Ventilación, Perfusión y relación ventilación/perfusión

Ventilación, perfusión y relaciones ventilación/perfusión

parte 1

Ventilación

Espacio Anatómico Muerto

Proceso mediante el cual el aire entra y sale de los pulmones.

Ventilación minuto (V*E): volumen de aire que entra o sale del pulmón por minuto

V*E = f x VC donde "f" es frecuencia o número de respiraciones por minuto y VC es volumen corriente o de aire que se inspira.

La ventilación del espacio muerto anatómico: ventilación que se dirige a las vías respiratorias que no participan en el intercambio de gases.

Espacio muerto anatómico: volumen de un gas que ocupa las vías respiratorias de conducción Vt = Vd + Va

En un adulto sano el volumen en las vías de conducción cuando tiene una capacidad residual funcional es de 100-200MI.

La ventilación del espacio muerto varia inversamente con el volumen corriente.

Si aumenta el espacio muerto, la persona debe inspirar un volumen corriente mayor para mantener unas concentraciones normales de gases sanguíneos.

Espacio Muerto Fisiologico

El volumen total de gas en cada respiración que no participa en el intercambio de gases.

Ventilación alveolar

composición del aire

Inspiración introduce aire ambiental a los alvéolos, el aire ambiental es una mezcla de gases que contiene N2 y O2 y pequeñas cantidades de CO2, árgon y gases inertes.

2 Principios fundamentales de ley de los gases:

1. cuando los componentes se miden como fracciones de gas (F), la suma de las fracciones individuales de gas debe ser 1. Las presiones parciales (mmHg) o tensiones (torr) de un gas debe ser igual a la presión total.

Presion atm o barométrica: 760 mmHg

2. la presión parcial de un gas (Pgas) es igual a la fracción de dicho gas en una mezcla de gases (Fgas) multiplicada por la presión ambiental o total.

Ley de Boyle: se utiliza para la medición de los volúmenes pulmonares

Ley de Daton: afirma que la presión parcial de un gas en una mezcla de gases es la presión ejercía el gas si ocupara todo el volumen de la mezcla en ausencia de otros componentes.

Ley de Henry: concentración de un gas disuelto en un líquido es proporcional a su presión parcial.

Composición del gas alveolar

Cuando el gas inspirado llega al alvéolo, el O2 se transporta a través de la membrana alveolar y el CO2 pasa del lecho capilar al alvéolo.

al final de la respiración la presión total del alvéolo es igual a la atmosférica, las presiones paciales dentro del alvéolo deben ser iguales a la presión total.

como consecuecia del intercambio de gases se produce una reducción de la fracción de 02 en el alvéolo, la fracción de CO2 en alvéolo aumenta.

La presión parcial de O2 en el alvéolo (Pao2) se puede calcular mediante la ecuación de gases alveolares, ecuación de oxígeno alveolar ideal.

Paco2 es la tensión de CO2 del gas alveolar, y R es el cociente de intercambio respiratorio o cociente respiratorio. El cociente respiratorio es el cociente entre el CO2 excretado (V*CO2) y el O2 captado (V*O2) por los pulmones.

La fracción de CO2 en el alvéolo es una funcion de la velocidad de producción de CO2 por las células durante el metabolismo y la velocidad a la que se elimina el CO2 en el alvéolo. Este proceso de eliminación de CO2 se denomina ventilación alveolar.

Composición de gas arterial

Pco2 arterial: 40 mmHg

Aumento de la Pco2 arterial determina una acidosis respiratoria, meintras que una reducción se asocia con alcalosis respiratoria.

La hipercapnia se define como la elevación de Pco2 arterial, es secundaria a la centilación alveolar inadecuada en relación con la producción de CO2.

Hiperventilación cuando la ventilación alveolar supera la producción de CO2, se traduce a una reducción de la Pco2 arterial.

