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Pags. 9 a 20 |
PAC
P-1 |
El síndrome de dificultad respiratoria
(SDR) es un padecimiento que en nuestro país ocupa el primer lugar como
causa de muerte hebdomadaria (menores de siete días), así como de
la neonatal (menores de 28 días),1 y de las causas de
mortalidad general, sin importar la edad, ocupa el cuarto sitio. Su incidencia
es inversamente proporcional a la edad gestacional y el peso al nacer. En
cálculos aproximados, se puede decir que se presenta en el 60% de los
niños de menos de 28 semanas de gestación, en el 15 a 20% de los
de 32 a 36 semanas y en cerca del 5% en los de 37 semanas o más. La
frecuencia se incrementa cuando son hijos de madres diabéticas, de
embarazos múltiples, de parto precipitado o de asfixia.
|
Es un padecimiento que en nuestro
país ocupa el primer lugar como causa de muerte hebdomadaria. |
DESARROLLO DEL PULMÓN
La descripción clásica del
desarrollo pulmonar fetal incluye los estadios embrionario, pseudoglandular y
el sacular terminal. En estudios más recientes se amplió a cinco
fases, que aunque la separación exacta en el tiempo entre cada una de
ellas puede ser cuestionable, su importancia estriba en que se incorpora el concepto
de fases transicionales o progresivas del desarrollo pulmonar fetal las que se
muestran en el cuadro 1.2-5
|
Cuadro 1. Etapas del
desarrollo pulmonar |
||
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Etapa |
Edad
postconcepcional |
Eventos |
|
Embrionaria |
0 a 7 semanas |
Botón pulmonar,
interacción epitelial mesenquimatosa |
|
Seudoglandular |
8 a 16 semanas |
División completa de
vías aéreas: cartílago, músculo liso; 25000
bronquiolos terminales |
|
Canalicular |
17 a 27 semanas |
Capilarización,
formación de acinos, neumocitos tipos I y II |
|
Sacular |
28 a 35 semanas |
Adelgazamiento de las
células epiteliales, fomación de sáculos terminales |
|
Alveolización |
Mayor de 36 semanas |
Aparición de
alveólos verdaderos |
|
Postnatal |
Mayor de 40 semanas |
20 divisiones |
DESARROLLO DE LA VASCULATURA PULMONAR
El tubo cardiaco se forma al final de la
tercera semana de gestación; cinco días después, de la
parte caudal del surco laringotraqueal se desarrolla la yema pulmonar, la que
se expande lateralmente y se divide en dos sacos pulmonares. Cada saco a su vez
se elonga y divide en lóbulos y éstos en segmentos
broncopulmonares.6 Conforme el pulmón se desarrolla fuera del
piso laríngeo, es rodeado por el mesénquima del mesodermo
esplácnico que proviene de la parte central del intestino anterior. Los
vasos sanguíneos y los linfáticos pulmonares se forman a partir
de este mesénquima. Islas sanguíneas adyacentes se fusionan para
formar la vasculatura rudimentaria de la que se derivan los capilares
sanguíneos. Este proceso conocido como angiogénesis 7
se complementa con precursores de células endoteliales individuales que
invaden el tejido. El plexo vascular que se forma para cada pulmón,
explica por medio de las arterias segmentarias, el aporte de sangre.
|
El sexto arco branquial, que aparece
alrededor de los 32 días de la gestación, dará origen a
las arterias pulmonares. |
El sexto arco branquial, que aparece
alrededor de los 32 días de la gestación, dará origen a
las arterias pulmonares. Para estas alturas del desarrollo, las arterias
segmentarias dejan de aportar sangre al pulmón, el cual queda
sólo dependiente de las arterias pulmonares. De tal forma que a los 50
días después de la ovulación se encuentra el patrón
adulto del aporte sanguíneo a los pulmones. Todos los segmentos
pulmonares están conectados exclusivamente con las arterias pulmonares
derivadas del sexto arco branquial.
Las venas intrapulmonares, al igual que las
arterias, derivan del plexo esplácnico, las que en sus inicios drenan al
sistema venoso sistémico y entre los 28 y 30 días de
gestación se desarrollan las venas pulmonares a partir de un punto de
crecimiento derivado de la aurícula izquierda, lo que permite la
conexión con las venas intrapulmonares.
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Después del nacimiento, la
vasculatura pulmonar sufre una rápida remodelación cuya
finalidad es la de reducir en forma abrupta la resistencia vascular pulmonar.
