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AFCC: Fisiología del sistema respiratorio- 2014 (segundo semestre)

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AFCC- SISTEMA RESPIRATORIO

Se trata de un Px de 65 años de edad que es llevado al Servicio de Urgencias con dificultad para respirar. El Px

tiene varios días padeciendo esta dificultad que se empeora cuando se acuesta. Cuenta que en la noche anterior

se acostó a dormir y despertó agitado y con gran sensación de falta de aire. Usted le encuentra lo

siguiente: Pa= 100/60 mmHg, Fc=120 cpm, Fr=28 cpm. El Px está consciente y orientado. La radiografía de tórax

reveló crecimiento de la silueta cardíaca grado IV y aumento de la trama vascular. Tiene abundantes

crépitos pulmonares. Se le Dx edema agudo de pulmón. Pruebas de laboratorio: pH= 7,32; PaCO2= 70 mmHg;

HCO3-= 34 mmHg

De acuerdo a lo anterior:

1. Edema pulmonar

a. ¿Qué es el edema pulmonar?

A la izquierda y alveolo de un pulmón sano; a la derecha un alveolo de un pulmón con edema

Edema pulmonar: acumulación anormal de líquidos en los pulmones, especialmente en los espacios entre

los capilares sanguíneos y el alveolo. Esto produce un deterioro del intercambio gaseoso

b. Relacione el edema del Px con un cuadro de insuficiencia ventricular izquierda

A menudo es causado por insuficiencia cardíaca congestiva (ICC). Esto ocurre cuando el corazón no

bombea sangre de manera eficiente, y ésta se represa en las venas que llevan sangre a través de los

pulmones. La presión en estos vasos sanguíneos se incrementa y el líquido es empujado hacia los

alvéolos en los pulmones. Este líquido reduce el movimiento normal del oxígeno a través de los

pulmones. Estos dos factores se combinan para causar dificultad para respirar. Entre sus signos y

síntomas están la dificultad para respirar al acostarse (ortopnea) y sensación de "falta de aire" o

"asfixia" ("disnea paroxística nocturna" si lo hace despertarse y tratar de tomar aire) los cuales

presenta el Px

2. Con respecto a la membrana de intercambio gaseoso

a. Indique los elementos que la integran

MEMBRANA DE INTERCAMBIO GASEOSO (Generación 17-32. Mide ≈0,5 µm)

1. Endotelio alveolar


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- Neumocitos I→ intercambio gaseoso. No se replican (sensibles al daño tisular). Ocupan el

90-95% de la superficie

- Neumocitos II→ secretan líquido surfactante. Son resistentes al daño tisular, se replican y

se pueden diferenciar en neumocito tipo I (la membrana basal debe estar íntegra). Ocupan el

5-10% de la superficie

2. Membrana basal epitelial

3. Espacio intersticial (contiene células fagocíticas y fibroblastos)

4. Endotelio capilar

b. ¿Cómo y por qué ocurre el intercambio gaseoso a este nivel?

Ocurre por difusión (gradiente de presiones)

IMPORTANTE: el intercambio gaseoso ocurre a nivel alveolar

Para el O2 Para el CO2

PAO2= 100 mmHg PACO2= 40 mmHg

PVO2= 40 mmHg PVCO2= 45-46 mmHg

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Gradiente O2= 60 mmHg Gradiente CO2= 5-6 mmHg

Obsérvese que para el O2 la PA>PV, de esta manera O2 el difunde de un sitio de mayor presión

(PAO2= 100 mmHg) a uno de menor presión (PVO2= 40 mmHg). Para el CO2 la PV>PA, de esta

manera CO2 el difunde de un sitio de mayor presión (PVO2= 45-46 mmHg) a uno de menor

presión (PAO2= 40 mmHg)

Los coeficientes de difusión tienen un valor de 0, 024 para el O2 y 0, 57 para el CO2. Como

consecuencia el CO2 difunde más rápido que el O2

c. ¿Cómo está la difusión de los gases en este Px? ¿Por qué?

