FORMAS QUIMICAS EN LAS QUE SE TRANSPORTA CO2

FORMAS QUIMICAS EN LAS QUE SE TRANSPORTA CO2

TRANSPORTE DE CO2

El CO2 se produce a nivel las mitocondrias, como producto final del metabolismo celular. Desde las mitocondrias atraviesa el citoplasma, pasa a la sangre en los capilares tisulares y es llevado por la sangre al alvéolo, desde donde se elimina a la atmósfera gracias a la ventilación alveolar.

El CO2 es transportado en la sangre, tanto en combinaciones químicas como en solución física. Debido a que tiene la propiedad de hidratarse, formando ácido carbónico en una reacción reversible, el transporte de CO2 y su eliminación son parte fundamental del equilibrio ácido-base. La cantidad total de CO2 en la sangre arterial es de aproximadamente 48 volúmenes en 100ml de sangre.

TRANSPORTE EN EL PLASMA:

Se realiza en tres formas:

1.- Parte se mantiene disuelta físicamente en el plasma, dependiendo de la presión parcial de CO2 y de su coeficiente de solubilidad.

2.- Otra parte forma compuestos carbonímicos con las proteínas plasmáticas en una reacción rápida que no requiere de catalizador:

R-NH2 + CO2   R-NHCOO- + H+

3.- Una pequeña cantidad reacciona con el agua para formar ácido carbónico e implicarse en el equilibrio ácido-base:

CO2 + H2O   H2CO3 H+ + HCO3-

TRANSPORTE POR EL GLÓBULO ROJO

La mayor parte del CO2 que difunde desde los tejidos hacia los capilares entra al glóbulo rojo, donde se transporta en las siguientes formas:

1.-Una pequeña fracción permanece disuelta en el líquido dentro del glóbulo.

2.-Parte del CO2 se combina con los grupos amino de la hemoglobina para formar compuestos carbamínicos.

3.-La mayor parte del CO2 que penetra al glóbulo rojo a nivel tisular se hidrata como en el plasma, pero a mayor velocidad, ya que en el eritrocito existe una alta concentración de la enzima anhidrasa carbónica que cataliza la reacción. El bicarbonato que se forma se disocia en H+y HCO3. Los iones H+son captados por la hemoglobina y los aniones HCO3 salen del glóbulo rojo hacia el plasma, donde la concentración de este ión es menor, intercambiándose por el anión cloro (efecto Hamburger).

Al entregar O2 la Hb oxigenada se transforma en Hb reducida, que por ser un ácido débil tiene poder tamponador de H+. Con ello aumenta la capacidad de transporte de CO2 (efecto Haldane). De este modo, la entrega de O2 y la captación de CO2 que tienen lugar en los capilares sistémicos son dos procesos que se favorecen mutuamente: un aumento de la presión de CO2 en la sangre capilar, con la consiguiente disminución del pH, que facilita la entrega de O2 (efecto Bohr), a la par que el aumento de Hb reducida facilita la captación de CO2 (efecto Haldane).

En los pulmones, la PCO2 alveolar (40 mmHg) es menor que la PCO2 de la sangre venosa (46 mmHg) y las reacciones antes descritas se desplazan hacia la izquierda debido a que parte del CO2 difunde desde la sangre al alvéolo. Al mismo tiempo, la Hb reducida se oxigena, transformándose en un ácido más fuerte, lo que significa liberar CO2 del glóbulo rojo. Simultáneamente, el bicarbonato del plasma entra al eritrocito donde forma H2CO3, que se disocia en CO2 y H2O en presencia de la enzima anhidrasa carbónica. El CO2 formado difunde a través de la membrana del eritrocito al plasma, atraviesa la membrana alvéolo-capilar y es eliminado con la ventilación.

Aunque el CO2 es un residuo el metabolismo que el organismo debe eliminar, en su camino hacia la atmósfera es un determinante crucial del control de la ventilación y del equilibrio ácido-base.

Al realizar una espirometría en un espirómetro tradicional, como el que mostramos en la imagen anterior, se obtiene un gráfico en el que se representa en el eje de las X el tiempo y en el de las Y el volumen de aire.El trazado de la curva espirométrica inscribe hacia arriba la representación del aire inspirado y hacia abajo la del aire espirado y en él se aprecian los diferentes volúmenes y capacidades pulmonares. Cuando el paciente ventila a través del equipo, con una ventilación normal, entra o sale de sus pulmones una cantidad de aire que se denomina Volumen corriente y tiene un valor promedio normal de 500. Si se pide al paciente hacer una inspiración máxima, la cantidad extra de aire que entra en sus pulmones por encima de la inspiración normal, se nombra Volumen de reserva inspiratoria y tiene un valor normal promedio de 3 mil. Si se le pide al paciente hacer una espiración máxima, el volumen de aire que es capaz de desplazar de sus pulmones por encima de la espiración normal se denomina Volumen de reserva espiratoria y tiene un valor normal de mil cien. Aun haciendo un esfuerzo espiratorio máximo los pulmones no se vacían completamente. El volumen de aire que queda en los pulmones en esas condiciones se denomina Volumen residual, y como se habrán dado cuenta no se puede medir con el espirómetro tradicional; su valor se calcula con técnicas morfométricas o radiológicas y es en promedio de mil doscientos

tamponador de H+. Con ello aumenta la capacidad de transporte de CO2 (efecto Haldane). De este modo, la entrega de O2 y la captación de CO2 que tienen lugar en los capilares sistémicos son dos procesos que se favorecen mutuamente: un aumento de la presión de CO2 en la sangre capilar, con la consiguiente disminución del pH, que facilita la entrega de O2 (efecto Bohr), a la par que el aumento de Hb reducida facilita la captación de CO2 (efecto Haldane).

