Volumen residual,Unidad Respiratoria

VOLUMEN RESIDUAL

El volumen residual es uno de los volúmenes pulmonares estáticos y se define como ‘’volumen de aire que queda en los pulmones y las vías respiratorias tras una maniobra de espiración máxima’’. El valor del volumen residual es aproximadamente de unos 1200 ml, siendo, según el porcentaje del valor de referencia, sus valores normales 65-120% [% Valor referencia = (Valor observado/Valor referencia) x 100]. Este volumen no puede ser exhalado.

López-Campos JL, Arnedillo A, García C. Exploración funcional II(2005)

Existen tres parámetros de los volúmenes pulmonares estáticos, con interés clínico, que no pueden ser medidos a partir de la maniobra de espirometría: el volumen residual (VR) y las capacidades que incluyen en su cálculo dicho volumen, que son la capacidad pulmonar total (CPT) y la capacidad residual funcional (CRF).

Los volúmenes pulmonares estáticos se distribuyen en varios compartimentos. La suma de dos o más volúmenes pulmonares constituye una capacidad pulmonar. Existen cuatro volúmenes y cuatro capacidades:

• Volúmenes: Volumen de Reserva Inspiratorio (VRI o IRV), Volumen de Reserva Espiratorio (VRE o ERV), Volumen Corriente o Tidal (VC o VT o TV) y Volumen Residual (VR o RV).

• Capacidades: Capacidad Pulmonar Total (CPT o TLC), Capacidad Residual Funcional (CRF o FRC), Capacidad Vital (CV o VC), Capacidad Inspiratoria (CI o IC).

TÉCNICAS DE MEDICIÓN DE VOLÚMENES VLOMUNES RESIDUALES

Pletismografía corporal:

La palabra pletismografía es el método más preciso y estima el volumen de gas compresible dentro del tórax.

Se fundamenta en la ley de Boyle-Mariotte, que dice que en un sistema cerrado a temperatura constante el producto de la presión (P) por el volumen (V) del gas es siempre constante (k). (P • V = k), por lo que, si en un sistema cerrado cambiamos P o V, como su producto permanece constante, entonces el producto P • V antes del cambio tiene que ser igual a P • V después del mismo, o sea, P1 • V1 = P2 • V2.

En el pletismógrafo el aparato respiratorio se convierte en un circuito cerrado en el que se cumple esa ley.

Método de dilución de los gases:

Con esta técnica el paciente inhala un volumen de gas conocido (V1) que contiene una concentración conocida (C1) de un gas inerte que no es soluble en los tejidos, generalmente helio (He).

Mediante técnicas de respiración única o múltiples, el He se va mezclando con el aire del pulmón y su concentración disminuye, lo que permite el cálculo de los volúmenes estáticos (V2) en función de la concentración del gas inerte que haya quedado tras la respiración (C2), mediante la siguiente relación: C1 x V1 = C2 x (V1 + V2). Se fundamenta en la práctica insolubilidad de este gas en los tejidos y en la ley de conservación de masas.

INTERPRETACIÓN Y APLICACIÓN CLÍNICA

La medición de volúmenes pulmonares estáticos aporta una información complementaria a la espirometría y el resultado se expresa en valor absoluto y como porcentaje de su valor de referencia. Sus principales aplicaciones clínicas son:

• El estudio de los patrones espirométricos restrictivos y mixtos (con un componente restrictivo y otro obstructivo). Al ser una prueba de función respiratoria no esfuerzo dependiente e incluir al Volumen Residual, puede determinar si el componente restrictivo se debe a una falta de colaboración del paciente (falsa restricción), a una verdadera restricción pulmonar o a un aumento del Volumen Residual por atrapamiento aéreo.

• Detección precoz de enfermedad bronquial. Otra aplicación de la determinación de los volúmenes es estudiar precozmente la obstrucción al flujo aéreo, ya que la obstrucción crónica al flujo puede comenzar con atrapamiento aéreo y aumento del Volumen Residual como única alteración funcional, manteniendo una espirometría y resistencias normales.

