GUIA 5: MECÁNICA VENTILATORIA El sistema sistema respirato respiratorio rio tiene tiene dos funcione funciones s básicas: básicas: ventila ventilación ción (entrada (entrada y salida de aire) e intercambio de gases. La función ventilatoria del sistema depende fundamentalmente de la diferencia de presiones que existe, entre la atmósfera y los alvolos. Esto se debe a que, como todos los fluidos, el aire se despla!a de, un sitio de mayor presión a otro de menor, "asta el punto en donde se equilibran las presiones y se detie detiene ne el flu#o flu#o.. $uran $urante te la inspi inspirac ración ión,, al abat abatirs irse e el diafr diafrag agma ma de mane manera ra involuntaria, se aumenta el diámetro de la ca#a torácica lo que, de acuerdo a la ley de %oyle, disminuye la presión dentro de la misma (presión intratorácica), intratorácica), provocando un aumento en el tama&o alveolar debido al gradiente de presión transmural a travs de la pared alveolar, lo que causa un decremento en la presión intraalveolar y favorece de este este modo modo el flu# flu#o o de aire aire.. La cont contra racc cció ión n de los los m'sc m'scul ulos os de la insp inspir irac ació ión, n, primor primordia dialme lmente nte del del diafr diafrag agma, ma, propo proporci rcion ona a la fuer!a fuer!a nece necesar saria ia para para vence vencerr el retroceso elástico del pulmón y para superar la resistencia de fricción del aire en su paso por el árbol bronquial. El proceso de la espiración es completamente pasivo, excepto cuando existe resistencia en el tracto en donde, para poder vencerla se requiere contracción de m'sculos del abdomen y tórax. ara ara pode poderr evalu evaluar ar las dos dos funcio funcione nes s básic básicas as del del siste sistema ma respir respirato atorio rio contamos con diversos estudios como la gasometra, la cual eval'a el intercambio gaseoso, o la oximetra, prueba no invasiva que tambin proporciona información acerca de la "ematosis. ara poder determinar la función ventilatoria el examen más utili!ado, por la gran cantidad de información que nos brinda, es la espirometra. La espirometra eval'a la cantidad de aire que puede movili!arse dentro y fuera del sistema ventilarorio, esto nos "abla de los componentes mecánicos que intervienen en la ventilación. Lo anterior se logra registrando el volumen de aire que se resp respir ira a a trav travs s del del tiem tiempo po (*ig (*igur ura a +) y con con la medi medici ción ón de los los flu# flu#os os,, la cual cual correlaciona la velocidad del aire espirado o inspirado con el volumen de aire, con lo que se logra una curva denominada flu#ovolumen. (*igura -). Los parámetros que se pueden obtener con la reali!ación de la espirometra son: capacidad vital (/), volumen espiratorio for!ado en el primer segundo (/E*+), relación relación entre la /E*+ y la /, /, as como el flu#o flu#o espirato espiratorio rio máximo (*E0), flu#o inspiratorio máximo (*10) entre otros. Existen dos sndromes principales principales que se pueden diagnosticar diagnosticar por medio de la espirometra: el obstructivo y el restrictivo. (*igura +).
2iempo (s)
Figura 2. Curva de flujo-Volumen. Esta correlaciona la velocidad de desplazamiento del aire contra el volumen de la CV.
