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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.)