Fisiología Pulmonar y Pruebas de Función
La fisiología pulmonar y las pruebas de función son el área de la medicina respiratoria que se ocupa de cómo los pulmones mueven el aire, transfieren oxígeno y dióxido de carbono a través de la membrana alvéolo-capilar, y cómo se empareja la ventilación con la perfusión, así como de las pruebas estandarizadas que cuantifican estas funciones. Vincula la fisiología básica de la respiración con las mediciones a pie de cama —espirometría, volúmenes pulmonares, capacidad de difusión y análisis de gases arteriales— utilizadas para caracterizar la función respiratoria.
Definition
La fisiología pulmonar y las pruebas de función son el estudio de las funciones mecánicas, difusivas y de intercambio de gases del pulmón, junto con las pruebas de función pulmonar estandarizadas —espirometría, medición de volúmenes pulmonares, capacidad de difusión de una sola respiración y análisis de gases en sangre arterial— que cuantifican esas funciones y clasifican el deterioro respiratorio como obstructivo, restrictivo o limitado por el intercambio de gases.
Scope
Esta área orienta al lector sobre las funciones medibles del sistema respiratorio y las pruebas que las evalúan. Enmarca cuatro temas esenciales: espirometría y volúmenes pulmonares (flujo de aire y volúmenes estáticos), capacidad de difusión (eficiencia de la transferencia de gases), emparejamiento ventilación-perfusión e intercambio de gases (cómo se emparejan el gas alveolar y la sangre pulmonar), y los mecanismos de la hipoxemia (por qué disminuye el oxígeno arterial). Es un área de referencia metodológica y fisiológica, no una guía clínica para ningún paciente individual.
Sub-topics
Core questions
- ¿Cómo se genera el flujo de aire y qué lo limita durante una espiración forzada?
- ¿Con qué eficiencia atraviesa el gas la membrana alvéolo-capilar?
- ¿Qué tan bien se empareja la ventilación con la perfusión en todo el pulmón?
- ¿Qué mecanismos fisiológicos causan la hipoxemia arterial y cómo se distinguen?
Key concepts
- Capacidad vital forzada y volumen espiratorio forzado
- Volúmenes y capacidades pulmonares estáticos
- Capacidad de difusión del monóxido de carbono (DLCO)
- Relación ventilación-perfusión (V/Q)
- Ecuación del gas alveolar y el gradiente alvéolo-arterial de oxígeno
- Patrones obstructivos versus restrictivos
- Ecuaciones de referencia y el límite inferior de la normalidad
Mechanisms
La respiración acopla una bomba mecánica (la pared torácica, los músculos respiratorios y el pulmón elástico) a una superficie de intercambio de gases. La espirometría capta el comportamiento dinámico de la bomba como volumen espiratorio forzado y flujo, mientras que la pletismografía corporal o los métodos de dilución de gases miden los volúmenes estáticos sobre los que opera la bomba. En la membrana alvéolo-capilar, el oxígeno y el dióxido de carbono se difunden siguiendo gradientes de presión parcial; el método de monóxido de carbono de una sola respiración estima esta transferencia como la capacidad de difusión. Una oxigenación eficiente también requiere que la ventilación y la perfusión estén regionalmente emparejadas, porque el desajuste y el cortocircuito degradan el intercambio de gases. La ecuación del gas alveolar vincula el oxígeno inspirado, la ventilación alveolar y el dióxido de carbono con el oxígeno alveolar predicho, y la diferencia alvéolo-arterial expone la anomalía del intercambio de gases (Petersson 2014; West 2012).
Clinical relevance
Las pruebas de función pulmonar son una herramienta de referencia para describir y clasificar la función respiratoria: los patrones espirométricos distinguen la obstrucción de la restricción, la capacidad de difusión señala el deterioro de la transferencia de gases y el análisis de gases en sangre caracteriza la hipoxemia y el estado ventilatorio. La interpretación de estas pruebas en relación con las ecuaciones de referencia de la población y los límites inferiores de la normalidad forma parte de la evaluación de la evidencia en medicina respiratoria. Esta entrada describe cómo se mide e interpreta la función pulmonar en términos generales y no constituye una base para decisiones diagnósticas o de tratamiento individuales.
Evidence & guidelines
El rendimiento y la interpretación de las pruebas se rigen por las normas técnicas conjuntas de la American Thoracic Society y la European Respiratory Society, incluida la actualización de estandarización de la espirometría de 2019 (Graham 2019) y la norma de estrategias interpretativas de 2022 (Stanojevic 2022). Las ecuaciones de referencia multiétnicas de la Global Lung Function Initiative (Quanjer 2012) proporcionan los valores predichos y los límites inferiores de la normalidad con los que se juzga la espirometría.
History
La medición cuantitativa de la función pulmonar pasó de la espirometría del siglo XIX (capacidad vital de Hutchinson) a una disciplina estandarizada durante el siglo XX, cuando Riley y Cournand formalizaron el análisis de las relaciones ventilación-perfusión y el gas alveolar, y se desarrolló el método de la capacidad de difusión de una sola respiración. A partir de la década de 1980, las declaraciones de estandarización de la ATS y la ERS y, más recientemente, las ecuaciones de referencia de la Global Lung Function Initiative hicieron que las pruebas fueran reproducibles y comparables entre laboratorios.
Debates
- ¿Cómo se debe definir la función pulmonar normal?
- La cuestión de si juzgar la espirometría con respecto a proporciones fijas o con respecto a límites inferiores de la normalidad derivados estadísticamente de ecuaciones de referencia multiétnicas, y cómo manejar la raza y la etnia en los valores de referencia, sigue siendo una cuestión metodológica activa.
Key figures
- John B. West
- Richard L. Riley
- Peter H. Quanjer
- Sanja Stanojevic
Related topics
Seminal works
- graham-2019
- stanojevic-2022
- quanjer-2012
- west-2012-textbook
Frequently asked questions
- ¿Qué miden las pruebas de función pulmonar?
- Miden cuánto aire pueden mover los pulmones y a qué velocidad (espirometría), los volúmenes estáticos de los pulmones, la eficiencia con la que el gas pasa a la sangre (capacidad de difusión) y los niveles de gases en sangre resultantes, caracterizando en conjunto las funciones mecánicas y de intercambio de gases del sistema respiratorio.
- ¿Cuál es la diferencia entre un patrón obstructivo y uno restrictivo?
- Un patrón obstructivo muestra un flujo de aire reducido (una relación FEV1/FVC baja) debido a la limitación de las vías respiratorias, mientras que un patrón restrictivo muestra volúmenes pulmonares reducidos con una relación de flujo de aire preservada; la confirmación de la restricción requiere medir la capacidad pulmonar total, no solo la espirometría.