En los pulmones, la PCO2 alveolar (40 mmHg) es menor que la PCO2 de la sangre venosa (46 mmHg) y las reacciones antes descritas se desplazan hacia la izquierda debido a que parte del CO2 difunde desde la sangre al alvéolo. Al mismo tiempo, la Hb reducida se oxigena, transformándose en un ácido más fuerte, lo que significa liberar CO2 del glóbulo rojo. Simultáneamente, el bicarbonato del plasma entra al eritrocito donde forma H2CO3, que se disocia en CO2 y H2O en presencia de la enzima.

UNIDAD RESPIRATORIA. MEMBRANA RESPIRATORIA.

UNIDAD RESPIRATORIA

La unidad respiratoria está compuesta por bronquiolos respiratorios, conductos alveolares, los atrios y los alvéolos. Las paredes alveolares son extremadamente delgadas, y en su interior existe una red casi sólida de capilares interconectados. Por tanto, es obvio que los gases alveolares están muy próximos a la sangre de los capilares; el intercambio gaseoso entre el aire alveolar y la sangre pulmonar, se produce a través de las membranas de todas las porciones terminales de los pulmones, no meramente en los propios alvéolos. Estas membranas se denominan colectivamente membrana respiratoria, llamada también membrana pulmonar.

MEMBRANA RESPIRATORIA

Está constituida por las siguientes capas

• Una capa de líquido que reviste el alvéolo y que contiene el agente tensioactivo que disminuye la tensión superficial del líquido alveolar:
• El epitelio alveolar compuesto de células epiteliales finas;
• Una membrana basal epitelial;
• Un espacio intersticial fino entre el epitelio alveolar y la membrana capilar;
• Una membrana basal del capilar que en muchos lugares se fusiona con la membrana basal epitelial;
• La membrana endotelial capilar.

A pesar de la cantidad de capas presentes, la membrana respiratoria tiene un espesor de tan solo 0,2 micras en algunos lugares, y es en promedio de 0,6 micras.

El diámetro del capilar es de tan solo micras, por lo que el hematíe debe deformarse, y su membrana se pone en contacto con la pared del capilar, entonces del Co2 no precisa atravesar cantidades significativas de plasma cuando difunde. Esto aumenta la velocidad de la difusión.

PRESIONES RESPIRATORIAS

PRESIONES RESPIRATORIAS

Presiones intratorácica y su comportamiento dinámico en los ciclos respiratorios Las presiones que se encuentra en el sistema respiratorio se encuentran en relación con todo lo que es el tórax,pulmón y ventilación1. Los movimientos que se realizan en la fase inspiratoria, incluyendo el cambio de presiones está dado por los músculos inspiratorios, entre ellos el más principal es el diafragma2,este musculo tiene una forma especial ya que es cóncavo por abajo y convexo por arriba, y en la inspiración este musculo se aplana, cuyo origen e inserción es bastante amplio. Para entender un poco depresiones, tenemos que conocer algunas leyes de los gases, como es el caso de la ley de boyle que nos indica que a temperatura constante el volumen y la presión son inversamente proporcionales, es decira la temperatura constante del sistema respiratorio mientras a mayor volumen intratoracico, la presión intratoracica se disminuye. Las presiones intratoracica que podemos encontrar son3: Presionesintraalveolar (PA): es la presión que se encuentra al interior de los alveolos pulmonares, muchas veces es llamada intrapulmonar, cuando la glotis se encuentra abierta esta presión se iguala a la depresión atmosférica. Presión intrapleural: (PIP)es la presión que se encuentra entre las 2 pleuras es decir en el espacio pleural, esta presión suele ser negativa comparada con la presión atmosférica.Presión transpleural: (PTP) presión se encuentra entre las presión intraalveolar (PA)y la intrapleural (PIP)diferida durante la fase inspiratorio en el ciclo respiratorio, donde es positiva. Presión deretracción: esta presión como su nombre lo dice, se produce por la capacidad que tiene los pulmones de retraerse, está en relación con las paredes que deben de estirar a los pulmones durante lainspiración. Presión pleural (Ppl). Ocurre la respiración espontánea es habitualmente negativa, porque el tamaño de reposo del pulmón es menor que el del tórax,

MECANISMOS QUE LLEVAN Y SE OPONEN AL COLAPSO PULMONAR

Los factores que se oponen al colapso pulmonar son:

·         La sustancia tensioactiva o surfactante

·         La presión negativa intrapleural

Mientras que los que favorecen el colapso:

·         La elasticidad de las estructuras tóracopulmonares y La tensión superficial de los líquidos que revisten la superficie alveolar.

