El objetivo primario de la respiración es mantener un intercambio gaseoso equilibrado. En otras palabras, un balance entre la captura de oxígeno y la eliminación de dióxido de carbono (CO2). Este proceso consume oxígeno y produce anhídrido carbónico.
Este objetivo se logra mediante un control estricto de la respiración gracias a la regulación del centro respiratorio. La primera y principal aferencia es la bioquímica proveniente de los quimiorreceptores [24], la cual corresponde a una retroali-mentación refleja que se encuentra mediada por aferencia originada en quimiorreceptores centrales y periféricos.
El objetivo de este mecanismo de control es minimizar las fluctuaciones de los niveles de dióxido de carbono arterial, pH y evitar la hipoxemia [25]. La segunda, corresponde a las aferencias provenientes de los mecanorreceptores a nivel pulmonar, parrilla costal, vía aérea y músculos respiratorios.
El huso muscular y los receptores de estiramiento de adaptación lenta son un ejemplo de esto, ya que proveen información sobre estiramiento y volumen pulmonar a través de sus fibras vagales. La tercera aferencia corresponde a la retroalimentación suprapontina. El miedo, ansiedad, dolor o delirium, también son responsables de transmitir una retroalimentación sensorial a los centros respiratorios.
La cuarta aferencia está mediada por la respuesta inflamatoria [23], por ejemplo, en pacientes que cursan con sepsis o falla respiratoria aguda. Una vez integrada la información de las cuatro aferencias, se elabora una respuesta en el centro respiratorio. Esto es conocido como impulso respiratorio. Así, se define impulso respiratorio como la intensidad de la eferencia respiratoria que se genera a nivel del sistema nervioso central [18],[23],[28].
Varios autores coinciden con que el impulso no necesariamente refleja modificaciones en el esfuerzo inspiratorio, ya que se refiere a señal eléctrica y no directamente a señal mecánica. El impulso se origina desde un grupo de interneuronas (centro respiratorio) localizado a nivel del tronco encefálico [27].
En pacientes conectados a ventilación mecánica, un impulso respiratorio disminuido, ya sea por sobre asistencia o por efecto de la sedación, contribuirá a generar debilidad diafragmática [29]. Un impulso débil también será responsable de la pérdida de sincronía entre el paciente y el ventilador.
Al igual que en el caso anterior, un impulso elevado puede resultar en daño de las fibras del diafragma por sobrecarga [30]. Asimismo, un impulso aumentado conduce a un patrón respiratorio rápido y superficial, con reclutamiento de musculatura accesoria e incremento de la disnea y como consecuencia, a un fracaso en las pruebas de ventilación espontánea [31].
Otro efecto de un impulso respiratorio desmedido es la asincronía entre paciente y ventilador. Durante la ventilación asistida, una programación que no está acorde a las demandas ventilatorias del paciente, puede provocar fenómenos tales como hambre de flujo (flow starvation), ciclado prematuro o gatillaje inefectivo [32],[33].
Por lo tanto, el impulso (y sus aferencias) ocurren como antecesor del esfuerzo y trabajo respiratorio. La definición de esfuerzo inspiratorio pareciera ser bastante intuitiva, sin embargo ha sido poco explorada en la literatura y podría confundirse con las definiciones de trabajo respiratorio [22],[34]. Es más, frente a ciertas situaciones como el atrapamiento aéreo (PEEPi) o debilidad muscular respiratoria, su conceptualización puede resultar confundente cada vez que esfuerzo y trabajo se asumen como un mismo concepto.
Es importante señalar que el esfuerzo inspiratorio se encuentra controlado por el impulso respiratorio, para así mantener un balance con las demandas ventilatorias. La responsable de mantener el equilibrio de la demanda ventilatoria es la bomba respiratoria, la que está conformada por diferentes músculos esqueléticos, que actúan de manera coordinada para sostener una ventilación alveolar acorde a las demandas metabólicas [22]. La función de la bomba muscular inspiratoria es llevada a cabo principalmente por el diafragma [35].
Cuando aumenta la carga respiratoria, y el diafragma no es capaz por sí solo de llevar a cabo la ventilación, se reclutan músculos acce-sorios que contribuyen a la inspiración. Los principales músculos que colaboran son esternocleidomastoideo, para esternal e intercostales externos [36]. Según la literatura, esfuerzo inspiratorio se define como cualquier consumo de energía por parte de los músculos respira-torios con el propósito de conducir la respiración [22]. Este concepto tiene la capacidad de englobar al tiempo y tipo de contracción muscular.
Las contracciones isométricas generan un consumo de energía que no se traduce en un cambio de volumen, pero que sin embargo constituyen un esfuerzo. Esta definición resulta de gran importancia ya que marca una distancia con el concepto de trabajo. No toda contracción de la musculatura respiratoria resulta en un cambio de volumen, aunque sí significa un consumo de energía.
En sujetos sanos, la inspiración comienza en el punto de equilibrio del sistema respiratorio. Esto es, donde la tendencia del colapso de los pulmones es igual a la tendencia hacia la expansión de la parrilla costal [38]. En física, el término trabajo hace referencia a la fuerza aplicada sobre un objeto y el desplazamiento que ocurre a consecuencia de esto [34]. En otras palabras, corresponde a fuerza por desplazamiento (W= F × d). Es decir, el área en un diagrama de presión-volumen [13]. Conceptualmente se define como el trabajo necesario para sobrellevar la carga impuesta por el sistema respiratorio.
