Fisiología Pulmonar

ENSAYO:

FISIOLOGÍA PULMONAR

CURSO: DIPLOMADO AEROMEDICINA Y TRANSPORTE DE CUIDADOS CRÍTICOS

PROFESOR: LIC. JAIME CHARFEN HINOJOSA

ESTUDIANTE: NANCY SANCHEZ RIVERA

FECHA: 28 DE AGOSTO DE 2016

SAN JOSÉ, COSTA RICA

INTRODUCCIÓN

En el ámbito pre-hospitalario la capacitación continua y la investigación es vital, ya que día a día se realizan estudios y avances en las ciencias médicas y estas repercuten en nuestro trabajo y la atención que damos a todos nuestros pacientes. En este caso el estudio de la fisiología del sistema respiratorio es esencial para la atención de cualquier paciente crítico, la vía aérea siempre se torna en un elemento protagonista en el continuo trabajo para mantener la estabilidad del mismo. Por esta razón en este ensayo se estudiarán conceptos del sistema respiratorio importantes con el fin de aprender, dominar y enriquecer el conocimiento.

La fisiología pulmonar tiene muchas ramas de estudio en las que nos podemos enfocar sin embargo las bases de un buen aprendizaje están en el dominio de los conceptos más básicos. Si tenemos claros dichos conceptos el avanzar a términos más avanzados o fisiopatologías más complejas nos va a ser más sencillo.

Por otro lado en el transporte aeromédico nos enfrentamos a muchos cambios en el área de trabajo, uno de los principales cambios es en los gases. Los gases a diferentes altitudes van a cambiar su comportamiento y esto afecta a la tripulación completa y especialmente al paciente que trasladamos, sin importar cuál sea su condición, por eso es vital realizar dicho estudio e investigación.

  DESARROLLO

            La fisiología pulmonar es definida como una extensión o rama de la fisiología humana,  se centra en el proceso de la respiración, tanto externa (en la cual se da la captación de oxígeno y la eliminación del dióxido de carbono) y la interna (en la que se realiza un intercambio gaseoso a nivel tisular).

La fisiología pulmonar es vital debido a que de ella depende el funcionamiento correcto y efectivo de las células, quienes obtienen la energía que necesitan para vivir del oxígeno. Ellas necesitan un aporte constante de oxígeno desde el exterior. Como resultado de esta necesidad también se produce el dióxido de carbono el cual debe ser eliminado. Según Tresguerres, en los seres unicelulares el intercambio de gases con el medio ambiente se produce de manera sencilla, a través de la membrana celular que está en contacto directo con el medio externo. En un organismo pluricelular como lo es el ser humano, el sistema respiratorio tiene la función de hacer que el aire del exterior entre y ponerlo en contacto con la sangre. De ahí en adelante el sistema circulatorio se encarga de distribuir la sangre oxigenada por todo el organismo para que las células reciban el oxígeno que necesitan para su metabolismo.

            Debemos recordar que el sistema respiratorio está compuesto por la nariz, la faringe, la laringe, la tráquea, los bronquios, y los pulmones. Estos últimos están formados por bronquios, bronquiolos, conductos alveolares y alveolos. La nariz está dividida en dos fosas nasales, además está adaptada para cumplir con el calentamiento, humidificación y filtración del aire, así como para la olfacción. La faringe por su lado está dividida en nasofaringe, orofaringe y la laringolaringe; las dos últimas las comparte con el sistema digestivo. La laringe une la faringe con la tráquea. En ella está el órgano de la fonación, donde encontramos las cuerdas vocales. Por último la tráquea comunica la laringe con los bronquios primarios. Esta es un tubo formado por anillos cartilaginosos incompletos pero unidos entre sí por tejido conectivo.

En la siguiente imagen del libro Fisiología Médica, por W.Ganong, hacemos una referencia rápida de la anatomía del sistema respiratorio a partir de la tráquea en donde el árbol bronquial se divide en bronquios primarios, uno para cada pulmón, bronquios secundarios uno para cada uno de los lóbulos que tienen los pulmones. Siguen los bronquiolos y luego en los alveolos es donde se da el intercambio gaseoso.

