Alteraciones de la perfusión pulmonar - fisiopatología respiratoria

Alteraciones de la perfusión

La perfusión o circulación pulmonar (Q) consiste en el flujo de sangre venosa a través de la circulación pulmonar hasta los capilares y el retorno de sangre oxigenada al corazón. En palabras más simples, la perfusión se define como el flujo sanguíneo pulmonar, el cual esta representado por Q.

La circulación pulmonar es doble, por un lado está la circulación encargada de nutrir las células y el tejido pulmonar y por otro lado está la circulación encargada del intercambio gaseoso. La primera es la circulación bronquial y forma parte del circuito sistémico mayor, mientras que la segunda forma parte del circuito denominado pulmonar o menor.

El circuito pulmonar comprende como ya se ha mencionado con anterioridad, el recorrido de la sangre entre el ventrículo derecho y la aurícula izquierda, en el ventrículo derecho se origina la arteria pulmonar la cual a los 5 cm de su recorrido se divide en sus ramas principales derecha e izquierda que vascularizan los pulmones correspondientes después de ramificarse en arterias cada vez más pequeñas hasta llegar a las arteriolas y los capilares pulmonares, lugar donde se realiza el intercambio gaseoso.

Una vez que se ha realizado dicho intercambio, la sangre regresa al corazón mediante el sistema venoso pulmonar

La ventilación pulmonar (V) es la primera etapa del proceso de la respiración y consiste en el flujo de aire hacia adentro y hacia afuera de los pulmones, es decir, en la inspiración la contracción del diafragma y de los músculos inspiratorios da lugar a un incremento de la capacidad de la cavidad torácica, por una diferencia de presión, con lo que hace que el aire entre en las vías respiratorias. Durante la espiración, los músculos respiratorios se relajan y vuelven a sus posiciones de reposo y el aire sale de los pulmones.

La relación ventilación-perfusión es la relación entre la cantidad de aire que llega a los alvéolos (la ventilación alveolar, V, en ml/min) y la cantidad de sangre que se envía a los pulmones (el gasto cardíaco o Q – también en ml/min).

Calcular la relación V/Q es bastante fácil:

V/Q = ventilación alveolar/gasto cardíaco

V/Q = (4 L/min)/(5 L/min)

(aquí sólo he utilizado los valores «medios» en reposo para cada uno de nuestros parámetros)

V/Q = 0.8

Una vez que el oxígeno (O2) ha atravesado la membrana respiratoria y llega a la sangre pulmonar, tiene que ser transportado hasta los capilares de los tejidos para que se pueda difundir al interior de las células. El transporte de O2 por la sangre se realiza principalmente en combinación con la hemoglobina (Hb) en un 97%, aunque una pequeña parte de oxígeno se transporta también disuelto en el plasma en un 3%.

Como hemos visto anteriormente, la relación V/Q es el equilibrio entre la ventilación (aportar oxígeno a/retirar CO2 de los alvéolos) y la perfusión (retirar O2 de los alvéolos y añadir CO2). La relación V/Q es importante porque la relación entre la ventilación y la perfusión es uno de los principales factores que afectan a los niveles alveolares (y por tanto arteriales) de oxígeno y dióxido de carbono.

En condiciones normales, 4 litros de ventilación cada minuto entran en el tracto respiratorio mientras que 5 litros de sangre pasan por los capilares pulmonares. Esta proporción (el 0,8 que hemos calculado anteriormente) nos da los gases sanguíneos normales:

Variable                               Valor normal

PaO2                          95 – 100 mm Hg

PaCO2                                          40 mm Hg

El intercambio gaseoso depende de este. Factores que interfieren:

• Espacio muerto
• Cortocircuito
• Desequilibrio V/Q

1. Espacio muerto Volumen de aire que entra al sistema (se moviliza) respiratorio y no participa en el intercambio gaseoso.

• Anatómico (fijo): 150 a 200 ml, vías aéreas de conducción --> tráquea, grandes bronquios.  
• Alveolar (variable): 5 a 10 ml, aumenta en diferentes patologías respiratorias. Se produce cuando hay un alveolo ventilado pero no perfundido (V=1; Q=0; V/Q=indeterminado / muy alto). Obstrucción de un vaso sanguíneo.
• Fisiológico: anatómico + alveolar.

2. Cortocircuito Sangre sin oxigenar que se mueve del lado derecho al izquierdo del corazón = alveolo no ventilado (V=0; Q=1; V/Q= 0/1)

• Anatómico: intracardiaco 5%
• Alveolar (variable): Neumonía bacteriana, edema pulmonar.

