Esencia del proceso respiratorio y sus tipos
La respiración es un proceso vital y continuo de intercambio gaseoso, principalmente de oxígeno (O2) y dióxido de carbono (CO2). El principal mecanismo físico de este intercambio es la difusión bilateral. Es importante entender que esta ocurre siempre estrictamente a lo largo del gradiente de presión parcial: las moléculas de gas se desplazan de forma autónoma desde una zona de mayor presión hacia una de menor presión.
En la ciencia médica y la fisiopatología, el proceso respiratorio se divide tradicionalmente en dos grandes etapas interconectadas:
- Respiración externa. Es la etapa básica en la que se produce la difusión bilateral de gases. El oxígeno y el dióxido de carbono superan una barrera especializada: la membrana alvéolocapilar (aerogemática). A un lado de esta membrana se encuentra el aire de los alvéolos pulmonares y al otro, la sangre que fluye a través de la densa red de capilares de los tabiques interalveolares.
- Respiración tisular (a menudo denominada también «interna»). Esta etapa incluye la difusión bidireccional de gases directamente a nivel de los órganos internos. El intercambio se realiza entre la sangre capilar y el medio interno de los tejidos corporales. Además, este término tiene un significado estrictamente bioquímico: los especialistas entienden por respiración tisular la utilización directa de las moléculas de O2 por parte de las células durante su complejo metabolismo interno.
Principales formas de trastornos de la respiración externa
La patología del sistema de respiración externa comprende varias formas típicas. Cada una de ellas está indisolublemente ligada a la alteración de un eslabón concreto que asegura el normal intercambio gaseoso en el tejido pulmonar. Los principales trastornos se agrupan en cuatro categorías clave:
- Trastornos de la ventilación alveolar pulmonar. El problema radica en la alteración del suministro de aire fresco al espacio alveolar o en la dificultad para su expulsión al exterior.
- Trastornos de la perfusión pulmonar sanguínea. En este caso se afecta el flujo sanguíneo en los capilares que rodean los alvéolos. Debido a esto, el aire transportado a los pulmones no puede participar plenamente en el intercambio gaseoso con el torrente sanguíneo.
- Alteración de la adecuación de la relación entre ventilación y perfusión pulmonar (relación ventilación-perfusión). En condiciones normales, los flujos de aire entrante y sangre circulante deben estar estrictamente equilibrados. Si se pierde la adecuación de esta delicada relación, la eficiencia respiratoria global cae en picado.
- Trastornos de la difusión de gases. Surgen obstáculos para el libre paso de O2 y CO2 directamente a través de la membrana alvéolocapilar (aerogemática).
Trastornos de la ventilación alveolar
Entre todos los trastornos posibles de la respiración externa, los problemas de ventilación tienen una importancia clínica especial. Globalmente se dividen en dos grupos opuestos: hiperventilación alveolar e hipoventilación alveolar.
Hipoventilación alveolar: es aquella forma típica de patología de la respiración externa en la cual el volumen real (efectivo) de la ventilación alveolar por unidad de tiempo resulta inferior al que el organismo necesita en unas condiciones concretas dadas. En otras palabras, los pulmones no pueden hacer frente físicamente a la demanda actual de renovación de la mezcla gaseosa por parte del cuerpo.
La disminución de la ventilación de los alvéolos pulmonares nunca surge sin motivo. Siempre está condicionada por dos grandes grupos de factores:
- Trastornos de la biomecánica de la respiración externa. Este grupo incluye las alteraciones en el funcionamiento del propio aparato respiratorio, que impiden la ejecución física normal de la inspiración y la espiración.
- Trastornos de la regulación de la respiración externa. Aquí la raíz del problema radica en fallos en las señales de control que dirigen el proceso respiratorio.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué trastornos concretos de la biomecánica de la respiración externa conducen a la hipoventilación?
La disminución de la ventilación alveolar pulmonar puede deberse a trastornos de la biomecánica de la respiración externa. Entre estos trastornos se encuentran:
- Obstrucción de las vías respiratorias: alteración de su permeabilidad.
- Alteración de la distensibilidad pulmonar: trastornos restrictivos.
¿Cuál es la patogenia y cuáles son las consecuencias de la alteración de la relación ventilación-perfusión?
La patogenia de la alteración de la relación ventilación-perfusión consiste en el desacoplamiento entre la ventilación y la perfusión: la discordancia entre el flujo sanguíneo y la ventilación en zonas de los pulmones o en la totalidad de estos. Dicho trastorno actúa como mecanismo en el desarrollo de la insuficiencia respiratoria.
Consecuencias indicadas en las fuentes:
- Hipoxemia: se desarrolla al alterarse las relaciones ventilación-perfusión.
- En caso de alteración de las relaciones ventilación-perfusión debida a una ventilación alveolar insuficiente, es posible una forma con hipoxemia e hipercapnia.
- Cianosis pulmonar: se manifiesta a través de la hipoventilación alveolar y la alteración del equilibrio ventilación-perfusión.
- Tomando el EPOC como ejemplo: las zonas con bajo VA/Q contribuyen de forma principal a la hipoxemia; las zonas con alto VA/Q aumentan el espacio muerto fisiológico y requieren un incremento compensatorio de la ventilación global para mantener un PaCO2 normal.