·         Para lograr expandir los pulmones venciendo la elasticidad del tórax y los pulmones, los músculos inspiratorios deben ejercer una fuerza determinada lo que nos lleva al concepto de trabajo respiratorio.

VOLUMENES Y CAPACIDADES PULMONARES

A los pacientes que sufren enfermedades respiratorias con frecuencia se les indica la realización de pruebas de función pulmonar, entre las que ocupa un lugar destacado la espirometría, que es la medición o registro de los volúmenes y capacidades pulmonar

Para realizar estas mediciones se utiliza un equipo denominado espirómetro o espirógrafo. El conocimiento de los volúmenes y capacidades pulmonares es de gran utilidad en la práctica médica

VOLÚMENES PULMONAR

Al realizar una espirometría en un espirómetro tradicional, como el que mostramos en la imagen anterior, se obtiene un gráfico en el que se representa en el eje de las X el tiempo y en el de las Y el volumen de aire.El trazado de la curva espirométrica inscribe hacia arriba la representación del aire inspirado y hacia abajo la del aire espirado y en él se aprecian los diferentes volúmenes y capacidades pulmonares. Cuando el paciente ventila a través del equipo, con una ventilación normal, entra o sale de sus pulmones una cantidad de aire que se denomina Volumen corriente y tiene un valor promedio normal de 500. Si se pide al paciente hacer una inspiración máxima, la cantidad extra de aire que entra en sus pulmones por encima de la inspiración normal, se nombra Volumen de reserva inspiratoria y tiene un valor normal promedio de 3 mil. Si se le pide al paciente hacer una espiración máxima, el volumen de aire que es capaz de desplazar de sus pulmones por encima de la espiración normal se denomina Volumen de reserva espiratoria y tiene un valor normal de mil cien. Aun haciendo un esfuerzo espiratorio máximo los pulmones no se vacían completamente. El volumen de aire que queda en los pulmones en esas condiciones se denomina Volumen residual, y como se habrán dado cuenta no se puede medir con el espirómetro tradicional; su valor se calcula con técnicas morfométricas o radiológicas y es en promedio de mil doscientos

CAPACIDADES PULMONAR

La suma del volumen corriente más el volumen de reserva inspiratoria da lugar a la Capacidad inspiratoria que tiene un valor normal promedio de 3 500

Si se suman el volumen de reserva espiratoria y el volumen residual se obtiene la Capacidad funcional residual, con un valor normal de 2 300 mL., mientras que si se suman el volumen corriente, el volumen de reserva inspiratoria y el volumen de reserva espiratoria, el resultado se nombra Capacidad vital y tiene un valor promedio normal de 4 600.

La suma de los 4 volúmenes se denomina Capacidad pulmonar total, equivale a la cantidad total de aire que pueden contener los pulmones y asciende a unos 5 800

Debemos destacar que los valores de los volúmenes y capacidades pulmonares, varían con el sexo, la talla y la edad; a partir de estos parámetros se pueden calcular los valores ideales de cada individual

VOLÚMENES Y CAPACIDADES PULMONAR

Entre estos volúmenes y capacidades tenemos la Capacidad vital forzada, la que resulta de registrar una espiración forzada o máxima a partir de una inspiración también máxima, dicho de otro modo se le pide al paciente que llene al máximo sus pulmones y luego expulse todo el aire lo más rápido que le sea posible, su valor en volumen es igual al de la capacidad vital.

Además es de interés el Volumen espiratorio forzado en el primer segundo, que es el volumen de aire que se desplaza durante el primer segundo de la capacidad vital forzada y normalmente tiene un valor mayor del 80% del volumen que es.

Tanto la Capacidad vital forzada, como el Volumen espiratorio forzado en el primer segundo tienen gran utilidad práctica en el diagnóstico, pronóstico y evolución de los trastornos ventilatorios, los que resumiremos a continuación.

inspiración este musculo se aplana, cuyo origen e inserción es bastante amplio. Para entender un poco depresiones, tenemos que conocer algunas leyes de los gases, como es el caso de la ley de boyle que nos indica que a temperatura constante el volumen y la presión son inversamente proporcionales, es decira la temperatura constante del sistema respiratorio mientras a mayor volumen intratoracico, la presión intratoracica se disminuye. Las presiones intratoracica que podemos encontrar son3: Presionesintraalveolar (PA): es la presión que se encuentra al interior de los alveolos pulmonares, muchas veces es llamada intrapulmonar, cuando la glotis se encuentra abierta esta presión se iguala a la depresión atmosférica. Presión intrapleural: (PIP)es la presión que se encuentra entre las 2 pleuras es decir en el espacio pleural, esta presión suele ser negativa comparada con la presión atmosférica.Presión transpleural: (PTP) presión se encuentra entre las presión intraalveolar (PA)y la intrapleural (PIP)diferida durante la fase inspiratorio en el ciclo respiratorio, donde es positiva. Presión deretracción: esta presión como su nombre lo dice, se produce por la capacidad que tiene los pulmones de retraerse, está en relación con las paredes que deben de estirar a los pulmones durante lainspiración. Presión pleural (Ppl)

