RESPI I - Ventilación pulmonar y alveolar
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¿Qué es la ventilación pulmonar?
La ventilación pulmonar es el intercambio de aire que se genera entre los pulmones y la atmósfera y viceversa, sobre una unidad de tiempo. Es un flujo.
¿Qué establece la ecuación de los gases y qué representa cada variable?
P.V = n.R.T P: presión V: volumen n: moles del gas R: constante universal de los gases ideales T: temperatura
¿Qué establece la Ley de Boyle y Mariotte?
A temperatura constante, el volumen de una masa fija de gas es inversamente proporcional a la presión que este ejerce.
¿Cómo se clasifican las vías aéreas según la división anatómica?
Superior: nariz, nasofaringe, orofaringe, laringofaringe y faringe Inferior: tráquea, bronquio fuente, bronquiolos segmentarios y bronquiolos
¿Cuáles son las divisiones fisiológicas de las vías aéreas?
Vía aérea de conducción: hasta la división dicotómica 16 (bronquios terminales) Vía aérea de intercambio: desde el segmento 16 hasta la división dicotómica 23 (bronquios respiratorios, conductos alveolares, sacos alveolares y alveolos )
¿Cuál es la principal función del pulmón?
La hematosis, el intercambio de gases a nivel alveolar.
¿Cuál es la composición de los gases atmosféricos?
N2: 78% O2: 21% Otros (Helio, CO2, Argón, vapor de H2O): 1%
¿Qué es la presión atmosférica?
La fuerza que genera toda la capa de aire sobre una superficie determinada. La presión atmosférica normalizada es 760 mmHg, 0 cmH2O o 1 atmósfera.
¿Qué diferencia hay entre respiración y ventilación?
Respiración: fenómeno celular de producción de ATP Ventilación: intercambio de aire entre la atmósfera y los pulmones y viceversa en un tiempo determinado
¿La concentración de los gases cambia al variar la presión atmosférica?
No, la concentración de los gases no cambia al variar la presión atmosférica. Siempre habrá un 21% de O2, un 78% de N2 y un 1% de los otros gases, independientemente de la presión atmosférica.
¿Qué establece la Ley de Dalton sobre la presión total de una mezcla de gases?
Según la Ley de Dalton, la presión total es igual a la suma de las presiones parciales individuales de los gases que forman la mezcla.
¿Cómo se calcula la presión parcial de un gas en una mezcla?
La presión parcial de un gas se calcula multiplicando su fracción molar por la presión total de la mezcla
¿Cuál es la presión parcial de O2 en el aire seco a nivel atmosférico?
160 mmHg, calculado como: PO2 seco = XO2 . Patmosférica = 0,21 . 760mmHg = 160mmHg.
¿Qué sucede con la presión parcial de O2 cuando el aire ingresa a las fosas nasales?
La presión parcial de O2 disminuye debido a la adición de vapor de agua al aire inspirado, mientras que la presión total se mantiene constante.
¿Cómo se denomina la presión parcial de O2 en la tráquea?
Presión inspirada de O2 (PiO2), calculada como: PiO2 = XO2 . (Patmosférica - PH2O) = 0,21 . (760mmHg - 47mmHg) = 150mmHg.
¿Qué gas se suma a la mezcla a nivel alveolar y cómo afecta a la presión parcial de O2?
En el alvéolo se suma el dióxido de carbono (CO2) proveniente del desecho del metabolismo, lo que disminuye la presión parcial de O2, denominada presión alveolar de O2 (PAO2).
¿Cómo se calcula la presión alveolar de O2 (PAO2)?
PAO2 = PiO2 - (PACO2/R) + F, donde PiO2 es la presión inspirada de O2, PACO2 es la presión alveolar de CO2, R es el factor metabólico y F es un factor de corrección.
¿Qué es el factor metabólico (R) y de qué depende?
El factor metabólico (R) es el coeficiente respiratorio que depende del tipo de dieta y representa la relación entre la ventilación de CO2 y la ventilación de O2. En una dieta mixta, R = 0,8.
