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FISIOLOGÍA
RESPIRATORIA APLICADA
A LA VENTILACIÓN
MECÁNICA
JUAN DAVID SUÁREZ MANRIQUE
FELLOW CUIDADO INTENSIVO PEDIATRICO
UNIVERSIDAD DE LA SABANA
Anatomía
respiratoria
Estructuras básicas
• Vía aérea superior.
• Vía aérea inferior.
• Unidad alveolo capilar.
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
Conceptos generales
• Respiración
• Proceso que permite el intercambio gaseoso entre el organismo y su entorno.
• Sistema respiratorio
• Es lograr un intercambio gaseoso efectivo, de manera segura y con un costo de
energía aceptable.
• Ventilación mecánica con presión positiva
• Mejorar el intercambio gaseoso
• Mantener/restaurar el volumen pulmonar y modificar la relación presión/volumen.
• Reducir el trabajo respiratorio.
• Mejorar la oxigenación tisular.
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
Procesos básicos
Metabolismo celular (Proceso activo).
Utilización del oxigeno y producción de dióxido de carbono.
Transporte de los gases (Proceso activo)
Entre el alveolo y los capilares. Entre los capilares y las células.
Intercambio de gases en los pulmones (Difusión pasiva).
Equilibrio ventilación – flujo sanguíneo. Flujo sanguíneo pulmonar.
Ventilación pulmonar (Proceso activo)
Inspiración. Espiración.
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
Ventilación pulmonar
• Movimiento de gas hacia el pulmón y desde este, desde la atmosfera a los bronquiolos.
• Se hace por diferencia de presiones (Ley de Charles).
• Renovar el gas alveolar manteniendo su composición.
• Realizar el intercambio gaseoso de manera adecuada.
• El volumen pulmonar aumenta con la expansión y la contracción de la caja torácica.
• El diafragma desciende generando presión negativa y asciende generando presión
positiva.
• Es necesario superar la impedancia del sistema respiratorio.
• Variables dinámicas (Fuerzas resistivas).
• Variables estables (Propiedades elásticas).
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
Músculos de la respiración
Músculos inspiratorios
• Elevan la caja torácica.
• Las costillas se dirigen casi directamente
hacia adelante.
• Aumenta el diámetro anteroposterior del
tórax
• La presión alveolar desciende -1 cmH20 y
dura 2 segundos
Músculos espiratorios
• Descienden la caja torácica.
• Las costillas se dirigen hacia atrás.
• Disminuye el diámetro anteroposterior del
tórax.
• La presión alveolar aumenta +1 cmH2O y
dura 3 segundos.
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
Volúmenes y
capacidades
pulmonares
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
Espacio muerto
Espacio muerto anatómico
• Es el aire presente en la vía aérea que no esta implicado en el
intercambio gaseoso.
Espacio muerto alveolar
• Es al aire presente en zonas pulmonares de intercambio gaseoso que no
participa en el mismo.
Espacio muerto fisiológico
• Es la suma de los dos espacios.
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
Tensión
superficial
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol
Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
Situación de reposo inspiratorio
Situación de reposo respiratorio (fin de la espiración).
• Se considera a presión 0.
Punto de equilibrio entre dos fuerzas contrapuestas (Características elásticas):
• Tendencia a la retracción pasiva del pulmón (Inspiración).
• Tendencia a la retracción de la pared torácica (Espiración).
• Son la causa de que la presión pleural sea negativa.
La inspiración requiere la generación de una presión que tiene dos componentes:
• Transportar el gas inspirado a la vía aérea.
• Insuflar el alveolo.
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
Situación de reposo inspiratorio
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
Se establece la capacidad
funcional residual
Flujo inspiratorio
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
• Debe establecerse una diferencia de presión
• Vía aérea superior.
• Los alveolos pulmonares.
• Vencer fuerzas elásticas como a las resistivas.
• Músculos inspiratorios provocan la disminución
de la presión intrapleural.