Al realizar una espirometría en un espirómetro tradicional, como el que mostramos en la imagen anterior, se obtiene un gráfico en el que se representa en el eje de las X el tiempo y en el de las Y el volumen de aire.El trazado de la curva espirométrica inscribe hacia arriba la representación del aire inspirado y hacia abajo la del aire espirado y en él se aprecian los diferentes volúmenes y capacidades pulmonares. Cuando el paciente ventila a través del equipo, con una ventilación normal, entra o sale de sus pulmones una cantidad de aire que se denomina Volumen corriente y tiene un valor promedio normal de 500. Si se pide al paciente hacer una inspiración máxima, la cantidad extra de aire que entra en sus pulmones por encima de la inspiración normal, se nombra Volumen de reserva inspiratoria y tiene un valor normal promedio de 3 mil. Si se le pide al paciente hacer una espiración máxima, el volumen de aire que es capaz de desplazar de sus pulmones por encima de la espiración normal se denomina Volumen de reserva espiratoria y tiene un valor normal de mil cien. Aun haciendo un esfuerzo espiratorio máximo los pulmones no se vacían completamente. El volumen de aire que queda en los pulmones en esas condiciones se denomina Volumen residual, y como se habrán dado cuenta no se puede medir con el espirómetro tradicional; su valor se calcula con técnicas morfométricas o radiológicas y es en promedio de mil doscientos

IMPORTANCIA DEL VOLUMEN RESIDUAL

La conservación de un cierto volumen de aire en las vías respiratorias cuando ya no somos capaces de expulsar más aire en la espiración forzada, es esencial para mantener un equilibrio en la presión interna de los alvéolos, aspecto vital para que los pulmones puedan mantener su actividad con normalidad.

Si nuestros pulmones no conservaran permanentemente un cierto volumen de aire residual, los alvéolos se vaciarían normalmente, acabando aplastados y con ello colapsados por el aumento de la presión de succión que se produce en su interior para compensar este vacío.

Este volumen de aire residual oscila entre 1 y 1,2 litros de aire según las personas.

A modo de conclusión, los volúmenes respiratorios nos dan información sobre la cantidad de aire que el individuo es capaz de movilizar en relación con los distintos tipos de esfuerzo respiratorio, es decir el aire que se moviliza sin esfuerzo, el que se inhala de manera aislada al forzar la inspiración, o el que se puede expulsar exclusivamente en la espiración forzada.

De este modo, gracias a los volúmenes respiratorios podemos saber si nuestros mecanismos respiratorios fisiológicos funcionan adecuadamente y rinden de acuerdo a sus posibilidades.

El rendimiento de algunos de estos volúmenes puede ser aumentado a través de un cierto entrenamiento respiratorio. Así la relajación de los músculos torácicos y la flexibilización de la caja torácica nos pueden ayudar a aumentar la amplitud de la inspiración, es decir el volumen de reserva inspiratoria (VRI).

Así mismo, el entrenamiento de los músculos espiratorios nos puede ayudar a expulsar una mayor cantidad de aire, mejorando de este modo el volumen de reserva espiratorio (VRE).

INTERCAMBIO DE GASES

INTERCAMBIO DE GASES

El mecanismo de intercambio gaseoso correcto del organismo con el exterior presenta dos etapas:

·         La ventilación pulmonar

·         El intercambio de gases en los pulmones

LA VENTILACIÓN PULMONAR

Ésta consiste en:

La inspiración, o entrada de aire a los pulmones. Este mecanismo es diferente en distintos grupos de vertebrados:

-En anfibios es una deglución, como si se tragaran el aire.

-En aves por la compresión de los sacos aéreos por los músculos de las alas.

-En mamíferos (Ver figura 1) el aire entra activamente en los pulmones al dilatarse la caja torácica

-La expiración, o salida de aire, se realiza pasivamente.

EL INTERCAMBIO DE GASES EN LOS PULMONES

Se realiza debido a la diferente concentración de gases que hay entre el exterior y el interior de los alvéolos; por ello, el O2 pasa al interior de los alvéolos y el CO2 pasa al espacio muerto (conductos respiratorios).

A continuación se produce el intercambio de gases entre el aire alveolar y la sangre.

Cuando la sangre llega a los pulmones tiene un alto contenido en CO2 y muy escaso en O2. El O2 pasa por difusión a través de las paredes alveolares y capilares a la sangre. Allí es transportada por la hemoglobina, localizada en los glóbulos rojos, que la llevará hasta las células del cuerpo donde por el mismo proceso de difusión pasará al interior para su posterior uso.

El mecanismo de intercambio de CO2 es semejante, pero en sentido contrario, pasando el CO2 a los alvéolos.