¿Cómo se puede modificar la PAO2?
La PAO2 se puede modificar cambiando la PiO2 (modificando la presión atmosférica y la fracción inspirada de O2) o modificando la PACO2.
Qué sucede con la presión parcial de O2 a nivel arterial (PaO2) y por qué?
La PaO2 es de 95 mmHg, menor que la PAO2 de 100 mmHg, debido a la admisión venosa, donde una pequeña cantidad de sangre venosa mixta se mezcla con la sangre oxigenada.
¿Qué muestra la cascada de O2?
La cascada de O2 muestra la disminución de la presión parcial de O2 desde la atmósfera hacia la mitocondria.
¿Qué es la ventilación pulmonar y de qué depende?
La ventilación pulmonar (Vp) es el intercambio de aire entre los pulmones y la atmósfera y viceversa, sobre una unidad de tiempo. Depende de la variación de presión entre la atmósfera y el alvéolo (ΔP) y las resistencias a vencer (R), según la fórmula: Vp = ΔP/R.
¿Cómo se calcula la ventilación pulmonar?
Vp = FR . VC, donde FR es la frecuencia respiratoria (normalmente 12 ciclos/min) y VC es el volumen corriente (cantidad de volumen movilizado en una inspiración o espiración en reposo, normalmente 500 ml).
¿Cuáles son los dos tipos de flujo en la ventilación pulmonar?
Flujo convectivo: aire de alta velocidad debido a la diferencia de presión entre la atmósfera y el alvéolo Flujo difusivo: variación de presión entre los alvéolos y los capilares, dependiente del gradiente de concentración a ambos lados de la membrana alvéolo-capilar
¿Qué es la ventilación alveolar (VA) y cómo se calcula?
La ventilación alveolar (VA) es la cantidad de aire que llega al alvéolo y realiza el intercambio gaseoso. Se calcula como: VA = (VC - EM) . FR, donde VC es el volumen corriente, EM es el espacio muerto y FR es la frecuencia respiratoria.
¿Qué es el espacio muerto y cuáles son los tipos?
El espacio muerto es la cantidad de volumen de aire que ingresa al sistema respiratorio y no hace hematosis. Hay dos tipos: Espacio muerto anatómico: volumen de las vías aéreas de conducción Espacio muerto alveolar: alvéolos ventilados pero no perfundidos
¿Cómo se calcula el espacio muerto anatómico según el método de Fowler?
El método de Fowler se basa en el lavado de nitrógeno de los pulmones. El sujeto inhala un gas inerte (generalmente nitrógeno) hasta que sus pulmones están completamente llenos. Luego exhala lentamente y de manera constante. Durante la exhalación, se mide continuamente la concentración del gas inerte en el aire exhalado. Se grafica la concentración del gas contra el volumen exhalado. La curva resultante tiene una forma característica con dos fases: Una fase inicial donde la concentración del ga…
¿Cómo se calcula el espacio muerto fisiológico según el método de Bohr?
El método de Bohr se basa en que la totalidad del CO2 se encuentra en el alvéolo, originado de la sangre venosa. El volumen de aire espirado que carece de CO2 representa el espacio muerto fisiológico, calculado como: EM = (PACO2 - PECO2) / PACO2 . VC.
¿Cuáles son los cuatro volúmenes primarios que pueden medirse con un espirómetro?
Volumen corriente (VC): ventilación normal, aprox. 500 ml Capacidad vital (CV): volumen máximo exhalado post inspiración máxima, aprox. 4800 ml VRI + VC + VRE Volumen residual (VR): volumen de aire remanente tras una espiración máxima, aprox. 1200 ml Capacidad residual funcional (CRF): volumen de aire en el pulmón después de una respiración normal, aprox. 2400 ml VRE + VR
¿Qué otros volúmenes y capacidades pulmonares se pueden analizar en un espirograma?