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Las arterias bronquiales aparecen en forma
relativa mente tardía en la vida fetal, ya que se originan entre la
novena y décima segunda semana de gestación, de la propia aorta o
de su rama intercostal izquierda o derecha posterior. Estas arterias
bronquiales se constituyen en un segundo sistema arterial que se implanta en
las paredes de los bronquios y de los grandes vasos pulmonares,
extendiéndose de manera caudal en el árbol bronquial conforme el
cartílago se desarrolla. Las anastomosis precapilares entre la
circulación bronquial y la pulmonar están presentes durante toda
la vida, pero son muy abundantes al nacimiento y se incrementan sustancialmente
en casos de cardiopatías congénitas con bajo flujo arterial
pulmonar.
Durante la etapa fetal, la estructura de las
arterias y de las venas pulmonares se caracteriza por tener un menor contenido
de musculatura o pared elástica en la vía preacinar, y en cuanto
a las arterias intraacinares, aún al nacimiento, el contenido es
mínimo.
Las arterias pulmonares durante la vida fetal
tienen un engrosamiento acentuado de su pared muscular y de las conocidas como
parcialmente musculares, y conforme nuevas arterias por efecto del desarrollo
se van formando, ad quieren una capa muscular que está en
relación con el tamaño de la arteria. Por lo tanto, conforme la
gestación avanza el número de arterias con músculo se
incrementa, situación que no sucede con el grosor de la capa muscular.
La estructura mencionada de la pared de las
arterias pulmonares y la del tronco de la pulmonar, son la causa de la elevada
resistencia vascular pulmonar y el bajo flujo sanguíneo
característico de la vida fetal.
Al nacimiento casi toda la vasculatura
pulmonar se encuentra inervada. Los vasos de las pequeñas unidades
respiratorias se encuentran inervados en las células musculares lisas
que se desarrollan dentro de la pared. La mayoría de los nervios
identificados hasta la actualidad contienen los neuropéptidos
vasoconstrictores tirosina y tirosina hidroxilasa, los que se incrementan
rápidamente después del nacimiento, en particular en las primeras
dos semanas.6
Después del nacimiento, la vasculatura
pulmonar sufre una rápida remodelación cuya finalidad es la de
reducir en forma abrupta la resistencia vascular pulmonar. Conforme el
pulmón se adapta a la vida extrauterina, la remodelación en el
primer mes continúa siendo acelerada, para posteriormente crecer a menor
ritmo. Poco se conoce acerca de la remodelación temprana del desarrollo
postnatal, de tal forma que fallas en la misma en presencia de un
corazón anatómicamente normal, condiciona hipertensión
pulmonar persistente y en aquellos niños con cardiopatía
congénita, la remodelación anormal puede eventualmente llevar a
enfermedad vascular pulmonar.
En épocas recientes8 se
considera que el desarrollo arterial pulmonar postnatal se divide en tres
estadios que se sobreponen: el estadio I que corresponde a la adaptación
a la vida extrauterina, que dura desde el nacimiento hasta aproximadamente los
cuatro días; el estadio II que es el de la estabilización es
tructural, que se inicia al nacimiento, se intensifica a los cuatro días
y dura hasta las tres o cuatro semanas de edad; y el estadio III que es el de
crecimiento y que se continúa hasta la edad adulta.
La resistencia vascular pulmonar se
incrementa a lo largo de la gestación, del que una significativa
proporción es secundaria al incremento del tono del músculo liso
vascular pulmonar, y la otra a la disminución de la tensión de
oxígeno a la que está sometido permanentemente el feto.
METABOLISMO PULMONAR9
El pulmón durante la vida fetal cumple
con una serie de funciones metabólicas que le son indispensables para la
adaptación a la vida extrauterina. Por ejemplo, la síntesis del
surfactante alveolar en el pulmón se incrementa dramáticamente
durante el último mes de la gestación. Los ácidos grasos
derivados del metabolismo se incorporan en parte en los fosfolípidos.
Enzimas antioxidantes como la glutation peroxidasa, la catalasa y la
superóxido dismutasa, también se desarrollan durante la vida
fetal, aunque con ritmos diferentes. Estos antioxidantes probable mente
protegen al pulmón al momento del nacimiento de las lesiones
teóricas inducidas por el oxígeno.
|
El desarrollo pre y postnatal de las
venas pulmonares corre paralelo al de las arterias. |
En la vida fetal se encuentran niveles bajos
de actividad del cortisol, a pesar de lo cual los fibroblastos pulmonares
tienen la capacidad de convertir cortisona a su metabolito activo cortisol. El
tejido pulmonar también es rico en receptores de glucocorticoides
comparado con otros tejidos fetales, los que se incrementan conforme se avanza
en la gestación. Los glucocorticoides pueden afectar más de un
tipo celular del pulmón y pueden inducir más de una
proteína y RNA mensajero.