Ambos (1 y 2) son trastornos absolutos de V y Q. El 90% de enfermedades respiratorias son un desequilibrio V/Q

3. Desequilibrio V/Q

• Alteración variable de la V sobre la Q o viceversa.
• No llegan a ser un trastorno extremo
• Todas las patologías respiratorias tienen algún tipo de V/Q

Alteraciones de la relación V/Q

Se habla de alteración de la distribución V/Q cuando la relación entre la ventilación y perfusión en determinados alvéolos difiere de la de todo el pulmón en una medida funcionalmente significativa.

En este caso, puede pensarse principalmente en dos posibilidades:

Una perfusión restringida de determinados alvéolos en proporción a la ventilación aparece en caso de obstrucciones vasculares. Además, los capilares pueden apartarse de los correspondientes alvéolos debido al crecimiento de tejido conectivo. Finalmente, si se produce una destrucción de los tabiques alveolares, puede disminuir el suministro de sangre en los alvéolos.

1 La perfusión deficiente de los alvéolos ventilados amplía el espacio muerto funcional, debido a que el aire en estos alvéolos ya no toma parte en el intercambio gaseoso. La alteración puede compensarse respirando profundamente. Si una gran parte de los alvéolos ventilados no se perfunde, también se hace perceptible la reducción de la superficie de difusión, que entonces ya no puede compensarse por medio de la respiración profunda.

2 En el caso de una ventilación deficiente de los alvéolos perfundidos (-A), la sangre ya no se satura suficientemente con O2, ni se libera proporcionadamente CO2. En un caso extremo, se genera un shunt arteriovenoso funcional. En el caso de patologias pulmonares obstructivas los bronquios se encuentran en parte contraidos y no permiten una ventilación normal de sus alvéolos. La ventilación de determinados bronquiolos puede hallarse impedida en el caso de que se haya producido una compresión tumoral. El desarrollo, y con ello la ventilación de partes del pulmón, pueden verse perjudicados, por ejemplo, por cicatrices (placas pleurales) o por una parálisis del diafragma.

En estos casos hay un desequilibrio entre la ventilación y la perfusión regional. La sangre atraviesa zonas con baja ventilación alveolar, en esas zonas la sangre no es bien oxigenada y queda desaturada, lo que implica que tiene bajas cantidades totales de oxígeno, baja saturación de oxígeno de la hemoglobina y poco oxigeno disuelto.

La sangre que viene de zonas bien ventiladas tiene altas cantidades de oxígeno, en su mayor parte unido a la hemoglobina, la cantidad de oxígeno disuelto en el plasma es mínima, aún en casos en que la presión arterial de oxígeno sea elevada.

Cuando se combina la sangre procedente de ambas zonas, la saturación total de la hemoglobina equivaldrá al promedio de las saturaciones originales (no al promedio de la presión arterial de oxigeno), pero el oxígeno disuelto en la sangre hiperoxigenada es demasiado poco como para resaturar la hemoglobina total y por tanto, no es capaz de compensar. De este modo la saturación total se ve reducida. Si se aplica oxigeno suplementario este alcanzará lentamente las zonas hipoventiladas, por lo que el contenido de oxígeno de la sangre correspondiente aumentará y también lo hará la mezcla arterial total.

• Baja PiO2: una baja presión inspirada de oxigeno hace referencia a cuando la mecánica respiratoria del paciente está bien, sin embargo la cantidad de oxigeno será baja en proporción a la cantidad de aire inspirado. Un claro ejemplo de esto puede ser un paciente que está en un incendio o cuando se está a una altura significativa sobre el nivel del mar.

• Shunt o cortocircuito intrapulmonar: En este caso la sangre venosa pulmonar no entra en contacto con el gas alveolar. Se da cuando la sangre de los capilares pulmonares atraviesa por alvéolos que no están ventilados.

En otras palabras, el Shunt pulmonar representa el extremo del desequilibrio V/Q. Se produce cuando la sangre venosa mixta perfunde áreas extensas del pulmón no ventiladas y no se enriquece en O2, produciendo mezcla venosa y empobreciendo el contenido arterial de O2.

El colapso del alvéolo se produce cuando al final de la espiración el volumen disminuye por debajo del volumen crítico o mínimo que lo mantiene en expansión residual. Por debajo de este volumen crítico el alvéolo se oblitera al final de la espiración y puede permanecer luego en ese estado iniciando microatelectasias. Con ello se produce hipoxia, por “shunt”, y el pulmón pierde distensibilidad

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