Todos estos elementos trabajan en un proceso importante que mencionamos anteriormente LA RESPIRACION.  La respiración vamos a dividirla en dos procesos: respiración externa que se define como el proceso de la absorción de oxígeno (O₂) y la eliminación del dióxido de carbono (CO₂) del organismo. La respiración interna se refiere al uso del oxígeno y la producción del dióxido de carbono en las células así como el intercambio gaseoso entre las células y su medio líquido. Un adulto, en reposo, tiene una frecuencia respiratoria de 12 a 15  respiraciones por minuto. Se inspiran y espiran aproximadamente 500 ml de aire en cada respiración. El aire inspirado se mezcla con el gas presente en los alveolos y, por una difusión simple el oxígeno entra en la sangre de los capilares pulmonares, por otro lado el dióxido de carbono ingresa a los alveolos.

En el libro “Anatomía y Fisiología del Cuerpo Huma” J. Tresguerres, explica que para comprender el comportamiento de los gases en un organismo es importante reconocer las propiedades básicas de los mismos ya que estas son las que van a determinar las distintas concentraciones en los diferentes compartimento corporales. Para entender dichos comportamientos se estudian 4 leyes físicas de los gases:

§  Ley de Boyle: la presión de un gas aumenta si se calienta, aumenta si se comprime y disminuye si se humedece.

§    Ley de Dalton: la presión total de un gas es igual a la suma de las presiones parciales de sus componentes.

§  Ley de Henry: los componentes de los gases difunden a través de las membranas de un medio a otro.

§  Ley de Fick: la difusión de un gas es directamente proporcional al coeficiente de difusión del gas, al gradiente de presión del mismo y a la superficie de intercambio, y es inversamente proporcional al grosor de la membrana que tiene que atravesar.

La presión que ejerce un gas una mezcla de gases se define como su PRESIÓN PARCIAL, la cual es igual a la presión total por fracción de la cantidad total de gas que representa. Esta presión va a tener su participación en la difusión ya que el gas se va a difundir de áreas de presión alta hacia áreas de presión baja, además la velocidad de la difusión va a depender totalmente de la gradiente de concentración y de la barrera que haya en ambas áreas.

 En el caso de los alveolos la barrera que vamos a encontrar es la MEMBRANA ALVEOLOCAPILAR, a través de esta se da la difusión de los gases desde el espacio alveolar hacia la sangre de los capilares pulmonares. Esta barrera también llamada hematogaseosa es muy fina, y está compuesta de dos capas de células, el epitelio alveolar y el endotelio vascular y por último una capa muy delgada de líquido intersticial. 

Entonces entendemos que con el fin de encontrar un equilibrio los gases (a través de la membrana alveolocapilar) van a moverse según la presión /concentración en la que esté. El gas se va a mover de un área de mayor presión a un área de menor presión y así encontrar equilibrio en ambas partes. Al suceder esto en los alveolos, se produce en un intercambio gaseoso entre el aire que hemos inhalado y la sangre que llega a los capilares alveolares, esto por medio de una difusión pasiva que como lo explicamos anteriormente busca igualar el grado de presión en ambos lados de la membrana alveolocapilar. El dióxido de carbono entra a los alveolos desde la sangre y luego cuando espiramos el aire que está cargado de dióxido de carbono y es expulsado al exterior. En esta imagen podemos observar dónde y cómo se da este intercambio gaseoso.

Según el artículo, Conceptos de Fisiología Respiratoria en UCI, el pulmón adulto contiene cerca de 300 millones de alveolos, que ocupan una superficie aproximada de 85 metros cuadrados y además un volumen pulmonar de 4.25 litros.