Capacidad inspiratoria (CI): volumen que se puede inspirar desde el reposo, aprox. 3600 ml VC + VRI Capacidad pulmonar total: suma de todos los volúmenes en el sistema toraco-pulmonar post inspiración máxima, aprox. 6000 ml CI + CRF o CV + VR Volumen de reserva espiratoria (VRE): volumen espirado a partir del reposo, aprox. 1200 ml Volumen de reserva inspiratoria (VRI): volumen inspirado a partir del reposo, aprox. 3100 ml
¿De qué factores depende el volumen inspiratorio de reserva (VIR)?
El VIR depende de varios factores: Volumen pulmonar: a mayor volumen post inspiración, menor VIR Sumisión pulmonar: una disminución de la conformidad causa una disminución del VIR Fuerza muscular: músculos débiles o inervación comprometida disminuyen el VIR Comodidad: el dolor asociado a lesión o enfermedad limita el esfuerzo inspiratorio máximo Flexibilidad del esqueleto: articulaciones rígidas reducen el volumen máximo de inflación pulmonar Postura: el VIR disminuye en posición acostada por l…
¿Cuáles son las otras funciones del pulmón además de la hematosis?
Regulación ácido-base: regula el pH sanguíneo Propiedades anticoagulantes y antiagregantes Función metabólica: conversión de angiotensina I a angiotensina II Inmunidad Función mecánica: filtración y almacenamiento sanguíneo
¿Cómo se clasifican las vías aéreas según su capacidad de colapso?
Vía aérea cartilaginosa: no colapsable ante presiones subatmosféricas, hasta segmento 11-13 Vía aérea no cartilaginosa: colapsable, a partir del segmento 13 en adelante
¿Cuál es la importancia del moco en las vías aéreas?
El moco es importante para atrapar partículas pequeñas extrañas. Los cilios barren el moco, representado en su mayoría por las secreciones de las glándulas submucosas, hacia la faringe, donde se eliminan eventualmente con la deglución.
¿Qué establece la Ley combinada de los gases?
La Ley combinada de los gases establece que para un determinado gas, tanto n (moles) como R (constante universal de los gases ideales) son constantes y no varían, por lo que se pueden omitir en la ecuación de los gases.
¿Qué sucede con las presiones parciales de los gases cuando se agrega un nuevo gas a una mezcla en un sistema respiratorio abierto?
En el sistema respiratorio, que no está herméticamente cerrado, al agregar un nuevo gas a la mezcla, la presión total se mantiene constante, pero las presiones parciales de los distintos gases que componen la mezcla se modifican.
¿Cómo se produce el intercambio gaseoso a nivel alvéolo-capilar?
El oxígeno, una vez en el alvéolo, pasa a la sangre a través de la membrana hemato-alveolar, gracias a la diferencia de presión entre el alvéolo (PAO2 = 100 mmHg) y el capilar (PO2 inicial = 40 mmHg). Este flujo difusivo se produce hasta que las presiones se igualan.
¿Por qué la presión arterial de oxígeno (PaO2) es menor que la presión alveolar de oxígeno (PAO2)?
La PaO2 es de 95 mmHg, menor que la PAO2 de 100 mmHg, debido a la admisión venosa, donde una pequeña cantidad de sangre venosa mixta (PO2 = 40 mmHg) se mezcla con la sangre oxigenada, reduciendo ligeramente la PaO2.
¿Cómo se puede compensar la menor presión parcial de oxígeno en altura?
En condiciones de altura, donde la presión atmosférica es menor, la hiperventilación es un mecanismo compensador. Al eliminar mayor cantidad de CO2 de los alvéolos, se modifica menos la PAO2, aumentando la presión parcial de O2 disponible para el intercambio gaseoso.
¿Qué sucede con las presiones parciales de los gases al agregar vapor de agua al aire inspirado?
Al agregar vapor de agua al aire inspirado, la presión total se mantiene constante, pero las presiones parciales de los demás gases (incluyendo el O2) disminuyen, según la Ley de Dalton.
