CIRCULACION
PULMONAR
CIRCULACION PULMONAR
VASOS EXTRAALVEOLARES
DEPENDENCIA DEL VOLUMEN PULMONAR
PRESION DEL LIQUIDO INTERSTICIAL
TONO DE LAS FIBRAS MUSCULARES
VASOS INTRAALVEOLARES
RELACION ENTRE Pa, PA Y Pv
INFLUENCIA GRAVITACIONAL
ZONAS DE WEST
VASOS PULMONARES Y FLUJO
La circulación en el pulmón se rige por las leyes generales de la hidrodinámica
El gradiente de presión intra vascular o la presión dinámica se mide entre cualquier rama gruesa de la arteria pulmonar y la vena pulmonar que drena la sangre oxigenada hacia la aurícula izquierda
CIRCULACION
EN
PULMON
La descripción mas simple es la ley de Poiseuille:
Donde el flujo sanguíneo (Q) alcanzado depende de la resistencia (R) y del gradiente de presión dinámica o intra vascular producido (ΔP).
.
Q = Δ P / R
En forma práctica se obtiene con un catéter colocado en cualquier rama de la ARTERIA PULMONAR como valor inicial (Pi).
Avanzando el mismo catéter hasta vasos de menor calibre se obtiene el valor llamado Presión de ACUÑAMIENTO ( Pf ).
Es equivalente a la presión de la vena pulmonar o, en condiciones normales, de la aurícula derecha.
El lecho vascular pulmonar se puede dividir en vasos:
Por razones funcionales:
Los vasos distales se dividirán en:
Extra e intraalveolares, aunque numerosas propiedades son comunes.
CIRCULACION
EN
PULMON
VASOS EXTRAALVEOLARES
DEPENDENCIA DEL VOLUMEN PULMONAR
PRESION DEL LIQUIDO INTERSTICIAL
TONO DE LAS FIBRAS LISAS MUSCULARES
VASOS
EXTRAALVEOLARES
Vasos Extraalveolares:
El flujo que producen y la resistencia que ofrecen dependen :
1 de 4
.
Los vasos extraalveolares están condicionados por el volumen pulmonar, debido a la tracción que sufren las partes de sus paredes con tejido conjuntivo y su unión con las estructuras de los bronquios.
A volúmenes pulmonares bajos sufren una baja tracción y tienen un radio reducido. Si la presión alcanzada está por debajo de su presión crítica de apertura permanecerán sin flujo.
A volúmenes pulmonares altos sufren una gran tracción y aumentan su radio.
Es una de las causas que producen reclutamiento o distensión generando
aumento del flujo sanguíneo.
Los vasos extraalveolares están condicionados por el volumen pulmonar, debido a la tracción que sufren las partes de sus paredes con tejido conjuntivo y su unión con las estructuras de los bronquios. Pero hay parte de sus paredes que están en contacto con un intersticio elástico, modificable por tracción o por presencia de líquido.
La presión intramural (PIM) está determinada por el volumen y la presión de la sangre, pero está influida a través de las presiones extramurales (PEM) que se modifican por el volumen pulmonar y por la presión intersticial.
La presión intersticial es subatmosférica y tiene un valor que puede ser igual o diferente de la presión pleural o intratorácica.
Sus valores subatmosféricos pueden alcanzar hasta -40 cmH20 para una presión pleural normal.
La modificación del tono del músculo de la pared por estímulos de diferente tipo produce aumento o disminución del gradiente de presión entre el vaso extramural y los capilares alveolares o venosos.
PIM
PEM
clic
No se conoce con exactitud el número de vasos permeables y que participan en el intercambio de gases o de líquidos.
Arteriola
Capilares
Condición normal
Reclutamiento
Se supone que hay un alto número sin perfusión de sangre por las posibilidades de apertura que presentan ante aumentos de presión o en esfuerzo debido a los cambios de volumen pulmonar y sanguineo.
El reclutamiento se produce cuando el vaso alcanza la Presión Crítica de Apertura (PCA) y comienza el flujo de sangre.
Hay aumento de volumen y de la superficie de intercambio.
En la distensión hay mayor aumento de volumen que de superficie de intercambio, por la capacitancia de algunos vasos y porque otros no alcanzan la Presión Crítica de Apertura.
