21.5A: Cambios de presión durante la ventilación pulmonar
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La ventilación es la velocidad a la que el gas entra o sale del pulmón.
OBJETIVO DE APRENDIZAJE
Diferenciar entre los tipos de ventilación pulmonar: minuto, alveolar, espacio muerto
Claves para llevar
Puntos Clave
- La ventilación es la velocidad a la que el gas entra o sale del pulmón.
- Los tres tipos de ventilación son la ventilación diminuta, la ventilación alveolar y la ventilación en el espacio muerto.
- La tasa de ventilación alveolar cambia según la frecuencia de la respiración, el volumen mareal y la cantidad de espacio muerto.
- PA se refiere a la presión parcial alveolar de un gas, mientras que Pa se refiere a la presión parcial de ese gas en sangre arterial.
- El intercambio de gases se produce por difusión pasiva porque PAO2 es mayor que PaO2 en sangre desoxigenada.
Términos Clave
- ventilación: El proceso corporal de la respiración, la inhalación de aire para proporcionar oxígeno, y la exhalación del aire gastado para eliminar el dióxido de carbono.
- presión parcial: La presión ejercida por un gas, ya sea en aire o disuelto, que indica la concentración de ese gas.
Los Tipos de Tasas de Ventilación
En fisiología respiratoria, la tasa de ventilación es la velocidad a la que el gas entra o sale del pulmón. La ventilación generalmente se expresa como volumen de aire por frecuencia respiratoria.
El volumen de aire puede referirse al volumen mareal (la cantidad inhalada en una respiración promedio) o algo más específico, como el volumen de espacio muerto en las vías respiratorias. Los tres tipos principales de tasas de ventilación utilizadas en la fisiología respiratoria son:
- Ventilación minuto (VE): La cantidad de aire que ingresa a los pulmones por minuto. Se puede definir como VE=Volumen mareado×Respiraciones por minuto=Volumen mareado×Respiraciones por minuto
- Ventilación alveolar (VA): La cantidad de gas por unidad de tiempo que llega a los alvéolos y se involucra en el intercambio de gases. Se define como VA= (volumen mareo-volumen del espacio muerto) ×rata respiratoria= (volumen mareo-volumen del espacio muerto) ×frecuencia respiratoria
- Ventilación del espacio muerto (VD): La cantidad de aire por unidad de tiempo que no está involucrada en el intercambio de gases, como el aire que permanece en las zonas conductoras. Se define como Vd=Volumen del Espacio Muerto×Frecuencia Respiratoria=Volumen del Espacio Muerto×Frecuencia Respiratoria.
Adicionalmente, la ventilación minuto puede describirse como la suma de ventilación alveolar y de espacio muerto, siempre que la frecuencia respiratoria utilizada para derivarlos sea en términos de respiraciones por minuto.
Los tres tipos de ventilación están matemáticamente vinculados entre sí, por lo que los cambios en una tasa de ventilación pueden provocar el cambio de la otra. Esto es más evidente en los cambios del volumen del espacio muerto. Respirar a través de un tubo de snorkel y tener una embolia pulmonar aumentan la cantidad de volumen del espacio muerto (a través del espacio muerto anatómico versus alveolar respectivamente), lo que reducirá la ventilación alveolar.
La ventilación alveolar es el tipo de ventilación más importante para medir la cantidad de oxígeno que realmente ingresa al cuerpo, lo que puede iniciar mecanismos de retroalimentación negativa para intentar aumentar la ventilación alveolar a pesar del aumento del espacio muerto. En particular, el cuerpo generalmente intentará combatir el aumento del espacio muerto elevando la frecuencia de respiraciones para tratar de mantener niveles suficientes de ventilación alveolar.
Presión Parcial de Gases
Intercambio Gaseoso en los Pulmones: Diagrama de intercambio de gases en los pulmones.
Cuando los gases se disuelven en el torrente sanguíneo durante la ventilación, generalmente se describen por la presión parcial de los gases. La presión parcial se refiere más específicamente a la concentración relativa de esos gases por la presión que ejercen en estado disuelto.
En fisiología respiratoria, PAO 2 y PACO 2, se refieren a las presiones parciales de oxígeno y dióxido de carbono en los alvéolos.
PaO 2 y PaCo 2 se refieren a las presiones parciales de oxígeno y dióxido de carbono dentro de la sangre arterial. Las diferencias en las presiones parciales de los gases entre el aire alveolar y el torrente sanguíneo son la razón de que el intercambio de gases se produce por difusión pasiva.
En condiciones normales, PAO 2 es de aproximadamente 100 mmHg, mientras que PaO 2 es de 80—100 mmHg en arterias sistémicas, pero 40—50 mmHg en la sangre desoxigenada de la arteria pulmonar que va a los pulmones.
Recordemos que los gases viajan de áreas de alta presión a áreas de baja presión, por lo que la mayor presión de oxígeno en los alvéolos en comparación con la de la sangre desoxigenada explica por qué el oxígeno puede difundirse pasivamente en el torrente sanguíneo durante el intercambio de gases.
Por el contrario, PACO 2 es de 35 mmHg, mientras que PacO 2 es de aproximadamente 40—45 mmHg en arterias sistémicas y 50 mmHg en la arteria pulmonar. La presión parcial, y por lo tanto la concentración de dióxido de carbono, es mayor en los capilares de los alvéolos en comparación con el aire alveolar, por lo que el dióxido de carbono se difundirá pasivamente desde el torrente sanguíneo hacia los alvéolos durante el intercambio de gases.
Adicionalmente, debido a que el PacO 2 es un indicador de la concentración de dióxido de carbono en la sangre arterial, se puede utilizar para medir el pH de la sangre e identificar casos de acidosis respiratoria y alcalcosis.