El pulmón fetal es el mayor
órgano de la síntesis de prostanoides y se ha encontrado que es
el mayor sitio blanco de la vitamina D, apreciándose cantidades
significativas de sitios de unión del 1,25-dihidroxicolecalciferol, que
ya no se encuentran posterior al nacimiento. Las células neuroepiteliales
del pulmón fetal muestran inmunoreactividad a serotonina y sustancias
similares a la bombesina, las que se incrementan conforme avanza la
gestación, lo que sugiere que las células endocrinas pulmonares
puedan tener alguna función en la adaptación pulmonar.
|
Enzimas antioxidantes como la glutation
peroxidasa, la catalasa y la superóxido dismutasa también se
desarrollan durante la vida fetal. |
Las prostaglandinas de las series E y F
están presentes durante el parto tanto en la circulación materna
como en la fetal y actualmente se considera que hay suficiente evidencia de que
están involucradas en la transición de la circulación
fetal a la neonatal. La prostaglandina PGF alfa en el feto y en el
recién nacido es un potente vasoconstrictor de la circulación
pulmonar. El tromboxano A2, que es un metabolito de la ciclooxigenasa es otro
potente vasoconstrictor que se produce en el pulmón del feto; sin
embargo, no parece ser el responsable del mantenimiento de la elevada resistencia
vascular pulmonar en el feto. Los leucotrienos se forman a partir del
ácido araquidónico por la vía de la 5-lipooxigenasa cuya
actividad se ha demostrado en los pulmones fetales tan temprano como las 12 a
18 semanas de gestación, encontrándose que tienen actividad constrictora
tanto fetal como neonatal.
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El líquido intersticial que es
drenado por los linfáticos, tiene una concentración de
proteína que es 100 veces superior a la que se obtiene del
líquido de la tráquea fetal. |
La permeabilidad del conducto arterioso en la
vida fetal en buena medida se mantiene por la producción de
prostaglandina PGE2 y PGI2, así como por los metabolitos monohidroxi 11,
12 y 15 del ácido araquidónico y aunque el conducto arterioso
produce más prostaglandina PGI2 que PGE2, se ha demostrado que existe
mayor sensibilidad a esta última. Recientemente se ha identificado que
la adenosina es un potente vasodilatador implicado también en el
mantenimiento de la permeabilidad del conducto arterioso.
LÍQUIDO PULMONAR10,11
En este asunto es necesario considerar los
compartimientos del pulmón fetal que son: la microcirculación, el
intersticio y los espacios aéreos potenciales (los alvéolos
después del nacimiento). El líquido intersticial que es drenado
por los linfáticos, tiene una concentración de proteína
que es 100 veces superior a la que se obtiene del líquido de la
tráquea fetal. A pesar de esta gran diferencia de proteína
transepitelial, es la secreción de cloro, a través de generar un
gradiente osmótico, la que condiciona que el líquido fluya de la
microcirculación hacia el intersticio y de éste al espacio
aéreo potencial. El volumen del líquido que ocupa los espacios
aéreos potenciales, se incrementa de la mitad de la gestación al
término de la misma, en una cantidad cinco a seis veces mayor, y la
producción horaria de líquido pulmonar de 2 ml/kg a la mitad se
incrementa a 5 ml/kg al término de la gestación. Estos cambios se
atribuyen al aumento de la microvasculatura pulmonar así como al
área de superficie del epitelio. Se ha demostrado en animales de ex
perimentación que tres a cuatro días previos a la
conclusión de la gestación, se produce una reducción del
líquido pulmonar, para lo que existen muchas hipótesis que
pudieran explicarlo, sin poderse aún precisar si se debe a
disminución en la producción o aumento en la absorción.
|
En el feto la respiración es
intermitente, para hacerse continua después del nacimiento. |
La remoción y descenso del volumen del
líquido continúa varias horas después del nacimiento, en
que, por medio de la bomba de sodio del epitelio pulmonar y la presión
transpulmonar asociada a la inflación de los pulmones después del
nacimiento, drenan líquido de los espacios aéreos hacia el
intersticio, incrementando en consecuencia la diferencia de la presión
osmótica entre el plasma y el líquido intersticial. Al entrar el
aire a los pulmones no sólo desplaza líquido, sino que
también disminuye la presión hidrostática de la circulación
pulmonar e incrementa el flujo sanguíneo pulmonar, y cerca del 10% del
líquido pulmonar sale de los pulmones por los vasos linfáticos,
los que a su vez drenan hacia el conducto torácico y de éste a la
vena cava superior. Condiciones que incrementan la presión de la microvasculatura
pulmonar, como hipoxemia o insuficiencia cardiaca y aquellas asociadas con
concentraciones bajas de las proteínas plasmáticas, como es el
caso del neonato prematuro, pueden disminuir el proceso de la
eliminación del líquido pulmonar, contribuyendo en algunas
ocasiones al desarrollo del SDR.
