Circulación pulmonar
La circulación pulmonar, también conocida como circulación menor, se caracteriza por ser un circuito de baja presión y escasa resistencia, ya que los vasos pulmonares son muy distensibles. Mientras que la presión arterial media es de unos 95 mmHg, la presión soportada en la circulación pulmonar ronda los 15 mmHg. El flujo de sangre va a obedecer a un cambio de presión desde el corazón derecho al izquierdo, dependiendo asimismo de la resistencia opuesta por las paredes de los vasos pulmonares. Para entender esta circulación es necesario el estudio de una serie de conceptos específicos, que son:
Presión alrededor de los vasos pulmonares
Los capilares pulmonares tienen una “distribución en sábana” o en lecho alrededor de los
alvéolos, cubriendo toda su superficie con una fina capa de sangre. Al inspirar, se introduce aire a través de los bronquios y bronquiolos hasta los alvéolos, por lo que los sacos alveolares se hinchan. En esta situación los capilares son comprimidos, aunque en algunas zonas más que en otras, dificultando el flujo sanguíneo. Sin embargo, los grandes vasos se dilatan debido al ensanchamiento de la caja torácica, de modo que la sangre circula más fácilmente por estos grandes vasos. En la espiración sucede lo contrario: el aire sale de los alvéolos y los sacos alveolares se hacen más pequeños, de manera que la sangre circula con más facilidad por los capilares, mientras que los grandes vasos se ven comprimidos. Así, la presión en los capilares aumenta
en inspiración y disminuye en espiración, mientras que en los grandes vasos ocurre lo contrario.
Resistencia de los vasos pulmonares
Como ya se ha descrito, la resistencia de los vasos pulmonares en general es bastante baja, y varía dependiendo del flujo sanguíneo y de las necesidades del organismo. Esta resistencia se regula gracias a dos fenómenos que tienen lugar en los capilares: la dilatación y el reclutamiento.
La dilatación es la distensión o ensanchamiento de los capilares, disminuyendo así la resistencia para acomodarse a un aumento del flujo. Esto ocurre gracias a que los capilares pulmonares son extremadamente delgados y muy elásticos. El reclutamiento consiste en la apertura de capilares que anteriormente
estaban cerrados para disminuir la resistencia ante un aumento del flujo, pudiendo luego sufrir una dilatación. En condiciones normales algunos capilares están cerrados debido a la baja presión de perfusión. Cuando el flujo de sangre y la presión aumentan, los vasos colapsados se abren, disminuyendo así la resistencia vascular pulmonar (RVP). Con estos dos fenómenos se evita que la velocidad de flujo aumente, se facilita el trabajo del corazón (al disminuir la resistencia no aumenta la poscarga), se mantiene la presión en el circuito (evitamos la aparición de edema pulmonar) y aumenta la superficie de intercambio gaseoso (por la apertura de nuevos capilares). Todo ello, especialmente el hecho de que no aumente la velocidad de la sangre pero sí la
superficie capilar, favorece el intercambio gaseoso.
Vasoconstriccion hipoxica
Consiste en la constricción o estrechamiento de los vasos ante una situación de hipoxia (escasez de oxígeno en el aire) con el fin de prevenir una oxigenación inadecuada. Cuando determinadas regiones pulmonares no son ventiladas y se reduce la presión parcial de oxígeno, las arteriolas que dan origen a los capilares que irrigan esa zona se cierran, por lo que se detiene el flujo de sangre en dichos capilares. Lo que ocurre en estos casos es que la sangre se redistribuye a otras regiones en las cuales las condiciones de oxigenación sean las adecuadas. Se trata de un fenómeno local, propio del pulmón, que no está mediado por otros sistemas. Esto ocurre, por ejemplo, en casos de
neumonía lobular. Sin embargo, en caso de que todo el aire inspirado tenga una baja presión parcial de oxígeno, como a grandes altitudes, se produce una vasoconstricción hipóxica generalizada: se trata de reducir la velocidad de circulación de la sangre para aumentar el intercambio gaseoso (y con ello la captación de oxígeno). Si esto ocurre, el corazón debe realizar un esfuerzo mucho mayor para vencer el aumento de resistencia y presión que se produce.
