Ventilación y flujo de aire

La ventilación es el movimiento masivo de aire entre la atmósfera y los alvéolos, y el flujo de aire es la velocidad a la que ocurre ese movimiento en respuesta a una presión impulsora. Juntos determinan cuánto gas fresco llega a la superficie de intercambio de gases alveolar cada minuto y cómo ese volumen se reparte entre la ventilación alveolar útil y la ventilación de espacio muerto desperdiciada.

Definition

La ventilación pulmonar es el flujo cíclico de aire hacia y desde los pulmones, cuantificado como el volumen movido por respiración y por minuto; la ventilación alveolar es la porción de ese volumen que llega a los alvéolos de intercambio de gases, mientras que el flujo de aire es la tasa volumétrica instantánea impulsada por la diferencia de presión a lo largo de las vías respiratorias.

Scope

Este tema cubre los volúmenes y las tasas que describen la respiración —volumen corriente, frecuencia respiratoria, ventilación minuto y alveolar, y espacio muerto— y la relación entre la presión impulsora y el flujo de aire, incluidos los límites del flujo máximo durante la espiración forzada. Trata la ventilación como una cantidad fisiológica medible y no ofrece asesoramiento clínico.

Core questions

• ¿Cómo se combinan el volumen corriente y la frecuencia respiratoria en la ventilación minuto y alveolar?
• ¿Cuánto de cada respiración se desperdicia como espacio muerto anatómico y fisiológico?
• ¿Cómo depende el flujo de aire de la diferencia de presión a lo largo de las vías respiratorias?
• ¿Por qué el flujo espiratorio máximo se vuelve independiente del esfuerzo más allá de cierto punto?

Key concepts

• Volumen corriente
• Frecuencia respiratoria
• Ventilación minuto
• Ventilación alveolar
• Espacio muerto anatómico y fisiológico
• Flujo espiratorio máximo
• Independencia del esfuerzo

Key theories

Limitación del flujo e independencia del esfuerzo

Durante una espiración forzada, más allá de un umbral de esfuerzo, el flujo espiratorio máximo a un volumen pulmonar dado está determinado por el retroceso elástico del pulmón y la resistencia de las vías respiratorias proximales a un segmento limitante del flujo, por lo que un esfuerzo muscular adicional no puede aumentar el flujo.

Mechanisms

Cada respiración mueve un volumen corriente; multiplicado por la frecuencia respiratoria, esto da la ventilación minuto. Una porción fija de cada respiración corriente llena las vías respiratorias conductoras que no intercambian gases (espacio muerto anatómico) y cualquier alvéolo que esté ventilado pero no perfundido (espacio muerto alveolar), por lo que la ventilación alveolar es la ventilación minuto menos la ventilación del espacio muerto. El flujo de aire en sí es producido por la diferencia de presión que los músculos respiratorios crean a lo largo de las vías respiratorias y se opone a la resistencia de las vías respiratorias. Durante una espiración forzada máxima, la compresión dinámica de las vías respiratorias crea un segmento limitante del flujo, por lo que, por encima de un esfuerzo modesto, el flujo alcanzable en cada volumen pulmonar está fijado por el retroceso pulmonar y la resistencia proximal, en lugar de por la intensidad con la que el sujeto empuja.

Clinical relevance

La ventilación y el flujo de aire son las cantidades medidas por espirometría —por ejemplo, el volumen espiratorio forzado y la capacidad vital forzada— y sus patrones distinguen amplias categorías mecánicas de disfunción pulmonar. La comprensión de la limitación del flujo explica por qué las mediciones espiratorias forzadas son reproducibles. Esta entrada describe la fisiología y la medición y no es una base para el diagnóstico o tratamiento individual.

Evidence & guidelines

Los métodos estandarizados para medir la ventilación y el flujo de aire se establecen en declaraciones técnicas internacionales sobre espirometría y sobre la interpretación de las pruebas de función pulmonar, que definen cómo deben obtenerse y notificarse los flujos y volúmenes espiratorios forzados.

History

La fisiología del flujo espiratorio forzado se aclaró en la década de 1960 cuando Mead, Macklem y sus colegas demostraron que el flujo máximo se vuelve independiente del esfuerzo debido a la compresión dinámica de las vías respiratorias, proporcionando la justificación para la espirometría forzada. La estandarización de estas mediciones se ha codificado desde entonces en sucesivas declaraciones de la American Thoracic Society y la European Respiratory Society.

Key figures

• Jere Mead
• Peter Macklem
• John B. West

Seminal works

• mead-1967
• graham-2019

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre ventilación minuto y ventilación alveolar?

La ventilación minuto es el aire total movido por minuto (volumen corriente multiplicado por la frecuencia respiratoria), mientras que la ventilación alveolar es solo la parte de ese aire que llega a los alvéolos de intercambio de gases, después de restar el volumen desperdiciado en el espacio muerto.

¿Por qué una persona no puede aumentar el flujo espiratorio forzado empujando más fuerte?

Más allá de un nivel moderado de esfuerzo, las vías respiratorias se comprimen dinámicamente y se forma un segmento limitante del flujo; a partir de ese punto, el flujo máximo está fijado por el retroceso elástico pulmonar y la resistencia de las vías respiratorias proximales, por lo que un esfuerzo adicional no aumenta el flujo.