Volúmenes y capacidades e intercambio gaseoso

VOLÚMENES.

Los volúmenes de aire que se mueven dentro y fuera de los pulmones y el remanente que queda en ellos deben ser normales para que se produzca el intercambio gaseoso.

Los volúmenes pulmonares podemos clasificarlos en:

• Volumen corriente (VT): Volumen de una respiración normal.( 500 ml )

• Volumen de reserva inspiratoria (IRV): Volumen “extra” que aún puede ser inspirado sobre el VT. (3.000 ml)

• Volumen de reserva espiratoria (ERV): Volumen que puede ser espirado en Espiración forzada.(1100ml)

• Volumen residual (RV): Volumen que permanece en los pulmones después de una espiración máxima.(1200 ml )

Las combinaciones de varios volúmenes son conocidas como CAPACIDADES

CAPACIDADES PULMONARES:

• Capacidad inspiratoria (IC): Volumen de distensión máxima de los pulmones. Es la suma de VT + IRV.( 3500 ml )

• Capacidad residual funcional (FRC): Cantidad de aire que permanece en los pulmones después de una espiración normal. Es la suma de ERV + RV.(2300 ml

• Capacidad vital (VC): Volumen máximo de una respiración (máxima inspiración +Máxima espiración). VT + IRV + ERV.

• Capacidad pulmonar total (TLC): Volumen máximo que los pulmones pueden alcanzar en el máximo esfuerzo inspiratorio. VT + IRV + ERV + RV.

INTERCAMBIO GASEOSO

En la transferencia de gases desde el alvéolo hasta el capilar pulmonar; influyen fenómenos de difusión y la relación ventilación/perfusión.

1. Difusión.

Se produce a través de una membrana biológica. Son cuatro los factores que tienen relación directa con la difusión de oxígeno:

• El factor más importante es la superficie de la membrana alveolocapilar, ya que es enorme (70 m2) y muy delgada (0.2-1 mμ).

• Volumen respiratorio por minuto (frecuencia respiratoria por volumen de aire inspirado en cada respiración).

• Gradiente de presión de oxígeno entre el aire alveolar y la sangre que llega.

• Ventilación alveolar.

• Las patologías que afectan al engrosamiento o reducción de la membrana alteran la

• capacidad de difusión pulmonar (son patologías vasculares y/o intersticiales).

2. Ventilación/Perfusión.

Para que exista un intercambio gaseoso adecuado, además de una difusión normal es necesario una relación V/P armónica; para ello los alvéolos deben renovar su gas periódicamente y recibir flujo sanguíneo constantemente. Ambos procesos deben estar equilibrados. La perfusión y la ventilación se incrementan del vértice a la base, pero no de forma homogénea. Por tanto:

• Un individuo de pie tiene en su base pulmonar mayor ventilación y mayor perfusión.

• Si está en decúbito supino es en la región posterior del pulmón donde aumenta la ventilación y perfusión.

Los distintos tipos de relación V/P son:

Unidad normal: V = P

Unidad silenciosa: No hay ventilación ni perfusión.

Unidad V/P alta: Hay más ventilación que perfusión. El caso extremo es el TEP donde hay ventilación pero no existe perfusión.

Unidad V/P baja: Hay más perfusión que ventilación. Por ejemplo en tapones bronquiales, edema pulmonar, etc. La situación límite se produce cuando sí hay perfusión pero no existe ventilación. La causa más común de hipoxemia es la desigualdad en la relación V/P.

TRANSPORTE DE GASES

1. Oxígeno

Se transporta en el torrente circulatorio de dos formas: el 97% unido a la hemoglobina (Hb) y un 3% disuelto en el plasma. El contenido de oxígeno en la sangre arterial es la suma de ambas partes, pero dependerá, sobre todo, de la cantidad de Hb que tengamos. En patologías donde existe un descenso de la Hb, como por ejemplo en la anemia, hay un déficit del transporte de O2 y se puede producir una hipoxia celular severa.

2. Dióxido de Carbono

Se transporta: disuelto en el plasma un 5-7%, un 30% unido a la Hb, y el resto en forma de bicarbonato. Cuando la sangre arterial llega a los tejidos, los gradientes de presión permiten la difusiónde O2 y CO2 entre los capilares y las células.

MECANISMOS QUE REGULAN LA RESPIRACIÓN

El centro de control respiratorio está situado en el tronco del encéfalo; controla la

Inervación de los músculos inspiratorios y espiratorios. La información que llega a éste área proviene de sensores distribuidos por el organismo: cambios en el pH, en las presiones de O2 y CO2, oscilaciones de la tensión arterial, impulsos del

área motora de la corteza cerebral hasta los centros respiratorios, etc. Todo esto puede producir incrementos o disminuciones de la frecuencia respiratoria, ritmo o profundidad de la misma. Además también intervienen factores tales como la temperatura corporal, la estimulación dolorosa, el frío repentino, etc.

Es importante saber que el contenido de CO2 en sangre arterial (cambios químicos) es un regulador más potente que los impulsos cerebrales (voluntarios), ya que en la práctica nos va a indicar una respuesta determinada en el organismo; por ejemplo: cuando un niño tiene una rabieta y quiere forzar a un adulto a satisfacer un capricho aguanta la respiración; pues bien, lo mejor es ignorar este comportamiento, ya que, cuando la cantidad de CO2 en sangre arterial

llegue a un determinado nivel, las respiraciones comenzarán de forma espontánea.Todo el dispositivo funciona como un sistema complejo a tres niveles:

• Control cortical: Si se pierde la vigilia (coma, anestesia), el CO2 es el estímulo primario de la respiración.

• Control químico: La excitación o depresión de los quimiorreceptores (neuronas) provoca cambios en la ventilación.

• Control reflejo: Abarca reflejos de estiramiento pulmonar, inhibición aumento de la inspiración, etc.

PROPIEDADES MECÁNICAS

El pulmón tiene unas propiedades mecánicas que se caracterizan por:

Elasticidad. Depende de las propiedades elásticas de las estructuras del sistema respiratorio. Por definición es la propiedad de un cuerpo a volver a la posición inicial después de haber sido deformado. En el sistema respiratorio se cuantifica como el cambio de presión en relación al cambio de presión.

Viscosidad. Depende de la fricción interna de un medio fluido, es decir entre el tejido pulmonar y el gas que circula por las vías aéreas. En el sistema respiratorio se cuantifica como el cambio de presión en relación al flujo aéreo.

Tensión superficial. Está producida por las fuerzas cohesivas de las moléculas en la superficie del fluido y de la capa de la superficie alveolar. Estas fuerzas dependen de la curvatura de la superficie del fluido y de su composición.

Histéresis. Es el fenómeno por el que el efecto de una fuerza persiste más de lo que dura la misma fuerza.