El CO2, se transporta disuelto en el plasma sanguíneo y también en parte lo transportan los glóbulos rojos. Es una membrana serosa que tapiza los pulmones doblada sobre sí misma. Dispone de dos hojas, la externa o parietal, adherida a la cara interna de la pared costal; y la interna o visceral, que se encuentra adherida firmemente a los pulmones. Entre ellas prácticamente no hay separación, tan sólo un poco de líquido que las mantiene aún más adheridas entre sí.El espacio pleural (también denominado intra o interpleural) separa ambas pleuras unas 5-10 μ y está relleno de unos 20 ml de líquido pleural, obtenidos por ultrafiltración del plasma, que se están renovando continuamente. Este espacio intrapleural es virtual, pero cuando entre las hojas aparece aire o líquido, se separan y puede apreciarse la existencia individualizada de cada hoja. La pleura tiene dos funciones: a) mantener en contacto el pulmón con la pared torácica, de forma que sus movimientos vayan al unísono, y actuar como lubricante permitiendo que las hojas resbalen entre sí y no haya mucha fricción en un órgano en continuo movimiento. La presencia de esa pequeña cantidad de líquido favorece de forma extraordinaria la adherencia. La presión en la cavidad pleural es negativa, y puede mantenerse gracias a los capilares linfáticos que drenan el líquido y generan con su aspiración una presión negativa. La entrada de aire a la cavidad pleural elimina la presión negativa, provocando el colapso del pulmón y limitando de forma importante la respiración.

ESTRUCTURA DEL APARATO RESPIRATORIO

ESTRUCTURA DEL APARATO RESPIRATORIO

El aparato respiratorio se divide en dos partes desde el punto de vista funcional:

a) Sistema de conducción o vías aéreas.

b) Sistema de intercambio o superficie alveolar.

Vías respiratorias o sistema respiratorio conductor

§  Vías aéreas altas: fosas nasales y faringe.

§  Vías aéreas bajas: laringe, tráquea y bronquios.

LA FARINGE

Es un conducto complejo que conecta la cavidad nasal y la cavidad oral con el esófago y con la laringe. Es una zona de paso mixta para el alimento y el aire respirado.

La laringe tiene una región denominada la glotis, formada por dos pares de pliegues o cuerdas vocales, siendo los pliegues superiores las cuerdas vocales falsas y los pliegues inferiores las cuerdas vocales verdadera. Las cuerdas vocales verdaderas son las responsables de la emisión de los sonidos propios del habla al vibrar cuando entre ellas pasa el aire espirado.

LA TRÁQUEA

Es un conducto de unos 12 cm de longitud y 2,5-3,5 cm de diámetro, que conecta la laringe con los bronquios. Su mucosa tiene células pseudoestratificadas y ciliadas, que actúan de línea defensiva frente a la entrada de partículas. Contiene unos 16-20 anillos de cartílago hialino en forma de C o de U localizados uno encima de otro. La porción abierta de los anillos se orienta hacia atrás, donde está el esófago, permitiendo su distensión durante la deglución de los alimentos. La tráquea se divide en dos conductos o bronquios primarios, uno dirigido hacia el pulmón izquierdo y otro dirigido hacia el derecho. Dentro de cada pulmón, los bronquios primarios van subdividiéndose en bronquios secundarios, terciarios y así sucesivamente hasta llegar a las vías aéreas de conducción de menor calibre o bronquiolos terminales.

PULMONES

Los pulmones son dos masas esponjosas situadas en la caja torácica, formados por los bronquios, bronquiolos y alvéolos, además de los vasos sanguíneos para el intercambio. El pulmón derecho es mayor que el izquierdo y presenta tres lóbulos. El izquierdo es más pequeño debido al espacio ocupado por el corazón y sólo tiene dos lóbulos.

El número total de alvéolos en los pulmones oscila entre 300-600 millones; al final de la espiración, su diámetro medio es de unas 100 μ, lo cual hace que la superficie o área total conjunta para el intercambio gaseoso sea de 100 m², área de tamaño suficientemente grande como para garantizar los intercambios con toda eficacia.

Los alvéolos son estructuras en forma esférica, llenas de aire, y de pared muy fina donde se realiza el intercambio de gases.

El epitelio alveolar es muy plano y está rodeado de capilares. Formado por células epiteliales denominadas neumocitos o células alveolares. Por fuera de estas células hay fibroblastos que sintetizan fibras elásticas y conectivas que le proporcionan soporte al alvéolo y son responsables del comportamiento elástico de este órgano.

Pleura

Es una membrana serosa que tapiza los pulmones doblada sobre sí misma. Dispone de dos hojas, la externa o parietal, adherida a la cara interna de la pared costal; y la interna o visceral, que se encuentra adherida firmemente a los pulmones. Entre ellas prácticamente no hay separación, tan sólo un poco de líquido que las mantiene aún más adheridas entre sí.

El espacio pleural (también denominado intra o interpleural) separa ambas pleuras unas 5-10 μ y está relleno de unos 20 ml de líquido pleural, obtenidos por ultrafiltración del plasma, que se están renovando continuamente. Este espacio intrapleural es virtual, pero cuando entre las hojas aparece aire o líquido, se separan y puede apreciarse la existencia individualizada de cada hoja. La pleura tiene dos funciones: a) mantener en contacto el pulmón con la pared torácica, de forma que sus movimientos vayan al unísono, y actuar como lubricante permitiendo que las hojas resbalen entre sí y no haya mucha fricción en un órgano en continuo movimiento. La presencia de esa pequeña cantidad de líquido favorece de forma extraordinaria la adherencia. La presión en la cavidad pleural es negativa, y puede mantenerse gracias a los capilares linfáticos que drenan el líquido y generan con su aspiración una presión negativa. La entrada de aire a la cavidad pleural elimina la presión negativa, provocando el colapso del pulmón y limitando de forma importante la respiración.

