Mechanism
el mecanismo general de la respiración para ventilar los alvéolos se divide en cuatro aspectos: cumplimiento pulmonar, cumplimiento de la pared torácica, resistencia de las vías respiratorias y tasa de ventilación. Estos componentes trabajan para facilitar el principio de que a medida que el pulmón se expande, la presión del aire en los alvéolos cae, haciendo que el aire se mueva hacia los pulmones. A medida que el volumen pulmonar disminuye, la presión aumenta, forzando el aire fuera de los pulmones.,
la conformidad pulmonar se basa en las propiedades elásticas de los tejidos de soporte que rodean los alvéolos y la tensión superficial de los alvéolos. La ecuación matemática es:
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cumplimiento pulmonar = 1 / elastancia o cambio en el volumen pulmonar / cambio en la presión pulmonar
Las propiedades elásticas se ejemplifican mejor con bandas elásticas. Cuando se estira, ¿con qué facilidad y fuerza el tejido vuelve a su configuración original? La elasticidad es controlada por el contenido de elastina (fibras elásticas) y colágeno (fibras estructurales rígidas) dentro del tejido pulmonar., La tensión superficial de los alvéolos describe la facilidad con la que se permite que los alvéolos se expandan. Una alta tensión superficial tiende a hacer que los alvéolos colapsen y no se expandan con la aireación. La tensión superficial es reducida por las células de neumocitos tipo II dentro del pulmón que producen una secreción líquida compuesta de aproximadamente 40% dipalmitoilfosfatidilcolina, 40% otros fosfolípidos y 20% otros lípidos.
el cumplimiento de la pared torácica se basa de manera similar en las propiedades elásticas., Sin embargo, se trata más de un equilibrio entre el retroceso elástico de la pared torácica, que intenta aumentar el volumen pulmonar, y las propiedades elásticas del pulmón, que intentan disminuir el volumen pulmonar.
la resistencia de la Vía Aérea se basa en el principio físico de la Ley de Ohm donde:
mirando las matemáticas involucradas, es importante hacer algunas suposiciones básicas. La viscosidad del aire no cambia, y la longitud de las vías respiratorias no cambia. Esto deja la única variable en la ecuación que fisiológicamente se ajusta a ser el diámetro de la vía aérea., La resistencia de la respiración, por lo tanto, está controlada principalmente por el diámetro de la vía aérea. El cambio de diámetro tiene tres etiologías principales: intraluminal, como secreciones que bloquean la vía aérea; intramural, como edema o espacio intersticial; o extraluminal, como pérdida de colágeno intersticial y tejidos de tracción elástica.
finalmente, la tasa de ventilación aumenta la tasa de intercambio de oxígeno del aire ambiental hacia el pulmón y elimina el dióxido de carbono del pulmón para mantener concentraciones favorables de estos gases y facilitar la difusión.,
Difusión
la Difusión es el principio de que las sustancias pasivamente pasar de un área de mayor concentración a un área de menor concentración. La ventilación funciona para crear un ambiente donde el oxígeno está en alta concentración en el pulmón y el dióxido de carbono está en menor concentración en el pulmón, en relación con los capilares pulmonares. Sin embargo, igualmente importante para la velocidad de difusión es la solubilidad de un gas en líquido, la densidad del gas y el área de superficie disponible para que la difusión ocurra dentro del pulmón., El dióxido de carbono es altamente soluble en condiciones fisiológicas; por lo tanto, el oxígeno es el factor limitante de preocupación aquí. Las densidades de Gas son insignificantes en condiciones fisiológicas. La superficie total disponible, sin embargo, es una variable muy importante en la patología pulmonar. A medida que el área de superficie alveolar total disminuye en relación con la perfusión arteriolar disponible, el espacio potencial disponible para difundir oxígeno en la sangre disminuye. Una malformación en cualquiera de estos parámetros puede conducir a hipoxia. La notación principal para monitorear el gradiente de difusión de oxígeno es el gradiente A-A., A-a gradiente de oxígeno se calcula como:
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A-a gradiente de oxígeno = PAO – PaO
PaO se mide por gas sanguíneo arterial, mientras que PAO se calcula utilizando la ecuación de gas alveolar:
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PAO = (FiO2 x ) – (PaCO2 ÷ R)
donde FiO2 es la fracción de oxígeno inspirado (0.21 en el aire ambiente), patm es la presión atmosférica (760 mmHg a nivel del mar), ph2o es la presión parcial del agua (47 mmHg a 37 grados C), PaCO2 es la tensión arterial de dióxido de carbono, y R es el cociente respiratorio. El cociente respiratorio es aproximadamente 0.,8 en estado estacionario, pero varía según la utilización relativa de carbohidratos, proteínas y grasas.