• Ley de Boyle: La presión intratorácica se hace
negativa y el aire entra generando un flujo de
gases hasta los alveolos.
Expansión alveolar
Se debe a la presión transpulmonar.
Presión transpulmonar (Ptp): Presión alveolar – presión intrapleural
• En la respiración espontánea, son los músculos respiratorios los que generan la presión
• (Presiones subatmosféricas o negativas).
• Bajo la VM controlada, el ventilador aplica una presión positiva en la vía aérea superior.
• (Presiones atmosféricas o positivas).
• Con un soporte ventilatorio parcial, los músculos y el ventilador determinan la presión.
Fenómeno de interdependencia de las unidades alveolares.
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
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Expansión alveolar
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
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Distensibilidad o compliance
• Se define como la presión que es necesaria aplicar para lograr un cambio de volumen.
• AV representa el cambio de volumen en litros.
• AP representa el cambio de presión en cmH2O.
• C: compliance litros/cmH2O.
• Las propiedades elásticas de la caja torácica también tienden a la retracción del tórax.
• El pulmón normal moviliza volúmenes corrientes en la porción recta y más complaciente de la curva,
presiones bajas y poco trabajo respiratorio.
• Pendiente de la curva presión volumen
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Distensibilidad
y tejido
conectivo.
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
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Fenómeno de
histéresis
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol
Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
Curva presión/volumen
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
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Inspiración
I Expansion del baby Lung
II Reclutamiento alveolar
III Expansion elástica del tejido pulmonar
IV Sobredistension pulmonar
Espiración
I Sobredistensión
II Retracción elástica del tejido pulmonar
III Colapso alveolar progresivo
IV Colapso de la via aerea (Air trapping)
Las propiedades elásticas del pulmón: fibras elásticas, tensión superficial y fibras de colágeno, contrarrestado por el
surfactante pulmonar y junto a la interdependencia estructural alveolar estabilizan el alveolo.
Punto de
inflexión
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Tensión superficial y Ley de Laplace
• Permite establecer la presión al interior del alveolo.
• T es la tensión superficial del alveolo que induce el
colapso, y r es el radio alveolar.
• El radio del alveolo es inversamente proporcional a
la presión de distensión requerida.
• Este efecto se haya minimizado por la presencia de
surfactante pulmonar que reduce la tensión
superficial previniendo el colapso.
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
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Distensibilidad y ventilación mecánica
• P meseta es la presión estática que se mide al final de una pausa inspiratoria de 2 o mas
segundos de duración para permitir el equilibrio, en ausencia de flujo, de las presiones al final
de la inspiración.
• La PEEP total representa la PEEP aplicada o la auto PEEP presente.
• Para un volumen corriente y un nivel de PEEP determinados, el aumento de la P meseta
indicara una disminución de la distensibilidad.
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Elastancia
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Es igual a la inversa de la distensibilidad.
Flujo de un gas
• Diferencia de presión entre dos puntos para que se superen las fuerzas friccionales o no
elásticas que se oponen a él.
• Donde P1-P2 es la diferencia de presión entre la vía aérea proximal y los alveolos.
• R es la resistencia que se opone al flujo en la vía aérea.
• 20% fricción de los tejidos entre si cuando el pulmón se expande.
• 80% de las vías aéreas superiores e inferiores
• 25-40% de las vías aéreas superiores supraglóticas.
• 40-50% de las vías aéreas inferiores con calibre pequeño.
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Resistencia de las vías aéreas.
Se define como la presión necesaria para generar un determinado flujo.
• Durante la inspiración espontanea, la diferencia de presión es establecida por la reducción de la
presión alveolar, con respecto a la presión atmosférica.
• En los sujetos ventilados con presión positiva, la aplicación de presión en la vía aérea superior
por el ventilador es la que resulta en un gradiente de presión con el alveolo.
El diámetro de la vía aérea es el mayor determinante de la R, pero también importan la
viscosidad, la longitud y el tipo de flujo que se genera.