VASCULARIZACIÓN E INERVACIÓN DE LOS PULMONES

El aporte de sangre a los pulmones es tan importante para la respiración como la entrada de aire al espacio alveolar. La circulación pulmonar dispone de una extensa red de capilares (300 millones) que rodean cada uno de los alvéolos. La superficie total de este lecho capilar es de unos 70 m², lo que permite una estrecha correlación entre las superficies alveolares y endoteliales. De esta forma se garantiza una correcta difusión de los gases respiratorios.

Hasta las vías respiratorias llegan fibras procedentes del sistema nervioso autónomo que inervan las fibras musculares lisas de esta zona.

FUNCIONES DEL SISTEMA DE CONDUCCIÓN

En las cavidades nasales la presencia de los cornetes da lugar a un incremento de superficie recubierta por un epitelio columnar ciliado y con gran cantidad de células mucosas. Además también hay pelos o vibrisas y una densa red de capilares a nivel de la submucosa. Estas características estructurales, permite que el aire al penetrar en las fosas nasales, desarrolle, por lo tortuoso de su recorrido, un flujo turbulento que golpea contra las paredes, permitiendo así las funciones siguientes:

§  Filtrado del aire inspirado, eliminando las partículas en suspensión que tengan un diámetro superior a las 4-6 micras.

§  Calentamiento del aire, por contacto con el flujo sanguíneo, pudiendo elevarse la temperatura del aire de 2 a 3ºC.

§  Humidificación del aire, el recorrido por las vías aéreas altas produce una saturación de vapor de agua (100%).

§  Protección, ya que la presencia de terminaciones nerviosas sensoriales del nervio trigémino detectan la presencia de irritantes y produce el reflejo del estornudo.

La faringe es un conducto que conecta la cavidad nasal con la laringe, y también la cavidad oral con el esófago y la cavidad nasal con el oído medio. La faringe es una encrucijada de paso tanto para el aparato respiratorio como para el digestivo, durante la deglución el alimento procedente de la cavidad bucal es desviado de la laringe por una lengüeta cartilaginosa, la epiglotis. La laringe es una estructura cartilaginosa tapizada también por una mucosa ciliada que ayuda a limpiar, humidificar y calentar el aire. Por su estructura y posición protege de la entrada de sólidos o líquidos al aparato respiratorio y en ella se realiza la fonación o formación de sonidos.

La pared bronquiolar está formada por un epitelio cúbico simple sin cilios en los bronquiolos terminales, fibras musculares lisas y fibras elásticas. Las fibras musculares lisas están inervadas por el parasimpático (vago) que produce broncoconstricción. Existen terminaciones sensoriales que son estimuladas por la presencia de irritantes o por estiramiento de las paredes bronquiolares. En el epitelio hay células mucosas que, junto con las glándulas submucosas, producen un fluído mucoso que ayuda en el proceso de la humidificación y limpieza del aire inspirado. Este sistema se denomina sistema escalador muco-ciliar, ya que la cubierta de mucus es arrastrada por los cilios de las células epiteliales, empujándole hacia la faringe a una velocidad media de 2 cm/min.

BARRERA HEMATO-GASEOSA

La barrera entre el gas situado en el interior del alvéolo y la sangre en la densa red capilar que tapiza los alvéolos, barrera hemato-gaseosa o membrana alvéolo-capilar, es de aproximadamente 0,5 μ.

Los elementos que conforman esta barrera de separación son:

§  La capa de agua que tapiza el alvéolo en su interior.

§  El epitelio alveolar con su membrana basal.

§  El líquido intersticial.

§  El endotelio capilar con su membrana basal

El epitelio alveolar está formado por células de dos tipos:

1.      Células alveolares o neumocitos Tipo I.

2.      Células alveolares o neumocitos Tipo II.

Las células alveolares Tipo I son las más abundantes (95%) y son células epiteliales planas o escamosas; las de Tipo II son células cúbicas más grandes, con microvellosidades en su superficie apical, su metabolismo es mucho más activo, sintetizan surfactante que acumulan en cuerpos lamelares y secretan a la capa líquida que baña los alvéolos. El surfactante es una sustancia tensoactiva, mezcla de fosfolípidos, principalmente dipalmitoilfosfatidilcolina (lecitina), proteínas e iones, que reduce la tensión superficial entre aire respirado y sangre, disminuye el trabajo respiratorio y proporciona estabilidad a los alvéolos impidiendo su colapso. También se encuentran macrófagos alveolares que recorren la superficie alveolar y fagocitan las partículas extrañas que alcanzan el epitelio alveolar, constituyendo la última barrera defensiva.

Es un conducto que conecta la cavidad nasal con la laringe, y también la cavidad oral con el esófago y la cavidad nasal con el oído medio. La faringe es una encrucijada de paso tanto para el aparato respiratorio como para el digestivo, durante la deglución el alimento procedente de la cavidad bucal es desviado de la laringe por una lengüeta cartilaginosa, la epiglotis. La laringe es una estructura cartilaginosa tapizada también por una mucosa ciliada que ayuda a limpiar, humidificar y calentar el aire. Por su estructura y posición protege de la entrada de sólidos o líquidos al aparato respiratorio y en ella se realiza la fonación o formación de sonidos.

