Fisiología respiratoria
manifestarse como un incremento de la resistencia total de la vía aérea14. La elasticidad del sistema viene representada en el pulmón monoalveolar por un elemento elástico y caracterizada por la elastancia del mismo: E=
Pel V
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donde Pel es la presión necesaria para vencer la resistencia de las estructuras elásticas y conseguir una variación unitaria de volumen. La dinámica ventilatoria es caracterizada en el modelo como una combinación de los componentes descritos. Si partimos de fin de espiración, la presión intratorácica en este punto es la presión elástica al nivel de la CRF que notaremos Ppl,CRF, ya que al no haber flujo aéreo, no hay presión resistiva (nótese que hablamos de presión elástica y no de presión estática para distinguir el componente elástico en condiciones dinámicas del medido en condiciones estáticas [apnea]). La presión elástica será la generada por variaciones de volumen por encima de la CRF y por tanto por encima de Ppl,CRF. Durante el ciclo respiratorio espontáneo, la presión intratorácica o pleural, que es la presión motriz del pulmón, estará así compuesta por los siguientes componentes: Ppl = Pel + Pres + Ppl. CRF
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es decir, un componente de presión elástico que depende del volumen, un componente de presión resistivo que depende del flujo y un componente básico que corresponde al punto de partida . de la presión en el punto en que 6V = 6V = 0. La ecuación anterior puede expresarse sustituyendo Pel y Pres por sus valores en función de la elastancia y resistencia: · Ppl = E uV + R uV + Ppl,CRF
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o bien, de forma más general: · 6Ppl = Ppl – Ppl,CRF = E uV + R uV
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lo que se conoce como ecuación de movimiento del sistema respiratorio para deformaciones fisiológicas a nivel de volumen corriente13.
4.2. Resistencias laminares y turbulentas
El flujo en la vía aérea no es siempre laminar, ya que en determinadas condiciones el flujo se hace turbulento. Como regla general para conocer los factores que intervienen en la determinación de la calidad del flujo, se puede observar el cálculo del número de Reynolds: R=
v uD ub µ
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donde v es la velocidad lineal del gas, D el diámetro del tubo, b y µ la densidad y viscosidad del fluido respectivamente. Cuando R es superior a 1.000 el flujo se hace turbulento. La elevada velocidad y el gran diámetro de la tráquea hacen que con cierta frecuencia el flujo sea turbulento a este nivel, mientras que en vías aéreas pequeñas, el pequeño diámetro y la baja velocidad del flujo hacen que éste sea generalmente laminar. Las obstrucciones y bifurcaciones generan turbulencias por un efecto vórtex o chorro, que genera vibraciones fácilmente audibles. En un flujo turbulento la resistencia no es proporcional al flujo sino a la magnitud cuadrática del flujo y a la densidad del gas15. En un régimen de flujo mixto en el que coexiste flujo laminar y turbulento, la relación entre la presión motriz y el flujo no es lineal, sino que la presión aumenta con un factor cuadrático del flujo, demostrando así la existencia de turbulencias. Aplicando a la vía aérea una conocida ley de aerodinámica, la siguiente ecuación define la relación entre la presión y el flujo aéreo en presencia de turbulencias: · · Pr,aw = Rvis · V + H · Rtur · V 2
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donde Rvis son las resistencias de carácter viscoso, Rtur las generadas por el flujo turbulento y H una función escalón cuyo valor es +1 ó –1 según la dirección del flujo. Podemos incluir los componentes viscosos y turbulentos en la ecuación de movimiento del pulmón: · · 6Ppl = E uV + Rvis · V + H · Rtur · V 2
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