¿Cómo se relacionan la ventilación pulmonar y la frecuencia respiratoria?
La ventilación pulmonar (Vp) está directamente relacionada con la frecuencia respiratoria (FR). Un aumento en la FR, manteniendo constante el volumen corriente, resultará en un aumento de la Vp, según la fórmula: Vp = FR . VC.
¿Qué es la taquipnea y la bradipnea?
Taquipnea: aumento de la frecuencia respiratoria por encima de 20 ciclos/min Bradipnea: disminución de la frecuencia respiratoria por debajo de 12 ciclos/min
¿Cómo se diferencia la hiperventilación de la hipoventilación?
La hiperventilación se caracteriza por un aumento en la concentración de CO2 en sangre, lo que estimula la mecánica ventilatoria. Por el contrario, la hipoventilación se asocia con una disminución de la concentración de CO2 en sangre.
¿Qué relación existe entre la ventilación alveolar y el espacio muerto?
La ventilación alveolar (VA) es inversamente proporcional al espacio muerto (EM). A mayor EM, menor será la cantidad de aire que llega a los alvéolos para realizar el intercambio gaseoso, según la fórmula: VA = (VC - EM) . FR.
¿Qué factores afectan el volumen inspiratorio de reserva (VIR)?
El VIR se ve afectado por el volumen pulmonar, la sumisión pulmonar, la fuerza muscular, la comodidad, la flexibilidad del esqueleto y la postura. Factores como un mayor volumen pulmonar post-inspiración, una disminución de la conformidad, músculos débiles, dolor, articulaciones rígidas y la posición acostada pueden reducir el VIR.
¿Cuál es la diferencia entre la capacidad vital y la capacidad pulmonar total?
La capacidad vital (CV) es el volumen máximo que se puede exhalar después de una inspiración máxima, mientras que la capacidad pulmonar total (CPT) es la suma de todos los volúmenes pulmonares después de una inspiración máxima, incluyendo el volumen residual que no se puede medir directamente con un espirómetro.
¿Qué es la capacidad residual funcional (CRF) y qué representa?
La capacidad residual funcional (CRF) es el volumen de aire que queda en los pulmones después de una espiración normal. Representa el reposo ventilatorio y es la suma del volumen residual (VR) y el volumen de reserva espiratoria (VRE), aproximadamente 2400 ml.
¿Cómo se relaciona la presión alveolar de CO2 (PACO2) con la ventilación alveolar?
La PACO2 es inversamente proporcional a la ventilación alveolar (VA). Un aumento en la VA resulta en una disminución de la PACO2, ya que se elimina más CO2 de los alvéolos. Por el contrario, una disminución de la VA conduce a un aumento de la PACO2.
¿Cómo se calcula la fracción inspirada de O2 (FiO2) en condiciones normales?
En condiciones normales, la FiO2 es del 21%, correspondiente a la concentración de O2 en el aire atmosférico. Sin embargo, en situaciones especiales, como la ventilación artificial, la FiO2 puede modificarse artificialmente.
¿Qué es el shunt arterio-venoso y cómo afecta a la presión arterial de O2 (PaO2)?
El shunt arterio-venoso, también conocido como admisión venosa, es la mezcla de una pequeña cantidad de sangre venosa mixta (PO2 = 40 mmHg) con la sangre oxigenada. Esta mezcla reduce ligeramente la PaO2 de 100 mmHg (igual a la PAO2) a 95 mmHg.
¿Cómo se relaciona la ventilación pulmonar con la resistencia de las vías aéreas?
La ventilación pulmonar (Vp) es inversamente proporcional a la resistencia (R) de las vías aéreas, según la fórmula: Vp = ΔP/R. Un aumento en la resistencia, manteniendo constante la diferencia de presión (ΔP), resultará en una disminución de la ventilación pulmonar.
¿Qué es el factor de corrección (F) en la ecuación del gas alveolar y cómo se calcula?
