Aparato Respiratorio

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APARATO RESPIRATORIO Prof. José María Ladero Quesada

La función primordial del aparato respiratorio consiste en restituir a la sangre venosa el O2 cedido anteriormente a los tejidos, y a su vez depurarla del exceso de CO2. Para ello se realizan simultáneamente una serie de funciones que se detallan a continuación: 1º. Ventilación. Esta consiste en el transporte de aire desde el medio ambiente hasta los alveolos. 2º. Difusión. Proceso en el que tiene lugar el transporte de los gases a través de la membrana alveolo-capilar. 3º. Perfusión. La circulación sanguínea pulmonar discurre en contacto íntimo con la pared alveolar, a través de la cual se aporta el O2 a la hemoglobina, que será la encargada de transportarlo a los tejidos. El estudio de la función respiratoria comprende, por lo tanto, el examen de ventilación, difusión y perfusión pulmonares. Previamente la anamnesis, la exploración física completa y la radiología habrán proporcionado datos de inestimable valor para el estudio global de la función respiratoria. 1. ESTUDIO DE LA FUNCION VENTILATORIA La espirometría consiste en el análisis, en circunstancias controladas, de la magnitud absoluta de los volúmenes pulmonares y de la rapidez con que éstos pueden ser movilizados. Para la medición de los volúmenes se utiliza un aparato denominado espirógrafo, que también puede aportar datos del flujo respiratorio a partir del volumen determinado. El neumotacógrafo permite también obtener información sobre el flujo aéreo y su correlación con los volúmenes. 1.1.

Espirometría simple

Tras realizar varias respiraciones basales se realiza lentamente un esfuerzo inspiratorio máximo, seguido de un esfuerzo espiratorio máximo, recogiendo en

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CAPITULO 19 el gráfico (Fig 19.1) los cambios de volumen que se producen. Los parámetros que con ello se pueden obtener son los siguientes:

ESPIROGRAMA NORMAL

VRI

VEM (FEV)

VC (Vt) CV (FVC)

VRE

TLC

FRC 1 seg. RV

Figura 19.1: Parámetros de la espirometría simple. VRI: Volumen de reserva inspiratoria. VRE: Volumen de reserva espiratoria. VEM: Volumen espiratorio máximo. VC (Vt): Volumen corriente. CV: Capacidad vital. RV: Volumen residual. FRC: Capacidad residual funcional. TLC: Capacidad total.

a) Volumen corriente (Vt). Es el movilizado por el paciente en reposo. b) Volumen de reserva inspiratoria (VRI). El comprendido entre el final de una inspiración normal y una inspiración máxima. Las cifras normales son de 2 a 4 l. c) Volumen de reserva espiratoria (VRE). El comprendido entre el final de una espiración normal y una espiración máxima. Sus valores se hallan entre 1 y 2 l. d) Volumen residual (VR). El que queda en el pulmón después de una espiración máxima y es imposible de expulsar en vida (salvo que se produzca una atelectasia). Oscila entre 1 y 2 l. No puede medirse con un espirómetro (que sólo cuantifica el volumen de gas espirado), sí en cambio mediante la técnica de dilución de gases inertes o la pletismografía corporal, que es más exacta. 292

PRIMERA PARTE: PRUEBAS DE LABORATORIO Y FUNCIONALES

CAPITULO 19 e) Capacidad vital (CV): Vt + VRI + VRE. Los valores normales en el varón se hallan por encima de 4 l, siendo superiores a 3 l en las mujeres. f) Capacidad residual funcional (FRC): VR + VRE. Los valores normales son de 2 a 3 l. g) Capacidad total (TLC): FVC + VR. En varones es de 4 a 5 l y en mujeres de 3 a 4 l. En la patología restrictiva será inferior al 80 % y al 60 % en los grados de afectación grave. 1.2.

