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Fisiología Pulmonar y principios de ventilación mecánica
Dr. Gonzalo Alemán Fernández del Campo R4MI. HCN PEMEX
• Membrana Alveolo-capilarVías respiratorias y flujo aéreoVasos y flujo sanguíneo
Estructura y función
Ley de los gases
*Presión parcial de O2› Concentración x Presión total› (20,93% x 760 mm/hg) nivel del mar› 159 mm/hg (Presión parcial de o2)
Vías respiratorias y flujo aéreo
• Aumento del área transversal total de las vías respiratorias en la zona respiratoria
Vías respiratorias y flujo aéreo
• Zona de conducción• Zona de transición y
respiratoria• Ácino respiratorio• Espacio muerto anatómico
150ml
• Compliance=
pv
Vasos y flujo sanguíneo
Diámetro del segmento capilar, 7-20 mcm
Todo el gasto cardiaco pasa por la arteria pulmonar
PMAP 20 cm H2O para obtener un flujo de 6 l/min
Ventilación
“Proceso mediante el cual el aire atmosférico entra a las vías respiratorias hasta su llegada a los alveolos”
› Inspiración (proceso activo)› Espiración(proceso pasivo)› Relación 1:2 normal
Ventilación
Ley de Dalton
Principio de difusión de Fick
Ley de Boyle
2211 VPVP
PnPPPPtgas ...321
)( 21 PPDTA
Vgas
Volúmenes y capacidades pulmonares
Volumen corriente (Vt): volumen de aire que entra y sale de las vías respiratorias en un ciclo respiratorio (500 ml)
Capacidad pulmonar total: es volumen de gas contenido en los pulmones tras una inspiración máxima
Volúmenes y capacidades pulmonares
Capacidad funcional residual: es el volumen de aire al final de una espiración normal
Capacidad vital: es el volumen que puede ser exhalado después de una inspiración máxima, con una espiración máxima
Volúmenes y capacidades pulmonares
Volumen residual: es el volumen que permanece en los pulmones tras una espiración máxima
Volumen inspiratorio de reserva: volumen de gas que aun puede ingresar a los pulmones después de una inspiración normal
Volúmenes y capacidades pulmonares
Volumen de reserva espiratorio: volumen de gas que aun se puede expulsar tras una espiración forzada, después de una espiración normal
Volúmenes y capacidades pulmonares
Parámetros no medibles por espirómetro
› Capacidad funcional residual› Volumen residual› Capacidad pulmonar total
Capacidad pulmonar total
Capacidad Vital
Volumen corriente
Capacidad funcional residualVolumen residual
Volumen inspiratorio de
reserva
Volumen espiratorio de
reserva
Ventilación total y alveolar
Ventilación alveolar: es la cantidad de aire fresco que llega a los alveolos por minuto, y por lo tanto que esta disponible para el intercambio gaseoso
Espacio muerto anatómico y fisiológico
Espacio muerto anatómico: es el volumen de aire de las vías aéreas de conducción› 1 ml x libra de peso
Espacio muerto anatómico y fisiológico
Espacio muerto fisiológico: es una medida funcional de la capacidad de los pulmones para eliminar dióxido de carbono
2
22
2
22
co
coco
T
D
PAPEPA
T
D
PaPEPa
VV
VV
co
coco
Inequidad en la ventilación
Inequidad topográfica(gravitacional): diferencia en la ventilación por unidad de volumen pulmonar, mayor en las bases y decrece en cuanto se acerca al ápex
Inequidad en la ventilación
Inequidad no-topográfica: ventilación por unidad de volumen pulmonar, por constantes temporales desiguales.› Constante temporal = Resistencia x
compliance
Resistencias vasculares pulmonares
Resistencias vasculares pulmonares= (presión arterial pulmonar – presión venosa pulmonar)/flujo sanguíneo pulmonar
Relación presión-flujo
Cuando aumenta la presión en el sistema vascular pulmonar, las resistencias vasculares caen.› Reclutamiento› Distensión
Relación resistencia-Volumen pulmonar
“Mientras el volumen pulmonar aumenta desde valores muy bajos, las resistencias vasculares primero decrecen y luego aumentan”
Control activo de la circulación pulmonar
“Vasoconstricción pulmonar hipoxica, en relación a la PAo2, de manera local y no a la PaO2, en especial en las arterias pequeñas, mayor variabilidad por debajo de 70 mm/hg”
Control activo de la circulación pulmonar
Disminución en la producción de oxido nítrico (NO),
Regulación a la baja de guanicilato ciclasa soluble,
Control activo de la circulación pulmonar
Activación de cGMP a partir GTP, uniéndose a PKGs, que disminuyen el “influx” de calcio.
Control activo de la circulación pulmonar
Vasoconstricción hipoxica, excluye los alveolos dañados de la circulación pulmonar.
El fallo en la vasoconstricción hipoxica empeora la oxigenación.
Creagh-Brown et al. Critical Care 2009 13:221
Intercambio Gaseoso
Hipoxemia• Hipoventilación• Limitación en la difusión• Corto circuito (shunt)• Alteraciones en la
relación V/Q
Intercambio Gaseoso
Difusión simple por diferencias en las presiones parciales de una lado y otro de la membrana alveolo-capilar
Concentración Gas x Presión barométrica (O2 20.9/100 x 760 mm/hg= 159 mm/hg)
Intercambio Gaseoso
Aire seco (159 mm/hg PO2) En las vías respiratorias el aire seco, se
humedece (vapor de agua, 47 mm/hg a 37 centígrados)
760 mm/hg – 47 mm/hg= 713 mm/hg O2 20.9/100 x 713 mm/hg= 149
mm/hg
Intercambio gaseoso
La presión parcial de oxigeno alveolar es aproximadamente 100 mm/hg
En la distribución del O2 tisular, la presión parcial disminuye hasta llegar a la mitocondria (objetivo final).
Hipoxemia
“Se refiere a la disminución de la Presión parcial de O2, por debajo de los valores normales”
Hipoxemia
Causas› Hipoventilación› Limitación en la difusión› Corto circuito (shunt)› Alteraciones en la relación
ventilación-perfusión
Hipoventilación
“Es el termino utilizado para definir condiciones en las cuales la ventilación alveolar es anormalmente baja en relación con la captación de oxigeno y la salida de dióxido de carbono”.
Hipoventilación
Causas (pulmón intacto)› Depresión del SNC (barbitúricos, morfina)› Enfermedades del tallo cerebral› Alteraciones en las vías de conducción
espinales (enfermedad de las astas anteriores)
› Afección de músculos respiratorios, alteraciones en el diafragma).
› Tórax inestable
Hipoventilación
Aumento en la PCO2 (ventilación alveolar)
KPACOV
AVCO
2
2
KAV
VPA CO
CO
22 K
AV
VPa CO
CO
22
Hipoventilación
Relación inversa entre la PCO2 A/a y la ventilación alveolar
En cuanto al O2 podemos aplicar el mismo principio.