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Resistencia y Ley de Pouiseuille
Donde la R es directamente proporcional a la longitud del tubo y la viscosidad, e
inversamente proporcional al radio de la 4ª potencia (R = 8nl/ πr^4).
La longitud de las vías aérea y la viscosidad del gas no suelen variar, la R se modifica
fundamentalmente con los cambios de radio de la vía aérea.
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Tipo de flujo
• Está influenciado por la tasa de flujo (V´), el radio de la vía
aérea (r), la densidad del gas (p) y la viscosidad del gas (η).
• El número de Reynold = 2Vrp / η es un cálculo de las variables
anteriores que se utiliza para determinar si el flujo será
turbulento o laminar
• Menor de 2000: Laminar
• 2000 a 10000: Transicional
• Mayor de 10000: Turbulento
• El flujo laminar varía según la ley de Pouiseuille.
• El flujo turbulento aumenta más y de modo no lineal.
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Resistencia y
volúmenes
pulmonares
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
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Movimiento del sistema respiratorio
• Expresa el gradiente de presión que se debe generar para inspirar.
• Varia en forma directamente proporcional a las resistencias y de modo inversamente
proporcional a la distensibilidad.
• La presión requerida es la que se ejerce sobre la presión de base, sea esta la presión
atmosférica o la PEEP.
• Se le debe adicionar el nivel de presión alveolar al final de la espiración (Mayor que la
atmosférica si hay auto PEEP).
Esto define el trabajo respiratorio mecánico expresado por litro de ventilación.
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
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Fallo de la bomba ventilatoria
Sobrecarga de trabajo respiratorio: Caída del volumen corriente.
• Aumento de resistencia de las vías aéreas.
• Disminución de la distensibilidad del pulmón o la pared torácica.
• Incremento del esfuerzo inspiratorio.
• Presencia de auto PEEP
• Incremento de la producción de CO2.
Consumo de oxígeno necesario en reposo es del 1 a 4% mientras alcanza el 50% en momentos
de sobrecarga.
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Espiración
Es un fenómeno pasivo que permite el vaciado de los alveolos con un retorno al volumen de
reposo.
Generado por:
• Fuerza retracción elástica
• Se va perdiendo a medida que el pulmón se desinfla y se mantiene positiva hasta las vías
aéreas centrales en personas normales.
• Volumen pulmonar al final de la inspiración
El tiempo espiratorio necesario para que el pulmón alcance el volumen de relajación al final de la
espiración depende de:
Constante de tiempo: Resistencia x distensibilidad
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Espiración
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Fenómenos de compresión dinámica
• La presión de retracción elástica es menor, por lo cual se hace negativa en las vías distales
(Menores de 2 años).
• Espiración incompleta con anterioridad.
• Atrapamiento de aire progresivo.
• Aumenta la presión alveolar al final de la espiración.
• Por limitación al flujo con aumento de la resistencia durante la espiración.
• Vaciado pulmonar lento con relación al tiempo espiratorio disponible.
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Fenómeno de atrapamiento aéreo
• Vías aéreas más distales y más colapsables.
• Hipótesis del punto de igual presión.
• Cuando la presión dentro de la vía aérea es igual a la exterior (presión transmural 0).
• Soporte cartilaginoso y tracción interseptal alveolar no son suficientes.
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Presión de cierre alveolar o presión critica de
cierre
• Volumen de cierre: Volumen que queda en la vía aérea cuando colapsa.
• Se requerirá mucha más presión para movilizar volumen a los alveolos.
• Representa la caída de la distensibilidad.
• Las presiones de retroceso elástico pulmonar superan la presión transpulmonar.
• CRF menor que el volumen de cierre.
• Se produce el colapso alveolar y de vías aéreas.
• Alto riesgo en menores de 2 años.
• La CRF está cercana al volumen de cierre.
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
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Volumen de cierre
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Distribución de gas intrapulmonar
Las diferencias en la presión
transpulmonar motivan que los alveolos
en las zonas superiores del pulmón
estén expuestos a una Ptp mayor y que
su volumen de reposo también sea
mayor que los de las zonas inferiores.