Espirometría forzada

Consiste en efectuar una inspiración lenta y máxima (hasta TLC) seguida de una espiración lo más rápida y prolongada posible (hasta RV). Si esta maniobra se realiza a través de un espirómetro, se obtiene un trazado en el que el volumen se halla en función del tiempo (curva volumen/tiempo). Si la misma maniobra se realiza mediante un neumotacógrafo se obtiene una curva en la que el flujo instantáneo aparece en función del volumen al cual se ha generado (curva flujo-volumen). A continuación se presentan los parámetros que se pueden obtener con esta técnica. a) Capacidad vital forzada (FVC). Es el volumen total de aire expulsado durante la maniobra de espiración forzada. Aunque en individuos sanos la FVC es prácticamente igual a la CV, en presencia de patología la FVC puede ser inferior debido al colapso dinámico de la vía aérea que provoca atrapamiento aéreo. En la patología obstructiva es menor del 80 % de los valores de referencia. b) Volumen respiratorio máximo en el primer segundo (FEV1 o VEMS). El volumen expulsado durante el primer segundo de una espiración lo más rápida y forzada posible, subsiguiente a una inspiración máxima. Es uno de lo datos más importantes del espirograma. En varones supera los 3 l y en las mujeres los 2 l. Desciende por debajo del 80 % de los valores de referencia en la patología obstructiva, llegando a ser inferior al 40 % en los casos graves. c) FEV1/FVC %. Este cociente debe diferenciarse del cociente FEV1/CV o índice de Tiffenau, ya que en presencia de colapso dinámico de las vías aéreas, ambos cocientes pueden ser distintos debido a las diferencias entre FVC y CV comentadas previamente. Las cifras normales varían con arreglo a la edad, la talla y el sexo. En la patología obstructiva será inferior al 70 %, mientras que en la restrictiva es superior al 85 %. d) Flujo espiratorio máximo entre el 25 % y el 75 % de la FVC (FEF25-75 %) o flujo mesoespiratorio. Es el volumen expulsado entre el 25 y el 75 % de la FVC. Al desechar la parte inicial y final de la curva de flujo, más

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CAPITULO 19 dependiente del esfuerzo voluntario del paciente, se considera que describe el estado funcional de las pequeñas vías aéreas. Por ello, se ha postulado que su alteración puede indicar enfermedad obstructiva en fases precoces y asintomáticas, cuando aún son normales los valores de FEV1. e) Flujo espiratorio máximo o pico de flujo (PEF). Corresponde al flujo máximo conseguido durante la maniobra de espiración forzada. Es de fácil medida, incluso en el domicilio – para lo cual existen dispositivos manuales que aprenden a utilizar los propios enfermos - y aunque es un parámetro muy dependiente del esfuerzo del enfermo, tiene menor variabilidad que otros parámetros no esfuerzo-dependientes. 1.3.

Diagnóstico diferencial entre los diferentes trastornos ventilatorios

En la tabla 19.1 se muestran los parámetros de las espirometrías simple y forzada en estas alteraciones. 1.4.

Pruebas broncodinámicas Se pueden citar dos tipos de pruebas:

a) Prueba broncodilatadora Estudia las variaciones que sufren varios parámetros de la espirometría forzada 15 minutos después de administrar un agente broncodilatador por aerosol, como el salbutamol. Una prueba positiva indica la presencia de hiperreactividad, aunque una negativa no descarta que ésta exista. Se considera que esta prueba es clínicamente significativa cuando los valores de FEV1, FVC o FEF25-75% aumentan al menos el 7, 11 y 35 % de los resultados basales, respectivamente.

Parámetro

Obstrucción central

Obstrucción periférica

Restricción

FVC FEV1 (FEV/FVC) x 100 FEF25-75 % RV TLC

Normal o ? Normal o ? Normal o ? Normal o ? Normal Normal

Normal Normal Normal ?? Normal o B Normal

?? Normal o ? Normal o B Normal o ? Normal ?

Tabla 19.1: Características gasométricas de los síndromes respiratorios principales.

