Mecanismo que llevan y se oponen al colapso pulmonar.

El organismo puede considerarse como una máquina de combustión interna que quema principalmente grasas e hidratos de carbono y obtiene así la energía que necesita para realizar sus múltiples funciones. Este proceso consume oxígeno y produce anhídrido carbónico. El aire atmosférico suministra el primero y recibe el segundo.

Como la combustión tiene lugar en las células situadas profundamente en los tejidos, es necesario un medio de conexión con la atmósfera. Este nexo es la corriente sanguínea, que transporta los gases en solución física y en combinaciones físicoquímicas.

Se comprende que a mayor trabajo del organismo hay más gasto energético y, por lo tanto, mayor necesidad de transporte de gases entre las células y el ambiente. Este se logra aumentando el gasto cardíaco con redistribución del flujo sanguíneo hacia los órganos en actividad que, además, extraen una mayor cantidad de oxígeno de  la sangre que pasa por sus tejidos. Por estos mecanismos se puede llegar a aumentar diez veces el intercambio gaseoso entre células y sangre, lo que exige aumentar el intercambio entre sangre y atmósfera

Este último proceso, o respiración externa, requiere que la sangre se exponga al contacto con el aire en una amplia superficie y para ello fluye por un extenso territorio capilar separado de la atmósfera por una membrana de medio a un micrón de espesor que prácticamente no interfiere con una rápida difusión gaseosa. Tal superficie vascular no puede, por su extensión (60-90 m2) y su fragilidad, estar en la superficie del cuerpo. En los mamíferos el problema se soluciona con la existencia de los pulmones, que pueden considerarse como una invaginación del espacio externo hacia el interior del organismo bajo la forma de vías aéreas y finalmente, alvéolos, los cuales tienen amplio y estrecho contacto con una densa malla capilar. Este conjunto constituye los pulmones que quedan contenidos y protegidos dentro de la caja torácica que, además, actúa como elemento motor.

Es evidente que si el aire de los alvéolos no se renueva en proporción a la perfusión sanguínea, el oxígeno se agotará rápidamente siendo reemplazádo por CO2. Un fenómeno mecánico, la ventilación pulmonar, renueva en forma parcial y periódica el aire alveolar y mantiene dentro del pulmón una composición adecuada para el intercambio gaseoso o hematosis.

En suma: el pulmón es un intercambiador de gases que recibe, por un lado, aire que se renueva continuamente por acción del fuelle o bomba toracopulmonar y, por el otro, sangre que se mantiene en circulación entre tejidos y pulmón por acción de la bomba cardiaca.

La coordinación entre la función de estos dos sistemas entre sí y de ambos con las necesidades del organismo está a cargo del sistema nervioso, con sus centros respiratorios y circulatorios. La actividad de estos núcleos coordinadores es modulada por la información suministrada por receptores situados en diferentes regiones del organismo.

De acuerdo a lo expuesto, se puede apreciar que la función respiratoria es compleja y que requiere de la participación coordinada de varios grupos de órganos, uno de los cuales es el aparato respiratorio

Esquema simplificado del sistema respiratorio. El oxígeno ambiental llega al alvéolo por efecto de la ventilación alveolar (VA), la cual se distribuye en forma proporcional a la irrigación que reciben los alvéolos. El O2 luego difunde a través de la pared alvéolo capilar (DL) , pasa a la sangre capilar donde se une a la hemoglobina (Hb), que lo transporta a través de las arterias hasta que llega los capilares tisulares de todo el organismo, desde donde difunde hacia las células que lo consumirán. El CO2 producido en las células difunde a los capilares sistémicos y es transportado por las venas hasta el corazón derecho y de ahí al pulmón, donde difunde a los alvéolos. La ventilación eliminará este gas hacia el ambiente. Para mantener la ventilación adecuada a los requerimientos metabólicos existen sensores a nivel arterial que informan a los centros respiratorios de la presión de oxígeno y anhídrido carbónico en la sangre.

La separación del aparato respiratorio del aparato circulatorio, sistema nervioso, tejidos y sangre sólo se justifica por razones didácticas, y con esta misma justificación abordaremos la función respiratoria como si fuera una sucesión de fenómenos o etapas diferentes:

1. Ventilación pulmonar: fenómeno mecánico que asegura el recambio del aire contenido dentro de los alvéolos.

2. Distribución y relación ventilación/perfusión: renovación proporcional del aire y de la sangre a cada lado de la membrana de difusión.

3. Difusión o transferencia: intercambio de gases entre aire y sangre a través de la membrana alveolocapilar.

4. Transporte de O2 y CO2 efectuado por la sangre entre el pulmón y las células.

5. Regulación de la respiración: conjunto de mecanismos de control de la respiración y coordinación con la circulación, demandas metabólicas, equilibrio acido-base, fonación, deglución,etc.

6. Hemodinámica de la circulación pulmonar.

7. Funciones del espacio pleural.

8. Mecanismos de defensa mecánicos, celulares y humorales, que tienen un importante papel, dado el amplio contacto del pulmón con los contaminantes ambientales a través de los más de 10.000 litros de aire que se ventilan diariamente. Además, la entrada al aparato respiratorio está en la faringe y contigua a la boca, cavidades de gran población microbiana.

9. Filtro de partículas que circulan por la sangre (coágulos, agregados plaquetarios, trozos de tejidos, etc.), función para la cual tiene la ventaja ventaja de ser el único órgano, aparte del corazón, por el cual pasa continuamente el total de la sangre.

10. Actividad metabólica local: los neumocitos tipo II elaboran el surfactante, sustancia que regula la tensión superficial en la interfase aire/liquido en las paredes alveolares y, además, inactivan algunas sustancias circulantes.

11. Reservorio de sangre: por la amplitud y distensibilidad de su lecho vascular.

12. Equilibrio ácido base

13. Balance hidrico : el aire inspirado es saturado de vapor de agua en la nariz y vías aéreas  y , al ser expirado  es responsable de un 10-20%  del total de la pérdida de agua del organismo.

14. Balance calórico: por el mismo mecanismo la respiración causa el 5-10% de la pérdida calorica total del organismo.

La normalidad de estas funciones está íntimamente ligada a la normalidad de su sustrato morfológico. En el análisis de la función y clínica recurriremos repetidamente a diferenciar, en este aspecto, tres compartimentos (Figura II) que, si bien son partes inseparables de un todo, tienen ciertas particularidades que determinan su forma de funcionar, de enfermar y de manifestar su patología.

Representación esquemática de los compartimientos pulmonares: vías aéreas (1); espacios alveolares (2) e intersticio (3).

MECANICA VENTILATORIA

La ventilación es un fenómeno básicamente mecánico que renueva cíclicamente el aire alveolar alternando la entrada de aire o inspiración y la salida del mismo o espiración. En relación con este aspecto, el aparato respiratorio puede ser comparado con un fuelle, en el que conviene diferenciar los siguientes componentes:

a) Las vías aéreas, que son tubos de calibre regulable que comunican el ambiente exterior con la superficie de intercambio.

b) El tórax, que actúa como continente protector del pulmón y motor de la ventilación.

c) El pulmón, que es, en esencia, una extensa superficie de intercambio gaseoso entre aire y sangre

Las características estructurales y la función mecánica de este fuelle pueden describirse a través de:

1. Dimensiones del fuelle.

2. Presiones que se generan.

3. Fuerzas que lo mueven.

4. Resistencias que se oponen a la ventilación

5. Flujos resultantes.

6. Rendimiento y eficiencia mecánica.