VENTILACIÓN PULMONAR:
La
inspiración (inhalación) es la atracción del aire; la
espiración (exalación) es la expulsión de aire. El aire se mueve a través de los vasos o los iones a través de las membranas de las células, el aire se mueve por gradientes de presión. De alta presión a menor presión.
LOS CAMBIOS EN EL VOLUMEN TORÁCICO CREAN GRADIENTES DE PRESIÓN.
La explicación del movimiento de aire hacia dentro y fuera se da con la ley de Boyle, que afirma que la presión y el volumen de un gas son inversamente proporcionales; es decir, en un espacio cerrado, si el volumen disminuye la presión aumenta en proporción, y viceversa.
La ventilación se produce cuando la presión atmosférica difiere de la
presión intrapulmonar, presión de aire en los pulmones. Esta mueve el aire hacia dentro y fuera de los pulmones mediante su alteración. Esta es modificada mediante la alteración del volumen torácico.
La secuencia de los cambios de presión y de volumen durante una respiración única se denomina
ciclo respiratorio. La presión intrapulmonar siempre alcanza el equilibrio con la presión atmosférica en dos momentos durante el ciclo: al final de la inspiración y al final de la espiración.
LOS MÚSCULOS CAMBIAN EL VOLUMEN TORÁCICO.
Cuando los músculos esqueléticos del diafragma se contraen, la pared torácica, el cuello y/o la pared abdominal aumentan o reducen el volumen de la cavidad torácica y con ello, el volumen de los pulmones. los pulmones están unidos a la cavidad torácica por la fina capa de liquido pleural que mantiene unidas las capas de la pleura, los cambios en el volumen torácico también cambian el volumen pulmonar. Cuando los músculos escalenos y esternocleidomastoideo se contraen, elevan la caja torácica. Los músculos intercostales externos elevan las costillas y expanden el tórax cuando se contraen, por el contrario, al contraerse los intercostales internos tiran de las costillas hacia abajo y dentro.
El
punto de transición, es la pausa entre la inspiración y la espiración. La inspiración aumenta el volumen del tórax más allá del punto de transición, lo que precisa la actividad de tres grupos musculares.
- diafragma: musculo inspiratorio mas importante. Cuando se contrae, se aplana y empuja el contenido abdominal hacia abajo y hacia afuera.
- escalenos: se contraen para elevar el esternón y las costillas superiores.
- intercostales externos: se contraen y tiran hacia arriba de las costillas, rontandolas hacia arriba y hacia afuera para agrandar la cavidad torácica.
Las amplias inhalaciones requieren un mayo esfuerzo de los músculos respiratorios , pero también ponen en funcionamiento músculos accesorios adicionales.
LA EFICACIA DE LA VENTILACIÓN ESTA DETERMINADA POR LA FRECUENCIA Y LA PROFUNDIDAD DE LA RESPIRACIÓN.
En reposo la persona promedio respira alrededor de 12 veces por minuto cada respiración mueve alrededor de 500 ml de aire dentro y fuera de las zonas de conducción y respiratoria. Estos 500 ml de aire se conocen como volumen corriente. La cantidad total de aire que se mueve hacia dentro y fuera de los pulmones en 1 minuto es la ventilación por minuto. Alrededor del 30% queda atrapado en la zona de conducción, lo que constituye el espacio muerto anatómico debido a que allí no se produce el intercambio de gases.
Una medida mucho mejor es la tasa de ventilación alveolar (TVA), que se calcula con la ventilación por minuto (frecuencia x volumen), pero utiliza aire nuevo en el calculo. Es decir, TVA= (volumen corriente - espacio muerto) x frecuencia respiratoria.
Un momento de reflexión revelara que la profundidad de la respiración es la determinante fundamental de la ventilación alveolar. Una respiración rápida y profunda es la más efectiva de todas.
LOS FACTORES FÍSICOS AFECTAN LA VENTILACIÓN.
Solo se necesita un fuerte resfriado para apreciar que los factores fisicos pueden afectar a la facilidad de llenado y vaciado. Los mas importantes son:
- capacidad del diafragma y músculos torácicos para cambiar el volumen de la cavidad torácica.
- capacidad de los pulmones para responder a las fuerzas musculares y esqueléticas.
- capacidad de las vías respiratorias para dar cabida al flujo aéreo.
LA PARÁLISIS MUSCULAR AFECTA LA VENTILACIÓN.
La parálisis de alguno de los grupos de músculos puede alterar la ventilación, sin fuerza muscular no puede producirse la ventilación natural. Un traumatismo de la médula espinal puede tener un efecto similar.
LA DISTENSIBILIDAD Y LA ELASTANCIA AFECTAN A LA VENTILACIÓN.
Incluso aunque los músculos funcionen normalmente, la ventilación puede verse afectada por la incapacidad de los pulmones para expandirse o para recuperar su tamaño normal.
- DISTENSIBILIDAD: capacidad de los pulmones para estirarse, para dar cabida a un volumen mayor. Puede afectarse por una obesidad grave y algunas afecciones artríticas.
- ELASTANCIA: capacidad de los pulmones para volver a su dimensión original en el punto de transición. Es consecuencia de la cantidad de fibras elásticas del intersticio pulmonar.
Los pulmones cicatriciales son difíciles de estirar y vuelven rápidamente a su dimensión original.
La distensibilidad pulmonar refleja el trabajo de dos fuerzas diferentes:
- la distensibilidad del tejido conectivo pulmonar
- la tensión superficial de la capa de líquido que cubre las paredes alveolares.
