INSUFICIENCIA RESPIRATORIA Infecciones e insuficiencia respiratoria CONTENIDO. Función de los pulmones

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1 INSUFICIENCIA RESPIRATORIA Infecciones e insuficiencia respiratoria MASTER EN MEDICINA RESPIRATORIA CONTENIDO DEFINICIONES FISIOPATOLOGÍA DE LA IR Factores pulmonares Factores extrapulmonares Mecanismos CLASIFICACIÓN Y CLÍNICA Función de los pulmones Función primaria del pulmón: Proveer una oxigenación adecuada Eliminar el anhídrido carbónico Proceso del intercambio de gases: Ventilación pulmonar que determina los niveles alveolares de O 2 y CO 2 Proceso de equilibración entre el gas alveolar y la sangre arterial Almacenamiento y transporte de estos gases en la sangre Estructuras anatómicas: Intercambio de gases Concepto de presión parcial Composición del gas atmosférico EN UNA MEZCLA DE GASES LA PRESIÓN CINÉTICA DE CADA GAS POR SEPARADO SE DENOMINA PRESIÓN PARCIAL COMPOSICIÓN DEL GAS ATMOSFÉRICO: Oxígeno: 20 95% Nitrógeno: 78 09% Argón:0 93% CO 2 : 0003 % Vapor de agua: 0-2% Terminología del intercambio de gases y sus unidades PaO 2 : Presión parcial de oxígeno PaCO 2 : Presión parcial de anhidrído carbónico FI: Fracción inspiratoria de un gas V: Volumen de un gas V: Flujo (vol/tiempo) A: alveolar a: arterial mmhg, torr, cmh 2 O 1mmHg=13 cm H 2 O % de concentración Litros (L) o mililitros (ml) ml/min; L/min; L/s 1

2 Presión inspiratoria de O 2 y presión del vapor de agua A 37ºC la presión del vapor de agua es de 47 mm Hg Pbarométrica nivel mar: 760 mm Hg : 713 mm Hg PI Oxígeno: 21% de 713: 150 mm Hg PI Nitrógeno: 79% de 713: 563 mm Hg Unidad alveolo-capilar normal Patm = 760 mmhg FiO 2 = 21% PiO 2 = 150 mmhg Temp: 37 ºC PACO2» 40 mm Hg PAO 2» 100 mmhg Ventilación alveolar y espacio muerto Ventilación V E : Volumen espirado por minuto V T : volumen espirado durante un ciclo respiratorio normal: volumen corriente V E total : V T x frecuencia respiratoria -Espacio muerto anatómico: ml -Espacio muerto alveolar -Espacio muerto fisiológico (V D ):Anatómico + alveolar -V D /V T : (PaCO 2 -P E CO 2 )/PaCO 2 -Ventilación alveolar: VE-VD Relación inversa PaCO 2 Eliminación del CO 2 La PCO 2 Alveolar Depende: 1-Producción CO 2 (VCO 2 ): 200ml/min 2-Ventilación alveolar P A CO 2 : (VCO 2 x ) x (PB-47) PaCO 2 = PaCO 2 = VCO 2 x K Actividad metabólica Ventilación eficaz 2

3 Difusión CO 2 PACO2 -Es un proceso de difusión -Difunde 20 veces más rápido que el O 2 -Depende de cuanto CO 2 es transportado como Bicarbonato -En la práctica el tiempo de equilibración es el mismo que el O 2 Contenido arterial CO 2 : CO 2 HB +CO 3 H - +CO 2 disuelto Oxigenación alveolar Patm = 760 mmhg FiO 2 = 21% 100mmHg PiO 2 = 150 mmhg Temp: 37 ºC Depende: 1-Entrega de oxígeno por la ventilación: F I O 2 P A O 2 2-Captación de O 2 en los alvéolos por los capilares: Consumo: VO ml/min Estimación de la P Alveolar de O2 P A O 2 =P I O 2 -(PaCO 2 /R) P A O 2 =150-(40/08)=100 mm Hg R: Cociente respir :VCO 2 /VO 2 Valores con ventilación normal, hiperventilación e hipoventilación Concepto de cociente respiratorio Es la relación entre la producción de CO 2 y el consumo de O 2 Relaciona el volumen de CO 2 eliminado y el O 2 extraído de los pulmones Valor normal 08 R=1 hay metabolización de grasas y R=07 metabolización de proteinas Cálculo del Gradiente Alveolo-Arterial A-aPO 2 = P A O 2 -PaO 2 P A O 2 = ((PB-47) x F I O 2 ) - (P A CO 2 /08) * Valores normales: 0-20 mmhg (aire ambiente) Factores relacionados con el equilibrio A-a de O2: -Difusión -Shunt -Desequilibrios /Q 3

4 Factores pulmonares determinantes de PaO 2 Ventilación alveolar : Determinada por volumen corriente, frecuencia respiratoria y espacio muerto PiO 2 : FiO 2 Presión atmosférica Difusión DIFUSIÓN:El O 2 se mueve por difusión pasiva de gradiente de presiones Ttránsito 075 seg Capacidad de difusión total: -Difusión a través de la membrana alveolar -Resistencia de los hematíes+ combinación química con la Hb -Causa de hipoxemia sólo si: Difusión <25% normal Trans hemat muy PULMÓN NORMAL SHUNT INTRAPULMONAR PaO 2 /Q = 1 /Q = 0 Shunt intrapulmonar SDRA Neumonía Perfusión de unidades alveolares no ventiladas: Relleno alveolar por edema o exudados Colapso alveolar El mecanismo más importante de hipoxemia en SDRA y neumonía Se puede calcular con la fórmula del Q S /Q T 4