RESPIRACIÓN FETAL Y NEONATAL12-14
En el feto la respiración es
intermitente, para hacerse continua después del nacimiento. La causa de
este cambio no se ha dilucidado completamente; lo que si es cierto es que el
concepto tradicional de que el trabajo de parto y el parto mismo producen una
asfixia fetal transitoria que estimula a los quimiorreceptores
periféricos para inducir la primera respiración, la que
después se mantiene por el impulso de otros estímulos como el
frío, el contacto y otros más, actualmente se encuentra en de
bate. Cuando surgieron estos conceptos no se tenían evidencias de que el
feto tuviera capacidad de respirar. Actualmente se considera que la
respiración después del nacimiento se mantiene más por
acción de mediadores hormona les y químicos, que por baja
tensión del oxígeno o por estímulos sensoriales. En el
feto las evidencias de respiración se han demostrado desde épocas
tempranas de la gestación, identificándose además, que
sólo se produce durante el sueño REM (movimiento rápido de
los ojos); sin embargo, es claro que no es la responsable del intercambio de
gases, el cual necesariamente se realiza por la placenta.
|
La estabilidad de la caja torácica
depende de la fase del sueño en la que se encuentra el neonato. |
La estabilidad de la caja torácica del
neonato así como otras funciones del sistema respiratorio, dependen de
la fase del sueño en la que se encuentra el neonato. En el sueño
REM hay disminución de los reflejos propioceptivos, lo que ocasiona
entre otras cosas pérdida del tono muscular intercostal, lo que a su vez
provoca disminución de la rigidez de la caja torácica,
favoreciendo la contracción diafragmática, que a su vez
deformará las costillas durante la respiración, dando como
resultado la respiración paradójica. La misma deformación
torácica puede disparar el reflejo frénico intercostal que
inhibirá de manera temprana la inspiración. Por lo tanto, la
ventilación durante el sueño activo (REM) es irregular y
más rápida que en el sueño quieto (NO-REM).
Durante el sueño REM el volumen
corriente no presenta cambios, si bien el flujo ventilatorio inspiratorio
(volumen corriente/duración de la inspiración) y el volumen
minuto se incrementan. Esta situación origina una ventilación que
produce fatiga, la cual adquiere mayor relevancia en el caso del niño
prematuro, quien tiene menor cantidad de fibras musculares y con facilidad se
fatiga. Aunque esto último pudiera estar compensado por el reflejo de
Hering-Breuer, que en especial es intenso en el pretérmino, aquél
también es inhibido durante el sueño REM.
|
El intercambio de gases entre los tejidos
y el ambiente es la finalidad fundamental de la respiración pulmonar y
celular. |
Durante el sueño NO-REM (quieto o
profundo), los esfuerzos ventilatorios del niño se contrarrestan por la
resistencia del pulmón y de la pared torácica al rebote
elástico y, por la resistencia al movimiento del aire y los tejidos. El
neonato tiene fuerzas musculares que se oponen a la ventilación iguales
a las del adulto, pero tiene resistencia nasal más baja y rebote
elástico de la pared torácica más alto, que el del adulto.
El resultado del rebote elástico o adaptabilidad total y de la
resistencia de todo el sistema es constante en tiempo, y su medición
permite inferir con que rapidez, después de una inspiración
activa, retornará de manera pasiva a su posición de reposo, bajo
la fuerza del rebote elástico que actúa contra la resistencia al
flujo. Esta constante de tiempo es de alrededor de 0.29 segundos en el neonato
y de 0.55 segundos en el adulto, de tal modo que la frecuencia respiratoria en
reposo de 30 a 50/min en el recién nacido es casi el doble de la del
adulto. Cualquier problema que reduzca la adaptabilidad total del sistema
(incremento en la dureza como en el SDR), disminuye la constante de tiempo y
por tanto incrementará la frecuencia ventilatoria en reposo. Esta
elevada frecuencia ventilatoria del neonato es el principal factor que eleva la
ventilación/minuto, la ventilación alveolar y el consumo de oxígeno,
todos los cuales cuando se comparan tomando como referencia la superficie
corporal, son muy similares a los del adulto. Tal comparación por lo
general adquiere más valor cuando se efectúan estudios
metabólicos y no respiratorios.