El factor de corrección (F) en la ecuación del gas alveolar se calcula como: F = FiO2 . PACO2 . (1 - R), donde FiO2 es la fracción inspirada de O2, PACO2 es la presión alveolar de CO2 y R es el factor metabólico. Este factor tiene un valor aproximado de 2,1 mmHg.
¿Cómo se relaciona la presión parcial de O2 con la altitud?
A mayor altitud, menor es la presión atmosférica y, por lo tanto, menor es la presión parcial de O2. Esto se puede calcular usando la ecuación del gas alveolar, donde una disminución de la presión atmosférica resulta en una disminución de la PAO2.
¿Qué es la difusión y cómo se relaciona con el intercambio gaseoso?
La difusión es el movimiento de moléculas de un área de alta concentración a un área de baja concentración. En el intercambio gaseoso, el oxígeno se difunde desde los alvéolos (alta PO2) hacia los capilares (baja PO2), mientras que el CO2 se difunde en dirección opuesta.
¿Cómo se relaciona la solubilidad de los gases con su difusión a través de la membrana alveolo-capilar?
La solubilidad de un gas afecta su capacidad para difundirse a través de la membrana alveolo-capilar. Gases más solubles, como el CO2, se difunden más fácilmente que gases menos solubles, como el O2. Esto explica por qué el CO2 se elimina más rápidamente de la sangre que el O2 se absorbe.
¿Qué es la barrera hematogaseosa y cuál es su importancia?
La barrera hematogaseosa es la estructura que separa el aire alveolar de la sangre en los capilares pulmonares. Está compuesta por el epitelio alveolar, la membrana basal y el endotelio capilar. Su importancia radica en permitir un intercambio gaseoso eficiente mientras previene el paso de líquido y solutos.
¿Cómo afecta el ejercicio a la ventilación pulmonar y al intercambio gaseoso?
Durante el ejercicio, aumenta la demanda de oxígeno y la producción de CO2 por parte de los músculos. Esto provoca un aumento en la ventilación pulmonar (mayor FR y VC) para satisfacer estas necesidades. Además, el flujo sanguíneo pulmonar aumenta, mejorando el intercambio gaseoso.
¿Qué es la hipoxia y cuáles son sus causas?
La hipoxia es una condición en la que los tejidos no reciben suficiente oxígeno. Puede ser causada por una baja presión parcial de O2 en el aire inspirado (gran altitud), problemas de ventilación (hipoventilación), trastornos de difusión (engrosamiento de la barrera hematogaseosa), o problemas de perfusión (shunt).
¿Cómo se relaciona la perfusión con el intercambio gaseoso?
La perfusión se refiere al flujo sanguíneo a través de los capilares pulmonares. Una buena perfusión es esencial para un intercambio gaseoso eficiente, ya que permite que la sangre se oxigene adecuadamente y elimine el CO2. Trastornos de la perfusión, como el shunt, pueden perjudicar el intercambio gaseoso.
¿Qué es la relación ventilación-perfusión (V/Q) y por qué es importante?
La relación ventilación-perfusión (V/Q) es el balance entre la ventilación alveolar y el flujo sanguíneo capilar en diferentes partes del pulmón. Una relación V/Q óptima (cercana a 1) es crucial para un intercambio gaseoso eficiente. Trastornos que afectan la ventilación o la perfusión pueden alterar esta relación y perjudicar el intercambio gaseoso.
¿Qué es el espacio muerto fisiológico y cómo se diferencia del espacio muerto anatómico?
El espacio muerto fisiológico es la suma del espacio muerto anatómico (volumen de las vías aéreas de conducción) y el espacio muerto alveolar (alvéolos ventilados pero no perfundidos). A diferencia del espacio muerto anatómico, el fisiológico incluye áreas del pulmón que no contribuyen al intercambio gaseoso debido a una perfusión inadecuada.
¿Cómo se relaciona la compliancia pulmonar con los volúmenes y capacidades pulmonares?