5 Shunt intrapulmonar y vasoconstricción hipóxica DESEQUILIBRIOS /Q PaO 2 /Q = <1 Desequilibrios /Q Efecto cocientes /Q bajos Unidades alveolares con cocientes /Q bajos Aumento de la dispersión de la distribución de la ventilación y la perfusión El principal mecanismo de hipoxemia en EPOC y asma durante las exacerbaciones Efecto de la administración de O2 Factores extrapulmonares determinantes de PaO 2 Contenido arterial de O2: Hemoglobina Gasto cardíaco (QT) Consumo de O2 Contenido venoso de O2 Relación entre P A O 2, P A CO 2 y /Q 5

6 Curva de Saturación de Hemoglobina Transporte de oxígeno a los tejidos Contenido arterial de O 2 : CaO 2 = (139 x [Hb] x SaO 2 ) + (0003 x PaO 2 ) Aporte sistémico de O 2 : QO 2 = CaO 2 x Q T Interacciones corazón-pulmón Responsabilidad compartida en el aporte de oxígeno Valores normales de la ecuación del contenido arterial de O 2 El fracaso de uno o ambos lleva a un aporte de oxígeno inadecuado Mecanismos de Hipoxemia Causas de hipoxia hística Disminución P A O 2 ; gradiente A-a normal: Disminución de la P I O 2 Altitud Hipoventilación alveolar Depresión centro respiratorio Aumento del gradiente A-a: -Shunt -Desequilibrios /Q -Limitación de la difusión Hipoxémica: PaO 2 Circulatoria: Q T Alteraciones de la microcirculación (FOM) Anémica: [Hb] Hemoglobinopatías Intoxicación por CO Disóxica: Intoxicación por cianuro Alteraciones mitocondriales 6

7 Mecanismos de hipercapnia Factores intrapulmonares: Desequilibrios /Q Factores extrapulmonares: Disminución de ventilación alveolar efectiva: Fatiga muscular respiratoria Deformidades de caja torácica Trastornos neuromusculares y del control de la ventilación Cambios del equilibrio ácido-base (alcalosis metabólica) Aumento de producción de CO 2 (ejercicio, fiebre, nutrición parenteral con alto contenido de carbohidratos) Insuficiencia respiratoria PaO 2 < 60 mm Hg y/o PaCO 2 > 50 mmhg Reposo Respirando aire ambiente (FiO 2 = 0,21) Presión atmosférica a nivel del mar Clasificación de la Insuficiencia Respiratoria INSUFICIENCIA RESPIRATORIA HIPERCÁPNICA NO HIPERCÁPNICA Parénquima pulmonar sano Parénquima pulmonar patológico Enfermedades crónicas Enfermedades agudas Localizadas Difusas Intox sedantes EPOC Enf AGA neuromusculares Enf caja torácica SAHS Obstrucción vía aérea principal EPOC Asma Bronquiectasias Enf intersticiales Neumonías Atelectasias TEP SDRA Edema pulmonar cardiogénico Clasificación práctica de la insuficiencia respiratoria aguda IR hipoxémica e hipocápnica sin enfermedad pulmonar previa: Neumonía: SHUNT IR hipoxémica e hipercápnica con enfermedad pulmonar previa: EPOC agudizado:desequilibrios V/Q IR hipoxémica hipercápnica sin enfermedad pulmonar previa: depresión centro respiratorio: Hipoventilación alveolar pura (A-a O2: normal) Insuficiencia respiratoria crónica HIPOXÉMICA: EPOC Enfermedades intersticiales avanzadas Enfermedades cardíacas muy avanzadas HIPOXÉMICA/HIPER- CÁPNICA: EPOC Obesidad extrema Enfermedades neuromusculares Clínica de la Insuficiencia Respiratoria Variable, depende de la enfermedad causal Hipoxemia aguda: SNC: Incoordinación motora, capacidad intelectual, excitación somnolencia depresión CR Cardiovasculares: Taquicardia, HTA bradicardia, depresión miocárdica y shock cardiogénico Cianosis: Hb reducida Sistema respiratorio: FR aumentada, VT disminuido,utilización musculatura accesoria, incoordinación toraco-abdominal Hipoxemia crónica: Apatía, falta concentración, lentitud respuestas Poliglobulia 7

8 Clínica de la Insuficiencia Respiratoria Parámetros Clínicos IRA: Gravedad Hipercapnia aguda: Desorientación T-E, somnolencia, obnubilación, coma, flapping Sudoración facial, taquicardia, hiper o hipotensión Hipercapnia crónica: Asintomática en general Cefaleas, somnolencia Hipoxémica/Hipocápnica: FR >30 x min Utilización musc accesoria Incordinación TA Taquicardia Cianosis Alteración de la conciencia Hipoxémica/hipercápnica CON ENF PULMONAR: Los anteriores + los propios de la encefalopat ía hipercápnica SIN ENF PULMONAR: Coma (Glasgow) FR <10 Parámetros gasométricos de gravedad Incoordinación toraco-abdominal: fatiga diafragmática Grupo 1: PaO2 basal < a 55 mm Hg Grupo 2 PaO2 basal < a 45 mm Hg,hipercapnia con acidosis respiratoria Grupo 3 Cualquier grado de hipercapnia Cociente PaO2/FIO2 Superior a 400 normal < : insuficiencia respiratoria moderada <250: Insuficiencia respiratoria grave Patrón ventilatorio: Criterios de gravedad Grupo 1: FR elevada y volumen corriente bajo Rapid shallow breathing Grupo 2: El mismo patrón ventilatorio Grupo 3: FR disminuida y volumen corriente normal o aumentado 8