|
Cuando se compara con el niño
mayor y con el adulto, el neonato tiene una faringe relativamente corta y
ancha. |
El intercambio de gases entre los tejidos y
el ambiente es la finalidad fundamental de la respiración pulmonar y
celular. Por tanto, ésta no será útil sin la
participación de la circulación, la cual transporta y entrega el
oxígeno a los tejidos. Cualquier alteración entre el flujo de
gases y la circulación pulmonar reducirá la eficiencia del
intercambio. Este desequilibrio se puede evaluar en de terminados grupos de
alvéolos por medio de la relación
ventilación/perfusión (Va/Qc). Mientras la Va/Qc de un
pulmón normal es cercana a 1, en el enfermo existen diversas
posibilidades que van de cero hasta el infinito.
Entre los factores que alteran el gradiente
de presión alvéolo-arterial están: bloqueo en la
difusión alvéolo -capilar, cortocircuito de derecha a izquierda y
alteración en la relación ventilación/perfusión. La
diferencia que un neonato sano muestra en este gradiente es de casi 24 mm Hg,
cifra que en los casos de enfermedad pulmonar grave, como el SDR, llega a ser
del orden de 160 a 180 mm Hg.
|
El volumen denominado cierre
crítico es aquel en el que las pequeñas vías
respiratorias interrumpen la ventilación por detrás de ellas. |
La hiperperfusión relativa del
pulmón del recién nacido en relación con su
ventilación (Va/Qc = 130/200 = 0.65 ml/kg /min) es propiciada de manera
parcial por las propiedades elásticas del pulmón que predisponen
al cierre de vías respiratorias cuyos volúmenes de
inflación sean relativamente elevados. Este volumen se denomina cierre
crítico y es aquél en el que las pequeñas vías
respiratorias al iniciar su cierre interrumpen la ventilación por
detrás de ellas. Datos indirectos sugieren que este volumen del pulmón
del neonato sano es mayor que su capacidad residual funcional, lo que significa
que al final de la espiración existe siempre una cantidad bien definida
de unidades periféricas (alveólos) cerradas.
Aunque el proceso de transferencia de gases
entre los alvéolos y la sangre incluye una reacción química
con la hemoglobina, dicho fenómeno se efectúa por
difusión. La capacidad de difusión pulmonar para el CO2 ha sido
estimada en el neonato en 1.56 = 0.11 ml/min/mm Hg. Sin embargo, cuando este
valor se compara considerando el área de superficie corporal, es muy
similar al de la capacidad de difusión de 25 ml/min/mm Hg del adulto.
ANATOMÍA FUNCIONAL15-20
En el neonato la nariz se encuentra
conformada por una pequeña porción cartilaginosa y una mayor e
importante que es la ósea. Las alas están orientadas más
verticales que las del adulto, y la cavidad ósea nasal es corta en su
diámetro anteroposterior, mientras que en el transverso y en el vertical
son similares a los de la órbita. En oposición al concepto de que
los neonatos respiran obligadamente por la nariz, se ha demostrado que el
nacido de término es capaz de realizar la respiración por la boca
en presencia de obstrucción nasal, de tal forma que el 30% de los
neonatos de término después del nacimiento tienen respiración
nasobucal, con un 70% del volumen corriente inspirado por la nariz y el 30%
restante por la boca. En el neonato la resistencia de la nariz representa
aproximadamente un tercio de la resistencia pulmonar total. La posición
de la cabeza, diferencias antropométricas y la presencia de tubos
nasogástricos influyen en la resistencia de la nariz.
Cuando se compara con el niño mayor y
con el adulto, el neonato tiene una faringe relativamente corta y ancha, y un
cartílago cricoides a nivel de la cuarta vértebra cervical, en
vez de la séptima, como es el caso del adulto. La estabilidad posicional
de la faringe se demuestra desde épocas tempranas de la
gestación, de tal forma que aún el niño nacido
pretérmino tiene cierta competencia postural en esta zona. Sin embargo,
la faringe de ellos es susceptible al cierre con obstrucción
faríngea alta, como sucede en los casos de las apenas obstructivas.
