Ventilacion Mecanica

CAPÍTULO 4 EFECTOS SISTÉMICOS DE LA VENTILACIÓN MECÁNICA

Objetivos

• Discutir los efectos fisiológicos de la ventilación mecánica sobre los diferentes sistemas orgánicos.

• Destacar la influencia de la presión media de la vía aérea en los efectos beneficiosos y adversos de la ventilación con presión positiva.

• Describir los procedimientos que pueden utilizarse para minimizar los efectos cardiovasculares adversos del soporte ventilatorio.

• Comentar algunos efectos fisiológicos derivados de la intubación endotraqueal.

Introducción

La ventilación mecánica puede definirse como un método físico que utiliza un aparato mecánico para el soporte artificial de la ventilación y la oxigenación, cuando el sistema respiratorio es insuficiente. Aunque los sistemas de ventilación con presión negativa y circuitos extracorpóreos podrían responder a esta definición, este capítulo se centrará en la utilización de una presión positiva para efectuar el soporte ventilatorio mecánico.

Tradicionalmente se han utilizado los términos «ventilador» y «respirador» de forma indistinta; sin embargo, el ventilador sólo proporciona el movimiento de gases dentro y fuera de los pulmones (ventilación) y no asegura el intercambio molecular de oxígeno y dióxido de carbono alveolocapilar (respiración), por lo que debería reservarse el nombre de «ventilador mecánico» para estas máquinas capaces de ventilar.

1 Conceptos básicos de mecánica respiratoria

1.1 Gradientes de presión a través del sistema respiratorio

1.2 Diferencias entre ventilación espontánea y ventilación mecánica

2 Efectos fisiológicos de la ventilación mecánica

2.1 Presión media de la vía aérea

3 Efectos respiratorios

3.1 Cortocircuito (shunt)

3.2 Espacio muerto

3.3 Redistribución de la ventilación y flujo sanguíneo pulmonar

4 Efectos cardiovasculares

4.1 Reducción del retorno venoso

4.2 Aumento de la resistencia vascular pulmonar

4.3 Compresión del corazón por el pulmón distendido

4.4 Isquemia miocárdica

4.5 Mecanismos compensadores

4.6 Efecto beneficioso de la presión positiva en la disfunción ventricular izquierda

4.7 Reducción de los efectos adversos de la ventilación mecánica sobre el sistema cardiovascular

5 Efectos renales

5.1 Respuesta renal a los cambios hemodinámicos

5.2 Efectos endocrinos de la ventilación con presión positiva

6 Efectos neurológicos

6.1 Reducción de la presión de perfusión cerebral

6.2 Incremento de la presión intracraneal

7 Efectos sobre el aparato digestivo

7.1 Efectos en la mucosa gástrica

7.2 Disfunción hepática

8 Repercusiones fisiológicas de la intubación endotraqueal

8.1 Respuesta cardiovascular a la intubación endotraqueal

8.2 Efectos de la presencia del tubo endotraqueal

Puntos clave

Bibliografía recomendada

1 Conceptos básicos de mecánica respiratoria

1.1 Gradientes de presión a través del sistema respiratorio

Para que se produzca la inspiración debe haber un gradiente de presión entre la vía aérea superior y los alvéolos. Este gradiente periódico de presión tiene que vencer la impedancia del sistema respiratorio (resistencia y elastancia) para generar un flujo de gas que ocasione un cambio en el volumen pulmonar en función del tiempo.

La cantidad de presión necesaria para inflar los pulmones, denominada presión transrespiratoria, es la resultante de todas las presiones que actúan sobre el sistema respiratorio, constituidas por la presión de ventilación, generada por el ventilador mecánico y la presión muscular, producida por la contracción de los músculos respiratorios. Si la musculatura está inactiva (apnea o parálisis muscular), la presión muscular será nula y por tanto toda la presión aplicada derivará del ventilador.

La presión transrespiratoria es el gradiente de presión entre la vía aérea superior y la superficie corporal, e incluye dos componentes: la presión necesaria para vencer el componente resistivo o presión transviaaérea (gradiente de presión entre la vía aérea superior y los alvéolos), determinada por la resistencia de la vía aérea y el flujo inspiratorio, y la presión requerida para vencer el retroceso elástico o presión transtorácica (gradiente de presión entre el espacio alveolar y la superficie corporal), relacionada con el volumen circulante y la distensibilidad toracopulmonar. El volumen pulmonar está determinado por la presión transpulmonar (gradiente de presión entre los espacios alveolar e intrapleural) y equivale a la presión de distensión alveolar.

La relación entre los diferentes gradientes de presión viene representada por la «ecuación de movimiento» del sistema respiratorio (véase la figura 1).

Figura 1. Ecuación de movimiento.

1.2 Diferencias entre ventilación espontánea

y ventilación mecánica

La diferencia fundamental entre la ventilación espontánea y la ventilación mecánica radica en la inversión de la presión intratorácica (intrapleural) durante la fase inspiratoria. La inspiración espontánea se produce por generación de una presión intratorácica subatmosférica (presiones pleural y alveolar negativas), como consecuencia de la contracción de los músculos respiratorios (diafragma), que provoca la expansión de la cavidad torácica. Por el contrario, durante la ventilación mecánica, al aplicar una presión positiva a las vías aéreas aumenta la presión intratorácica (presiones alveolar y pleural positivas). En ambas situaciones, bien por descenso de la presión intrapleural o por aumento de la presión alveolar, se produce un incremento en la presión transpulmonar que origina un cambio en el volumen del pulmón. Este distinto mecanismo por el cual se consigue el mismo objetivo de incrementar el volumen pulmonar es el causante de la mayoría de las diferencias fisiológicas entre la ventilación espontánea y la mecánica.

2 Efectos fisiológicos de la ventilación mecánica

Debido a las interacciones homeostáticas de los pulmones y otros órganos, la ventilación mecánica puede afectar a casi cualquier sistema corporal. Sus efectos dependerán del cambio en las presiones fisiológicas dentro del tórax (positividad de la presión intratorácica), y su magnitud estará en relación con la presión media de la vía aérea y con el estado cardiopulmonar del paciente.

2.1 Presión media de la vía aérea

La presión media de la vía aérea es el promedio de presión generada durante todo el ciclo ventilatorio mecánico (inspiración y espiración), se relaciona con la cantidad y la duración de la presión aplicada, y depende de todos los factores que influyen en la ventilación, tales como la presión inspiratoria, la presión positiva al final de la espiración (PEEP) y la relación entre la duración de la inspiración y de la espiración. La presión media de la vía aérea es uno de los determinantes principales de la oxigenación, ya que aumenta la presión alveolar media y favorece el reclutamiento alveolar. Sin embargo, debido al incremento de la presión intratorácica que produce, también es la causa de los efectos deletéreos de la ventilación con presión positiva sobre el sistema cardiovascular.

3 Efectos respiratorios

La ventilación mecánica ejerce sus efectos sobre el sistema respiratorio principalmente mediante variaciones en la relación ventilación-perfusión.

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3.1 Cortocircuito (shunt)

La causa más importante de hipoxemia es el cortocircuito (shunt) intrapulmonar, que se produce cuando la sangre fluye a través de alvéolos no ventilados (perfusión sin ventilación) y por tanto no participa en el intercambio gaseoso. Las enfermedades pulmonares más representativas de este mecanismo fisiopatológico son la atelectasia, el edema pulmonar, el distrés respiratorio agudo y la neumonía.

La ventilación mecánica puede reducir el shunt y mejorar la oxigenación por dos mecanismos:

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