Mecánica Respiratoria:

Estática y DinámicaEl ciclo respiratorio normal

El ciclo respiratorio durante AMRLa ecuación del movimiento

Dr. Eduardo Luis De Vito.

Asociación Argentina de Medicina Respiratoria2005

aamr@aamr.org.arwww.aamr.org.ar

““El transporte demasiado rápido de un clima a otro El transporte demasiado rápido de un clima a otro produciráproducirá en las vías respiratorias efectos mortales...en las vías respiratorias efectos mortales...

El movimiento de trepidación El movimiento de trepidación suscitará suscitará enfermedades enfermedades nerviosas, como el baile de San Vito, afecciones histéricas...nerviosas, como el baile de San Vito, afecciones histéricas...

El polvo y el humo El polvo y el humo ocasionaránocasionarán bronquitis y adherencias de la bronquitis y adherencias de la pleura...pleura...

Para una mujer encinta, todo viaje en ferrocarril Para una mujer encinta, todo viaje en ferrocarril provocaráprovocará infaliblemente un aborto con todas sus consecuencias.”infaliblemente un aborto con todas sus consecuencias.”

Declaración de la Academia de Medicina de Lyon,septiembre 1935. Segunda revolución industrial (1815 – 1870)

Viaje peligroso...Viaje peligroso...

EstáticaEstática

CPT 5.9 litros 100%CRF 2.8 litros 47 %

fEx.T fEl. P

flujo cero

f Ex.T = f El. P

CPT 5.9 litros 100%CRF 2.8 litros 47 %

+

-

fEx.T fEl. P

flujo cero

f Ex.T = f El. P

pulmón

tórax

CPT 5.9 litros 100%CRF 2.8 litros 47 %

+

-

CPT 5.9 litros 100%CRF 2.8 litros 47 %

CPT 5.9 litros 100%CRF 2.8 litros 47 %

CPT 5.9 litros 100%CRF 2.8 litros 47 %

CPT 5 % 0.3 litros

CPT 60%3.6 litros

VR

CPT 5.9 litros 100%CRF 2.8 litros 47 %

cero

cero

-2

-1

0

1

2

3

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

Presión (cm H2O)

Vol

um

en (

litr

os)

-2

-1

0

1

2

3

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

Presión (cm H2O)

Vol

um

en (

litr

os)

Presión (cm H2O)

Vol

um

en (

litr

os)

-2

-1

0

1

2

3

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

Presión (cm H2O)

Vol

um

en (

litr

os)

-2

-1

0

1

2

3

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

Presión (cm H2O)

Vol

um

en (

litr

os)

-2

-1

0

1

2

3

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

Conclusiones I: Curva presión volumen estática tóraco pulmonar.

En el rango del Vt el tórax ayuda a inspirar.- Esto no ocurre en presencia de hiperinflación.

La curva de Compliance T-P por arribaarriba de CRF es similar a la del Pulmón. Mientras que por debajodebajo de CRF es similar a la del Tórax.

El compliance TP que se mide en un paciente en ARM corresponde a una parte limitada de la curva por arriba de la CRF del paciente.

Presión

Vol

um

en

-2

-1

0

1

2

3

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

DinámicaDinámica

R

tiempo

pres

ión

R

BA

C D

R

tiempo

pres

ión

R C

Ley de Poiseuille:

Flujo = Δ Presión * π 4

8 η l

Conclusiones II:Cuando hay aumento de la RVA, para mantener el mismo

flujo aéreo, la diferencia de presión debe aumentar.

Una disminución relativamente pequeña del radio produce notables aumentos de la RVA

Factores que se oponen a la expansión pulmonar:Factores que se oponen a la expansión pulmonar:

Fuerzas elásticas: Fuerzas elásticas: Distensibilidad del Tórax-Pulmón.Distensibilidad del Tórax-Pulmón.

Fuerzas no elásticas:Fuerzas no elásticas:Resistencia de las vías aéreasResistencia de las vías aéreas

Intentemos ahora aplicar esto al ciclo respiratorio normal

Es importante para mi destacar que cuando hablo de aprender Es importante para mi destacar que cuando hablo de aprender nono me refiero a me refiero a acumulaciónacumulación, sino a , sino a entender o a tratar de entender entender o a tratar de entender las reglas de juego del paradigma reinante...las reglas de juego del paradigma reinante...

“ “ Estoy seguro que fue en ese momento cuando por fin empecé a Estoy seguro que fue en ese momento cuando por fin empecé a pensar.pensar.Es decir, cuando comprendí la diferencia entre aprender o repetir Es decir, cuando comprendí la diferencia entre aprender o repetir pensamientos ajenos y tener un pensamiento verdaderamente mío, pensamientos ajenos y tener un pensamiento verdaderamente mío, un pensamiento que me comprometiera personalmente, no un un pensamiento que me comprometiera personalmente, no un pensamiento alquilado o prestado como una bicicleta que te dejan pensamiento alquilado o prestado como una bicicleta que te dejan para dar un paseo.”para dar un paseo.”

