Vicerrectoría Académica
Dirección Nacional de innovación Académica
Ventilación Alveolar
A causa del espacio muerto, la cantidad de aire que llega a los alvéolos (ventilación alveolar) con un volumen respiratorio por minuto de 6 lt./min., es de 500 a 150 ml multiplicados por 12 respiraciones/min, o sean 4.2 lt./min. También debido al espacio muerto, la respiración rápida y superficial produce una ventilación alveolar mucho menor que la respiración profunda, lenta, con el mismo volumen respiratorio por minuto.
Composición del Aire Alveolar
El oxígeno continuamente difunde del gas que ocupa los alvéolos (gas alveolar) hacia la sangre, y el co2 continuamente difunde hacia los alvéolos desde la sangre. Para alcanzar el estado de equilibrio, el aire inspirado se mezcla con el gas alveolar reemplazando al o2 que ha penetrado a la sangre y diluyendo al co2 que ha entrado en los alvéolos. Parte de esta mezcla es espirada. El contenido en o2 del gas alveolar decrece y el contenido en co2 sube hasta la siguiente inspiración. Puesto que el volumen de gas alveolar es cercano a dos litros al final de la espiración (capacidad funcional residual) cada incremento de 350 ml en el aire inspirado y espirado cambia muy poco la po2 y la pco2 en efecto, la composición del gas alveolar permanece notablemente constante, no solo en reposo sino en otras condiciones.
Efecto de las variaciones en la frecuencia y profundidad respiratorias sobre la ventilación alveolar.
Muestreo del Aire Alveolar
Teóricamente todo el aire que sale en cada espiración, excepto los primeros 150 ml, es aire alveolar; pero siempre se mezcla algo en la interfase entre el gas del espacio muerto y el aire alveolar. Una última porción del aire espirado es la que se toma para análisis. Usando los aparatos modernos, con una válvula automática adecuada, es posible recoger los últimos 10 mi espirados durante la respiración tranquila.
El oxígeno se mueve del alvéolo hacia los capilares a través de la membrana delgada formada por las células epiteliales, las células endoteliales y sus membranas básales fusionadas. La po2 del aire alveolar es de 100 mm hg., mientras que en la sangre venosa de la arteria pulmonar es de 40 mm hg. No hay prueba de que intervenga otro proceso distinto a la difusión pasiva en el movimiento de O2 hacia la sangre a lo largo de este gradiente de presión. El o2 se disuelve en el plasma y penetra a los eritrocitos donde se combina con la hemoglobina. La difusión a la sangre debe ser muy rápida, puesto que el tiempo que dura cada ml de sangre en los capilares es corto. Sin embargo, la difusión de o2 es adecuada, en estado de salud, para elevar la po2 de la sangre hasta 97 mm hg., valor justamente por debajo de la po2 alveolar. Esta disminuye a 95 mm hg. En la aorta debido al corto circuito fisiológico.
La capacidad de difusión del o2 en los pulmones es la cantidad de o2 que cruza la membrana alveolar, por minuto, por mm hg. De diferencia en la po2 entre el gas alveolar y la sangre en los capilares pulmonares. Es normalmente cercana a 20-30 ml/min/mm hg. En reposo. Como resultado de la dilatación capilar y de un incremento en el número de capilares activos, la capacidad de difusión del o2 sube a valores de 65 o más durante el ejercicio. La capacidad de difusión para el o2 está disminuida en enfermedades como la sarcoidosis o la intoxicación por berilio (beriliosis) que causan fibrosis de las paredes alveolares y producen bloqueo alveolocapilar.
La pco2 en la sangre venosa es de 46 mm hg, mientras que en el aire alveolar es de 40 mm hg, y el co2 difunde dé la sangre a los alvéolos a lo largo de este gradiente. La pco2 de la sangre que abandona los pulmones es de 40 mm hg. El co2 atraviesa todas las membranas biológicas con facilidad y la capacidad de difusión pulmonar del co2 es mucho mayor que la del o2. Por esta razón la retención de co2 rara vez es un problema en los pacientes con bloqueo alveolocapilar, en los cuales la reducción en la capacidad de difusión para el o2 es grave.Circulación pulmonar
Consideraciones Anatómicas
El lecho de los vasos pulmonares se parece al de la circulación general, excepto que las paredes de la arteria pulmonar y de sus grandes ramas tienen un espesor cercano a 30% del grosor de la pared de la aorta y los pequeños vasos arteriales, a diferencia de las arteriolas de la circulación mayor, son tubos endoteliales con muy poco músculo en sus paredes. Hay también algo de músculo liso en las paredes de los vasos poscapilares. Los capilares pulmonares son grandes y hay múltiples anastomosis, de manera que cada alvéolo se asienta en una cesta de capilares. Los conductos linfáticos son más abundantes en los pulmones que en cualquier otro órgano.
Presión, Volumen y Flujo
El gasto por minuto del ventrículo derecho es, desde luego, igual al del ventrículo izquierdo, y como el de éste, tiene un promedio de 5.5 lt./min en reposo. Así, la vasculatura pulmonar es única, pues acomoda un flujo sanguíneo igual al que perfunde todos los demás órganos del cuerpo. La relación de la ventilación pulmonar al flujo sanguíneo pulmonar en reposo es, por lo tanto, cerca de 0.8 (4.2/5.5). Debe notarse que esta relación puede ser normal en pacientes con hipoxia grave, porque en los estados patológicos puede haber ventilación y perfusión no uniformes de los alvéolos. El caso extremo de tal no uniformidad sería aquél en que toda la ventilación fuera a un pulmón y todo el flujo sanguíneo al otro; un estado que, por supuesto, sería rápidamente mortal aun cuando la relación ventilación/flujo sanguíneo fuera normal.
El sistema completo de vasos pulmonares es un sistema distensible de baja presión. La presión de la arteria pulmonar es próxima a 24/9 mm hg y la presión media es aproximadamente de 15 mm hg. La presión en la aurícula izquierda es cercana a 8 mm hg durante la diástole, de manera que el gradiente de presión en el sistema pulmonar es de 7 mm hg aproximadamente, comparado con un gradiente de 90 mm hg en la circulación general. Es interesante notar que es muy pequeña la disminución de la presión desde la arteria pulmonar a los capilares, y que el descenso considerable de presión ocurre en las venas.
El volumen de sangre en los vasos pulmonares en cualquier momento es cerca de un litro, del cual menos de 100 ml están en los capilares. La velocidad media del flujo sanguíneo, en el origen de la arteria pulmonar, es la misma que en la aorta (cerca de 40 cm/seg). Ella decae rápidamente y luego sube un poco de nuevo en las venas pulmonares mayores. Un eritrocito tarda cerca de 0.75 seg en atravesar los capilares pulmonares en reposo, y 0.3 seg o menos durante el ejercicio.
"Corto Circuito Fisiológico"
Cerca de 2% de la sangre que corre por las arterias del circuito general es sangre que ha eludido los capilares pulmonares. Las arterias bronquiales, ramas de la aorta torácica, proporcionan sangre que nutre partes del parénquima pulmonar, y algo de esta sangre regresa al corazón por las venas pulmonares. Hay una dilución ulterior de la sangre oxigenada en el corazón con la sangre que llega a las arterias coronarias directamente a las cámaras del lado izquierdo del corazón. Es a causa de este pequeño "corto circuito fisiológico" que la sangre en las arterias sistemicas tiene una pco2 de aproximadamente 2 mm hg menor que la sangre que se ha equilibrado con el aire alveolar.