La laringe que tiene entre sus funciones
prevenir la introducción de cuerpos extraños a las vías
aéreas bajas por medio de apnea refleja, modula la resistencia de las
vías aéreas y puede producir interrupción de la
espiración con la finalidad de mantener la capacidad residual funcional
y el volumen pulmonar del neonato. Puede modular el volumen corriente con
cierre parcial de la espiración con la finalidad de mantener el volumen
pulmonar al final de la espiración. Aunque siempre se ha aceptado que la
aducción espiratoria de las cuerdas vocales es el origen del quejido del
neonato con SDR con la finalidad de mantener la capacidad residual funcional,
es hasta épocas recientes que lo anterior ha podido ser demostrado en
los neonatos sanos, lo que se piensa que tiene como finalidad preservar el
volumen pulmonar en presencia del elevado rebote elástico del
tórax que existe en los primeros días de vida. Los cambios en la
resistencia de la laringe durante la hipoxia sirven para mejorar la eficiencia
de la ventilación, al regular el volumen pulmonar con
interrupción de la espiración y disminución del trabajo
respiratorio, al disminuir la resistencia de la inspiración.
El neonato tiene un tórax óseo
relativamente blando y flexible lo que condiciona que la pared torácica
sea susceptible al colapso al momento de generarse la presión negativa,
además de que su tórax es más redondo.
|
El neonato tiene un tórax
óseo relativamente blando y flexible lo que condiciona que la pared
torácica sea susceptible al colapso al momento de generarse la
presión negativa, además de que su tórax es más
redondo. |
Diferente a lo que sucede en el adulto, que
tiene un diafragma cuya configuración está bien definida, en el
neonato se encuentra relativamente aplanado. Por otra parte, durante la
respiración del neonato se presenta un movimiento relativamente
asimétrico que se caracteriza por un desplazamiento mucho mayor de la
porción posterior que su contraparte anterior, lo que se ha podido medir
apreciándose que el movimiento axial es en promedio en su parte anterior
de 2.6 mm y de 4.8 mm en su parte posterior lo que genera una relación
entre el movimiento posterior con el anterior de 1.67:1, que llega a ser hasta
de 2:1 en ciertas patologías. Por todo lo anterior y debido a la
configuración aplanada y al estrechamiento en la zona de
implantación del diafragma, se apoya que éste sea menos efectivo,
en términos de comprimir el contenido gástrico y de lograr una
mejor expansión del tórax inferior. Se ha demostrado por otra
parte que en el niño prematuro y también en el de término,
el diafragma tiene relativamente mayor porcentaje de fibras musculares de tipo
oxidativo, lo que explica parcialmente el porqué no se fatiga tan
fácil como a otras edades. Sin embargo, además de lo mencionado,
existen otros factores potenciales que pueden condicionar fatiga del diafragma
del neonato entre los que se incluyen hipoxemia, acidosis e hipotensión,
pequeño diámetro de las fibras musculares, menor apoyo nutricio e
incremento en el volumen pulmonar al final de la espiración.
|
Los volúmenes pulmonares se
agrupan en los denominados estáticos y los dinámicos. |
PRUEBAS FUNCIONALES RESPIRATORIAS1,12,21-23
Cada ciclo respiratorio está gobernado
por la interacción del volumen del aire, de la fuerza de la
presión y por el flujo. El movimiento producido para ventilar al
pulmón tiene que vencer a la resistencia que se le opone al flujo, a la
inercia que se genera, así como a las propiedades elásticas del
pulmón y de la pared del tórax. Durante la respiración
espontánea, la fuerza que se requiere para vencer estos factores es
generada por los músculos respiratorios y se denomina fuerza de
presión.
Los volúmenes pulmonares se agrupan en
los denominados estáticos y los dinámicos. Los primeros se
definen como:
Volumen residual. Aquel volumen de aire remanente que queda en el
sistema respiratorio al final de una espiración máxima posible
Capacidad funcional residual. Se refiere al volumen de aire que se encuentra en el
sistema respiratorio durante el reposo o al final de una espiración
normal y que se encuentra en continuidad con las vías aéreas. Se
mantiene por las fuerzas opuestas que generan el rebote elástico del pulmón
y el rebote elástico de la pared torácica. En los neonatos sin
atrapamiento de aire, la capacidad residual funcional es equivalente al volumen
del gastorácico.
|
Volumen corriente. Corresponde al volumen
de gas que entra y sale del tracto respiratorio con cada respiración. Para evaluar la mecánica pulmonar
se usan entre otras pruebas las correspondientes a las propiedades
elásticas del pulmón. |
Volumen de reserva espiratorio. Corresponde a la diferencia de volumen que exista en
un momento dado, entre la capacidad residual funcional y el volumen residual.
Volumen del gas torácico. Se refiere a la cantidad total de gas que exista en
el pulmón, al final de la espiración, independientemente de que
el gas esté en comunicación con las vías aéreas.
Capacidad pulmonar total. Es el volumen de aire que se encuentra en el sistema
respiratorio al final de la máxima inspiración posible.