Primariamente el aumento del espesor de la membrana de intercambio gaseoso (por acumulación de

líquido en el espacio intersticial) disminuye la tasa de difusión de los gases. Luego, producto del

aumento de T, se produce una disminución del ∆𝑃. Ni A ni D cambian, ambas son constantes

3. Pruebas de la función ventilatoria pulmonar

a. Indique cómo espera encontrar los volúmenes pulmonares estáticos y las capacidades

pulmonares en este Px

Variable ¿Cómo la tiene el Px? Valor normal (mL)

VT Disminuido 500

Volumen de aire inspirado y espirado en reposo

VRI Disminuido 3 000

Máximo volumen de aire inspirado, a partir del nivel

inspiratorio de reposo

VRE Disminuido 1 200

Máximo volumen de aire espirado a partir del nivel

espiratorio de reposo

CV Disminuido 4 700

CV= VT+VRI+VRE

CI Disminuido 3 500

CI= VT+VR

CPT Disminuido 6 000

CPT= VT+VRI+VRE+VR

CRF Disminuido 2 400

CRF= VRE+VR

𝐿𝑒𝑦 𝑑𝑒 𝐹𝑖𝑐𝑘 ↓ 𝐽 =(↓ ∆𝑃)(𝐴)(𝐷)

↑ 𝑇

Está disminuída

J= Tasa neta de difusión

∆P= Gradiente de presión

A= Área de difusión

D= Constante de difusión

T= grosor de la membrana


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b. Construya las curvas volumen Vs tiempo y Flujo vs volumen en este Px, y contrástelas

con una la de una persona normal

De izquierda a derecha. Px sano (A); Px con problemas obstructivos (B); Px con problemas restrictivos (C)

4. Distensibilidad tóraco-pulmonar (DTP)


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a. Mencione los tipos de resistencias al flujo que encontramos, en condiciones normales ¿Qué

modificaciones han ocurrido en este Px?

Resistencia

elástica

Resistencia que ofrece el pulmón a su estiramiento

Depende de: la presencia de tejido conectivo, tensión superficial y la

interdependencia pulmonar

Resistencia

no elástica

(dinámica)

Resistencias de las vías al paso del aire

Punto de mayor resistencias son las vías de mediano calibre

En el Px la resistencia elástica está aumentada

b. Defínala conceptualmente ¿Qué variables la determinan? Represente esta relación de

manera gráfica

DTP: variación de volumen que experimenta el pulmón por cada cambio de presión

Variables: cambio de volumen (VT, por ejemplo) y diferencia de presión entre el interior y el

exterior del pulmón (Ppl)

Fases de la rama inspiratoria

Fase I: inicio de la inspiración. Hay un gradiente de presión elevado en comparación al

volumen inspirado

Fase 2: pequeños cambios de presión movilizan mayores volúmenes de aire (punto de

mayor eficiencia)

Fase 3: a medida que aumenta el volumen dentro de los pulmones, se requiere mayor

cambio de presión. Hay una aproximación a la CPT

c. Relacione los cambios en la DTP de este Px con el trabajo respiratorio. Dibuje la gráfica de

trabajo respiratorio correspondiente. Compárela con la de un sujeto normal

Retractibilidad: capacidad de un

cuerpo elástico de volver a su estado

original, cuando cesa una fuerza que lo

distiende. Se opone a la distensión

Distensibilidad: cambio de forma que

experimenta un cuerpo cuando se le

aplica una fuerza (presión)

distorsionante


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El Px tiene una patología restrictiva (B) donde se produce un aumento del trabajo elástico y la

distensibilidad. El edema aumenta el líquido en el espacio intersticial de los alveolos pulmonares,

esto disminuye la DTP (aumenta la retractilidad, disminuye la DTP)

5. Relación VA/Qt

a. ¿Qué es y cómo es la VA/Qt en un sujeto normal que está de pie o sentado?

Es la relación entre ventilación alveolar y la perfusión tisular por unidad de tiempo. Para un sujeto

normal (sano) sentado o que esté de pie, la relación es igual para ambos casos

𝑉𝐴

𝑄𝑡=

4,2 𝐿/𝑚𝑖𝑛

5 𝐿/𝑚𝑖𝑛= 0,8

RECORDAR: VA=(VT-VD)Fr

b. Indique el tipo de unidades funcionales que usted puede encontrar en un sujeto normal

Normal

Patología

restrictiva

Patología

obstructiva

En la gráfica la recta AYB representa la

distensibilidad

El triángulo ABC representa el trabajo elástico

realizado durante la inspiración

La curva AXB representa el proceso de inspiración

La curva BZA representa el proceso de espiración


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Unidad VA/Qt Contenido

Espacio muerto

alveolar >1 + aire

Normal 0,8 + aire

Corto circuito <1 + sangre

c. ¿Hay ahora mayor diferencia en las zonas de flujo pulmonar? Explique ¿Cómo está la presión

de los vasos pulmonares de este Px?