Valores Básicos /olumen corriente, /4/2 /olumen de 5eserva 1nspiratorio, /51415/ /olumen de 5eserva Espiratorio, /5E4E5/ apacidad 1nspiratoria, 1 6/517/: apacidad /ital, /4/18 *recuencia 5espiratoria4*% /olumen minuto o /entilación pulmonar total (alcular en l4min):
2. Desarrollo del Traa!o "rác#ico 2.a. Bases Te$ricas
El pulmón y la ca#a torácica (incluido el diafragma) forman una unidad funcional y se mueven al unsono, ra!ón por la cual el volumen pulmonar está determinado por el tama&o del tórax, as la expansión del tórax aumenta el volumen pulmonar, en tanto que su retracción lo disminuye. El pulmón y el tórax se encuentran unidos por medio del lquido pleural, que facilita el despla!amiento de ambos y "ace más difcil separarlos al e#ercer una fuer!a perpendicular a sus superficies. 9mbas estructuras son elásticas (es decir que recobran su forma inicial luego de que una fuer!a deformante de#a de actuar sobre ellos), pero sus propiedades elásticas son opuestas, el pulmón tiende a retraerse en tanto que el tórax tiende a expandirse. 9l final de la espiración las fuer!as elásticas del pulmón y del tórax son equivalentes y opuestas, as la tendencia del pulmón a retraerse es balanceada perfectamente por la tendencia del tórax a expandirse.
"resi$% &le'ral: como el pulmón y el tórax están soportando una tensión igual y opuesta intentar án separarse, creando as una presión subatmosfrica a nivel de la interfase pleural. Esta presión negativa se mide en el espacio intrapleural y alcan!a unos ; cm de < -= en el adulto normal al final de la espiración. "resi$% al(eolar: es la presión en los alveolos. uando no "ay flu#o y las vas areas están
abiertas, en comunicación con la atmósfera, es igual a la presión atmosfrica. ambia su valor durante el ciclo respiratorio para generar un gradiente de presión y permitir la entrada o salida de aire.
2.. "ar#e "rác#ica 2..). Vol*+e%es , ca&acidades &'l+o%ares es#á#icas. 3on parámetros de la función pulmonar y se miden frecuentemente en clnica. $efiniciones previas:
/olumen ...orriente (/) ...de reserva inspiratoria (/51) ...residual (/5) ... de reserva espiratoria (5E)
es el volumen de aire que... ...se inspira o espira en un movimiento respiratorio tranquilo y normal. ...puede ser inspirado despus de una inspiración normal. ..permanece en los pulmones a'n despus de una espiración for!ada. ... puede ser espirado despus de una espiración normal.
+)=bserve la respiración tranquila y normal de un alumno del grupo. La cantidad de aire que inspira en cada ciclo se llama: ............................................................................................................................................................ -)>Es capa! de inspirar un volumen mayor del que inspira normalmente?............................... Este volumen extra recibe el nombre de:................................................................................. @)- Luego de una espiración máxima, el sonido que se obtiene al golpear la pared del tórax >es mate (estructura maci!a) o sonoro (estructura "ueca)? Ello indica la existencia de un volumen.......................................................................................................................... La suma de dos o más vol'menes constituyen las ca&acidades &'l+o%ares. A) La cantidad de aire que puede ser ex"alado en una espiración máxima luego de una inspiración máxima se llama capacidad vital (/) y corresponde a la suma de tres vol'menes: (utilice las abreviaturas). ...................7. ...................... 7......................... B) La cantidad de aire que contienen los pulmones luego de una espiración normal, recibe el nombre de capacidad funcional residual. >9 la suma de qu vol'menes corres ponde?................................................................................................................................................ ;) La máxima cantidad de aire que puede inspirarse, luego de una espiración normal se llama capacidad inspiratoria >9 la suma de que vol'menes corresponde? 16........................................... 7.................................................................................... C) La cantidad de aire que contienen los pulmones luego de una inspiración máxima se conoce como capacidad pulmonar total. 1ndique cuáles son los vol'menes que la integran:
26....................................................7.................................................................... 2 6 ........................7........................7...........................7................................... D) omplete la siguiente tabla con los valores normales para cada volumen:
Especie (eli#a @)
/olumen corriente
/olumen de reserva inspiratorio
/olumen de reserva espiratorio
/olumen residual
2... Es&iro+e#r/a on un espirómetro se puede medir el volumen corriente, el de reserva inspiratoria y el de reserva espiratoria, as como aquellas capacidades constituidas por la suma de dic"os vo l'menes: capacidad vital y capacidad inspiratoria.