En lo tocante a los volúmenes
dinámicos se encuentran:
Volumen corriente. Que corresponde al volumen de gas que entra y sale
del tracto respiratorio con cada respiración. Éste cambia con la
actividad del neonato.
Ventilación minuto. Es el volumen total de gas que se espira durante un
minuto. Cuando se combina la ventilación minuto con la medición
del CO2 espirado puede calcularse la ventilación del espacio muerto y
diferenciarlo de la ventilación alveolar.
Espacio muerto. Es el volumen de gas que se encuentra en el
pulmón pero que no contribuye a la arterialización de los
capilares sanguíneos pulmonares. Sus componentes son el espacio muerto
anatómico y el espacio muerto alveolar. El primero corresponde al
volumen interno de las vías aéreas desde la boca hasta el
alveólo y el segundo se refiere al volumen de gas inspirado que se
encuentra dentro del alvéolo en el que no existe o está muy
disminuido el flujo sanguíneo capilar.
Para evaluar la mecánica pulmonar se
usan entre otras pruebas las correspondientes a las propiedades
elásticas del pulmón. Éstas se refieren a la propiedad que
tiene el pulmón, las vías aéreas y el tórax, de
lograr retornar a la posición de reposo después de una
expansión. Esto es debido a que durante la inspiración esas
estructuras se estrechan ante los cambios de presión, después de
lo cual y al haber cesado el cambio de presión, se produce el retorno o
rebote elástico a la posición de reposo, de lo que surge el
término compliance de los tejidos que es equivalente al cambio en el
volumen ante un cambio de presión.
1. Compliance pulmonar total= volumen corriente/presión de vías
aéreas.
2. Compliance dinámico pulmonar= volumen corriente/presión transpulmonar.
3. Compliance de pared torácica = volumen corriente/presión intrapleural.
|
Cuadro 2. Cifras
promedio en la etapa neonatal de pruebas de función pulmonar entre el
niño pretérmino y el de término. |
||
|
Pruebas
de función pulmonar |
Pretérmino |
Término |
|
Volúmen corriente |
5.9 |
6.7 |
|
Capacidad residual
funcional |
38.7 |
52.6 |
|
Compliance pulmonar
dinámico |
2.4 |
5.9 |
|
Resistencia pulmonar total |
54 |
29 |
|
Trabajo de la
respiración |
12.0 |
13.0 |
|
Compliance total del
sistema respiratorio |
2.4 |
3.7 |
|
Flujo máximo |
- |
185 |
Con todas estas pruebas y otras más se
han realizado en el neonato estudios para conocer las cifras normales que se
señalan en el cuadro 2, en el que puede apreciarse las relacionadas con
el pretérmino y de término. La utilidad clínica de estas
pruebas en el neonato pueden ubicarse en: 1. Evaluaciones diagnósticas.
2. Evaluación de los efectos de la ventilación mecánica
que estuviera utilizándose en un momento dado. 3. Para
evaluar la eficacia de alguna intervención terapéutica cualquiera
durante la asistencia ventilatoria. 4. Para considerar la
resolución de la fase aguda de la enfermedad e incluso para predecir la
evolución crónica del SDR. Esto que parece ser todavía
poco factible en la práctica clínica, se espera que pueda
lograrse en poco tiempo. Por ejemplo en los niños con SDR, edema
pulmonar o neumonía se ha demostrado que tienen bajo compliance; mientras
que los neonatos con incremento en la resistencia de las vías
aéreas tienen un proceso obstructivo del tipo de la aspiración de
meconio, barotrauma o displasia broncopulmonar.
|
Evidencias de sobredistensión del
volumen corriente, determinación del tiempo inspiratorio
óptimo, determinación de la presión al final de
espiración óptima y lo apropiado de la ventilación
manual son algunos otros ejemplos de la utilidad de las pruebas de
función pulmonar. |
La medición continua o
periódica del volumen corriente permite determinar lo adecuado de la
ventilación, situación que actualmente se está llevando al
cabo en el departamento de Neonatología de nuestro hospital. Esto es
particularmente útil cuando se están utilizando ventiladores
limitados por presión o ciclados por tiempo. Con esto puede medirse la
energía del trabajo a partir de la histéresis que se obtiene de
las curvas de presión-volumen que se generan durante la
respiración espontánea, datos que pueden utilizarse para
determinar la energía pulmonar y estimar las pérdidas respiratorias
de calorías con el trabajo que se realiza durante la respiración.
