Fisiopatología del Sistema Respiratorio

Transcripción

1 Cátedra de Fisiopatología Fisiopatología del Sistema Respiratorio a.- Generalidades o Conceptos: Disnea: Dificultad respiratoria Apnea: Cesación súbita y limitada de la respiración Bradipnea: Disminución de la frecuencia respiratoria Taquipnea: Aumento de la frecuencia respiratoria Respiración: Corresponde al intercambio de gases a nivel interno, es decir, entre los alvéolos y el capilar sanguíneo. Ventilación: Corresponde al intercambio de gases entre los pulmones y la atmósfera. En este proceso cumplen un rol fundamental los músculos intercostales y el diafragma. o Valores normales de los gases arteriales: Presión arterial de oxígeno (PaO2) = mmhg Presión arterial de anhídrido carbónico (PaCO2) = mmhg b.- Regulación de la respiración y la ventilación Los centros de control respiratorio y ventilatorio se localizan en el tronco encefálico. El centro respiratorio se localiza en el bulbo raquídeo y las neuronas responsables de la ventilación se hallan en la protuberancia anular.

2 Regulación de la respiración: Es un proceso involuntario (automático) Es modulado por varios factores: nerviosos, químicos, voluntad (en parte), temperatura, emociones, presión arterial y movimientos corporales. o Regulación nerviosa: Las neuronas respiratorias del bulbo controlan la respiración Las neuronas de la protuberancia anular modulan la ventilación El patrón rítmico de la respiración surge de una red de neuronas de descarga espontánea La ventilación está regulada por varios reflejos ligados a quimiorreceptores, estímulos periféricos y centros cerebrales superiores. o Regulación química: a) Regulación de la respiración por el oxígeno: Sólo los receptores periféricos detectan cambios en PaO2 Sólo son importantes cuando PaO2 es inferior a 60 mmhg Cuando se activan estimulan la ventilación

3 b) Regulación de la respiración por el CO2: Es el mecanismo más importante de la regulación de la respiración Cambios en PaCO2 se detectan por quimiorreceptores periféricos y centrales, pero son más importantes los centrales o Regulación voluntaria: Hasta cuándo podemos aguantar la respiración? Límite: PaO2 = 40 mmhg / PaCO2 > 50 mmhg Hay pérdida de consciencia y el control de la respiración se vuelve involuntario. o Efecto de la temperatura:

4 o Efecto de las emociones y el dolor: El dolor continuado aumenta la frecuencia respiratoria El dolor súbito produce apnea temporal Emociones producen aumento de la frecuencia respiratoria o Efecto de la presión arterial y el movimiento corporal c) Hipoxemia e Hipoxia o Hipoxemia: La cantidad de oxígeno que se aporta a los tejidos generalmente excede a las demandas metabólicas. Cuando las necesidades son mayores que el aporte, los tejidos utilizan vías anaeróbicas para la generación de energía. Si este desbalance no se corrige, se produce acidosis por acumulación de ácido láctico, se altera aun más el metabolismo celular y, eventualmente, las células pueden morir. La hipoxemia es una disminución anormal de la presión parcial de oxígeno en sangre arterial por debajo de 80 mmhg. No debe confundirse con hipoxia o disminución de la difusión de oxígeno en los tejidos y en la célula. Causas de la hipoxemia: Disminución de la presión inspirada de oxígeno (PIO 2 ).

5 Hipoventilación: es una respiración deficiente que causa deficiencia de la función pulmonar y siempre provoca un aumento de la presión parcial de CO2. La característica principal de una hipoventilación no es la hipoxemia, sino la resultante acidosis respiratoria causada por el incremento en la presión parcial de CO 2. Difusión inadecuada de oxígeno a través del alvéolo. Efectos de la hipoxemia: La baja concentración de oxígeno en la sangre se traduce en una deficiente liberación de oxígeno en los tejidos y dependiendo de los órganos involucrados, la hipoxia resultante puede causar: Sistema Nervioso Central: bajo rendimiento mental, incluyendo la memoria y la habilidad de resolver problemas mentales. También pueden ocurrir alteraciones de la personalidad y trastornos de la conciencia. Sistema Respiratorio: los receptores carotideos y aórticos estimulan la hiperventilación, como consecuencia de una disminución de la concentración de oxígeno en sangre, y al aumentar la frecuencia respiratoria se incrementa el oxígeno sanguíneo. o Hipoxia: La hipoxia se define como la disminución del aporte de oxígeno a las células, lo que limita la producción de energía a niveles por debajo de los requerimientos celulares. Ocurre a partir de una hipoxemia de 60 mmhg. Puede generarse por diversos mecanismos que se esquematizan de la siguiente forma: a.- Por disminución de la P a O 2 a raíz de cualquiera de las causas de hipoxemia enumeradas. b.- Por disminución de la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre: anemia, intoxicación por CO. c.- Por disminución del aporte sanguíneo a los tejidos: generalizado: shock, insuficiencia cardíaca. localizado: oclusión arterial o venosa. d.- Por trastorno de difusión entre capilar y célula por aumento de líquido intersticial (edema). e.- Por intoxicación de los sistemas enzimáticos celulares de oxido-reducción: intoxicación por cianuro. f.- Por consumo excesivo de oxígeno en los tejidos: fiebre alta, ejercicio muscular intenso. Efectos de la hipoxia: Efectos sobre la ventilación. La disminución de la P a O 2 produce un aumento de la ventilación mediada por los quimiorreceptores aórticos y carotídeos. El umbral de estimulación es muy variable entre individuos, pero en general la P a O 2 debe caer bajo 60 mmhg para que comience a aumentar la ventilación.