9: 2ambor del espirómetro %: ámara de aire : ampana flotante $: 9gua E: %oquilla El espirómetro consta de una campana llena de aire de la cual el individuo toma ese aire mediante movimientos inspiratorios y a la cual lo devuelve mediante movimientos espiratorios. La campana se "alla conectada con una agu#a inscriptora que registra las variaciones del volumen pulmonar sobre el papel de un quimógrafo. El quimógrafo puede girar a dos velocidades: lenta y rápida. En el e#e de las ordenadas se mide el volumen de aire que entra al pulmón (tra!o ascendente) o que sale del pulmón (tra!o descendente), expresándose el resultado en ml de aire. En el e#e de las abscisas se mide el tiempo. La escala que corresponde es la siguiente: volumen: + mm equivale a @@ ml de aire. 2iempo: @ mm corresponden a @ seg. en velocidad lenta: (+mm4seg.) y a + seg en velocidad rápida (@ mm4seg). 9ntes de efectuar los registros se ensayarán las diferentes maniobras respiratorias a reali!ar.
)0- Tra1ado de los +o(i+ie%#os res&ira#orios %or+ales. 2cnica: El alumno se coloca la boquilla del espirómetro y respira normalmente manteniendo la nari! obstruida durante @ segundos. El registro se reali!a a velocidad lenta. Esta velocidad se usará en todos los registros excepto en el tra!ado de espiración for!ada. $eterminar en el registro la frecuencia respiratoria, volumen corriente y volumen respiratorio minuto.
a0 Vol'+e% corrie%#e: 3e mide la altura de una onda eligiendo cualquiera de las inscriptas si el tra!ado es regular y si es irregular se elige aquella que más se repite. Fn mm. de altura se corresponde a @@ ml de aire.
0 rec'e%cia res&ira#oria: 3e cuenta el n'mero de ondas inscriptas en @ segundos y se multiplica por dos, expresándose el resultado en ciclos por minuto.
c0 Vol'+e% +i%'#o: Es el producto de la frecuencia respiratoria por el volumen corriente. 3e expresa en ml de aire por minuto.
20- Re3is#ro de Ca&acidad (i#al 2cnica: 3in retirar la boquilla el alumno debe reali!ar una inspiración profunda seguida de una espiración máxima. apacidad vital: es el volumen de aire que puede ser expulsado por un esfuer!o máximo luego de una inspiración for!ada. uede medirse directamente con el espirómetroG se puede "acer sin limite de tiempo: rápida o lentamente. La apacidad vital determinada en cualquier su#eto puede compararse con datos normales para una edad considerando las variaciones de peso y altura. 3e consideran normales variaciones del orden del -H del valor teórico. 2odas las mediciones deben repetirse varias veces y calcular un promedio.
Res'l#ados a0 Vol*+e%es , ca&acidades: /ol'menes
apacidad vital
apacidad inspiratoria
/51 / /5E
0- Tra1ado de los +o(i+ie%#os res&ira#orios co%sec'#i(os a '% &er/odo de a&%ea. 2cnica: 9 partir de una espiración normal, el alumno debe permanecer en apnea el mayor tiempo posible, despus de lo cual se efect'a el registro de los movimientos respiratorios durante @ segundos. 9note los resultados obtenidos.
c0- Tra1ado de los +o(i+ie%#os res&ira#orios co%sec'#i(os a la 4i&er(e%#ilaci$%. 2cnica: $espus de retirada la boquilla el alumno "iperventila durante ; segundos. Luego se coloca, nuevamente la boquilla y se efect'a el registro de los movimientos respiratorios durante @ segundos. 9note los resultados obtenidos.
d0- Tra1ado de los +o(i+ie%#os res&ira#orios des&'s de '% es6'er1o 6/sico. 2cnica:
El alumno deberá reali!ar un esfuer!o fsico de mediana intensidad (subir una escalera, flexiones), despus de lo cual se coloca la boquilla y se efect'a el registro durante @ segundos. $eterminar frecuencia respiratoria y volumen corriente.
