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El aparato respiratorio se diseña evolutivamente para facilitar el intercambio de los gases respiratorios (O2 y CO2 ) con la sangre, como vehículo esta última de los mismos hacia y desde los tejidos, donde se realiza la respiración celular.
La sangre venosa sale de los tejidos con baja presión de O2 (40 mm Hg) y alta de CO2 (46 mm Hg), dirigiéndose al corazón derecho y de éste a la región pulmonar, donde se equilibra con las presiones parciales de O2 y CO2 pulmonar, arterializándose (presión de O2 de 100 mm Hg y de CO2 de 40 mm Hg), modificándose con ello las presiones parciales de estos gases en los pulmones.
Los gases respiratorios tienen que pasar de una fase gaseosa a otra líquida y viceversa. Este paso viene gobernado por las leyes físicas de los gases, que nos indican la presión que debe tener cada uno de ellos en una mezcla de gases dentro de un volumen de aire, y la presión que deben tener en una disolución líquida en función de su solubilidad. Estas presiones parciales en una mezcla gaseosa y en una líquida son las que gobiernan el intercambio hematogaseoso.
El intercambio hemato gaseoso viene definido por la difusión, donde además del gradiente de presiones parciales para cada gas como motor del intercambio, también intervienen las resistencias a la difusión definidas por el área activa de intercambio, su espesor y la solubilidad del gas en la misma.
Debido al intercambio hemato gaseoso pulmonar, se produce una disminución continua de la PAO2 y un aumento de la PACO2, lo que hace imprescindible el refresco continuo del aire alveolar con objeto de mantener el gradiente óptimo de presiones parciales para dicho intercambio. La forma de conseguirlo es estableciendo un flujo alternante de aire entre los pulmones y la atmósfera.
El gradiente de presión necesario para determinar el flujo alternante de aire, se establece entre la presión atmosférica, que se considera como referencia con un valor 0 mm Hg, y la pulmonar, siendo ésta la única que en condiciones normales podemos modificar mediante la acción de la bomba respiratoria o bomba toraco-pulmonar. De su estudio se encarga la MECÁNICA VENTILATORIA.
El diseño funcional consiste en un sistema de bombeo, que rítmicamente invierte el flujo de aire entre la atmósfera y la superficie de intercambio hemato gaseosa, y un sistema de conductos por donde discurre el flujo de aire. La entrada de aire se denomina inspiración y la salida espiración.
Las leyes que gobiernan el flujo de aire en este aparato, son las de la dinámica de fluidos a través de un sistema de conductos elásticos, por tanto su tratamiento es similar al utilizado en el sistema vascular. Es decir, el flujo de aire dependerá del gradiente de presión que se establezca entre la boca o presión atmosférica y los alvéolos pulmonares, y las resistencias que se oponen a dicho flujo. Resistencias que vendrán definidas por las características viscoelásticas de la bomba, así como la tensión superfial generada en la interfase hemato-gaseosa, que definen las resistencias estáticas, junto con las resistencias generadas por el mismo flujo de aire a través de los conductos o resistencias dinámicas. Estas resistencias van a definir el trabajo respiratorio.
No todo el aire que entra en los pulmones puede ser utilizado para el intercambio hemato-gaseoso, porque parte de éste forma parte de las vías aéreas de conducción, y el que llega a la superficie de intercambio puede ser intercambiado en su totalidad o no en función del área activa de intercambio. Esto supone diferencias entre la ventilación pulmonar y la ventilación alveolar.
El área activa de intercambio es importante porque depende del número de alvéolos ventilados y perfundidos. En definitiva, el elemento más importante para valorar el rendimiento respiratorio y por tanto la arterialización de la sangre, es la relación ventilación/perfusión es decir, la consecución de una óptima relación entre la superficie pulmonar ventilada y la superficie pulmonar irrigada. El valor óptimo de este índice sería 1, aunque en condiciones normales no se alcanza debido a diferencias regionales entre la ventilación y la perfusión que se pone de manifiesto en la posición ortostática. No obstante, se aproxima bastante alcanzándose una relación óptima de 0,8 en un sujeto en dicha posición.
La ventilación pulmonar podemos definirla como la renovación de los gases pulmonares mediante un proceso mecánico automático, rítmico y regulado a nivel central. Volumen de aire movilizado en la unidad de tiempo.
La perfusión es el flujo de sangre en la unidad de tiempo que se pone en contacto con la superficie de intercambio hemato-gaseoso.
La función respiratoria requiere un control integral que en función de las necesidades metabólicas de los tejidos, determine una respuesta conjunta del aparato cardiovascular y respiratorio. Para ello, se miden los valores de los gases respiratorios en sangre, como índice del metabolismo tisular. Destacando como principal regulador la Pa de CO2. Pero además existen una serie de reflejos de origen pulmonar,además de otros orígenes y un control central que conforman el diseño final de dicha regulación.
Concepto de respiración:
Es el resultado de la ventilación pulmonar, alveolar, el intercambio hematogaseoso, el transporte sanguíneo y la respiración celular.
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