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
Distribución
de gas
intrapulmonar
Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology.
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  • 1. FISIOLOGÍA RESPIRATORIA APLICADA A LA VENTILACIÓN MECÁNICA JUAN DAVID SUÁREZ MANRIQUE FELLOW CUIDADO INTENSIVO PEDIATRICO UNIVERSIDAD DE LA SABANA
  • 2. Anatomía respiratoria Estructuras básicas • Vía aérea superior. • Vía aérea inferior. • Unidad alveolo capilar. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 3. Conceptos generales • Respiración • Proceso que permite el intercambio gaseoso entre el organismo y su entorno. • Sistema respiratorio • Es lograr un intercambio gaseoso efectivo, de manera segura y con un costo de energía aceptable. • Ventilación mecánica con presión positiva • Mejorar el intercambio gaseoso • Mantener/restaurar el volumen pulmonar y modificar la relación presión/volumen. • Reducir el trabajo respiratorio. • Mejorar la oxigenación tisular. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 4. Procesos básicos Metabolismo celular (Proceso activo). Utilización del oxigeno y producción de dióxido de carbono. Transporte de los gases (Proceso activo) Entre el alveolo y los capilares. Entre los capilares y las células. Intercambio de gases en los pulmones (Difusión pasiva). Equilibrio ventilación – flujo sanguíneo. Flujo sanguíneo pulmonar. Ventilación pulmonar (Proceso activo) Inspiración. Espiración. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 5. Ventilación pulmonar • Movimiento de gas hacia el pulmón y desde este, desde la atmosfera a los bronquiolos. • Se hace por diferencia de presiones (Ley de Charles). • Renovar el gas alveolar manteniendo su composición. • Realizar el intercambio gaseoso de manera adecuada. • El volumen pulmonar aumenta con la expansión y la contracción de la caja torácica. • El diafragma desciende generando presión negativa y asciende generando presión positiva. • Es necesario superar la impedancia del sistema respiratorio. • Variables dinámicas (Fuerzas resistivas). • Variables estables (Propiedades elásticas). Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 6. Músculos de la respiración Músculos inspiratorios • Elevan la caja torácica. • Las costillas se dirigen casi directamente hacia adelante. • Aumenta el diámetro anteroposterior del tórax • La presión alveolar desciende -1 cmH20 y dura 2 segundos Músculos espiratorios • Descienden la caja torácica. • Las costillas se dirigen hacia atrás. • Disminuye el diámetro anteroposterior del tórax. • La presión alveolar aumenta +1 cmH2O y dura 3 segundos. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 7. Volúmenes y capacidades pulmonares Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 8. Espacio muerto Espacio muerto anatómico • Es el aire presente en la vía aérea que no esta implicado en el intercambio gaseoso. Espacio muerto alveolar • Es al aire presente en zonas pulmonares de intercambio gaseoso que no participa en el mismo. Espacio muerto fisiológico • Es la suma de los dos espacios. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 9. Tensión superficial Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 10. Situación de reposo inspiratorio Situación de reposo respiratorio (fin de la espiración). • Se considera a presión 0. Punto de equilibrio entre dos fuerzas contrapuestas (Características elásticas): • Tendencia a la retracción pasiva del pulmón (Inspiración). • Tendencia a la retracción de la pared torácica (Espiración). • Son la causa de que la presión pleural sea negativa. La inspiración requiere la generación de una presión que tiene dos componentes: • Transportar el gas inspirado a la vía aérea. • Insuflar el alveolo. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 11. Situación de reposo inspiratorio Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145. Se establece la capacidad funcional residual
  • 12. Flujo inspiratorio Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145. • Debe establecerse una diferencia de presión • Vía aérea superior. • Los alveolos pulmonares. • Vencer fuerzas elásticas como a las resistivas. • Músculos inspiratorios provocan la disminución de la presión intrapleural. • Ley de Boyle: La presión intratorácica se hace negativa y el aire entra generando un flujo de gases hasta los alveolos.