La compliancia pulmonar es una medida de la facilidad con la que los pulmones pueden expandirse. Una alta compliancia significa que los pulmones pueden acomodar grandes volúmenes de aire con cambios pequeños de presión. Trastornos que reducen la compliancia (fibrosis, edema) resultan en volúmenes pulmonares reducidos.
¿Qué es la capacidad de difusión del monóxido de carbono (DLCO) y qué evalúa?
La DLCO es una prueba que mide la capacidad de los pulmones para transferir gas (en este caso, monóxido de carbono) desde los alvéolos a la sangre. Evalúa la integridad de la barrera hematogaseosa y la superficie disponible para el intercambio gaseoso. Una DLCO reducida puede indicar trastornos de difusión.
¿Cómo se adapta el sistema respiratorio a la altitud?
A gran altitud, la presión parcial de O2 es menor, lo que puede conducir a hipoxia. El cuerpo se adapta aumentando la ventilación (hiperventilación), estimulando la producción de eritropoyetina (que aumenta la masa de glóbulos rojos), y mejorando la capacidad de difusión de O2 a los tejidos.
¿Qué es la respuesta ventilatoria a la hipoxia y a la hipercapnia?
La hipoxia (baja PO2) y la hipercapnia (alta PCO2) son potentes estímulos para aumentar la ventilación. Los quimiorreceptores periféricos (cuerpo carotídeo y aórtico) detectan cambios en la PO2 y PCO2 arterial, mientras que los quimiorreceptores centrales (en el tronco encefálico) detectan cambios en el pH del líquido cefalorraquídeo debido al CO2.
¿Qué es la circulación pulmonar y cómo se diferencia de la circulación sistémica?
La circulación pulmonar es el circuito de baja presión que lleva sangre desoxigenada del corazón derecho a los pulmones para el intercambio gaseoso, y devuelve sangre oxigenada al corazón izquierdo. En contraste, la circulación sistémica es el circuito de alta presión que lleva sangre oxigenada a los tejidos del cuerpo y devuelve sangre desoxigenada al corazón derecho.
¿Qué es la ley de Fick y cómo se relaciona con el consumo de oxígeno?
La ley de Fick establece que el consumo de oxígeno (VO2) es igual al producto del gasto cardíaco (Q) y la diferencia arteriovenosa de oxígeno (CaO2 - CvO2). Esto significa que el VO2 depende tanto del suministro de oxígeno (gasto cardíaco) como de la extracción de oxígeno por los tejidos.
¿Qué es la hipercapnia y cuáles son sus causas?
La hipercapnia es una condición en la que la PCO2 arterial está elevada por encima de los valores normales (>45 mmHg). Puede ser causada por hipoventilación (debido a depresión del centro respiratorio, debilidad de los músculos respiratorios o aumento de la resistencia de las vías aéreas), o por aumento de la producción de CO2 (sepsis, hipermetabolismo).
¿Cómo se regula el pH sanguíneo por el sistema respiratorio?
El sistema respiratorio regula el pH sanguíneo controlando la eliminación de CO2. Cuando el pH disminuye (acidosis), los quimiorreceptores centrales y periféricos estimulan la ventilación, lo que aumenta la eliminación de CO2 y, por lo tanto, aumenta el pH. Lo contrario ocurre en caso de alcalosis.
¿Qué es la presión positiva al final de la espiración (PEEP) y para qué se utiliza?
La PEEP es una técnica utilizada en ventilación mecánica donde se aplica una presión positiva en los pulmones al final de la espiración. Se utiliza para evitar el colapso alveolar, mejorar la oxigenación y reducir el shunt. Es particularmente útil en condiciones como el síndrome de distrés respiratorio agudo (SDRA).
¿Qué es la espirometría y qué parámetros evalúa?
La espirometría es una prueba que mide los volúmenes y flujos de aire que pueden ser inhalados y exhalados. Evalúa parámetros como la capacidad vital forzada (FVC), el volumen espiratorio forzado en el primer segundo (FEV1), y la relación FEV1/FVC. Es útil para diagnosticar y monitorear trastornos respiratorios obstructivos y restrictivos.