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PRIMERA PARTE: PRUEBAS DE LABORATORIO Y FUNCIONALES

CAPITULO 19 b) Pruebas de provocación Con ellas se persigue la producción de un broncoespasmo de forma controlada mediante estímulos, tanto inespecíficos, como la inhalación de agentes broncoconstrictores (cloruro de metacolina, histamina), o la realización de determinados estímulos (ejercicio, hiperventilación), como específicos, con agentes probablemente implicados en la sensibilización. El resultado suele ser la dosis de provocación (PD) del agente broncoconstrictor que puede modificar en un determinado porcentaje algunos parámetros, fundamentalmente el FEV1 o la conductancia específica (SGaw), que es la inversa de la resistencia de las vías aéreas. Se establece pues a priori un determinado valor como significativo de obstrucción al flujo aéreo (p.e. el 20 % del FEV1) al que cada paciente llegará con diferentes PD20. Estas pruebas se realizan para obtener o descartar el diagnóstico definitivo de hiperreactividad bronquial, evaluar la respuesta terapéutica y estudiar el efecto que diversos agentes ambientales o laborales producen en la vía aérea. En este caso una respuesta positiva confirma el diagnóstico de hiperreactividad, mientras que una negativa sugiere que aquélla no existe. 2. EXPLORACION DE LA DIFUSION Los trastornos “verdaderos” de difusión serán únicamente aquellos debidos al engrosamiento de la membrana alveolo-capilar y no los debidos a las alteraciones en la relación ventilación/perfusión o a pérdida parcial del lecho capilar pulmonar. El método más utilizado consiste en inspirar una mezcla de aire, CO y helio; tras ello se solicita al sujeto que mantenga el aire en los pulmones durante 10 segundos y luego lo espire. La diferencia entre la concentración de CO inspirada y la espirada equivale a la cantidad de ese gas transferida a la sangre (DLCO). Este parámetro se expresa en mililitros de monóxido de carbono que difunden por minuto y por cada milímetro de la diferencia de presión existente entre el gas alveolar y el capilar. El resultado absoluto que se obtiene está en relación directa con el volumen alveolar efectivo (VA), aunque también se puede relacionar este dato con el volumen alveolar efectivo mediante el helio, que no se transfiere a la sangre pero sí se diluye de forma homogénea con el volumen de gas que realmente ha participado en el intercambio de gases. A la razón DLCO/VA se le llama factor de transferencia. Como ocurre con los parámetros espirométricos, los valores proporcionados por el estudio de la difusión no se consideran de forma absoluta, sino en relación con el valor de referencia según la edad, el sexo, la talla y el peso. Existirán alteraciones con valores inferiores al 80 %, siendo graves por debajo del 40 %.

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CAPITULO 19 Asimismo se deberán corregir los resultados en aquellos casos en que existan modificaciones importantes en las concentraciones de hemoglobina, debido a la gran afinidad del CO por la misma, ya que en sujetos con anemia la DLCO puede disminuir de forma significativa, a diferencia de los que presentan poliglobulia, en la que se eleva. 3. GASES Y EQUILIBRIO ACIDO-BASE 3.1.

pH, presión parcial de CO2 (PaCO2) y presión parcial de O2 (PaO2)

Indican el estado de la oxigenación respiratoria o del equilibrio ácido-base y el mantenimiento de un pH constante en el organismo. La muestra para medir estos parámetros es la sangre total no coagulada. Se recoge en jeringas y capilares heparinizados y no deben pasar más de 15 minutos para analizarla. Los valores de referencia son, a 37ºC: Arterial

Venoso

7,35-7,45

7,32-7,42

PaCO2 (mm Hg)

35-45

40-50

PaO2 (mm Hg)

80-105

25-47

pH

El pH se determina por un electrodo de vidrio. La PaCO2 se analiza con un electrodo de vidrio aislado en un buffer de bicarbonato y separado de la sangre por una membrana permeable a los gases. La PaO2 se mide por un procedimiento electroquímico, también con membrana permeable a los gases. Actualmente se analizan los tres al mismo tiempo en microprocesadores con calibración automática y con microelectrodos equivalentes. En general, la hipercapnia (↑ PaCO2), con o sin hipoxemia (generalmente con hipoxemia), orienta hacia un trastorno de la ventilación. La hipoxemia con hipercapnia es muy sugestiva de enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) en fase de “cor pulmonale”. 3.2.

Bicarbonato (CO3H-)

Su contenido en plasma es de 24 mmol/l en adultos y algo menor en niños. Se mide en la sangre extraída en condiciones anaerobias, en suero o plasma heparinizado. Sus variaciones patológicas (acidosis o alcalosis) deben estudiarse en relación con el pH.