En este mismo artículo de Fisiología Respiratoria, Endo da las siguientes definiciones importantes sobre los volúmenes pulmonares, conceptos importantes para los próximos términos:

• §    Capacidad Pulmonar Total (TLC): es el volumen de aire que hay en el pulmón después de una inspiración máxima voluntaria.
• §   Capacidad Vital (VC): es el máximo volumen que puede ser exhalado después de una inspiración completa. Es decir, la diferencia entre la capacidad pulmonar total y el volumen residual.
• §   Volumen Residual (RV): volumen que queda en el pulmón después de una espiración máxima. 
•          Volumen corriente (VC): volumen que fluye en un ciclo ventilatorio (500 ml)

En todo este proceso también son participantes los músculos y demás estructuras torácicas que ayudan a la entrada y salida del aire. En el libro, Fisiología Médica, W.Ganong hace referencia a que los pulmones y la pared torácica son componentes importantes para que el mecanismo de respiración se efectúe correctamente y describe el proceso de la inspiración de la siguiente forma:

            “La inspiración es un proceso activo. La contracción de los músculos inspiratorios aumenta el volumen intratorácico. Esto tira de los pulmones a una posición más expandida. La presión en la vía respiratoria se torna un poco negativa y el aire fluye hacia los pulmones. Al final de la inspiración, el retroceso pulmonar empieza a tirar de regreso al tórax a la posición espiratoria donde las presiones de retroceso de los pulmones y el tórax se equilibran.” W. Ganong (2010)

Dentro de este proceso el DIAFRAGMA cumple también con un papel importante ya que según Ganong, éste explica casi el 75% del cambio en el volumen intratorácico durante la inspiración.

Además de todos estos elementos tenemos que tomar en cuenta otros importantes como lo es el factor surfactante.

Los alveolos tienen una tensión superficial baja cuando están pequeños, esto se da gracias al FACTOR SURFACTANTE, el cual es un líquido (lípido) que los recubre. Este factor es indispensable ya que si la tensión superficial no se mantiene baja cuando los alveolos reducen su tamaño (durante la espiración), estos podrían colapsarse. También el factor surfactante ayuda a prevenir el edema pulmonar.

Por último debemos de considerar el papel que tiene la ACIDOSIS y ALCALOSIS,  en la fisiología pulmonar ya que va determinar muchos factores importantes. Según, Ganong, el pH normal del plasma arterial debe de ser de 7.40 y el del plasma venoso más bajo. Cuando hay una disminución del pH por debajo de lo normal se considera una ACIDOSIS. Cuando hay un aumento del pH se considera una ALCALOSIS.  Los tipos de alcalosis y acidosis se dividen en 4:

1.      Acidosis Respiratoria

2.      Alcalosis Respiratoria

3.      Acidosis Metabólica

4.      Alcalosis Metabólica

La acidosis respiratoria de debe al incremento de la presión parcial de dióxido de carbono (Pco₂) arterial, específicamente por arriba de 40 mm Hg. Esto se puede deber a la disminución ventilatoria.  Cuando esto sucede no estamos removiendo la suficiente cantidad de CO₂ y esto va a generar un estado de acidosis. El organismo responde a esto con un aumento de la ventilación para poder compensar. Cuando hay una disminución de la parcial de dióxido de carbono (Pco₂) por debajo de lo necesario para realizar un intercambio gaseoso e causa una alcalosis respiratoria. El organismo intentará compensar esta anormalidad al disminuir la ventilación.

Los cambios en el pH sanguíneo también pueden ser producidos por un mecanismo no respiratorio. Por ejemplo la acidosis metabólica surge cuando se agregan ácidos fuertes en la sangre, por ejemplo cuando se ingieren grandes cantidades de un ácido (ejemplo: sobredosis de aspirina). Por otra parte el ácido carbónico que se forma en el organismo se convierte en agua y dióxido de carbono y estos son excretados por vía pulmonar. La acidosis metabólica se puede dar a causa de la adición del álcali o por una eliminación extensa de ácidos (por ejemplo el vómito).