Fernando Savater.

Ciclo Ciclo Respiratorio Respiratorio

normalnormal

-20

-15

-10

-5

0

-20

-15

-10

-5

0

5

1

2

3

4

-20-15-10-50

Vol

Presión

Presión transpulmonar

flujo

Vt

Pes

Palv

Presión

Vol

um

en

-2

-1

0

1

2

3

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

Normal >RVA < Compl

Normal

>RVA

< Compl

Solo una primera aproximación…Solo una primera aproximación…

1

2

3

4

-20-15-10-50

volumen

presión1

2

3

4

-20-15-10-50

Presión

Vol

um

en

-2

-1

0

1

2

3

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

Curvas de complianceTóraco pulmonar

Veamos en términos un poco más realistas lo que ocurre con > RVA.

Hiperinflación !

Vt

Flujo

Ptp

Presión V

olu

men

-2

-1

0

1

2

3

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

Normal > RVA a CRF Hiperinflación

1

2

3

4

-20-15-10-50

W elástico no umbral = dist TP.

W resistivo = RVA

W elástico umbral = PEEPi

Presión V

olu

men

-2

-1

0

1

2

3

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

1

2

3

4

-20-15-10-50

Conclusiones III:

La hiperinflación hiperinflación poduce:aumento del W resistivo RVAaumento del W elástico no umbral Dist Tx-Paumento del W elástico umbral PEEPi

La fibrosis pulmonarfibrosis pulmonar y el edema pulmonaredema pulmonar producen:aumento del W elástico del P.disminución del W elástico del Tx.La RVA no cambia mayormente.El W Tx + P aumentan.

Ciclo Ciclo Respiratorio Respiratorio

durante ARMdurante ARM

W elástico no umbral W resistivo W elástico umbral

VtFlujo

Ptp

Normal Fibrosis. EP Hiperinflación

Respiración espontáneaRespiración espontánea

Respiración a presión positiva, flujo constante. Respiración a presión positiva, flujo constante.

VtFlujo

Ptp

Normal Fibrosis. EP Hiperinflación

Respiración espontáneaRespiración espontánea

W elástico no umbral W resistivo W elástico umbral

Respiración a presión positiva, flujo constante. Respiración a presión positiva, flujo constante.

VtFlujo

Ptp

Normal Fibrosis. EP Hiperinflación

Respiración espontáneaRespiración espontánea

W elástico no umbral W resistivo W elástico umbral

Respiración a presión positiva, flujo constante. Respiración a presión positiva, flujo constante.

Fuerzas Resistivas (friccionales) flujo, TE, RawFuerzas elásticas Vt, compliance P,Tx Abd. PausaAuto PEEPPEEP flujoflujo

VtFlujo

Ptp

Normal Fibrosis. EP Hiperinflación

Respiración espontáneaRespiración espontánea

W elástico no umbral W resistivo W elástico umbral

Respiración a presión positiva, flujo constante. Respiración a presión positiva, flujo constante.

Fuerzas Resistivas (friccionales) flujo, TE, RawFuerzas elásticas Vt, compliance P,Tx Abd. PausaAuto PEEPPEEP flujoflujo

P.apl = Flujo * R + Vt * E

Presiones = resistenciaresistencia y y elastanciaelastancia

P.apl = Flujo * R + Vt * E + PEEP

Pm + P.apl = Flujo * R + Vt * E + PEEP

EquaciónEquacióndel del movimientomovimiento

flujoflujo

VtVt

¿Para que sirven las ciencias ¿Para que sirven las ciencias básicas?, básicas?,

le preguntó un discípulo.

Es lo mismo que me preguntesEs lo mismo que me preguntespara que sirve un niño,para que sirve un niño,

le contestó Faraday.Faraday.

Bibliografía recomendadaRahn H, Otis AB, Chadwick LE, Fenn W. 1946. The pressure-volume diagram of the thorax

and lung. Am. J. Physiol. 146:161–78En este artículo clásico los autores describieron el diagrama presión volumen del tórax y del pulmón a partir del cual se pueden estimar las fuerzas elásticas resistivas y viscosas necesarias para inflar los pulmones. Todos los artículos posteriores se basan en este clásico imperdible.

Otis AB, Fenn WO, Rahn W. 1950. Mechanisms of breathing in man. J. Appl. Physiol. 2:592–607. Es una continuación de artículo anterior. Introduce la estimación del trabajo respiratorio y sus componentes elásticos, resistivos y viscosos.

ComroeCampbellWestWestNumm