  • 13. Expansión alveolar Se debe a la presión transpulmonar. Presión transpulmonar (Ptp): Presión alveolar – presión intrapleural • En la respiración espontánea, son los músculos respiratorios los que generan la presión • (Presiones subatmosféricas o negativas). • Bajo la VM controlada, el ventilador aplica una presión positiva en la vía aérea superior. • (Presiones atmosféricas o positivas). • Con un soporte ventilatorio parcial, los músculos y el ventilador determinan la presión. Fenómeno de interdependencia de las unidades alveolares. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 14. Expansión alveolar Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 15. Distensibilidad o compliance • Se define como la presión que es necesaria aplicar para lograr un cambio de volumen. • AV representa el cambio de volumen en litros. • AP representa el cambio de presión en cmH2O. • C: compliance litros/cmH2O. • Las propiedades elásticas de la caja torácica también tienden a la retracción del tórax. • El pulmón normal moviliza volúmenes corrientes en la porción recta y más complaciente de la curva, presiones bajas y poco trabajo respiratorio. • Pendiente de la curva presión volumen Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 16. Distensibilidad y tejido conectivo. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 17. Fenómeno de histéresis Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 18. Curva presión/volumen Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145. Inspiración I Expansion del baby Lung II Reclutamiento alveolar III Expansion elástica del tejido pulmonar IV Sobredistension pulmonar Espiración I Sobredistensión II Retracción elástica del tejido pulmonar III Colapso alveolar progresivo IV Colapso de la via aerea (Air trapping) Las propiedades elásticas del pulmón: fibras elásticas, tensión superficial y fibras de colágeno, contrarrestado por el surfactante pulmonar y junto a la interdependencia estructural alveolar estabilizan el alveolo.
  • 19. Punto de inflexión Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 20. Tensión superficial y Ley de Laplace • Permite establecer la presión al interior del alveolo. • T es la tensión superficial del alveolo que induce el colapso, y r es el radio alveolar. • El radio del alveolo es inversamente proporcional a la presión de distensión requerida. • Este efecto se haya minimizado por la presencia de surfactante pulmonar que reduce la tensión superficial previniendo el colapso. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 21. Distensibilidad y ventilación mecánica • P meseta es la presión estática que se mide al final de una pausa inspiratoria de 2 o mas segundos de duración para permitir el equilibrio, en ausencia de flujo, de las presiones al final de la inspiración. • La PEEP total representa la PEEP aplicada o la auto PEEP presente. • Para un volumen corriente y un nivel de PEEP determinados, el aumento de la P meseta indicara una disminución de la distensibilidad. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 22. Elastancia Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145. Es igual a la inversa de la distensibilidad.
