Fisiopatología Respiratoria

Desde un punto de vista amplio, la respiración es el conjunto de­ procesos fisiológicos que permiten la utilización del O2 a nivel celular. En esta perspectiva, la respiración involucra, además del aparato respiratorio propiamente tal, a los músculos respiratorios, a los sistemas nervioso central y periférico que controlan la ventilación, al aparato cardiocirculatorio y la sangre, que transportan el O2 desde el pulmón a las células, así como ­también a los sistemas enzimáticos que permiten el uso de O2 a­ nivel celular.

EVALUACION DE LA FUNCION RESPIRATORIA

Para evaluar un sistema tan complejo como el descrito, existen múltiples pruebas funcionales. Desde el punto de vista clínico, esta evaluación puede dividirse en tres grandes partes:

a) Evaluación de las propiedades mecánicas del pulmón y vías aéreas
b) Evaluación de los músculos respiratorios
c) Evaluación del intercambio gaseoso.

Los equipos necesarios para efectuar estas mediciones en forma precisa son relativamente complejos, por lo que ellas generalmente se hacen en laboratorios de función pulmonar. No obstante, existen también equipos simples, que pueden ser utilizados en salas de hospitalización o en los policlínicos. Con ellas se obtienen parámetros no tan precisos como los anteriores, pero útiles para tomar decisiones clínicas. En este capítulo enfatizaremos el uso de estas pruebas simples.

Evaluación de las propiedades mecánicas del pulmón

Ventilación

Desde el punto de vista de su función ventilatoria, el pulmón consiste en un espacio alveolar, donde se realiza el intercambio gaseoso, y las vías aéreas, que permiten la entrada de aire y salida del gas alveolar. El pulmón contiene permanentemente un determinado volumen de gas alveolar que se renueva sólo parcialmente con cada respiración. El volumen de gas que existe en el pulmón al final de una respiración tranquila se denomina Capacidad Residual Funcional (CRF) (Figura 261). Pese a su importancia, este volumen no se mide en la práctica clínica corriente debido a que se necesitan equipos complejos.

El volumen de aire que entra y sale con cada respiración se denomina Volumen Corriente (VC), el cual es de aproximadamente 500 ml.

La función ventilatoria del pulmón se puede evaluar mediante equipos simples, los ventilómetros, con los que se mide la ventilación o volumen espirado en un minuto (VE), que equivale a:

VE = VC x f

Donde f es la frecuencia respiratoria.

No todo el aire fresco que inhalamos llega a los alvéolos, ya que una parte del VC (aproximadamente 150 ml) queda en las vías aéreas. Este volumen­ de aire inhalado, que no participa en el intercambio gaseoso, se denomina volumen de espacio muerto (VEM). En consecuencia, el aire fresco que llega al pulmón con cada respiración es de sólo 350 ml.

De acuerdo a lo señalado, el índice efectivamente relacionado con el intercambio gaseoso es la ventilación alveolar (VA), que se calcula como:

VA = (VC - VEM) x f

En la práctica, la VA sólo se estima a partir de VE, ya que la medición de VEM es demasiado compleja para el uso clínico corriente.

Tamaño pulmonar

Una forma útil de evaluar el estado funcional del pulmón es medir su volumen, ya que existen enfermedades que lo aumentan o disminuyen. Para ello se mide el máximo volumen que se puede espirar después de haber efectuado una inspiración máxima. Este volumen, llamado Capacidad vital, varía según la talla, la edad (disminuye progresivamente desde los 20 a 25 años)­ y el sexo (es mayor en varones). Este índice puede medirse con un ventilómetro o con equipos más complejos, los espirómetros.


Vías aéreas

Las vías aéreas conducen el aire hacia los alvéolos y oponen una resistencia al paso del aire, que aumenta cuando ellas se estrechan en diferentes enfermedades obstructivas. En el ambiente clínico, la resistencia de las vías aéreas se evalúa indirectamente, midiendo la velocidad de salida del aire durante una espiración forzada. Para esto se solicita al paciente que efectúe una inspiración profunda y luego una espiración con el máximo esfuerzo posible. En las enfermedades con obstrucción de las vías aéreas la velocidad de salida del aire disminuye. Esto pude evaluarse a través del volumen espiratorio forzado del primer segundo (VEF1), medido con un espirómetro (Figura 261) o, más simplemente, con el flujo espiratorio máximo (PEF, del inglés Peak expiratory Flow) con un flujómetro.