Podemos decir también que cuando el bicarbonato de sodio (el cual es una base) se ausenta, esto ocasiona un estado de acidosis. Por ejemplo el paciente diabético  con cetoacidosis diabética presenta la respiración de CUSMA (hiperventilación) en donde el cuerpo del paciente está tratando de eliminar la mayor cantidad de CO2 para poder equilibrarse. En la alcalosis metabólica puede hacer un incremento del bicarbonato de sodio y el cuerpo va a tratar de regularlo al disminuir la ventilación.

Esto podemos verlo resumido en el siguiente cuadro:

Al analizar este cuadro entendemos que tanto la parte real como la pulmonar generan cambios ya que el CO₂ es regulado por los pulmones y el Bicarbonato de sodio por los riñones. 

CONCLUSIÓN

            Uno de los principales objetivos de este ensayo es rescatar todos los detalles que rodean la fisiología pulmonar con el fin de tener una base fuerte del tema. En este se presentan y resumen las características vitales del sistema respiratorio y su fisiología.

El sistema respiratorio nos enfoca a un área de vital importancia en la atención prehospitalaria y más aún en el traslado aeromédico. La vía aérea de los pacientes siempre se ha estudiado como una prioridad que a su vez nos da herramientas y conocimientos del cómo podemos estabilizar al paciente para un eventual traslado.  El conocer los detalles y características de la fisiología pulmonar, el cómo se compone, cuáles son sus estructuras que trabajan para mantener un equilibrio en el organismo incluso el comportamiento de entidades tan pequeñas como las células y su metabolismo,  nos ayuda a mejorar el manejo de la vía aérea y además el manejo de equipo relacionado con la ventilación del paciente. Esto es significativo porque cada capítulo de conocimiento que añadimos nos enseña y nos muestra distintas y mejores formas de trabajar con el fin de hacerlo de la mejor manera.

OPINIÓN DEL TEMA

El realizar un ensayo sobre la fisiología pulmonar me parece sumamente interesante ya que usualmente la fisiología es de cierta forma “rechazada” u “olvidada” en nuestra capacitación continua. El ir a los componentes más básicos de la ciencia de la medicina nos demuestra primeramente su importancia y el reconocer que siempre podemos aprender algo nuevo sin importar la materia que sea, además de que muchas cosas las tenemos que repasar con el fin de mejorar cada día más. En sí el enriquecimiento de más conocimiento siempre nos va a guiar hacia una superación académica, personal y laboral. Con esto me refiero que el más mínimo detalle que estudiemos siempre lo vamos a enfocar para mejorar el servicio que le otorgamos a los pacientes.

Por otro lado, y en parte la razón por la cual escogí la fisiología pulmonar radica en que en el transporte aeromédico los gases en general van a afectar nuestro trabajo. Empezando por los efectos secundarios a los que toda la tripulación el paciente están expuestos hasta verlo detalladamente en el manejo de la vía aérea y la forma de ventilación del paciente según sus requerimientos. Me parece de suma importancia  manejar y dominar la fisiología pulmonar cuando nos vemos sumergidos en una ambiente en el que el oxígeno es variable.

BIBLIOGRAFÍA

Beatriz Endo Abella, Linda Gutiérrez Méndez. (2007). Conceptos de Fisiología Respiratoria en

UCI. Educación Salamandra, 22, 93-101.

Jesus A.F.Tresguerres, M.Angeles Villanúa, Asunción López. (2009). Anatomía y Fisiología del Cuerpo Humano. España: McGrawHill.

Jhon B. West. (2001). Fisiología Respiratoria. Madrid: Editorial Medica Panamericana.

Jonathan D.Kibble, Colby R. Halsey. (2009). Medical Physiology The Big Picture. New York, USA: Mc Graw Hill.

Richard L. Drake. (2005). Gray Anatomía para Estudiantes. España: Elsevier.

William F. Ganong. (2010). Fisiología Médica. México, DF: Mc Graw Hill.