Distribución del flujo sanguineo

Circulación pulmonar es un sistema de baja resistencia y presión

La presión en la arteria pulmonar (Pa) y la presión en la vena pulmonar (Pv), las diferencias en la presión alveolar pulmonar ( PA) influyen en el flujo pulmonar de sangre

Los capilares se colapsan por el mayor valor de la PA externa y se unterrumpe el flujo de sangre, el flujo de sangre pulmonar es mayor en la base del pulmón, porque la mayor presión transmural distiende los vasos y reduce las resistencias

Distribución de la Ventilación

La gravedad tira del pulmón hacia abajo y tiende a alejarlo de la pared torácica, la presión pleural es menor en el vértice que en las bases pulmonares y la presión transpulmonar estática (Pp = PA - Ppl) es mayor, lo que determina un aumentro del volumen alveolar en el vértice.

La ventilación de las unidades respiratorias terminales tampoco es uniforme, debido a la variabilidad de la resistencia de la vía aérea (R) o la distensibilidad (C).

Las unidades alveolares con constantes de tiempo largas se llenan y vacían lentamente, una unidad alveolar con un aumento de la resistencia en la vía o una mayor distensibilidad tarda más en llenarse y en vaciarse.

Relación ventilación/perfusión

El cociente ventilación/perfusión: el cociente entre la ventilación y el flujo de sangre.

En caso de un solo alveolo, el cociente se calcula dividiendo la ventilación alveolar por minuto por el flujo capilar.

A nivel pulmonar se define como la ventilación alvelora total divivida por el gasto cardiaco.

La ventilación alveolar normal es de 4L/ min, el flujo pulmonar es de 5L/min.

El cociente de ventilación / perfusión es de 0.8

En individuos con enfermedad cardiopulmonar, el desajusto entre la circulación pulmonar y la ventilación alveolar es la causa más frecuente de hipoxemia arterial (reducción de la Po2 en sangre)

diferencias regionales en coeficientes

ventilación-perfusión

Diferencia alvéolo - arterial Po2

La diferencia entre el O2 alveolar (Pao2) y la Po2 arterial (Pao2) se denomina diferencia alvéolo-arterial de Po2 (AaDo2)

La Po2 se calcula a partir de la ecuación del aire alveolar.

En los sujetos en bipedestación, la ventilación aumenta más lentamente que el flujo desde el vértice del pulmón hacia la base. Por ello, el cociente V/Q en el vértice del pulmón es muy superior a 1. mientras que en la base es mucho menor a 1.

Regulación activa del flujo sanguíneo

Se produce una vasoconstricción hipóxica como respuesta a una reducción de la Po2 alveolar.

La respuesta es local y puede ser una respuesta protectora para derivar el flujo desde las regiones hipóxicas a otras bien perfundidas en un esfuerzo para aumentar el intercambio de gases.

Unos niveles bajos de O2 en el aire inspirado como consecuencia de gran altura tendra un mayor efecto sobre la RVP.

Una alta concentración de O2 en el aire inspirado puede dilatar los vasos pulmonares y reducir la RVP.

Pacientes con hipoxia crónica o de una enfermedad vascular se produce un aumento de la resistencia vasuclar en las arterias pulmonares, con la consiguiente elevación e la presión arterial pulmonar que es hipertensión arterial pulmonar.

Resistencia Vascular Pulmonar

El flujo de sangre en circulación pulmonar es pulsátil, condicionado por la resistencia vascular pulmonar RVP, la gravedad, la presión alveolar y el gradiente entre presiones venosas y arterial.

La circulación pulmonar muestra dos características únicas que le permiten aumentar el flujo si es preciso son que se incremente la presión:

1. Cuando aumentan las necesidades como durante el esfuerzo o ejercicio, se reclutan vasos pilmonares que están cerrados en condiciones normales.

2. Los vasos de la circulación pulmonar son muy distensibles y su diámetro aumenta con solo un incremento minimo de la presión arterial pulmonar.

Al final de la inspiración, los alveolos desinflados ejercer una resistencia mínima sobre los capilares alveolares y la RVP disminuye, mientras que la mayor presión pleural durante la espiración aumenta la RVP de los vasos extraalveolares.