Las moléculas de surfactante se esparcen entre las moléculas de agua, disminuyendo la tensión superficial y contrarrestando la tendencia del agua a contraerse formando una diminuta gota. El surfactante aumenta la distensibilidad alveolar de una forma similar haciendo que se más fácil inflar los alvéolo.
LA RESISTENCIA DE LAS VÍAS RESPIRATORIAS AFECTA A LA VENTILACIÓN.
El aire entra y sale de los pulmones en respuesta a los cambios de los gradientes de presión en el árbol traqueobronquial. La resistencia al flujo de aire está determinada principalmente por el diámetro del tubo a través del cual fluye. En ciertas patologías, la resistencia al flujo aéreo puede ser grave, incluso mortal. En el asma, por ejemplo, la contracción del músculo bronquiolar y la producción excesiva de moco estrechan y obstruyen los bronquiolos, lo que aumenta la resistencia de las vías respiratorias.
Las señales parasimpáticas del nervio vago, mantienen los bronquiolos en una estado un poco contraído. El sistema nervioso simpático que se activa por factores de estrés como el ejercicio, dilata los bronquiolos para mejorar la ventilación
LA VENTILACIÓN PULMONAR SE CUANTIFICA CON LA ESPIROMETRÍA.
Un instrumento sencillo llamado
espirómetro puede cuantificar el volumen y la velocidad del flujo de aire hacia dentro y fuera de los pulmones. Se proporciona una boquilla y con un tubo conectado al dispositivo de medición el paciente deberá llevar a cabo diferentes acciones respiratorias. A los resultados del registro se le llama
espirometría. Hay que tener en cuenta que algunas medidas se llaman volúmenes y otras se llaman capacidades. Una capacidad es una combinación de dos o más volúmenes.
El volumen de aire que queda en los pulmones durante el punto de transición se llama
capacidad residual funcional. El pequeño volumen de aire que entra y sale de sus pulmones en una respiración tranquila es el
volumen corriente. El volumen de aire espirado desde el punto de transición es el
volumen de reserva espiratoria. El volumen residual es el aire que existe en los pulmones que no puede expulsarse. El volumen de aire que se inhala desde el punto de transición es la
capacidad inspiratoria. La cantidad estra de aire que se inhala por encima del volumen corriente se denomina
volumen de reserva inspiratorio. La cantidad total de aire que puede moverse en una respiración con la inhalación y espiraciòn maximas es la
capacidad vital. La capacidad pulmonar total, es todo el volumen de aire que pueden contener los pulmones. La cantidad de aire espirado en el primer segundo es
el volumen espiratorio forzado en 1 s.
INTERCAMBIO Y TRANSPORTE DE GASES.
La respiración es un proceso de múltiples pasos: la ventilación, el intercambio externo de gases (entre la sangre y el aire alveolar), el intercambio interno de gases (entre la sangre y las celulas del cuerpo) y el transporte de gases por la sangre entre los pulmones y los tejidos.
EN EL INTERCAMBIO DE GASES INTERVIENEN GRADIENTES DE PRESIÓN PARCIAL.
El aire es una mezcla de gases, nitrógeno, oxígenos, vapor de agua y CO2. Cuando se trata del intercambio de gases interno y externo, sin embargo cada gas actúa de manera independiente, moviéndose por su propio gradiente de presión. La presión de un gas específico se denomina presión parcial.
El intercambio de gases externo es la transferencia de oxígenos desde los alveolos a la sangre y de CO2 desde la sangre a los alveolos se produce en su totalidad por difusión.
Cuando el oxígeno entra a los pulmones los eritrocitos son los que lo recogen y lo transportan en la sangre acompañado de hemoglobina, así pasa con el CO2 y la hemoglobina que siempre lo acompaña hasta los alveolos para que cuando lleguen ahí se produzca el intercambio de gases y salga el oxígeno acompañado de la hemoglobina.
Transporte de oxigeno en la sangre.
El oxigeno se difunde desde el aire alveolar rico en oxigeno a la sangre arterial pulmonar pobre en oxigeno. sin embargo el plasma de la sangre es un medio inhóspito para el oxigeno, este gas no es muy soluble en agua por lo que solo 1% de oxigeno desde la sangre puede disolverse en plasma.
afortunadamente los eritrocitos y su carga de hemoglobina se encuentran disponibles para capturar el 99% restante.
La hemoglobina con moléculas de oxigeno unidas se les conoce como Oxihemoglobina, es rojo escarlata, el color de la sangre arterial.
Por lo que en conclusión el oxigeno tiene 2 maneras de transportarse en la sangre: 1% en plasma y el mas común 99% en la hemoglobina.
Transporte de dióxido de carbono en la sangre.
El CO2 se mueve en dirección opuesta a la del oxigeno, dentro de los tejidos el CO2 para hacia el plasma fluyendo a favor del gradiente de presión parcial de CO2.
Alrededor de un 5 a 10% del CO2 esta disuelto en la sangre, una cifra superior al escaso oxigeno que transporta de esta forma puesto que es mucho mas soluble en agua que el oxigeno.
Otro 10% de CO2 se transporta en la hemoglobina, la unión de dióxido de carbono con la hemoglobina se le llama desoxihemoglobina o hemoglobina reducida.
El 80% restante de CO2 no se transporta en forma de gas sino en forma de una molécula altamente soluble: el bicarbonato, cuando están a punto de llegar a los alveolos el bicarbonato se une a una molécula de hidrogeno dando lugar a iones de CO2 listo para el intercambio.
Por lo que en conclusión el dióxido de carbono tiene 3 formas de transportarse: 10% en plasma, 10% en hemoglobina y el mas común 80% en forma de bicarbonato.