Elasticidad pulmonar:

En los pacientes que se encuentran en ventilación mecánica con respiradores artificiales, es útil evaluar la elasticidad del­ pulmón, como un índice de la evolución de la enfermedad de base.­ Por ejemplo, en los enfermos con edema pulmonar, este órgano se ­hace más rígido, propiedad que tiende a normalizarse a medida que el edema mejora. La elasticidad se evalúa a través de la distensibilidad o compliance del sistema respiratorio, que es la relación entre el volumen corriente y la presión necesaria para inflar el pulmón:

Distensibilidad = delta V/ deltaP

El valor de delta V de obtiene de un espirómetro y el de delta P de un manómetro, ambos incluidos en los respiradores.

Evaluación de los músculos respiratorios

Se puede considerar que el aparato respiratorio está formado por dos componentes: por una parte el pulmón, encargado del intercambio gaseoso, y por otra una bomba, formada por los músculos respiratorios y la caja torácica, encargada de mover el aire para producir el intercambio de gases. Esta bomba es fundamental, ya que debe funcionar continuamente por toda la vida. Su falla lleva a disminución de la ventilación alveolar, con hipoxemia e hipercapnia (insuficiencia respiratoria global).

Los músculos inspiratorios son los que deben sobrellevar toda esta carga, ya que la espiración es generalmente pasiva. Aún cuando existen múltiples pruebas funcionales que permiten conocer en detalle la función de los diferentes músculos respiratorios, la única suficientemente simple como para el uso clínico frecuente es la medición de presión inspiratoria máxima (PIM). ­Este índice, que puede medirse con un manómetro aneroide o de agua, evalúa la fuerza de todos los músculos respiratorios y se encuentra disminuido en casos de fatiga muscular inspiratoria o en enfermedades neuromusculares.

Evaluación del intercambio gaseoso

Se efectúa en clínica a través del examen de gases en sangre arterial, que mide las presiones que ejercen el O2 y el CO2 disueltos en la sangre (PaO2 y PaCO2 respectivamente). Además, la determinación del pH arterial hace posible la evaluación del equilibrio ácido-base, estrechamente relacionado con la PaCO2.


Oxígeno. En condiciones normales, la presión de O2 en el gas alveolar es de aproximadamente 100 mmHg. Debido a que el grosor de la membrana alveolo-capilar es mínimo, el O2 alveolar difunde ­prácticamente sin impedimento hacia la sangre capilar pulmonar, motivo por el cual la PaO2 normal es sólo unos pocos mmHg menor que la presión de oxígeno en el gas alveolar. A esta leve disminución colabora, además, la existencia de sangre venosa que no se oxigena en el pulmón, sino que pasa directamente al lado arterial (cortocircuito fisiológico). Esta sangre proviene de las venas bronquiales y de las del corazón.
El valor normal de PaO2 respirando aire y a nivel del mar es de aproximadamente 90 mm Hg. La disminución de la PaO2 se denomina Hipoxemia. Si bien la medición de PaO2 es extremadamente importante, es siempre conveniente tener presente que el índice efectivamente relacionado con el transporte de O2 hacia los tejidos es el contenido de O2 en la sangre arterial, que representa el número de moléculas de O2 contenidas en la sangre. ­Es importante señalar que puede haber hipoxemia con contenido de O2 normal, lo que es de gran importancia para comprender la compensación que se observa en enfermedades con ­hipoxemia crónica y la compensación de los habitantes de zonas de g­ran altitud.

Anhídrido carbónico

Las células producen continuamente CO2 como resultado del metabolismo de los hidratos de carbono y grasas. Este gas difunde al intersticio y luego a la sangre capilar, desde donde es transportada al pulmón. En la sangre venosa, la PCO2 es de aproximadamente 45 mmHg, mientras que en el gas alveolar es de 40 mm Hg. Las presiones a este nivel se equilibran muy rápidamente, de forma que la PaCO2 en la práctica es igual a la presión alveolar de CO2 (PACO2).

La PaCO2 varía ampliamente de acuerdo con los cambios de ventilación alveolar. Si existe una mayor VA, se elimina m s CO2 y por lo tanto cae la PaCO2 bajo su límite normal de 35 mm Hg, lo que se denomina hipocapnia. La disminución de la ventilación por otra parte, produce el efecto inverso, lo que aumenta la PaCO2 sobre 45 mm Hg, condición llamada hipercapnia.

Estos cambios en la PaCO2 producen alteraciones en la concentración de hidrogeniones, las que se analizan en el capítulo de­ equilibrio ácido-base.