El trabajo de los pulmones es esencial para la vida, permitiendo el intercambio de gases entre las células y el ambiente. Este proceso consume oxígeno y produce anhídrido carbónico, con la atmósfera.
Componentes del Sistema Respiratorio
El sistema respiratorio, en su forma más simplificada, se encarga de llevar el oxígeno hacia las células que lo consumirán y de transportar el CO2, donde difunde a los alvéolos, para eliminar este gas hacia el ambiente. El sistema nervioso, con sus centros respiratorios y circulatorios, juega un papel fundamental en este proceso (Figura I).
Funciones Pulmonares
Las funciones pulmonares están ligadas a la normalidad de su sustrato morfológico. A través de su contenido aéreo, los pulmones permiten la entrada de aire o inspiración y la salida del mismo o espiración.
Medición de la Función Pulmonar
La función pulmonar se mide utilizando un espirómetro, que registra los volúmenes de aire que entran y salen de los pulmones. Este instrumento puede ser un sistema mecánico, como una boquilla dentro de una campana calibrada y sellada por agua (Figura 2-1), o un neumotacógrafo que entrega los valores calculados por un programa computacional.
Volúmenes y Capacidades Pulmonares
Las maniobras respiratorias máximas permiten diferenciar varios niveles y volúmenes (Fig. 2-2). Los volúmenes pulmonares incluyen el volumen corriente (VC), volumen de reserva inspiratoria (VRI), volumen de reserva espiratoria (VRE) y residual (VR). A partir de estos volúmenes, se definen las capacidades pulmonares, como la capacidad inspiratoria (CI), capacidad vital (CV) y pulmonar total (CPT).
- Volumen Residual (VR): Volumen de gas que permanece en el pulmón después de una espiración forzada máxima.
- Capacidad Pulmonar Total (CPT): Contenido en el pulmón en inspiración máxima.
- Capacidad Vital (CV): Volumen de gas que puede movilizarse entre una inspiración y espiración máximas.
- Capacidad Inspiratoria (CI): Volumen de gas que puede inspirarse a partir de una espiración normal.
La capacidad vital (CV) es el máximo de aire que se puede movilizar en una sola maniobra respiratoria, y depende de la talla, edad y sexo del individuo. La espirometría, técnica aún vigente, sentó las bases para su aplicación clínica en la evaluación de la función ventilatoria.
Consideraciones en la Interpretación de la Espirometría
Es importante corregir el volumen espirado a condiciones BTPS (temperatura corporal, presión ambiental y saturado de vapor de agua) debido a que el aire dentro del pulmón está a esta condición. No se ha llegado a establecer una tabla de valores de aplicabilidad universal, aunque se usan tablas de referencia norteamericanas en Chile por ser las mejor elaboradas hasta ese momento. El no considerar las variables étnicas puede conducir a serios errores de interpretación. Por ejemplo, una enfermedad pulmonar que reduce su CV a un 85% del mismo promedio teórico puede significar la pérdida de un tercio de su capacidad vital.
Presiones en el Sistema Respiratorio
Las presiones que actúan sobre el sistema respiratorio son la presión atmosférica, la presión alveolar y la presión pleural (Ppl). El tamaño de reposo del pulmón es menor que el del tórax. En su interior se desarrolla una presión negativa. La presión transpulmonar (PT) es la diferencia entre la presión en la boca y la presión pleural. El equilibrio de final de espiración está determinado por las propiedades elásticas del pulmón y las del tórax, que tienden a la expansión.
La presión transpulmonar (Ptp) se mide desde capacidad pulmonar total hasta volumen residual (Figura 2-10). La distensibilidad pulmonar se expresa en ml/cm H2O. Las curvas de distensibilidad pulmonar muestran diferencias en fibrosis y enfisema pulmonar (Figura 2-11).
Fuerzas que Actúan en la Respiración
El sistema respiratorio presenta fuerzas elásticas pasivas que se oponen al estiramiento producido por la inspiración. Las fibras elásticas y colágenas, junto con la tensión superficial, contribuyen a la elasticidad pulmonar (Figura 2-13). El surfactante, una sustancia jabonosa en la superficie alveolar, disminuye la tensión superficial, facilitando la distensión del pulmón (Figura 2-15).