6 Efectos sobre la circulación. A diferencia de la respuesta ventilatoria, pequeñas reducciones de la P a O 2 provocan una serie de respuestas cardiovasculares compensatorias. A nivel del corazón, se produce aumento tanto de la frecuencia como de la fuerza de contracción, con lo que aumenta el gasto cardíaco. Efecto sobre el flujo sanguíneo capilar. La cantidad de capilares funcionantes en los tejidos aumenta en la hipoxia aguda y, en la hipoxia subaguda y crónica, existen evidencias morfológicas de un aumento de la densidad capilar en la retina, músculo cardíaco y músculo esquelético. Efecto sobre el sistema nervioso. El tejido cerebral tiene, junto con el miocardio, la más alta sensibilidad del organismo a la falta de oxígeno. El límite de tolerancia para una anoxia total es de 4 min: pasado este lapso el daño es irreversible. Efectos metabólicos: Si el oxígeno no es entregado al interior de las células en cantidades adecuadas para las necesidades de producción de energía, la célula usa vías anaeróbicas de menor eficiencia, cuyo metabolito terminal es el ácido láctico, cuya medición en la sangre sirve para evaluar la intensidad de la hipoxia. Sin embargo, hay que tener presente que el aumento de la concentración de lactato en la sangre arterial no es un índice específico de hipoxia tisular, ya que la producción de lactato también aumenta en otras condiciones. Si la P a O 2 se mantiene sobre 45 mmhg, no se observa aumento del lactato en reposo. Efecto hematopoyético: Otra respuesta del organismo ante la hipoxia es el aumento del volumen total de glóbulos rojos por un aumento en la producción de eritropoyetina, principalmente por el riñón. Este aumento de la capacidad de transporte de oxígeno tiene un efecto compensador, ya que si bien cada glóbulo rojo lleva menos oxígeno que lo normal, el aumento en el número de glóbulos rojos aminora el déficit de transporte global de la sangre. d.- Hipercapnia e Hipocapnia o Hipercapnia: En medicina se llama hipercapnia al aumento de la presión de dióxido de carbono (PaCO 2 ), medida en sangre arterial, por encima de 45 mmhg. Produce una disminución del ph sanguíneo debido al aumento de la concentración plasmática de dióxido de carbono. La hipercapnia estimula la respiración y causa arritmias como por ejemplo taquicardia. La situación contraria es la hipocapnia, que tampoco es positiva, ya que produce un aumento del ph sanguíneo y puede producir mareos o pérdida del conocimiento.