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PRIMERA PARTE: PRUEBAS DE LABORATORIO Y FUNCIONALES

CAPITULO 19 3.3.

Saturación de oxígeno

Mide la capacidad efectiva de la respiración determinando la proporción de hemoglobina que transporta oxígeno. Normalmente es del 94% al 100% en la sangre arterial y del 60% al 85% en la sangre venosa. Es valorable de forma inmediata y a la cabecera del enfermo mediante un pulsioxímetro digital. 3.4.

Presión parcial alveolar de O2 (PAO2) Se calcula según la fórmula del gas alveolar ideal: PAO2 = (FIO2 x (PB - PH2O) - PaCO2/R

Siendo FIO2 la fracción respiratoria de oxígeno (porcentaje de oxígeno en el aire inspirado); PB, la presión barométrica; PH2O, la presión de vapor de agua saturada al 100 % (47 mmHg); y R, el cociente de intercambio respiratorio, con un valor de 0,8. Cuando se asume que el aire ambiente tiene una FIO2 de 0,21 y una PB de 760 mmHg y se toma R como 1,25, la fórmula se simplifica a lo siguiente: PAO2 = 150 - Pa CO2 x 1,25 3.5.

Diferencia alveolo-arterial de O2

Informa sobre las diferencias entre la PAO2 y la PaO2. (PA-aO2), con el fin de clasificar cualquier cuadro de insuficiencia respiratoria. Un valor inferior a 15-20 mmHg indica que la insuficiencia es de origen extrapulmonar, uno superior a 20 que es de causa intrapulmonar. Es el mejor parámetro para conocer la evolución de la insuficiencia respiratoria, aunque la presencia de una FIO2 superior al 40% altera los resultados lo suficientemente para que no puede emplearse en estas ocasiones. 3.6.

Cociente PaO2/PAO2

Con ello se calcula el porcentaje de O2 transferido. Si se considera que la función pulmonar se mantiene constante, el resultado será independiente de la FIO2, con lo que se podrá utilizar en el caso citado en que no se puede determinar la PA-aO2. El límite inferior de la normalidad es 0,75, esto es, el 75 % de la PAO2. 3.7.

Cociente PaO2/FIO2

Se emplea con frecuencia en las UVI, siendo más sencillo que los anteriores ya que no precisa de fórmulas matemáticas complicadas. Considerando que la PaO2, si el aire ambiente tiene una FIO2 de 0,21, es de aproximadamente 100 mmHg, los valores normales rondan los 400-500 mmHg.

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CAPITULO 19 3.8.

Bicarbonato

Es la principal (95 %) forma química del CO2. Sus valores normales en plasma son 22-26 mmol/l en sangre arterial y 23-27 mmol/l en sangre venosa. La sangre debe extraerse en condiciones anaerobias. 3.9.

Exceso de base

Es un índice del equilibrio ácido-base en cuanto al exceso o déficit de bicarbonato presente en ciertas enfermedades. El valor de referencia está entre -2 a +2 mEq/l. 3.10. Anion gap (hiato aniónico) Es el resultado de la resta de los cationes medidos (sodio) menos los aniones medidos (cloruro y ácido carbónico), es decir corresponde a los aniones no medidos (proteínas, fosfato, sulfato y ácidos orgánicos). Su valor normal está entre 7 y 18 mEq/l. Se altera en los desequilibrios electrolíticos causados por diversas enfermedades metabólicas. Un anion gap elevado se halla frecuentemente asociado a acidosis por acúmulo de ácidos orgánicos, que pueden ser endógenos (cetoacidosis alcohólica y diabética, acidosis láctica, uremia) o exógenos (etanol, salicilatos, etc.). En algunas ocasiones puede verse incrementado por aniones que no producen acidosis, como grandes cantidades de penicilina y carbenicilina. Puede también apreciarse una elevación de este parámetro, aunque más raramente, al descender de forma simultánea las concentraciones de potasio, magnesio y calcio. El descenso del anion gap es mucho menos frecuente, siendo la hipoalbuminemia la causa más común. También puede causarlo un aumento de los cationes no medibles, tal como ocurre en el mieloma múltiple, en el que el anion gap suele estar disminuido, o el consumo crónico y la intoxicación aguda por bromuros.

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