ostapnea
ost"iperventilación
oste#ercicio
*recuencia respiratoria /olumen corriente (ml) /ol min. (l4min)
e0 C'r(a de es&iraci$% 6or1ada7 ca&acidad (i#al 6or1ada7 (ol'+e% es&ira#orio 6or1ado o ca&acidad (i#al cro%o+e#rada. onsiste en medir con el espirómetro en velocidad rápida de registro el tiempo en que se espira la capacidad vital lo más rápidamente posible. El alumno debe respirar normalmente y luego reali!ar una inspiración máxima seguida por una espiración máxima y rápida. 2ambin se puede reali!ar inspiratoria o sea primero ex"alar completamente todo el aire y luego inspirar rápido y profundo. La capacidad vital se mide desde el punto máximo de la inspiración "asta el +@ H de la espiración. En la curva de capacidad vital cronometrada se mide el porcenta#e (H) de la / inspirada en el + I y @o segundo de espiración. En el primero normalmente se espira el D@H de la capacidad y en el tercero el JH de la capacidad vital (para nuestro aparato primer segundo: @ mm., tercer segundo: J mm.). El primer segundo o volumen espiratorio for!ado (/E*+ I) nos da un ndice de la obstrucción de la va area por lo que cuando se reduce, se dice que "ay un defecto ventilatorio obstructivo. El /E* @ o es menos sensible a la obstrucción que el /E* +I. Las /ariaciones totales de volumen de /* entre una persona normal y otra con obstrucción de la va area son similares, por lo tanto los vol'menes pulmonares básicos no cambian. 3in embrago existe una diferencia en la cantidad de aire que pueden espirar en cada segundo, especialmente en el primero.
Tra1ado del (ol'+e% es&ira#orio 6or1ado 2cnica: Luego de una inspiración máxima se "ace espirar en forma for!ada con la máxima velocidad posible. El registro se toma con el quimógrafo en velocidad rápida. $eterminar el volumen de aire espirado (capacidad vital) y el porcenta#e de aire espirado en el +I y el @o segundo de espiración (capacidad vital cronometrada). Luego se repite toda la operación
obstruyendo parcialmente la tubuladura que comunica la boquilla con el tambor de aire del espirómetro mientras el alumno reali!a la espiración for!ada.
Ve%#ilaci$% al(eolar
). Explique la diferencia entre ventilación pulmonar total y ventilación alveolar. 2. >Ku función cumple la ventilación alveolar y cómo puede medirse? . 3e "i!o respirar a un su#eto en una bolsa de $ouglas, y se recogieron ;,J litros4 minuto con una concentración de = -, de AH. >ual será el volumen de ventilación alveolar si la concentración alveolar de = - es de B,; H? >ual será el volumen del espacio muerto si la frecuencia es de +@ ciclos por minuto?
8. $e acuerdo a la ecuación del gas alveolar, >ual será la = - alveolar en este su#eto? >Kue sucederá con su valor si la ventilación alveolar se duplica?
5. >9 que se denomina "ipo e "iperventilación? >Ku es más eficiente desde el punto de vista de la ventilación alveolar, modificar la frecuencia respiratoria o el volumen corriente?
9. Explique las diferencias regionales en la ventilación alveolar. . >uáles son los factores que condicionan la solubilidad de un gas en un lquido? 3aque conclusiones respecto de la solubilidad del = - y =- comparando sus coeficientes de solubilidad.
;. 1ndique qu parámetros regulan la difusión de los gases y qu factores pueden modificar el intercambio gaseoso de los capilares pulmonares.
<. 3e&ale las caractersticas de la circulación pulmonar y bronquial. >Existe comunicación entre ambas? Explique los mecanismos que las regulan.
)=. Explique las diferencias regionales en la relación ventilación perfusión y como influyen en el intercambio gaseoso.
