Se define como la acción conjunta de movimiento de la pared torácica y el tejido pulmonar para producir un gradiente de presión que permita el flujo y la ventilación.
El aire, al igual que otros fluidos, se mueve desde una región de presión más alta hacia una de presión más baja, por ende, para que el aire se mueva hacia adentro o hacia afuera de los pulmones, debe establecerse una diferencia de presión entre la atmósfera y los alvéolos. En ausencia de gradiente de presión, no ocurrirá flujo de aire.
Ahora, recordemos algunos conceptos básicos:
Tabla 1. Conceptos básicos de mecánica ventilatoria
Flujo | Ventilación |
Es el movimiento de un fluido (aire o mezcla de gases), representa la velocidad con la que sale un volumen de aire desde y hacia los pulmones | Movilización de un gas o mezcla de gases entre dos compartimientos, en este caso atmósfera-alveolos (representado por el ciclo ventilatorio de inspiración y espiración) |
ESTRUCTURA DE LAS VÍAS AÉREAS
Para llevar a cabo el proceso de la respiración el aire debe conducirse a través de la vía aérea, cuya división anatómica es la siguiente:
Figura 1. División de las vías aéreas
Figura 2. Esquema de las vías aéreas, división y principales funciones
RESISTENCIA
La resistencia se refiere a la oposición al flujo de aire para la movilización desde medio ambiente hasta alvéolos, dado por la resistencia del tejido pulmonar y de la vía respiratoria. Además de condicionantes como la viscosidad y el volumen del gas.
Tabla 2. Resistencias al flujo aéreo en el aparato respiratorio
La resistencia de la vía aérea tiene relación con el volumen pulmonar en cuanto disminuye a medida que el pulmón se insufla y las vías aéreas tienden a abrirse. Por lo tanto, la resistencia es generalmente menor durante la inspiración, puesto que durante la espiración la tendencia es la opuesta.
Además del retroceso elástico del pulmón otros factores deben vencerse para desplazar el aire a los pulmones
Inercia del sistema respiratorio
Resistencia de fricción del pulmón y pared torácica (20%)
Resistencia friccional de las vías aéreas al flujo de aire (80%)
Resistencia del pulmón = suma de las resistencias del pulmón.
Figura 3. Patrones de flujo en la vía aérea
Δ Presión = Flujo x Resistencia
Resistencia = Δ Presión (cmH20) / Flujo (L/s)
El flujo es turbulento cuando cualquiera de las siguientes se eleva:
● El flujo aéreo
● La densidad del gas
● El radio del tubo
La resistencia disminuye conforme aumenta el área y por lo tanto el flujo se hace más lento (y laminar) de manera distal.
VENTILACIÓN:
Como se mencionó previamente, para el inicio de la respiración debe haber un gradiente de presión entre la atmósfera y los alvéolos. Durante la inspiración hay un descenso de la presión alveolar.
1) Mediante el movimiento del diafragma, que en condiciones de reposo desciende 1-2 cm en la cavidad abdominal con cambios mínimo en su forma.
2) Mediante Incremento del diámetro anteroposterior al hacer que las costillas giren hacia arriba alrededor de sus ejes.
Figura 4. La caja torácica en la inspiración y espiración
La respiración a volumen corriente, es decir, tranquila normal se consigue casi totalmente por el movimiento del diafragma.
Otros músculos accesorios pueden contribuir:
1) Esternocleidomastoideos, que elevan el esternón.
2) Serratos anteriores, que elevan las costillas.
3) Escalenos, que elevan las dos primeras costillas.
Durante la espiración se realiza un proceso pasivo mediante el retroceso elástico
Los músculos que pueden contribuir durante la espiración activa, son:
1) Músculos de la pared abdominal: recto del abdomen, oblicuo externo e interno y transverso.
2) Los intercostales internos.
PRESIÓN PLEURAL DURANTE LA VENTILACIÓN
La presión pleural normal al final de la espiración es de aproximadamente -5 cmH2O (en relación a la atmosférica). La expansión de la caja torácica tracciona hacia afuera de los pulmones con más fuerza y durante la inspiración genera una presión más negativa, hasta un promedio de aproximadamente -7,5 cmH2O.
Figura 5. Cambios de volumen y presión durante el ciclo ventilatorio
Presión alveolar
La presión alveolar es la presión del aire en el interior de los alvéolos. Cuando la glotis está abierta y no hay flujo de aire hacia el interior ni el exterior de los pulmones, las presiones en el sistema respiratorio se igualan a la presión atmosférica, que se considera que es la presión de referencia cero en las vías aéreas. Esta ligera presión negativa es suficiente para arrastrar aproximadamente 0,5 L de aire hacia los pulmones en los 2 seg. necesarios para una inspiración tranquila.
● Presión transpulmonar
Se trata de la diferencia entre la presión alveolar y la presión pleural. Es la diferencia entre la presión que hay en el interior de los alvéolos, que tiende al vaciado, y la que hay en la superficie externa de los pulmones, que tiende a la distensión.
● Distensibilidad de los pulmones
La distensibilidad se define como el cambio de volumen dividido por el cambio de presión Quiere decir que, en la medida en que se aplique presión al pulmón, se generará un cambio de volumen por cada unidad de presión aplicada.
VOLUMENES PULMONARES
Figura 6. Espirograma o esquema de los volúmenes y capacidades pulmonares
Volúmenes pulmonares
Son cuatro volúmenes pulmonares que, cuando se suman, son iguales al volumen máximo al que se pueden expandir los pulmones. El significado de cada uno de estos volúmenes es el siguiente:
1. Volumen corriente: volumen de aire que se inspira o se espira en cada respiración; es de aproximadamente 500 mL en el varón adulto.
2. Volumen de reserva inspiratoria: volumen adicional de aire que se puede inspirar desde un volumen corriente.
3. Volumen de reserva espiratoria: volumen de aire que se puede espirar después del final de una espiración a volumen corriente.
4. Volumen residual: volumen de aire que queda en los pulmones después de una espiración completa.
Capacidades pulmonares
La suma de estos volúmenes da como resultados diferentes capacidades:
1. Capacidad inspiratoria: es igual al volumen corriente más el volumen de reserva inspiratoria. Esta es la cantidad de aire que una persona puede inspirar, desde el punto de equilibrio mecánico del sistema toracopulmonar hasta el llenado máximo pulmonar.
2. Capacidad residual funcional: el volumen de gas que queda en los pulmones al final de la espiración del volumen corriente, refleja el punto de equilibrio entre el retroceso elástico de los pulmones y el retroceso de la pared torácica.
3. Capacidad vital: es igual al volumen de reserva inspiratoria más el volumen corriente más el volumen de reserva espiratoria. Es la cantidad máxima de aire que puede movilizar una persona desde inspiración máxima hasta espiración máxima.
4. Capacidad pulmonar total: es la suma de todos los volúmenes, y es el volumen total que se puede alojar en los pulmones luego de una inspiración máxima. Incluye el volumen movilizable y el residual.
BIBLIOGRAFÍA:
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3. Levitzky MG, editor. Mechanics of Breathing. En: Pulmonary Physiology. Mc Graw Hill Education; 2017. p 12-58
ELABORADO POR:
· Casoli Reyna, Benjamin
· Zapata Castañeda, Graciela
· Castañeda Calderón, Edna Karina
· Cisneros Cordero, Miriam Heidi
REVISADO Y EDITADO POR:
· Espinosa Méndez, Laura
· Lagunes Salazar, Karla Elizabeth
· Centeno Sáenz Gustavo Iván
· Arce C. Santiago
· Benítez Pérez Rosaura Esperanza
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