parte
alta de la cavidad torácica, que a un nivel pulmonar inferior. Esta
presión se ejerce en todas las direcciones,incluyendo el espacio pleural.
La densidad específica del pulmón lleno de aire y perfundido es en
promedio de aproximadamente 0,3, y esto hace que la presión pleural
aumente 0,3cmH
2
O/cm de distancia vertical. Si el pulmón es más
pesado, como cuando tiene edema, el gradiente de presión pleural
aumenta, al igual que la diferencia vertical del tamaño alveolar. Si el
peso se reduce o elimina, como en la gravedad cero o la micrograve-
dad, no debería haber gradiente vertical de presión pleural, y la expan-
sión pulmonar, así como la distribución del gas, debería ser más
homogénea. Durante los vuelos parabólicos cortos que producen una
gravedad muy baja la inspiración y la espiración de gases con diferen-
tes características mostraron una reducción de la heterogeneidad de
la distribución de la ventilació
n 19 .Sin embargo, persistía cierta hete-
rogeneidad, lo que indica que también existen factores no gravitacio-
nales que contribuyen a la distribución de la ventilación. Estos factores
pueden ser un flujo de convección y de difusión desigual en las uni-
dades pulmonares pequeñas, y se pueden relacionar con diferencias
de la estructura anatómica de las vías aéreas (¿y del parénquima?
) 20 .El gradiente de presión pleural vertical puede ser menor en
decúbito prono que en decúbito supin
o 21 .Se puede deber al peso del
corazón, que comprime las partes inferiores del pulmón en decúbito
supino y permite que las regiones no inferiores se expandan. En
decúbito prono el corazón está apoyado sobre el esternón, con
menos efectos sobre la forma del pulmón. La única fuerza que pueda
distorsionar el pulmón es el peso del propio pulmón. Además, como
ya se ha señalado, diferencias de la anatomía de las vías aéreas
pueden contribuir a diferencias de la distribución de la ventilación
en decúbito supino y decúbito prono. También se ha demostrado
que hay una distribución más homogénea del gas inspirado en decú-
bito prono mediante técnicas isotópica
s 22,23.
Hasta ahora hemos abordado la distribución del gas inspirado en
condiciones estáticas, desde un punto de vista teórico y purista (que, sin
embargo, no provocaría ningún flujo de gas). La distribución será esen-
cialmente la misma durante la respiración basal, hasta una tasa de flujo
de 0,5l/s aproximadamente.Sin embargo,al aumentar la tasa de flujo,las
diferencias regionales de la resistencia de las vías aéreas (y de la resisten-
cia del tejido pulmonar y,posiblemente en ciertamedida,de la resistencia
de la pared torácica; éstas no se tendrán en consideración en esta expli-
cación) tendrán una importancia cada vez mayor en la determinación
de la distribución del gas. Como el tejido pulmonar, tanto los alveolos
como las vías aéreas, está más expandido en las regiones superiores que
Fisiología respiratoria
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Sección I
Fisiología y anestesia
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Figura 5-6
Cociente de la ventilación hacia las regiones pulmonares
superiores e inferiores con un cambio del flujo inspiratorio. Obsérvese que la
distribución de la ventilación va a las regiones pulmonares inferiores a una
tasa de flujo baja. Sin embargo, a esto le sustituye una distribución más
homogénea cuando aumenta el flujo, como durante el ejercicio, lo que
garantiza un uso más eficiente del tejido pulmonar y de las membranas
alveolocapilares para la transferencia gaseosa (siempre que el flujo sanguíneo
pulmonar tenga un patrón de distribución similar).
(Reproducida con datos de
Bake B, Wood L, Murphy B y cols.: Effect of inspiratory flow-rate on regional
distribution of inspired gas.
J Appl Physiol
37:8-17, 1974.)