7 o Hipocapnia: Llamada a veces incorrectamente acapnia, la hipocapnia es una disminución del dióxido de carbono (CO2) disuelto en el plasma sanguíneo ( 35 mmhg), en donde existe particularmente bajo la forma de ácido carbónico. Usualmente surge como resultado de una respiración rápida o profunda, conocida como hiperventilación. Normalmente la hipocapnia es bien tolerada. Sin embargo, puede causar vasoconstricción cerebral, produciendo mareo momentáneo, alteraciones visuales y ansiedad. Por inhibición del centro respiratorio, produce la disminución del ritmo respiratorio o incluso la detención de la respiración. e) Acidosis y alcalosis respiratoria o Acidosis respiratoria: La acidosis respiratoria es uno de los trastornos del equilibrio ácido-base en la que la disminución en la frecuencia de las respiraciones o hipoventilación, provoca una concentración creciente del CO2 en el plasma sanguíneo y la consecuente disminución del ph de la sangre. El CO2 es producido constantemente a medida que el cuerpo metaboliza energía, el cual se acumulará en la circulación con rapidez si los pulmones no lo eliminan adecuadamente. La hipoventilación alveolar conduce así a un aumento de la presión parcial de CO2 arterial (PaCO 2 ), un trastorno llamado hipercapnia (el valor normal de la PaCO 2 es de mm Hg). CO 2 + H 2 O <--> H 2 CO 3 <--> H + + HCO 3 - Causa de la acidosis respiratoria: La acidosis respiratoria aguda se produce cuando aparece un trastorno súbito de la ventilación y antes de que los riñones puedan retornar el cuerpo a un estado de equilibrio. Este fracaso ventilatorio puede ser causado por la depresión del centro respiratorio a nivel del sistema nervioso central por enfermedad cerebral o drogas, incapacidad para ventilar adecuadamente debido a una enfermedad neuromuscular (p. ej., miastenia gravis, esclerosis lateral amiotrófica, sindrome de Guillain-Barré o distrofia muscular), u obstrucción de las vías respiratorias relacionada con la exacerbación del asma o la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). o Alcalosis respiratoria: La alcalosis respiratoria es uno de los trastornos del equilibrio ácido-base, en que una mayor frecuencia de respiración (hiperventilación) eleva el ph del plasma sanguíneo, a lo cual se le denomina alcalosis.

8 La alcalosis respiratoria es una alteración clínica causada por hiperventilación alveolar que provoca Hipocapnia (PaCO2 35mmHg), incremento de la relación de la concentración de Bicarbonato y la PaO2 y aumento del ph. Entre los mecanismos compensatorios se incluyen disminución de la frecuencia respiratoria, incremento de la excreción renal de bicarbonato y retención de Hidrógeno. f) Insuficiencia respiratoria La insuficiencia respiratoria es un síndrome clínico que se caracteriza por la incapacidad del organismo para mantener los niveles arteriales de oxígeno (O2) y dióxido de carbono (CO2) adecuados para las demandas del metabolismo celular. La insuficiencia respiratoria aguda es la incapacidad del sistema respiratorio de cumplir su función básica, que es el intercambio gaseoso de oxígeno y dióxido de carbono entre el aire ambiental y la sangre circulante, culminando en la falla del metabolismo celular del organismo. En términos médicos, la insuficiencia respiratoria se define como la presencia de una hipoxemia arterial (PaO 2 menor a 60 mmhg) en reposo, a nivel del mar y respirando aire ambiental. Este criterio puede acompañarse de hipercapnia (PaCO 2 mayor de 50 mmhg). Causas de la insuficiencia respiratoria: Las causas que pueden producir insuficiencia respiratoria son muy numerosas y pueden afectar a cualquier estructura del sistema respiratorio. A modo de esquema muy resumido, podemos recoger las más importantes y frecuentes, agrupadas como sigue: 1- Enfermedades del parénquima pulmonar: neumonía, asma, embolismo pulmonar, tuberculosis 2- Enfermedades de las vías aéreas altas: cuerpos extraños, estenosis traqueales, etc. 3- Enfermedades extrapulmonares: accidente cerebrovascular agudo, tumores cerebrales, meningitis, intoxicaciones por drogas y psicofármacos. Signos y síntomas: disnea, aleteo nasal, taquipnea, sibilancias, mareos, taquicardia, cianosis de dedos, edema de las piernas, hepatomegalia, aumento de síntesis de eritropoyetina. g) Patologías Pulmonares o Neumonía: La neumonía es una enfermedad inflamatoria de los pulmones causada por una infección. Se habla de bronconeumonía cuando también están afectados los bronquios. La neumonía puede tener más de 30 factores etiológicos diferentes, existiendo 5 causas principales que la provocan: bacterias, virus, micoplasmas (hongos), otros microbios, varios agentes químicos. El principal agente etiológico bacteriano es el Streptococcus neumoniae y secundariamente Haemophilus influenzae y Staphylococcus aureus.