López-Campos JL, Arnedillo A, García C. Exploración funcional II(2005)

FORMAS QUÍMICAS EN QUE SE TRANSPORTA EL CO2

Transporte en el plasma:

Se realiza en tres formas:

1.- Parte se mantiene disuelta físicamente en el plasma, dependiendo de la presión parcial de CO₂ y de su coeficiente de solubilidad.

2.- Otra parte forma compuestos carbamínicos con las proteínas plasmáticas en una reacción rápida que no requiere de catalizador:

R-NH₂ + CO₂   R-NHCOO^- + H⁺ 

3.- Una pequeña cantidad reacciona con el agua para formar ácido carbónico e implicarse en el equilibrio ácido-base:

CO₂ + H₂O   H₂CO₃  H⁺ + HCO₃^-

Transporte por el glóbulo rojo

La mayor parte del CO₂ que difunde desde los tejidos hacia los capilares entra al glóbulo rojo, donde se transporta en las siguientes formas:

 1.-Una pequeña fracción permanece disuelta en el líquido dentro del glóbulo
.2.-Parte del CO₂ se combina con los grupos amino de la hemoglobina para formar compuestos carbamínicos.

3.-La mayor parte del CO₂ que penetra al glóbulo rojo a nivel tisular se hidrata como en el plasma, pero a mayor velocidad, ya que en el eritrocito existe una alta concentración de la enzima anhidrasa carbónica que cataliza la reacción. El bicarbonato que se forma se disocia en H⁺y HCO₃. Los iones H⁺son captados por la hemoglobina y los aniones HCO₃ salen del glóbulo rojo hacia el plasma, donde la concentración de este ión es menor, intercambiándose por el anión cloro (efecto Hamburger).

UNIDAD RESPIRATORIA

La unidad funcional respiratoria consta de 3 partes:

1.- Alveolo.

2.-Capilares.

3.- Espacio intersticial.

ALVEOLO: Los alvéolos pulmonares son los divertículos terminales del árbol bronquial, en los que tiene lugar el intercambio gaseoso entre el aire inspirado y la sangre. Son sacos recubiertos en su pared interna por líquido blanco y pegajoso, pueden tener más de un milímetro de diámetro y agente tensoactivo, hay aproximadamente 300 millones de ellos en todo el aparato respiratorio, ubicados en las terminaciones de los parpados pulmonares.

CAPILARES: Los capilares sanguíneos son los vasos sanguíneos de menor diámetro, están formados solo por una capa de tejido, lo que permite el intercambio de sustancias entre la sangre y las sustancias que se encuentran alrededor de ella.

ESPACIO INTERSTICIAL: Esta entre la pared del alveolo y la pared del capilar, normalmente es muy estrecho, de menos de 1 micra de ancho para evitar que exista una gran distancia entre alveolo y capilar y se mantenga una gran velocidad de difusión de gases. El espacio intersticial drena vía capilares linfáticos, al conducto torácico y a la aurícula derecha. Se calcula que su capacidad máxima de drenaje es cuando existen 25 mmHg de presión en el espacio intersticial.

MEMBRANA RESPIRATORIA

Es el conjunto de estructuras que deben cruzar los gases entre el alveolo y el capilar pulmonar. Está compuesta por 6 ítems que son los siguientes yendo desde el alveolo hacia el capilar:

1. Una monocapa de líquido que cubre la superficie interior del alveolo y que contiene el surfactante (dipalmitoillecitina).

2. El epitelio alveolar, formada por neumocitos tipo 1 y neumocitos tipo 2

Este último sintetiza el surfactante.

3. La membrana basal alveolar.

4. El espacio intersticial entre alveolo y capilar pulmonar.

Contiene una delgada capa de líquido. Drena vía capilares linfáticos – conducto torácico – vena cava superior – aurícula derecha.

5. membrana basal capilar.

6. endotelio capilar.

A pesar de ser 6 capas, la membrana respiratoria tiene un espesor muy delgado, solo de 0.5 micras, en cambio si tomamos en cuenta la superficie total de los 300 millones de alveolos, su área es muy amplia de 70 a 100 metros cuadrados.

Regulación de la actividad del centro respiratorio y Vitalometría.