Distensión
V A S O S
E X T R A A L V E O L A R E S
V A S O S
E X T R A A L V E O L A R E S
VOLUMEN PULMONAR
Todo tubo elástico debe alcanzar la presión crítica de apertura (PCA) para que se inicie un flujo del fluido; es una presión transmural (PTM) que depende de la presión intramural (PIM) , de la presión extramural (PEM), del tono de la musculatura lisa de su pared.
En un pulmón con volumen bajo, colapsado o atelectásico, con VR bajo se genera una PTM baja.
Gran parte de estos vasos no alcanzan la PCA y permanecen sin flujo.
En inspiración a volúmenes altos la PTM es elevada porque la PEM es muy negativa o subatmosférica.
Habrá mayor número de vasos que alcanzan su PCA y hay reclutamiento con aumento de flujo.
Cuanto mas alta sea la PCA del capilar, menor será el flujo para una dada presión transmural o un gradiente de presión dinámica.
V A S O S
E X T R A A L V E O L A R E S
VOLUMEN PULMONAR
A volúmenes pulmonares bajos, a igual PEM y PIM, los vasos tienen un radio pequeño y una resistencia alta.
A volúmenes pulmonares grandes, a igual PEM, los vasos tienen un radio aumentado y una resistencia disminuida.
En los casos patológicos de atrapamiento aéreo importante aumenta el volumen pulmonar, pero puede disminuir el radio de los vasos y aumentar la resistencia
V A S O S
E X T R A A L V E O L A R E S
Alveolo
Alveolo
Alveolo
Alveolo
Volumen Pulmonar Bajo
Volumen Pulmonar Alto
PIM 5
PEM- 4
PTM 9
PIM 5
PEM- 15
PTM 20
La presión extramural (PEM ) está determinada por los movimientos ventilatorios y los cambios de presión que se producen en el tórax
La PEM también está determinada por la presión del líquido intersticial que normalmente tiene valor negativo y modifica la presión transmural (PTM).
Su valor depende del volumen, del esfuerzo ventilatorio producido por las resistencias
Los vasos extraalveolares tienen un calibre dependiente de la ventilación, con radio mayor a volúmenes altos que bajos.
La PTM es mayor a volúmenes altos
PRESION INTERSTICIAL
La PO2, la PCO2 y el pH de sangre o de gas alveolar tienen efectos sobre los vasos pulmonares
Existen numerosas sustancias que actúan como vasodilatadoras o como vasoconstrictoras, en procesos secundarios a modificaciones diferentes a la función cardiopulmonar o que producen compensación de alteraciones producidas en el pulmón .
Las catecolaminas, la angiotensina y la histamina son vasoconstrictores que no necesariamente regulan la función de la circulación pulmonar a fin de ajustarla a su ventilación.
La bradiquinina, la acetil colina, la aminofilina, el isoproterenol son vaso dilatadores.
Hipercapnia
Hipoxemia
Acidosis
Contracción
arteriolar
Acetilcolina
Bradiquinina
Aminofilina
Isoproterenol
Vasodilatadores
Noradrenalina
Adrenalina
Histamina
Angiotensina
Vasoconstrictores
VASOS INTRAALVEOLARES
RESISTOR DE STARLING
RELACION ENTRE Pa, PA y Pv
INFLUENCIA GRAVITACIONAL
ZONAS DE WEST
ZONA I
ZONA II
ZONA III
ZONA IV
VASOS PULMONARES Y FLUJO
Pa > Pca > Pv
El comportamiento de los vasos intraalveolares ha sido descrita por Starling, con la realización de un modelo físico que consiste en un tubo elástico contenido en una cámara de presión variable.
El gradiente de presión que se produce en un vaso para generar un determinado flujo normalmente se calcula con la diferencia entre arteria (Pa) y vena (Pv).
Pa > Pca > Pv
En el caso especial del capilar intraalveolar cuando la presión en la cámara (Pca) supera a la presión venosa (Pv), el gradiente estará fijado por la diferencia entre la arteria y la cámara (Pa-Pca).
Cuando la presión en la cámara supera la arterial, el flujo se interrumpe.
Alveolo
Alveolo
Capilar
intraalveolar
Capilar
venoso
La PEM del vaso extraalveolar tiene valor negativo en reposo y cambia según el ciclo y la frecuencia ventilatoria, que normal mente es de 10 a 12 por minuto. La PTM es la presión capilar arterial ( Pa)
La presión alveolar (PA) es la PEM del capilar intraalveolar con valores negativos en inspiración y positivos en espiración.
