Fisiología del intercambio gaseoso: ventilación, difusión y relación V/Q

Fisiología del Intercambio Gaseoso

El intercambio gaseoso depende de cuatro factores fundamentales: la ventilación pulmonar, la difusión alveolocapilar, la perfusión alveolar y el cociente V/Q.

1. Ventilación Alveolar

• Distensibilidad pulmonar: Es la variación de volumen (V) que sufre el pulmón al ser sometido a una fuerza. Depende del número y tipo de fibras, así como del surfactante, que modula la presión del alvéolo.
• Resistencia de las vías aéreas: Depende del calibre de la vía aérea.
• Flujo pulmonar: Volumen espirado e inspirado.

En los síndromes obstructivos se alteran los flujos, mientras que en los síndromes restrictivos, con disminución de la distensibilidad, se ven afectados los volúmenes. La frecuencia respiratoria es de aproximadamente 15 ciclos/min y no es homogénea, ya que depende del centro respiratorio (modificaciones de PO2, PCO2 y pH).

2. Difusión Alveolocapilar

La cantidad de gas transferido a través de la membrana alveolocapilar sigue la Ley de Fick, la cual depende del espesor y la superficie de la membrana, así como de la solubilidad en sus estructuras. La solubilidad del anhídrido carbónico es 20 veces mayor que la del oxígeno; por ello, la hipercapnia es un signo clínico de hipoventilación.

Según la Ley de Henry, solo ejercen presión parcial los gases disueltos en un fluido, no los unidos a moléculas:

• Sangre venosa: PO2 = 40 mmHg y PCO2 = 45 mmHg.
• Aire alveolar: PO2 = 100 mmHg y PCO2 = 40 mmHg.

Debido a este gradiente, el O2 difunde hacia la sangre y el anhídrido carbónico hacia los alvéolos.

3. Circulación Pulmonar

La arteria pulmonar aporta un volumen de sangre que debe distribuirse uniformemente por los capilares perialveolares. Cuando el aire alveolar no se renueva adecuadamente, se activa el reflejo alveoloarteriolar (fenómeno de Von Euler), que constriñe las arteriolas y disminuye el flujo sanguíneo.

4. Relación Ventilación-Perfusión (V/Q)

El cociente ideal es V/Q = 1. La perfusión se define como la llegada de sangre al capilar.

Volúmenes Pulmonares

• Volúmenes movilizables:
  • Volumen corriente: Respiración normal (500 mL).
  • Volumen de reserva inspiratoria: Aire que puede ser inspirado sobre el volumen corriente (3000 mL).
  • Volumen de reserva espiratoria: Aire que puede ser espirado sobre el volumen corriente (1100 mL).

La suma de estos tres volúmenes constituye la Capacidad Vital (aire tras una espiración máxima partiendo de una inspiración máxima).

• Volúmenes no movilizables:
  • Volumen residual: Aire que permanece en el tórax después de una espiración forzada.
  • Capacidad residual funcional: Aire que queda en los pulmones después de una respiración normal.

Estos volúmenes se estudian mediante el método del helio y el pletismógrafo (sistema cerrado y Ley de Boyle-Mariotte).