La pared bronquiolar está formada por un epitelio cúbico simple sin cilios en los bronquiolos terminales, fibras musculares lisas y fibras elásticas. Las fibras musculares lisas están inervadas por el parasimpático (vago) que produce broncoconstricción. Existen terminaciones sensoriales que son estimuladas por la presencia de irritantes o por estiramiento de las paredes bronquiolares. En el epitelio hay células mucosas que, junto con las glándulas submucosas, producen un fluído mucoso que ayuda en el proceso de la humidificación y limpieza del aire inspirado. Este sistema se denomina sistema escalador muco-ciliar, ya que la cubierta de mucus es arrastrada por los cilios de las células epiteliales, empujándole hacia la faringe a una velocidad media de 2 cm/min.

En las cavidades nasales la presencia de los cornetes da lugar a un incremento de superficie recubierta por un epitelio columnar ciliado y con gran cantidad de células mucosas. Además también hay pelos o vibrisas y una densa red de capilares a nivel de la submucosa. Estas características estructurales, permite que el aire al penetrar en las fosas nasales, desarrolle, por lo tortuoso de su recorrido, un flujo turbulento que golpea contra las paredes, permitiendo así las funciones siguientes.

Es un conducto de unos 12 cm de longitud y 2,5-3,5 cm de diámetro, que conecta la laringe con los bronquios. Su mucosa tiene células pseudoestratificadas y ciliadas, que actúan de línea defensiva frente a la entrada de partículas. Contiene unos 16-20 anillos de cartílago hialino en forma de C o de U localizados uno encima de otro. La porción abierta de los anillos se orienta hacia atrás, donde está el esófago, permitiendo su distensión durante la deglución de los alimentos. La tráquea se divide en dos conductos o bronquios primarios, uno dirigido hacia el pulmón izquierdo y otro dirigido hacia el derecho. Dentro de cada pulmón, los bronquios primarios van subdividiéndose en bronquios secundarios, terciarios y así sucesivamente hasta llegar a las vías aéreas de conducción de menor calibre o bronquiolos terminales.

Es una membrana serosa que tapiza los pulmones doblada sobre sí misma. Dispone de dos hojas, la externa o parietal, adherida a la cara interna de la pared costal; y la interna o visceral, que se encuentra adherida firmemente a los pulmones. Entre ellas prácticamente no hay separación, tan sólo un poco de líquido que las mantiene aún más adheridas entre sí.

El espacio pleural (también denominado intra o interpleural) separa ambas pleuras unas 5-10 μ y está relleno de unos 20 ml de líquido pleural, obtenidos por ultrafiltración del plasma, que se están renovando continuamente. Este espacio intrapleural es virtual, pero cuando entre las hojas aparece aire o líquido, se separan y puede apreciarse la existencia individualizada de cada hoja. La pleura tiene dos funciones: a) mantener en contacto el pulmón con la pared torácica, de forma que sus movimientos vayan al unísono, y actuar como lubricante permitiendo que las hojas resbalen entre sí y no haya mucha fricción en un órgano en continuo movimiento. La presencia de esa pequeña cantidad de líquido favorece de forma extraordinaria la adherencia. La presión en la cavidad pleural es negativa, y puede mantenerse gracias a los capilares linfáticos que drenan el líquido y generan con su aspiración una presión negativa. La entrada de aire a la cavidad pleural elimina la presión negativa, provocando el colapso del pulmón y limitando de forma importante la respiración.

CORAZONES ARTIFICIALES.

CORAZONES ARTIFICIALES.

La insuficiencia cardiaca congestiva es considerada una verdadera epidemia de los tiempos modernos. Se estima que en Estados Unidos hay alrededor de 5 millones de pacientes con esta condición y alrededor de todo el mundo más de 500 mil casos nuevos se generan anualmente, con una sobreviva global a 5 años de un 50%. En los pacientes con enfermedad más avanzada, la mortalidad a un año supera el 50%. Lamentablemente, el trasplante cardiaco está lejos de poder satisfacer la demanda existente. A modo de ejemplo, en Estados Unidos actualmente se realizan unos 2500 trasplantes cada año, cifra que ha venido descendiendo en los últimos años, y que claramente es insuficiente. Además, alrededor del 20% de los pacientes enlistados fallece mientras espera un órgano y esta espera es en promedio de casi un año. Financieramente esta enfermedad tiene un alto impacto, con un gasto anual estimado entre U$ 10 a 40 mil millones. En el mundo pediátrico, estas cifras son ciertamente menores, pero el impacto social que tiene la muerte de niños en espera de un trasplante es muy importante. En Chile el número de donaciones es todavía insuficiente y pese a los esfuerzos y campañas realizados por la Corporación del Trasplante, aún muchos potenciales donantes (pacientes con muerte encefálica) no llegan a constituirse en donantes efectivos, y muchos de los que sí lo son, no logran obtener un manejo médico adecuado que permita preservar adecuadamente el corazón para ser utilizado para trasplante.