REGULACIÓN DE  LA ACTIVIDAD DEL  CENTRO  RESPIRATORIO

La función principal y reguladora del sistema respiratorio es mantener las presiones normales de oxígeno y dióxido de carbono, así como la concentración de iones H⁺ o hidrogeniones, lo cual se consigue adecuando la ventilación pulmonar a las necesidades metabólicas orgánicas de consumo y producción de ambos gases, respectivamente. A pesar de las amplias variaciones en los requerimientos de captación de oxígeno y eliminación de dióxido de carbono, las presiones arteriales de ambos elementos se mantienen dentro de márgenes muy estrechos por una compleja regulación de la ventilación de los pulmones mediante determinados sistemas de control. Por tratarse de un tema muy complicado y disponerse ahora de nuevos conocimientos al respecto, se decidió describir en este breve artículo la organización morfofuncional general de los elementos que integran el sistema de control de la función respiratoria humana normal.

MsC. Lizet García Cabrera, MsC. Oscar Rodríguez Reyes y MsC. Oscar Bernardo Rodríguez Carballosa(2011)

Los elementos que intervienen son :

1. Sensores

2. Controladores

3. Efectores

SENSORES: Se encargan de recibir la información y enviarla a los controladores (centros respiratorios).

Sensores en el sistema nervioso central

1. Quimiorreceptores centrales
2. Receptores hipotalámicos (temperatura)
3. Centros en el prosencéfalo (funciones voluntarias)

Sensores fuera del SNC

1. Quimiorreceptores arteriales periféricos (fundamentalmente cuerpos carotídeos)
2. Receptores de las vías aéreas superiores: nasales, faríngeos, laríngeos

Receptores pulmonares

1. Receptores de estiramiento
2. Receptores de sustancias irritantes
3. Fibras C y receptores yuxtacapilares (receptores J)

Receptores de los músculos respiratorios (husos neuromusculares y órganos tendinosos de Golgi)

Receptores de las articulaciones costovertebrales

Los sensores detectan cambios en disímiles parámetros, tales como:

1. Presiones parciales de oxígeno (PO₂)
2. Presiones parciales de dióxido de carbono (PCO₂)
3. Concentración de iones H⁺
4. Grado de distensión pulmonar

CONTROLADORES (CENTROS RESPIRATORIOS). REGULACIÓN NERVIOSA DE LA FUNCIÓN RESPIRATORIA

Generan el ritmo respiratorio basal, procesan la información de los sensores y modifican, en consecuencia, su nivel de actividad.

Los controladores o centros respiratorios tienen las siguientes funciones:

1. Establecer el ritmo de la respiración y actuar como generadores centrales del patrón respiratorio.
2. Transmitir ese ritmo central a las motoneuronas que inervan los músculos respiratorios.
3. Ajustar el ritmo respiratorio y de la respuesta motora a las necesidades metabólicas (funciones homeostáticas), así como para cubrir las funciones conductuales y voluntarias (funciones no homeostáticas).
4. Utilizar el mismo gasto de energía para llevar a cabo varias funciones.

Los experimentos de transección a distintos niveles del SNC permitieron concluir que los centros encargados del control automático del ritmo respiratorio se localizaban en el tronco encefálico; en función estos resultados se hablaba de:

1. Centro neumotáxico, parte rostral de la protuberancia
2. Centro apnéustico, en la parte ventral
3. Serie de centros bulbares (principales responsables del ritmo respiratorio)

Los centros neumotáxico y apnéustico (o centros suprabulbares) se encargan de modular y afinar el centro respiratorio.

EFECTORES

Finalmente, los controladores trasmiten a los efectores (músculos respiratorios) las órdenes adecuadas para que la respiración ejerza su acción homeostática (por ejemplo: para el control de la temperatura corporal) o conductual.  La contracción de los músculos respiratorios se debe a impulsos nerviosos originados en las motoneuronas correspondientes de la médula espinal. La inervación de dichos músculos es recíproca, es decir, tanto la contracción como el incremento del tono son concomitantes con la relajación de sus antagonistas. En otras palabras, la contracción de los músculos inspiratorios determina simultáneamente la disminución del tono de los espiratorios y viceversa.

VITALOMETRIA:

Sirve para medir ciertos volúmenes y capacidades tales como:

• Volúmenes de ventilación pulmonar.
• Volúmenes de reserva inspiratoria.
• Volúmenes de reserva espiratoria.