Interacción cardiopulmonar 2: Ventilación mecánica y corazón

Capítulo anterior: Interacción cardiopulmonar 1

En el primer capítulo de esta serie aprendimos cómo interactúan el corazón y los pulmones durante la respiración espontánea, para lo cual fue esencial el concepto de presión transmural, que se refiere a la diferencia entre la presión interna y la presión externa que se manifiesta a través de la pared distensible de una cavidad; cuando el valor es positivo hay tendencia a la distensión y cuando es negativo al colapso. Atendiendo a este concepto, durante la inspiración la presión transmural ejercida sobre las paredes del corazón es muy positiva, lo que facilita el llenado y se opone a la eyección, todo lo contrario ocurre durante la espiración, con una presión transmural mucho más baja, que se opone al llenado y facilita el vaciamiento ventricular. En esta ocasión comentaremos los cambios que ocurren durante la ventilación mecánica, en la cual se invierte la fisiología de las presiones.

     A mediados del siglo pasado, cuando la poliomielitis circulaba a sus anchas sin una vacuna que le hiciera frente, cobrando la vida de cientos de miles y dejando discapacitados a muchos más, era frecuente toparse con un tipo primitivo de ventilador mecánico, un trasto gigantesco conocido popularmente como “pulmón de acero”, que consistía en una cámara cilíndrica de presión negativa de la que sobresalía la cabeza del paciente. Cuando la presión caía mucho por debajo de cero provocaba una distensión visceral generalizada en el individuo, facilitando la entrada de aire a sus pulmones y permitiendo la exhalación cuando dicha presión se perdía. Los ventiladores modernos funcionan de una forma muy distinta. Todos trabajan con presión positiva. 

Pacientes en "pulmón de acero" durante la epidemia de polio de 1952

     El aire ingresa a los pulmones cuando la fuerza que ejerce un ventilador supera la resistencia de los pulmones y sale de allí cuando ocurre lo opuesto. En otras palabras, la inspiración se convierte en un fenómeno de presión positiva y la espiración ocurre cuando dicha presión desciende.

     La inspiración mecánica provoca un descenso de la presión transmural de la aurícula derecha, lo que dificulta el llenado por tendencia al colapso. Además, cuando es necesario incrementar de forma significativa la presión inspiratoria, como ocurre en enfermedades pulmonares graves, empeora el flujo sanguíneo pulmonar, lo que podría traducirse en un llenado deficiente de la aurícula izquierda.  No obstante, el descenso de la presión transmural suele provocar una mejora del vaciamiento ventricular izquierdo.

     Al microscopio también ocurren cambios. Los alveolos pulmonares están rodeados de capilares, con los que comparten una membrana tan delgada que permite la libre difusión de gases entre la sangre y el aire que albergan. Como lo explican las “zonas de West”, la gravedad tiene un impacto en las características alveolares y capilares; por ejemplo, durante la bipedestación, en las bases pulmonares suele acumularse más sangre y menos aire, lo que provoca capilares henchidos y alveolos diminutos, contrario a lo que ocurre en la región apical, donde llega menos sangre y mucho más aire. Durante la ventilación mecánica la tensión alveolar suele verse aumentada, lo que puede incrementar aún más si se emplean presiones medias elevadas, ocasionando incluso el colapso vascular por sobredistensión alveolar, que podría terminar en hipertensión arterial pulmonar.

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