Importantes personalidades del siglo XX visualizaron como grandes proyectos de la humanidad el poder conquistar el espacio y simultáneamente poder desarrollar un órgano artificial que permitiera evitar cientos de miles de muertes cada año debidas a enfermedades del corazón. En 1961 el Presidente John Kennedy estableció la meta de poner un hombre en la luna y regresarlo sano y salvo a la tierra antes del fin de la década. Alrededor de esta misma época, su sucesor en la Casa Blanca, Lindon Johnson, el año 1964, dio inicio al “Programa de Corazón Artificial de Norteamérica” y también estableció la ambiciosa meta de cumplir esta tarea en alrededor de 10 años. La persona detrás del presidente Johnson en esta aventura era el Dr. Michael DeBakey y un ejemplar de la revista TIME del año 1965, con una caricatura del afamado médico en la portada, dedicó un reportaje al proyecto del corazón artificial. Hay que recordar que estos acontecimientos fueron previos al primer trasplante cardiaco, por lo tanto todas las esperanzas estaban puestas en este proyecto.

TIPOS DE CORAZÓN ARTIFICIAL

Existen muchas formas de clasificar estos aparatos, dependiendo de su forma de  funcionar (pulsátiles y no pulsátiles), la duración efectiva de su uso (de corta, mediana y larga duración), si quedan dentro o fuera del cuerpo (paracorpóreos versus implantables), si reemplazan totalmente la función del corazón o si asisten la función de uno o ambos ventrículos.

INDICACIONES

a) Como puente para transplante cardiaco Constituye la indicación más frecuente. Pretende evitar que pacientes mueran mientras están en la lista de espera y además permite mejorar las condiciones generales de pacientes gravemente comprometidos por la insuficiencia cardiaca y así permitirles enfrentar el transplante en mejores condiciones.

b) Como puente para recuperación de función ventricular Existen pacientes que desarrollan miocarditis aguda, mayoritariamente de origen viral, que pueden recuperarse y por lo tanto la asistencia ventricular ayuda a mantener al paciente vivo y en las mejores condiciones posibles, en espera de la recuperación de una función ventricular normal. Otra indicación es cuando se produce falla ventricular posterior a una cirugía cardiaca.

c) Como terapia definitiva Esta indicación es de uso más reciente y busca prolongar la sobrevida y mejorar la calidad de vida de pacientes con insuficiencia cardiaca en fase terminal, que no son candidatos a transplante, principalmente por edad avanzada. Es una

de las indicaciones que potencialmente podría expandirse en el futuro hacia un mayor espectro de pacientes.

La insuficiencia cardiaca congestiva es considerada una verdadera epidemia de los tiempos modernos. Se estima que en Estados Unidos hay alrededor de 5 millones de pacientes con esta condición y alrededor de todo el mundo más de 500 mil casos nuevos se generan anualmente, con una sobreviva global a 5 años de un 50%. En los pacientes con enfermedad más avanzada, la mortalidad a un año supera el 50%. Lamentablemente, el trasplante cardiaco está lejos de poder satisfacer la demanda existente. A modo de ejemplo, en Estados Unidos actualmente se realizan unos 2500 trasplantes cada año, cifra que ha venido descendiendo en los últimos años, y que claramente es insuficiente. Además, alrededor del 20% de los pacientes enlistados fallece mientras espera un órgano y esta espera es en promedio de casi un año. Financieramente esta enfermedad tiene un alto impacto, con un gasto anual estimado entre U$ 10 a 40 mil millones. En el mundo pediátrico, estas cifras son ciertamente menores, pero el impacto social que tiene la muerte de niños en espera de un trasplante es muy importante. En Chile el número de donaciones es todavía insuficiente y pese a los esfuerzos y campañas realizados por la Corporación del Trasplante, aún muchos potenciales donantes (pacientes con muerte encefálica) no llegan a constituirse en donantes efectivos, y muchos de los que sí lo son, no logran obtener un manejo médico adecuado que permita preservar adecuadamente el corazón para ser utilizado para trasplante.

Importantes personalidades del siglo XX visualizaron como grandes proyectos de la humanidad el poder conquistar el espacio y simultáneamente poder desarrollar un órgano artificial que permitiera evitar cientos de miles de muertes cada año debidas a enfermedades del corazón. En 1961 el Presidente John Kennedy estableció la meta de poner un hombre en la luna y regresarlo sano y salvo a la tierra antes del fin de la década. Alrededor de esta misma época, su sucesor en la Casa Blanca, Lindon Johnson, el año 1964, dio inicio al “Programa de Corazón Artificial de Norteamérica” y también estableció la ambiciosa meta de cumplir esta tarea en alrededor de 10 años. La persona detrás del presidente Johnson en esta aventura era el Dr. Michael DeBakey y un ejemplar de la revista TIME del año 1965, con una caricatura del afamado médico en la portada, dedicó un reportaje al proyecto del corazón artificial. Hay que recordar que estos acontecimientos fueron previos al primer trasplante cardiaco, por lo tanto todas las esperanzas estaban puestas en este proyecto.