  • 23. Flujo de un gas • Diferencia de presión entre dos puntos para que se superen las fuerzas friccionales o no elásticas que se oponen a él. • Donde P1-P2 es la diferencia de presión entre la vía aérea proximal y los alveolos. • R es la resistencia que se opone al flujo en la vía aérea. • 20% fricción de los tejidos entre si cuando el pulmón se expande. • 80% de las vías aéreas superiores e inferiores • 25-40% de las vías aéreas superiores supraglóticas. • 40-50% de las vías aéreas inferiores con calibre pequeño. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 24. Resistencia de las vías aéreas. Se define como la presión necesaria para generar un determinado flujo. • Durante la inspiración espontanea, la diferencia de presión es establecida por la reducción de la presión alveolar, con respecto a la presión atmosférica. • En los sujetos ventilados con presión positiva, la aplicación de presión en la vía aérea superior por el ventilador es la que resulta en un gradiente de presión con el alveolo. El diámetro de la vía aérea es el mayor determinante de la R, pero también importan la viscosidad, la longitud y el tipo de flujo que se genera. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 25. Resistencia y Ley de Pouiseuille Donde la R es directamente proporcional a la longitud del tubo y la viscosidad, e inversamente proporcional al radio de la 4ª potencia (R = 8nl/ πr^4). La longitud de las vías aérea y la viscosidad del gas no suelen variar, la R se modifica fundamentalmente con los cambios de radio de la vía aérea. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 26. Tipo de flujo • Está influenciado por la tasa de flujo (V´), el radio de la vía aérea (r), la densidad del gas (p) y la viscosidad del gas (η). • El número de Reynold = 2Vrp / η es un cálculo de las variables anteriores que se utiliza para determinar si el flujo será turbulento o laminar • Menor de 2000: Laminar • 2000 a 10000: Transicional • Mayor de 10000: Turbulento • El flujo laminar varía según la ley de Pouiseuille. • El flujo turbulento aumenta más y de modo no lineal. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 27. Resistencia y volúmenes pulmonares Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 28. Movimiento del sistema respiratorio • Expresa el gradiente de presión que se debe generar para inspirar. • Varia en forma directamente proporcional a las resistencias y de modo inversamente proporcional a la distensibilidad. • La presión requerida es la que se ejerce sobre la presión de base, sea esta la presión atmosférica o la PEEP. • Se le debe adicionar el nivel de presión alveolar al final de la espiración (Mayor que la atmosférica si hay auto PEEP). Esto define el trabajo respiratorio mecánico expresado por litro de ventilación. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 29. Fallo de la bomba ventilatoria Sobrecarga de trabajo respiratorio: Caída del volumen corriente. • Aumento de resistencia de las vías aéreas. • Disminución de la distensibilidad del pulmón o la pared torácica. • Incremento del esfuerzo inspiratorio. • Presencia de auto PEEP • Incremento de la producción de CO2. Consumo de oxígeno necesario en reposo es del 1 a 4% mientras alcanza el 50% en momentos de sobrecarga. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 30. Espiración Es un fenómeno pasivo que permite el vaciado de los alveolos con un retorno al volumen de reposo. Generado por: • Fuerza retracción elástica • Se va perdiendo a medida que el pulmón se desinfla y se mantiene positiva hasta las vías aéreas centrales en personas normales. • Volumen pulmonar al final de la inspiración El tiempo espiratorio necesario para que el pulmón alcance el volumen de relajación al final de la espiración depende de: Constante de tiempo: Resistencia x distensibilidad Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 31. Espiración Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 32. Fenómenos de compresión dinámica • La presión de retracción elástica es menor, por lo cual se hace negativa en las vías distales (Menores de 2 años). • Espiración incompleta con anterioridad. • Atrapamiento de aire progresivo. • Aumenta la presión alveolar al final de la espiración. • Por limitación al flujo con aumento de la resistencia durante la espiración. • Vaciado pulmonar lento con relación al tiempo espiratorio disponible. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 33. Fenómeno de atrapamiento aéreo • Vías aéreas más distales y más colapsables. • Hipótesis del punto de igual presión. • Cuando la presión dentro de la vía aérea es igual a la exterior (presión transmural 0). • Soporte cartilaginoso y tracción interseptal alveolar no son suficientes. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 34. Presión de cierre alveolar o presión critica de cierre • Volumen de cierre: Volumen que queda en la vía aérea cuando colapsa. • Se requerirá mucha más presión para movilizar volumen a los alveolos. • Representa la caída de la distensibilidad. • Las presiones de retroceso elástico pulmonar superan la presión transpulmonar. • CRF menor que el volumen de cierre. • Se produce el colapso alveolar y de vías aéreas. • Alto riesgo en menores de 2 años. • La CRF está cercana al volumen de cierre. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 35. Volumen de cierre Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 36. Distribución de gas intrapulmonar Las diferencias en la presión transpulmonar motivan que los alveolos en las zonas superiores del pulmón estén expuestos a una Ptp mayor y que su volumen de reposo también sea mayor que los de las zonas inferiores. Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.