9 La neumonía y la bronconeumonía clásicas o típicas son procesos infecciosos caracterizados por consolidación o condensación del parénquima pulmonar, debido a la presencia de alguna secreción dentro de los espacios alveolares, principalmente los leucocitos neutrófilos y fibrina, lo cual otorga solidez a dicha zona. La condensación inhibe la hematosis o intercambio gasesoso y, dependiendo del área pulmonar afectada, puede generar hipoxemia. Mientras que la neumonía afecta un segmento o lóbulo pulmonar de manera uniforme, la bronconeumonía se caracteriza por presentarse como multifocal, estando los focos de consolidación pulmonar en diferentes períodos evolutivos. Signos y síntomas: comgestión nasal, tos, respiración acelerada, dolor en el pecho, cefalea, escalofríos, hipotensión, fiebre, taquicardia, falta de apetito, letargia. o Tuberculosis: La tuberculosis (TBC), es una infección bacteriana contagiosa que compromete principalmente a los pulmones, pero puede propagarse a otros órganos. El período de incubación (desde la infección hasta la aparición de la lesión primaria) va desde las 2 a las 12 semanas en promedio. La especie de bacterias más importante y representativa causante de tuberculosis es el Mycobacterium tuberculosis o bacilo de Koch. La TBC es posiblemente la enfermedad infecciosa más prevalente en el mundo. Aunque la tuberculosis es una enfermedad predominantemente de los pulmones, puede afectar también el sistema nervioso central, el sistema linfático, el sistema circulatorio, el sistema genitourinario, el aparato digestivo, los huesos, las articulaciones e incluso la piel. La tuberculosis se contagia por vía aérea, cuando las personas infectadas tosen, estornudan o escupen. Además, un número creciente de personas del mundo contraen la tuberculosis debido a que su sistema inmunitario se ve comprometido por medicamentos inmunosupresores, abuso de drogas o el SIDA. Los síntomas clásicos de la tuberculosis son: tos crónica con esputo sanguinolento, fiebre, sudores nocturnos y pérdida de peso. La infección de otros órganos causa una amplia variedad de síntomas. o Enfisema: Un enfisema se define, en términos patológicos, por el agrandamiento permanente de los espacios aéreos terminales, con una destrucción de la pared alveolar, con o sin fibrosis manifiesta. Es una enfermedad crónica comprendida junto con la bronquitis crónica en la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). El consumo de cigarrillos es la causa más común del enfisema. Se cree que el humo del tabaco y otros contaminantes provocan la liberación de productos químicos (fundamentalmente oxidantes) que dañan las paredes de los alvéolos. El daño empeora con el paso del tiempo. Las personas que padecen esta enfermedad tienen alvéolos pulmonares que son capaces de llenarse con aire fresco, pero no pueden expulsarlo fácilmente, lo cual afecta el suministro de oxígeno al cuerpo.

10 La mayor parte de los pacientes de enfisema son mayores de 40 años, con una prolongada historia de disnea (dificultad para respirar) al esfuerzo y tos no productiva. Estos pacientes presentan frecuentemente pérdida de peso, debido a la utilización de los músculos accesorios para respirar, mientras que los individuos sanos únicamente utilizan el diafragma para producir los movimientos ventilatorios. El enfisema está caracterizado por pérdida de la elasticidad pulmonar, destrucción de las estructuras que soportan el alvéolo y destrucción de capilares que suministran sangre al alvéolo. El resultado de todo ello es el colapso de las pequeñas vías aéreas durante la respiración, conduciendo a una obstrucción respiratoria y a una retención de aire en los pulmones. Síntomas: disnea, inicialmente al esfuerzo aunque se hace evolutiva pudiendo llegar a tener incluso disnea de reposo. Pérdida de peso, ansiedad, edema y fatiga suelen acompañar en muchos casos. La tos y las sibilancias son mucho menos frecuentes que en la bronquitis crónica. o Cáncer pulmonar: El cáncer de pulmón es un conjunto de enfermedades resultantes del crecimiento maligno de células del tracto respiratorio, en particular del tejido pulmonar, y uno de los tipos de cáncer más frecuentes a nivel mundial. El cáncer de pulmón suele originarse a partir de células epiteliales, y puede derivar en metástasis e infiltración a otros tejidos del cuerpo. Se excluye del cáncer de pulmón aquellas neoplasias que hacen metástasis en el pulmón provenientes de tumores de otras partes del cuerpo. La causa más común de cáncer de pulmón es el tabaquismo, siendo el 95 % de pacientes con cáncer de pulmón, fumadores y exfumadores. En las personas no fumadoras, la aparición del cáncer de pulmón es resultado de una combinación de factores genéticos, exposición al gas radón, asbesto, y contaminación atmosférica, incluyendo humo secundario (fumadores pasivos). Los síntomas más frecuentes suelen ser dificultad respiratoria, tos incluyendo tos sanguinolenta y pérdida de peso, así como dolor torácico, ronquera e hinchazón en el cuello y la cara. Referencias bibliográficas: Guyton, Arthur C. "Fisiología y fisiopatología", Arthur C. Guyton, 6 Edición, Editorial McGraw-Hill McPhee, Stephen J; Ganong, William F. "Fisiopatología médica: introducción a la medicina clínica", 5 Edición, Editorial Manual Moderno. Robbins y Cotran. "Compendio de patología estructural y funcional", 7 Edición, Editorial Elsevier-Saunders.