Distribución flujo sanguíneo pulmones
En los pulmones existen dos flujos distintos: el aéreo y el sanguíneo. El aire que inspiramos tiene siempre la misma presión: la presión atmosférica del lugar en el que nos encontremos. Sin embargo, la sangre no tiene la misma presión a lo largo de todo el pulmón, debido
a la diferencia de altura existente entre la base y el vértice del mismo. El efecto de la gravedad sobre la distribución de la sangre y del flujo sanguíneo en los pulmones es muy acusado. En un individuo en bipedestación, la gravedad produce un aumento casi lineal del volumen y el flujo sanguíneo en la base del pulmón respecto al vértice. La distancia entre el vértice y la base pulmonar es de unos 30 cm, y dado que el corazón se halla equidistante de ambos puntos, hay unos 15 cm por arriba y 15cm por debajo. Esto corresponde, aproximadamente, a que la presión en el vértice del pulmón sea unos 11 mmHg inferior a la de la zona media, y la presión de la base 11 mmHg superior a la de dicha zona. Por tanto, la diferencia de presión entre el
vértice y la base del pulmón ronda los 22 mmHg. La baja presión arterial en el vértice del pulmón logra que los capilares se colapsen y se reduzca el flujo sanguíneo, mientras que en la base los capilares están distendidos y el flujo sanguíneo es mayor. Así, el coeficiente ventilación/perfusión (V/Q) cambia a lo largo del pulmón. Lo ideal sería que dicha relación fuese 1:1, es decir, que la presión del aire fuera igual a la de la sangre, pero como la presión de ésta va cambiando, no es posible mantener esa relación ideal. En general, podemos encontrar tres zonas:
En las zonas altas del pulmón, la relación V/Q es muy alta, es decir, hay más presión de aire que de sangre. Otra manera de decirlo es que la presión alveolar (PA) es mayor que la
presión arterial (Pa), la cual es suficiente para mantener los capilares parcialmente abiertos en los vértices de los pulmones. En las zonas medias del pulmón, las presiones de aire y sangre se van igualando, alcanzándose una proporción de 1:1 a nivel de la 3ª-4ª costilla. Esto es porque la presión arterial supera a la presión alveolar, y ésta a su vez es mayor que la presión venosa. En esta zona, el flujo de sangre está determinado por la diferencia entre las presiones arterial y alveolar, no arterial y venosa. En las zonas bajas del pulmón, la relación V/Q es muy baja ya que la presión sanguínea es mayor que la del aire. Es decir, tanto la presión arterial como la venosa son mayores que la presión alveolar, siendo la más alta la arterial.
Puesto que la distribución del flujo sanguíneo está afectada por la fuerza de la gravedad, los cambios de posición del cuerpo también afectarán a dicha distribución. Además, influye el ejercicio físico. En un individuo en bipedestación, el ejercicio tiende a contrarrestar los efectos de la gravedad, al aumentar la presión arterial y producirse el reclutamiento de capilares en las zonas superiores del pulmón, con lo que se reducen las diferencias regionales. El fenómeno de dilatación tiene lugar preferentemente en las zonas altas y medias del pulmón, ya que los capilares de las zonas bajas ya están dilatados. Por ello, los derrames pulmonares y edemas se dan sobre todo en las bases del pulmón.Aparte de los cambios
fisiológicos que tienen lugar en el coeficiente de ventilación/perfusión, éste puede verse modificado por distintas situaciones patológicas. Puede aumentar en caso de enfisema (exceso de aire), extirpaciones, hemorragias y embolias pulmonares. Por otro lado, se ve disminuido en obstrucciones, enfermedades cianotizantes, estenosis mitral e insuficiencia cardiaca.
Volúmenes y capacidades pulmonares
Existen una serie de volúMenes pulmonares que, sumados, son iguales al máximo volumen al que es posible expandir los pulmones. Dichos volúMenes son:
Volumen corriente (VC):
volumen de aire inspirado o espirado en cada respiración normal. En el varón joven es aproximadamente 500 ml.
Volumen inspiratorio de reserva (VIR):
máximo volumen de aire inspirado en reposo desde el final de una inspiración, es decir, es el volumen adicional que se puede inspirar por encima del volumen corriente normal. Habitualmente es de 2’5 litros.
Volumen espiratorio de reserva (VER):
máximo volumen de aire espirado en reposo desde el final de una espiración, es decir, es la cantidad adicional de aire que se puede espirar por espiración forzada tras una espiración normal. Normalmente ronda 1’5 litros.
Volumen residual (VR):
es el volumen de aire que queda en el pulmón tras una espiración máxima. No puede medirse mediante una espirometría, sino que son necesarios sistemas de dilución. Suele ser aproximadamente unos 2 litros.
Volumen respiratorio máximo por segundo (VEMS):
cantidad de aire que somos capaces de espirar rápidamente en el primer segundo tras una inspiración máxima. Al describir los sucesos del ciclo pulmonar, a veces es deseable considerar juntos dos o más