  • 37. Distribución de gas intrapulmonar Levitzky, M. G., & Levitzky, M. G. (2018). Pulmonary physiology. Mackenney J. Fisiologia respiratoria. Mecanica de la respiracion. Neumol Pediatr 2021; 16 (4): 142 - 145.

Notas del editor

  1. Recordemos que las vía aéreas de conducción (hasta la división 16) representan alrededor de una 4ª parte del área de sección total de la vías aéreas, éstas en especial en los niños pequeños, tienen menos soporte cartilaginoso, mayor grosor de la pared y más glándulas y células secretoras que niños mayores y adultos, determinando mayor secreción bronquial. Estos factores, sumado a un menor diámetro y mayor colapsabilidad, determinan mayor R,
  2. La demanda ventilatoria esta aumentada cuando se incrementa la tasa metabólica, cuando la relación VD/VT es alta debido a la patología pulmonar presente o cuando el paciente ha programado un valor mas baho su nivel de PaCO2. La conexión al ventilador modifica la concentración de los gases sanguíneos y activa relfjos y sensaciones.
  3. Este juego de presiones y las características del tejido pulmonar permiten que estos cambios se transmitan fácilmente a través de las paredes a los alveolos que se encuentran más alejados de la pared torácica, fenómeno denominado interdependencia de las unidades alveolares. Todo esto determina que los cambios de presiones generen cambios de volumen y por tanto en vías aéreas abiertas, flujo de gases en un ciclo respiratorio normal.
  4. Ojo con el concepto de distensibilidad especifica, estática y dinamica
  5. los cambios de volumen pulmonar secundarios a los cambios de presión transpulmonar serán diferentes dependiendo de la fase del ciclo respiratorio, del volumen y de las características del tejido pulmonar.
  6. la magnitud del cambio de presión necesaria para desplazar cierto volumen no es igual durante ambas fases del ciclo respiratorio. Por lo general, la rama inspiratoria comienza con un trazado en el que el ingreso de pequeños volúmenes requiere acentuados cambios de presión, para luego ser registrado un mayor volumen ante mínimos cambios de presión. Se requiere de una presión de distensión mayor para reclutar alveolos en inspiración que para evitar su colapso y mantenerlos abiertos en la espiración. Histéresis: una estructura presenta histéresis si al eliminar una fuerza, la deformación es distinta de la descrita al aplicar la misma fuerza. Histéresis: depende del reclutamiento alveolar y del comportamiento del surfactante: existe una asimetría entre la presión crítica de apertura alveolar y la presión crítica de cierre alveolar. Una vez que se abrieron unidades previamente colapsadas, se requiere menor presión para mantenerlas abiertas. Estirar la película de surfactante requiere > energía que compactarla. A > magnitud de expansión pulmonar, mayor histéresis.
  7. 3 zonas de diferente pendiente: a) segmento central: pendiente mayor, ventilación normal, todas las unidades reclutables están abiertas (zona ventajosa, < trabajo resp) b) extremos de la curva: aplanamiento con  de la distensibilidad: colapso alveolar y distensión alveolar. Las características elásticas del pulmón no sólo NO son lineales, sino que además muestran HISTERESIS. Rama inspiratoria de insuflación  rama espiratoria de deflación
  8. Punto de inflexión: permite conocer el nivel de presión inspiratoria que se requiere para recultar alveolos colapsados y ventilar en una porción de la curva P/V, mas adecuado en términos de distensibilidad. El reclutamiento aumenta con el ingreso de volumen por encima del Pflex. Si se continua incrementando la insuflación pulmonar se puede determinar el punto de inflexión superior tras el cual la curva se horizontaliza. Corresponde a volumnes cercanos a la CPT y con presiones superiores a 30-35 cm H2O: Riesgo de lesión.
  9. La patología que típicamente reduce la distensibilidad es la lesión pulmonar o el SDRA. En las patologías obstructivas la distensibilidad no suele disminuir, aunque se desarrolla una hiperinflación por atrapamiento aéreo, el VT se localiza en la parte alta de la curva presión volumen con tendencia a la reducción de la distensibilidad.