¿Qué causas provocan los trastornos de la difusión de gases a través de la membrana aerogemática?
La alteración de la difusión de gases a través de la membrana aerogemática se relaciona en las fuentes con los siguientes estados y mecanismos:
- Lesiones graves del parénquima pulmonar, en las cuales se desarrolla insuficiencia respiratoria parenquimatosa. Entre los ejemplos se indican la infección generalizada, la aspiración de líquidos, la afectación de bronquios y bronquiolos, la inhalación de gases tóxicos, el edema pulmonar y el shock.
- Edema de la membrana aerogemática en el coma hipotiroideo: dificulta la difusión de gases.
- En la insuficiencia cardíaca sistólica crónica: edema intersticial y alteración de la difusión de gases a través de la membrana alvéolocapilar engrosada.
- Lesión de la membrana alvéolocapilar: conduce a una disminución de la superficie respiratoria y a una reducción de la capacidad de difusión de los pulmones.
¿Qué trastornos de la regulación de la respiración externa provocan hipoventilación?
La hipoventilación alveolar puede deberse a alteraciones en los mecanismos de regulación de la respiración externa. Estos se dividen en tres grupos:
- Centrógenos (neuroígenos): lesión del centro respiratorio; también se señalan la patología del centro respiratorio y de las vías de conducción del sistema nervioso central, por ejemplo, traumatismos obstétricos y tumores cerebrales.
- Aferentes: impulsación aferente insuficiente o excesiva hacia las neuronas del centro respiratorio. Una aferencia inhibitoria excesiva puede suprimir la actividad del centro respiratorio; entre las causas se indican dolor intenso en la zona torácica o de las vías respiratorias, irritación excesiva de la mucosa de las vías aéreas, inhalación de irritantes, efecto térmico, bronquitis aguda y traqueítis.
- Eferentes: alteración de la inervación de la musculatura respiratoria, incluida la patología de la transmisión de impulsos en las sinapsis neuromusculares de los músculos intercostales y el diafragma; ejemplos: poliomielitis, miastenia gravis, polineuritis.
¿Qué factores conducen a trastornos de la perfusión sanguínea pulmonar?
Los trastornos de la perfusión pulmonar se destacan en las fuentes como uno de los mecanismos de alteración de la función de intercambio gaseoso de los pulmones. Entre los factores y mecanismos confirmados se encuentran:
- Insuficiencia circulatoria: en el coma hipotiroideo se indica una disminución del flujo sanguíneo pulmonar asociada a la insuficiencia circulatoria.
- Trastornos de la microcirculación pulmonar: lesión del endotelio de los microvasos, trastornos de la hemostasia con desarrollo de síndrome trombomorrágico, alteraciones microcirculatorias intravasculares, transmurales y extravasculares.
- Disminución del volumen sanguíneo circulante (VSC) y aumento de la viscosidad sanguínea; conducen a alteraciones de la microhemodinámica central, tisular y orgánica; entre las consecuencias se señala la hipoxia respiratoria como trastorno de la perfusión pulmonar.
- En los traumatismos torácicos, el hemotórax, el neumotórax y el hematoma intrapulmonar modifican la resistencia vascular de la circulación menor; el neumotórax y el hemotórax agudizan las alteraciones respiratorias y circulatorias.
Para recordar fácilmente los cuatro tipos de trastornos de la respiración externa, utilice la abreviatura VPPD: Vентиляция (el aire no llega), Pерфузия (la sangre no llega), Pропорция (alteración de la relación ventilación-perfusión), Dиффузия (el gas no atraviesa la membrana).
Preguntas de clases y exámenes
¿Cuál es la principal fuerza impulsora para el intercambio de gases durante la respiración?
La principal fuerza impulsora es el gradiente de presión parcial. Precisamente gracias a la diferencia de presiones, el oxígeno y el dióxido de carbono difunden a través de las barreras biológicas.
¿Cuál es la diferencia fundamental entre la respiración externa y la tisular?
La respiración externa es el intercambio gaseoso entre el aire alveolar y la sangre de los capilares pulmonares. La respiración tisular es el intercambio de gases entre la sangre y los tejidos, así como el proceso de consumo de oxígeno por las propias células para mantener el metabolismo.
¿Qué es la membrana aerogemática?
Es una barrera especializada (membrana alvéolocapilar) a través de la cual se realiza la difusión bilateral de gases entre el aire de los alvéolos y la sangre en los tabiques interalveolares.
¿Cuáles son las principales causas del desarrollo de la hipoventilación alveolar?
La disminución de la ventilación alveolar es causada por dos grupos principales de factores: trastornos de la biomecánica de la respiración externa y alteraciones de los mecanismos de su regulación.
Qué más repasar sobre el tema
- Análisis detallado de los factores que provocan trastornos en la biomecánica de la respiración externa.
- Mecanismos de alteración de la regulación de la respiración externa.
- Patogenia de la hiperventilación alveolar y sus consecuencias para el organismo.
- Causas de la alteración de la difusión de gases a través de la membrana aerogemática.
- Cambios en la relación ventilación-perfusión en diversas patologías.
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