La presión venosa (Pv) de salida del capilar depende de la PIM, de la presión de la vena pulmonar y de la tisular; es un capilar extraalveolar.
El capilar pulmonar extraalveolar tiene una presión de ingreso (Pa) determinada por la PIM que genera la sangre perfundida por la arteria pulmonar, con variaciones de 80 latidos/ min.
Capilar
extraalveolar
Pa
PA
Pv
Hasta los años sesenta el modelo monoalveolar o el pulmón homogéneo fue la forma de analizar la función respiratoria.
Se realizaban enfoques cualitativos de las desiguales distribuciones de gas y de sangre con conceptos como cortocircuito y espacio muerto.
A partir de esa fecha se afianza un nuevo enfoque fisiopatológico del pulmón inhomogéneo; las posibilidades computacionales aseguraron determina ciones cuantitativas que revolucionaron la fisiología respiratoria.
Presión arterial
(mm Hg)
3
3
3
3
3
3
3
3
3
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
0
0
0
0
2
4
6
8
10
12
Presión venosa
(mm Hg)
Presión alveolar
(mm Hg)
ZONA 1
ZONA II
ZONA III
Cuando se analiza de manera conjunta la acción gravitacional, la incidencia de la Pa, la PA y la Pv, se establecen complejas relaciones
Estas teorías y cálculos fueron posteriormente confirmados con el uso de gases de diferente solubilidad desarrollada por Wagner.
V/Q
La mediciones realizadas por Permutt y West y los modelos de computación utilizados, permitieron elaborar la teoría de zonas de desigual y prever a través de cálculos los gases en sangre resultantes.
.
.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
0
0
0
0
2
4
6
8
10
12
I
ZONAII
ZONA
III
Presión arterial
Presión venosa
Presión alveolar
Zona I. Pa de 0 a +2
PA de +2 a -2
Pv de 0
Pa > PA >Pv
ZONNAS
DE
WEST
Zona II.Pa de+2 a +14
PA de + 2 a -2
Pv de 0 a +2
Pa > PA =<Pv
Existe una Zona IV con hemodinamia semejante a la zona III pero donde el aumento de la PEM por aumento de la presión intersticial o tisular disminuye el flujo de sangre.
Zona III. Pa de +14 a +24
PA de +2 a -2
Pv de +4 a +12
Pa > Pv > PA
?
?
ZONA
I
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
0
0
0
0
2
4
6
8
10
12
I
ZONAii
ZONAiii
Presión arterial
Presión alveolar
Presión venosa
Zona I. La presión dinámica ( Pi-Pf ) está modificada fundamental mente por la de ingreso (Pa) y la PA (una PEM variable).
En inspiración la PTM aumenta y también el flujo sanguíneo por la presencia de PEM subat mosféricas en alveolo.
Se trata de una zona de muy bajas presiones en los capilares pulmonares (arterial y venoso) por lo que son muy sensibles a los cambios de presión que se pueden producir durante el ciclo ventilatorio (cambios de presión pleural y presión alveolar). También es una zona muy sensible a variaciones del flujo de sangre.
La Pv no determina el flujo
En espiración las presiones intratorácicas son menos subatmosfé ricas y las intraalveolares positivas: disminuyen la PTM y el flujo de sangre
ZONA
I
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
0
0
0
0
2
4
6
8
10
12
I
ZONAII
ZONAIII
Presión arterial
Presión alveolar
Presión venosa
Por influencia gravitacio nal habrá zonas extensas sin apertura de los capilares y sin flujo de sangre.
Por la gran influencia de las presiones positivas o supraatmoféricas genera das por el ciclo venti latorio habrá períodos importantes donde la presión dinámica será cero y no habrá flujo sanguíneo.
No es difícil aceptar que un aumento de presión en la arteria pulmonar o un aumento de volumen minuto cardiaco produzca un reclutamiento o una distensión en la red capilar de esta zona, con un aumento sustancial de la perfusión sanguínea.
Como es una zona con ventilacion alta ( ) habrá mayor incorporación de O2 y puede corregir hipoxemias existentes a bajo flujo de sangre ( ).
Q
.
V
.