  10. El pulmón remanente a ser ventilado tendrá un volumen menor (baby Lung), pero su distensibilidad puede permanecer normal, ello requiere la reducción del VT para evitar alcanzar el punto de inflexión superior de la curva presión volumen (Causa principal de reducción de la Crs observada en el SDRA).
  11. Recordemos que las via aereas de conduccion (hasta la division 16) representan alrededor de una 4a parte del area de seccion total de la vias aereas, estas en especial en los ninos pequenos, tienen menos soporte cartilaginoso, mayor grosor de la pared y mas glandulas y celulas secretoras que ninos mayores y adultos, determinando mayor secrecion bronquial. Estos factores, sumado a un menor diametro y mayor colapsabilidad, determinan mayor R, en especial a volumenes pulmonares mas pequenos. A volumenes pulmonares altos, debido al mayor diametro de las vias aereas, la R es menor. Debemos sumar un segundo aspecto determinado por la mayor traccion de las vias aereas de pequeno calibre ejercidas por el aumento del volumen alveolar en inspiraciones profundas, generando traccion elastica de sus paredes cercanas a ductos respiratorios.
  12. El trabajo requiere energecia, la mayor del consumo de oxigeno de los músculos respiratorios es en este proceso, entre los cuales sobresale el diafragma. El gasto lo asume el paciente en ventilación espontanea. Lo aporta el ventilador de manera total o parcial. La auto PEE genera una carga extra.
  13. Es favoreciada por las fuerzas elásticas (A menor distensibilidad, mayor PA a fin de inspiración y por lo tanto mayor gradiente de presión para la espiracion y se le opone a la Raw espiratoria. El incremento de la resistencia o la disminución de la presión de retroceso elástico hará que se requiera un tiempo mayor para completar la espiracion causando hiperinflación dinámica.
  14. en ambas, la presión de retracción alveolar es la misma y que durante una espiración forzada la presión pleural más negativa puede determinar una compresión dinámica de las vías aéreas dependiendo de la pérdida de presión alveolar, la que es dependiente en gran parte de la retracción elástica y de la resistencia al flujo
  15. Por limitación al flujo con aumento de la resistencia durante la espiración, se produce un colapso dinámico de las vías aéreas con cierre de estas. Vaciado pulmonar lento con relación al tiempo espiratorio disponible (insuficiente para que la presión alveolar termine de equilibrarse con la presión atmosférica o la PEEP externa).
  16. En trabajo respiratorio aumentado, volúmenes pulmonares bajos con menor retracción elástica y mayor resistencia, la compresión dinámica aumenta, desplazando el punto a la vía aérea mas distal.
  17. En el paciente sano, los alveolos no llegan al colapso al fin de la espiracion no forzada, es decir el volumen de cierre es menor que la CRF. En pulmones lesionados con perdida de volumen pulmonar, cuando la CRF cae por de bajo del volumen de cierre, se generan áreas pulmonares no ventiladas con desarrollo de hipoxemia.
  18. Las diferencia en la presión transpulmonar motiva que los alveolos en las zonas superiores del pulmón estén expuestos a una Ptp mayor y que su volumen de reposo también sea mayor que los de las zonas inferiores. Los alveolos de una y otra zona se ubican en procione distintas de la curva presión volumen. Durante la VMI la distribución del gas se modifica por la posición decúbito supino, parálisis muscular, magnitud de volúmenes insuflados, variaciones regionales en la resistencia de la via aerea y las distensibilidad del pulmón y la pared torácica.
  19. Determinada predominantemente por las fuerzas gravitatorias. La eficiencia del intercambio gaseoso puede mejorar con el enlentecimiento del flujo final de la inspiración añadiendo una pausa con el fin de mantener la inflación al final de la inspiración Utilizar en flujo inspiratorio desacelerado Promoveria una distribución de gas mas uniforme en diferencias regionales en la R.