ENFERMERIA VENTILACION E INTERCAMBIO GASEOSO

VENTILACION E INTERCAMBIO GASEOSO

La función más específica del pulmón es mantener el intercambio gaseoso entre el aire alveolar y la sangre capilar, con lo que asegura el aporte arterial de oxígeno a los tejidos y la remoción del CO2 producido por el metabolismo celular. Para esto se requiere:

Que la ventilación mantenga en el alvéolo las presiones parciales de estos gases en el nivel óptimo para el intercambio.

Que el aire y la sangre se distribuyan en forma proporcional poniéndose en contacto en una relación ventilación/perfusión adecuada

.

Que los gases difundan a través de la membrana alvéolo-capilar, para lo que se requiere que esta barrera ofrezca una una amplia superficie de escasa resistencia al paso de los gases.

• Cada uno de estos procesos será analizado en el presente capítulo.

VENTILACION ALVEOLAR

En un adulto joven, el volumen corriente normal (VC) es de alrededor de 500 ml. Sólo una parte de este volumen llega a los alvéolos, ya que alrededor de 130-160 ml quedan en las vías aéreas y no participan en el intercambio gaseoso.Este último volumen se denomina espacio muerto anatómico. Existen además alvéolos, como los de los vértices, que aun en condiciones normales tienen un flujo sanguíneo nulo, por lo que tampoco participan en el intercambio gaseoso. El volumen ocupado por estos alvéolos no perfundidos se denomina espacio muerto alveolar (normal 20-50ml). El conjunto de los espacios muertos anatómico y alveolar se llama espacio muerto fisiológico (VEM).

Si se multiplica el VC por la frecuencia respiratoria (f), se obtiene el volumen global ventilado en 1 minuto que, por recolectarse usualmente en espiración, se designa como volumen espiratorio por minuto o E (el punto sobre la V significa "por unidad de tiempo"). La parte de esta ventilación que queda en el VEM se calcula multiplicando este último por la frecuencia respiratoria. El volumen minuto neto que llega a los alvéolos funcionantes y toma parte en el intercambio gaseoso se denomina ventilación alveolar ( A). Las siguientes ecuaciones expresan estos conceptos:

El VEM depende del sexo, edad y talla. En el sujeto normal es de aproximadamente un tercio del volumen corriente de reposo. El VEM se mantiene relativamente constante en cada individuo, de manera que las variaciones de A dependen principalmente de los cambios de la frecuencia (f) o del VC, que aumentan cuando se incrementa la demanda metabólica, como sucede en el ejercicio.

En los siguientes ejemplos se muestra cómo cambios en f, VEM y VC pueden modificar la A en reposo:

De estos ejemplos se deduce que un mismo volumen minuto puede corresponder a diferentes ventilaciones alveolares y que el aumento de frecuencia sin aumento de VC aumenta la ventilación del espacio muerto .

En clínica esta forma de calcular la A se puede usar para una apreciación aproximada, suponiendo el VEM , cuya medición es compleja, pero para evaluar las alteraciones de la ventilación alveolar global resulta mas exacto y expedito hacerlo a través de su efecto final sobre el CO2 en los gases arteriales, como se verá más adelante.

Como cada gas difunde de acuerdo a su gradiente de presión entre alvéolo y capilar, la composición del aire alveolar determina, en último término, la dirección, velocidad y magnitud de este intercambio.

En la tabla 3-1 puede apreciarse que la composición del aire alveolar es diferente de la del aire atmosférico:

Tabla 3-1

PRESION PARCIAL DE GASES EN AIRE ATMOSFÉRICO, TRAQUEAL Y ALVEOLAR

PO2 PCO2 PN2 PH2O

Aire ambiental seco a nivel del mar 159 0,30 600 0

Aire ambiental seco en Santiago (PB 715 mm) 149,6 0,29 565 0

Aire traqueal saturado agua, 37°C, Santiago 139,8 0,26 527,9 47

Aire alveolar saturado agua, 37°C, Santiago 90 40 528 47

Estas diferencias se deben a diversas razones:

• De los aproximadamente 2 L de aire que ocupan los alvéolos a nivel de la capacidad residual funcional, sólo 1/6 se reemplaza por aire atmosférico fresco en cada respiración.

• En la traquea hay una mezcla variable de aire atmosférico de la inspiración previa y de aire alveolar del aire que se está espirando.

• El oxígeno es removido constantemente por la sangre capilar pulmonar.

• El CO2 difunde constantemente desde el capilar pulmonar hacia el alvéolo.

Si bien la ventilación alveolar es determinada tanto por las demandas de captación de O2 como por las de eliminación de CO2, su ajuste es mucho más estrecho en relación a este último gas. Ello se debe a que el nivel de CO2 en la sangre debe mantenerse rigurosamente controlado por su participación en equilibrios biológicos muy finos como el ácido básico, isoeléctrico y osmótico. El control del nivel de oxígeno arterial, en cambio, tiene una mayor flexibilidad, ya que una vez que se supera el nivel crítico de 60 mmHg. los cambios de presión alveolar de este gas pesan poco sobre la cantidad de oxígeno que transporta la sangre arterial, fenómeno ligado a las propiedades de la hemoglobina, como veremos más adelante.

El aire espirado es la mezcla del aire alveolar que participó en la hematosis y el aire atmosférico que quedó en el espacio muerto en la inspiración anterior. Respecto al aire inspirado el oxigenoen el aire espirado ha bajado de 20% a un 14-15 % y el CO2ha subido considerablemente de 0,04% a un 4 %.

Presión alveolar de CO2 (PACO2)

La ventilación alveolar normal se define como aquella capaz de mantener la presión alveolar de CO2 (PACO2) dentro de los límites normales de 35 a 45 mmHg.

La PACO2 depende del balance entre su producción por el organismo ( CO2) y de su remoción por la ventilación alveolar que es muy eficaz dada la escasa cantidad de CO2 en el aire ambiente . En condiciones de equilibrio, la eliminación de CO2 es igual a su producción, manteniéndose una PACO2 estable de 40 mmHg. Esta relación se expresa en la ecuación que sigue, en que K es un coeficiente (0,865) para expresar la presión de CO2 en mmHg

De ella se deduce que, en condiciones metabólicas estables, el aumento de ventilación alveolar conduce a una disminución de PACO2 y la disminución de A a un aumento de PACO2 (Fig. 3-1). En cambio, el aumento de producción metabólica de CO2 , que tiende a aumentar la PACO2 , normalmente se acompaña de un aumento proporcional de A, con lo se mantiene una PACO2estable.

Figura 3-1. Relación teórica entre ventilación alveolar y contenido arterial de O2 , PaO2 y PaCO2, manteniéndose constantes una PA-aO2de 10 mmHg y una Hb de 15 g. Con una ventilación alveolar normal de 4 L se obtiene una PaCO2 de 40 mmHg, una PaO2

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