En el Px no hay diferencia en las zonas de

flujo

Zona 3

- Está muy extendida a todo el

pulmón

- ↑Líquido y ↑sangre (EDEMA)

La presión en los vasos pulmonares está

aumentada→ ↓ Retorno venoso

d. Comente sobre el reclutamiento y distensión de los capilares pulmonares en este caso


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Tanto el reclutamiento como la distensión de capilares aumentan. El reclutamiento ocurre más en el

ápice, y la distensión ocurre más en la base

e. ¿Por qué presentó el Px edema pulmonar?

La PHC en el pulmón es baja (7mmHg) si se compara con la de los capilares sistémicos, y la ΠP es de 28 mmHg

(igual que en los capilares sistémicos). Además en los espacios intersticiales del pulmón existe la PHi más negativa

que en otros lechos, la cual desplaza líquido del capilar al intersticio.

La causa más frecuente de edema pulmonar es el aumento de la PHC, pero para que se produzca edema la PHC

debe elevarse a valores >30 mmHg. Es decir, existe un factor de seguridad de 23 mmHg (30 mmHg- 7 mmHg)


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Ley de Frank Starling: Relaciona la longitud inicial y fuerza de contracción en la fibra muscular cardíaca

A > longitud inicial (VDF), > Fuerza de contracción

A < longitud inicial (VDF), < Fuerza de contracción

La longitud de la fibra muscular al inicio de la contracción es función del VDF. La longitud inicial solo puede

aumentar hasta cierto valor. Por eso cuando el VDF es >150-170 ml, la fuerza de contracción disminuye. Esto

ocurre, por ejemplo, en cardiomegalias (como la que presenta el Px)

f. ¿Qué tipo de unidades funcionales predominan en este Px? Explique (ver pregunta b)

IC= ↓ fuerza de contracción

↑ llevado ventricular

↑ VSF ↑↑↑VDF

↑ Presión ventricular y

auricular

↑ Presión en vena pulmonar

↑ Fuerza de salida total y sobrepasa

la fuerza de entrada

VDF >150 ml


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En el Px se presenta las unidades funcionles corto circuito, donde hay más flujo tisular (sangre) que

ventilación alveolar (VA)

6. Curva de saturación-disociación Hb-O2

a. ¿De qué depende la SaHb-O2? ¿Cómo se encuentra en este Px?

La curva Saturación Hb-O2 depende de la cantidad de O2 presente en la sangre, y la cantidad de Hb

en la sangre. En este Px está disminuida

b. ¿Qué es la P50 y qué factores la modifican? ¿Cómo se encuentra en este Px?

P50= presión de O2 a la cual la Hb está saturada en un 50% (≈27 mmHg)

Factores que la modifican:

PaCO2 (↑)

T°

pH (↓)

2,3 DPG

En este Px la P50 está aumentada, porque la PaCO2 está aumentada, y el pH está disminuido

ACLARACIÓN: la P50 está aumentada, pero la curva está disminuida (corrida hacia la derecha).

Por lo tanto disminuye la afinidad entre el O2 y la Hb

c. Dibuje la curva de SaHb-O2 de un sujeto normal y compárela con la de este sujeto

RECORDAR: la Hb se satura a 97 mmHg, en condiciones normales


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7. Ventilación alveolar y su regulación

Variable Valor normal Valor del Px

Fr 12-16 28 (Aumentada)

pH 7,35-7,45 7, 32 (Disminuido)

PaCO2 (mmHg) 40 55 (Aumentada)

PaO2 (mmHg) 90-95 70(Disminuida)

HCO3- (mEq/L) 24-26 34 (Aumentado)

a. ¿Cómo está la VA en este Px? ¿Qué variables de este Px le permiten llegar a la conclusión

anterior?