ZONA
II
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
0
0
0
0
2
4
6
8
10
12
I
ZONAII
ZONAIII
Presión arterial
Presión alveolar
Presión venosa
Zona II. La presión dinámica (Pi-Pf) está determinada fundamen talmente por la de ingreso (Pa) y la PA (PEM variable).
En inspiración la PTM aumenta y también el flujo sanguíneo por la presencia de PEM subatmosféricas (en el alveolo.)
1 de 2
clic
En espiración las presiones intratorácicas son menos subatmos féricas y las intraalveo lares positivas: disminu yen la PTM y el flujo de sangre.
clic
Por influencia gravitacional habrá una mayor presión de ingreso (Pa).
Las presiones positivas o supraatmoféricas generadas por el ciclo ventilatorio tendrán una baja incidencia en el gradiente de presión dinámica y el flujo sanguíneo estará menos alterado que en la zona I.
clic
ZONA
II
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
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0
0
0
0
2
4
6
8
10
12
I
ZONAII
ZONAIII
Presión arterial
Presión alveolar
Presión venosa
Desde el punto de vista circulatorio es una zona menos variable que la correspondiente a los vértices pulmonares
De todas maneras puede producirse reclutamiento de unos pocos vasos y distensión de otros.
DifÍcilmente habrá vasos que no alcanzan la PCA y que permanecen sin flujo.
Zona II.
En razón de los conceptos que se consideran tradicionales es difícil a veces aceptar que un aumento de sangre perfundiendo el pulmón o parte de él, conduzca a una disminución de una hipoxemia. Ello ocurre cuando aumenta el flujo de sangre ( ) en zonas con ventilacion alta ( )
Q
.
V
.
ZONA
III
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
0
0
0
0
2
4
6
8
10
12
I
ZONAII
ZONAIII
Presión arterial
Presión alveolar
Presión venosa
Zona III.
La presión dinámica (Pi-Pf) está determinada fundamentalmente por la de ingreso (Pa) y la de salida por las venas pulmonares (Pv). La influencia de la PEM ejercida por el alveolo es de baja incidencia en la respiración normal.
Las presiones positivas o supraatmosféricas generadas por el ciclo ventilatorio modifican el flujo solo en condiciones de ventilación forzada.
Por influencia gravitacio nal habrá una mayor presión de ingreso por el extremo arterial (Pa) y también en el extremo venoso (Pv).
Un aumento de presión en arteria pulmonar o un aumento de no pueden producir reclutamiento pues la mayoría de los vasos están abiertos .
Solo se puede generar aumento de perfusión al producir distensión capilar.
Q
.
ZONA
IV
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
0
0
0
0
2
4
6
8
10
12
I
ZONAII
ZONAIII
Presión arterial
Presión alveolar
Presión venosa
Zona IV.-
Durante mucho tiempo se describió un aumento progresivo del flujo por acción gravitacional tal como ocurre en la zona III.
Hughes demostró la incidencia del aumento de la presión tisular en el control del flujo sanguíneo, con la presencia de esta zona donde se mantiene o disminuye el flujo en relación a la zona III, aunque haya aumentos de la presión de ingreso (Pa).
Aumentos de la presión en la arteria pulmonar o de no producen reclutamiento o distensión pues el sistema ha llegado a su capacitancia máxima.
La filtración de líquido produce un aumento de la presión tisular o intersticial que impide un aumento de flujo sanguíneo y puede llegar a disminuirlo.
Q
.
.
La arteria pulmonar tiene una presión de ingreso al pulmón que disminuye de valor a medida que se asciende hacia el vértice pulmonar
30
35
40
Por acción gravi- tacional la presión de ingreso de los capilares aumenta hacia la base
Ello determina una distribución de en sentido creciente de vértice a base.
Q
.
.
.
Q litros/minuto
Vertice
Base
Capacidad Funcional Residual (CFR)...... que es el volumen pulmonar en que se produce la ventilación normal en reposo, se observa una zona superior con bajo volumen de sangre, un aumento progresivo y al final una ligera disminución por acción de la presión tisular.
Capacidad Pulmonar Total (CPT) .... los altos volúmenes pulmonares se generan con presiones positi vas y negativas máximas.
Las presiones positivas reducen el flujo de sangre en la zona I y las negativas aumentan en la zona III
Volumen Residual (VR) ....... hay una disminución del flujo desde los vértices a las bases, aunque de escasa significación.
VR
CFR
CPT
lic