Este trabajo, entonces, puede ser llevado a cabo por los músculos respiratorios cuando la respiración es espontánea, exclusivamente por el ventilador mecánico si la respiración es controlada, o por ambos en el caso de que la ventilación sea asistida [39]. Para entender los componentes del trabajo respiratorio es preciso mencionar la ecuación de movimiento del gas alveolar. El concepto trabajo respiratorio puede resultar confuso. Esto es debido a la definición clásica de trabajo en la que siempre debe haber un cambio de volumen frente a la administración de una presión determinada.
Mecánica Ventilatoria
La mecánica ventilatoria describe la entrada de aire o inspiración y la salida del mismo o espiración.
Presiones en el Sistema Respiratorio:
- Presión atmosférica.
- Presión en las vías aéreas.
- Presión alveolar.
- Presión pleural (Ppl).
El tamaño de reposo del pulmón es menor que el del tórax. La diferencia entre la presión en la boca y la presión pleural, es de aproximadamente de 11 cm H2O.
Músculos Respiratorios:
Los músculos respiratorios torácicos y abdominales tienen alguna acción respiratoria. El diafragma es el músculo respiratorio más importante. La fuerza de los músculos respiratorios depende de su longitud inicial.
Resistencia Elástica y No Elástica:
El sistema respiratorio tiene un componente elástico pasivo. La resistencia elástica se opone al estiramiento producido por la inspiración. La resistencia no elástica incluye las resistencias friccionales que se oponen a los movimientos ventilatorios.
Volúmenes y Capacidades Pulmonares
La medición de los volúmenes pulmonares permite diferenciar varios niveles y volúmenes. Los volúmenes pulmonares incluyen el volumen corriente (VC), volumen de reserva inspiratoria (VRI), volumen de reserva espiratoria (VRE) y volumen residual (VR). Las capacidades pulmonares son combinaciones de dos o más volúmenes, incluyendo la capacidad inspiratoria (CI), capacidad vital (CV), capacidad residual funcional (CRF) y capacidad pulmonar total (CPT).
- Capacidad Vital (CV): El máximo de aire que se puede movilizar en una sola maniobra respiratoria. Depende de la talla, edad y sexo del individuo.
- Volumen Residual (VR): El volumen de aire que queda en el pulmón después de una espiración forzada máxima.
- Capacidad Pulmonar Total (CPT): El contenido en el pulmón en inspiración máxima.
- Volumen Corriente (VC): El volumen de gas que puede inspirarse a partir de una espiración normal.
Medición de Volúmenes Pulmonares:
La medición de la CV, permite evaluar la función ventilatoria.
Corrección de Mediciones:
El volumen de gas medido fuera del cuerpo es diferente al volumen dentro del pulmón, por lo que es necesario corregirlo. Se utiliza un factor de corrección, que lo convierte a BTPS (temperatura corporal, presión ambiental y saturado de vapor de agua).
Distensibilidad Pulmonar
La distensibilidad pulmonar describe la facilidad con la que el pulmón se expande. Es independiente del tamaño pulmonar.
Factores que Afectan la Distensibilidad:
Las propiedades elásticas del pulmón, las propiedades del tórax, y la tensión superficial en los alvéolos influyen en la distensibilidad. El surfactante pulmonar disminuye la tensión superficial, facilitando la distensión del pulmón.
Resistencia de las Vías Aéreas
La resistencia de las vías aéreas se refiere a la oposición al flujo de aire a través de los conductos. La resistencia global es muy diferente para distintas zonas de la vía aérea.
Factores que Afectan la Resistencia:
El calibre bronquial, el volumen pulmonar y el flujo aéreo influyen en la resistencia de las vías aéreas.
Curvas Flujo-Volumen
Las curvas flujo-volumen muestran la relación entre el flujo aéreo y el volumen pulmonar durante la inspiración y espiración. Se utilizan para evaluar la función pulmonar y diagnosticar obstrucciones de las vías aéreas.
Espirometría:
La espirometría es una prueba que mide los volúmenes y flujos de aire durante la respiración forzada. Incluye la medición del volumen espiratorio forzado del primer segundo (VEF1) y la capacidad vital forzada (CVF). La relación VEF1/CVF es un indicador importante de la obstrucción de las vías aéreas.
Trabajo Respiratorio
El trabajo respiratorio es la energía requerida para ventilar los pulmones. Aumenta cuando disminuyen la distensibilidad pulmonar o aumenta la resistencia de las vías aéreas.
En resumen, el estudio de los tipos de trabajo respiratorio y su fisiología es esencial para comprender la función pulmonar normal y las alteraciones que ocurren en diversas enfermedades respiratorias.
Tabla 2-1. Presiones en el sistema respiratorio
| Presión | Descripción |
|---|---|
| Presión atmosférica | Presión del aire fuera del cuerpo. |
| Presión en las vías aéreas | Presión dentro de los conductos que llevan el aire a los pulmones. |
| Presión alveolar | Presión dentro de los alvéolos. |
| Presión pleural (Ppl) | Presión en el espacio entre los pulmones y la pared torácica. |
TAG: #Trabajo