La VA está disminuida. La VA está dada por:

VA= (VT-VD)Fr

La Fr está aumentada, pero quien realmente permite concluir cómo se encuentra la ventilación

alveolar es la PaCO2

Cuando hay hiperventilación (aumento de la VA) aumenta la PAO2, y como consecuencia aumenta

la Pa O2 ¿Por qué no se puede determinar la VA con la PaO2? En condiciones normales de

reposo la SO2 es de 97 mmHg, y la hiperventilación no producirá un cambio significativo de la CaO2

pues para que la SO2 aumente a un 100% la PO2 debe aumenta hasta 200 mmHg (habría que

aumentar demasiado la presión para que se produzca un cambio en la saturación de O2), cosa que

solo se logra en una atmósfera artificial

La hiperventilación disminuye PCO2. Como el CO2 difunde rápidamente, este gas de elimina más

rápidamente de lo que se produce, como consecuencia hay hipocapnia (disminución de PaCO2),

aumenta el pH arterial y se puede producir una alcalemia respiratoria (no es el caso de este Px)

b. ¿Cómo afecta la ventilación alveolar de este Px su estado ácido- base? ¿Qué tipo de

problemas ácido-base presenta este Px?

𝑝𝐻 =𝐻𝐶𝑂3 −

𝑃𝑎𝐶𝑂2

El Px presenta una acidemia respiratoria crónica. Es una acidemia porque el pH disminuye fuera

de los rangos normales. Es respiratoria porque el componente respiratorio (CO2) es el

componente primariamente afectado. Es crónica porque el HCO3- está aumentado (el riñón está

compensando el aumento de ácido en sangre). Este al hipoventilar aumenta la concentración de CO2

y disminuye la concentración de O2. Esto afecta la presión de los gases (Aumenta la PCO2 y

disminuye la PO2). En compensación la disminución de O2 y al aumento de CO2, el riñón produce

HCO3-, el cual amortigua el pH ácido de la sangre


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c. Construya un esquema sobre la regulación de la VA en este Px

d. ¿Qué tipo de patrón respiratorio presentará este Px y por qué?

Patrón respiratorio: taquipnea (Fr= 28, está aumentada)

Presenta un patrón taquipneico como respuesta refleja al déficit de O2, aumento de CO2 y

disminución del pH arterial, es decir, contiene TODOS los estímulos necesarios para activar los

QRP

↓ pH en LCR

↓PaO2

↑PaCO2

↓ pH

QRC

QRP

Centro

respiratorio

bulbar NC

IX y X

Corteza cerebral

↑ Fr y fuerza de contracción

de músculos

↑VE= (VT)(Fr)

↑VA= (VT-VD)(Fr)

↑PaO2

↓PaCO2

↑pH

Inhibición


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8. Realice un análisis integral del caso

Pacientemente esperé a Jehová, Y se inclinó a mí, y oyó mi clamor. Y me hizo sacar del pozo de la

desesperación, del lodo cenagoso; Puso mis pies sobre peña, y enderezó mis pasos. Salmos 40: 1-2

↑Presión venosa y capilar (Pulmones)

↑ Llenado ventricular y VSF

↑↑VDF

↓ Fuerza de contracción

Relación del edema con ICizquierda

EDEMA

↓J por ↑T

(cambio 1°)

↓Saturación

Hb-O2

Se produce

Volúmenes

pulmonares

disminuidos

(FEV1/FVC=

> 80%)

↓ DTP

↑de la P50

↑Wrespiratorio

↑ resistencias

elásticas

Por

↑PaCO2

↓PaO2

↓pH

Curva: desvía a

la derecha

Zona 3 Cortocircuito

fisiológico

↓VA/Qt

(<0,8)

Pa>Pv>PA


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Fuentes:

1. Edema pulmonar: http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/000140.htm

2. Generalidades sobre la ICC: http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/000158.htm

3. Principios básicos del intercambio gaseoso:

http://es.slideshare.net/FranciscoRizzoRodriguez/principios-basicos-del-intercambio-gaseoso

4. Texto cognitivo Fisiología respiratoria- Medicina. Herrera, Nereida. Abril 2014

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