Músculos Respiratorios
Los músculos torácicos y abdominales tienen alguna acción respiratoria. El diafragma, un músculo esencial, se inserta en las costillas inferiores y se dirige radialmente hacia sus inserciones periféricas (Figura 2-5). La contracción del diafragma aumenta su diámetro vertical y contribuye a la expansión del tórax. La presión transdiafragmática (Pdi) es de aproximadamente 11 cm H2O en condiciones normales.
La fuerza de los músculos respiratorios depende de su longitud inicial (Figura 2-6). La presión inspiratoria máxima (Pimax) se mide mediante un esfuerzo inspiratorio máximo contra una válvula ocluida. Los valores normales varían según la edad, sexo y contextura física.
Resistencia de las Vías Aéreas
El flujo aéreo a través de las vías aéreas genera resistencias friccionales que se oponen a los movimientos ventilatorios. La resistencia de la vía aérea depende del calibre bronquial y del volumen pulmonar (Figura 2-16). La resistencia global es diferente para distintas zonas de la vía aérea (Tabla 2-2).
La resistencia total es menor debido a que la superficie total de las vías aéreas periféricas es mucho mayor. La resistencia de la vía aérea aumenta a medida que el volumen pulmonar se reduce durante la espiración forzada. La medición de la resistencia se realiza mediante la curva flujo-volumen (Fig. 2-19).
Curva Flujo-Volumen
La curva flujo-volumen se obtiene tras una inspiración forzada hasta CPT, seguida de una espiración forzada máxima. En la curva se representa el flujo espiratorio e inspiratorio en función del volumen pulmonar (Figura 2-19). El flujo espiratorio máximo se alcanza a altos volúmenes (entre 75 y 100% de la CV). El flujo inspiratorio máximo se alcanza aproximadamente al 50% de la CV (FIM50). Esta curva permite evaluar cualitativa y cuantitativamente la función pulmonar.
Ventilación Voluntaria Máxima (VVM)
La ventilación voluntaria máxima (VVM) evalúa la máxima potencialidad ventilatoria del fuelle tóraco-pulmonar. Se mide pidiendo al sujeto que respire tan rápido y profundo como pueda durante un tiempo determinado, registrando el volumen total movilizado. La VVM normal es de aproximadamente 120 litros de aire por minuto, lo que indica una enorme reserva ventilatoria.
Cumplimiento Pulmonar y Torácico
La distensibilidad del pulmón, tórax y sistema respiratorio en conjunto se evalúa midiendo los cambios de presión y relacionándolos con el cambio de volumen que se produce. La distensibilidad total es la suma algebraica de las curvas del pulmón y tórax (Figura 2-12). En reposo, las presiones del pulmón y tórax son de igual valor, pero de sentido opuesto.
La ventilación mecánica implica un periodo de transición hacia la respiración espontánea, el cual desafía a los clínicos a evitar la sub y sobre asistencia de la musculatura respiratoria, minimizando el esfuerzo respiratorio excesivo, diafragmático y pulmonar inducidos por ventilación mecánica.
Impulso, Esfuerzo y Trabajo Respiratorio
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 objetivo se logra mediante un control estricto de la respiración gracias a la regulación del centro respiratorio.
Impulso respiratorio se define como la intensidad de la eferencia respiratoria que se genera a nivel del sistema nervioso central. Esfuerzo inspiratorio se define como cualquier consumo de energía por parte de los músculos respiratorios con el propósito de conducir la respiración. 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.
Maniobras no Invasivas para Monitorizar el Impulso
La presión de oclusión a los primeros 100 milisegundos es una medición no invasiva para monitorizar el impulso, definida tal como lo indica su nombre por la caída de la presión de la vía aérea durante los primeros 100 milisegundos (0,1 segundos) frente a una oclusión al final de la espiración.
Con una maniobra de oclusión espiratoria en ventilación asistida, se puede obtener la diferencia de la presión de oclusión espiratoria, siendo la diferencia entre la presión base (comúnmente la presión positiva al final de la espiración total) del trazado presión-tiempo y el valor más negativo durante la caída de la presión luego de una oclusión mecánica al final de la espiración (habitualmente con una pausa espiratoria de cinco segundos) [51].
Tabla 1: Propuesta de formulaciones matemáticas para el cálculo del PM
Tabla 2: Variables calculables con la información de los ventiladores
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