La medición de la compliance y la
resistencia, pueden ser utilizadas para cada fase del ciclo respiratorio, con
la finalidad de calcular las constantes de tiempo, las que pueden ser de
utilidad para identificar el tiempo que se requiere para completar cada fase
del ciclo respiratorio, tanto durante la respiración espontánea
como en la ventilación asistida.
Evidencias de sobredistensión del
volumen corriente, determinación del tiempo inspiratorio óptimo,
determinación de la presión al final de espiración
óptima y lo apropiado de la ventilación manual, son algunos otros
ejemplos de la utilidad de las pruebas de función pulmonar.
Cualquier alteración entre el flujo de
gases y la circulación a nivel pulmonar reduce la eficiencia del
intercambio. Tal desequilibrio se puede evaluar por medio de la relación
ventilación/perfusión (Va/Qc) en determinados grupos de
alvéolos. Mientras la Va/Qc de un pulmón normal es cercana a 1,
en el enfermo va desde 0 hasta el infinito. En el Cuadro 3 se muestra que
muchas de las áreas ventiladas están adecuadamente perfundidas,
mientras que cantidades significativas de la perfusión se dirigen hacia
alvéolos atelectasiados o son desviadas por cortocircuitos a través
del pulmón.
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Los fosfolípidos representan el 80
al 90% del surfactante y en proporción menor se encuentran los
glucolípidos y los lípidos neutros. |
SURFACTANTE ALVEOLAR1,24-26
El surfactante está compuesto de
manera predominante de fosfolípidos, aunque contiene proteínas y
carbohidratos. Estos últimos están presentes en distintos
agregados macromoleculares, cuyas formas estructurales están influidas
por la abundancia relativa de lípidos y proteínas, así
como por la acción de las fuerzas mecánicas producidas durante el
ciclo respiratorio.
Los fosfolípidos representan el 80 al
90% del surfactante y en proporción menor se encuentran los
glucolípidos y los lípidos neutros. La fosfatidilcolina es el
fosfolípido más abundante y representa el 80% de ellos, del que
cerca del 70% está presente como palmitoil fosfatidilcolina, de la que
un 55% está disaturada con dos ácidos palmíticos. El
fosfatidilglicerol da cuenta del 5 al 10% de los fosfolípidos del
surfactante, pero tiene una menor proporción de dobles ácidos
palmíticos que lo que sucede con la fosfatidilcolina. Aunque capaz de
reducir la tensión superficial en el alvéolo, el
fosfatidilinositol (otro de los fosfolípidos) parece funcionar
más que como agente tensioactivo, como donador del componente
acídico del fosfolípido del pulmón deficiente en
fosfatidilglicerol. Otros fosfolípidos como la fosfatidilserina,
fosfatidiletanolamina, lisofosfatidilcolina y esfingomielina, están
presentes cada uno de ellos en proporciones menores del 4% y de los que hasta
el momento se desconoce con certeza su función.
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Las propiedades de los
fosfolípidos del surfactante están influídas por el
grado de saturación de las cadenas de sus ácidos grasos. |
La estructura molecular de la
fosfatidilcolina se caracteriza por una "cabeza", constituida por el
esqueleto de tres átomos de carbono del glicerol; en el número 1
(carbono alfa) en el cual está unida la molécula de colina que es
de naturaleza muy polar, que en el caso de los otros fosfolípidos
(fosfatidilglicerol, fosfatidilinositol, y fosfatidilserina), en este carbono
1, se encontraría unida una molécula de glicerol, de inositol o
de serina respectivamente. En los carbonos 2 y 3 (beta y gamma) están
presentes los grupos acilo de los ácidos grasos de cadena larga que son
las denominadas "colas", las que son muy hidrofóbicas y
energéticamente más estables en un ambiente no acuoso,
situación que le da la propiedad de formar una gran variedad de
estructuras complejas como son las dobles capas membranales, monocapas, micelas
o micelas invertidas.
Las propiedades de los fosfolípidos
del surfactante están influidas por el grado de saturación de las
cadenas de sus ácidos grasos, de tal forma que a mayor saturación
mayor será el efecto hidrofóbico.
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Cuadro 3.
Distribución de la ventilación y de la perfusión
pulmonar en el recién nacido |
|||
|
Tipo
de Alvéolos |
Distribución
porcentual de la ventilación |
Distribución
porcentual de la perfusión |
Relación
Va/Qa |
|
Con cortocircuito
anatómico |
20 |
10 |
- |
|
Con atelectasia y
perfundido |
0 |
15 |
0 |
|
Con gas atrapado y
perfundido |
0 |
10 |
0 |
|
Con atelectasia sin
perfusión |
0 |
0 |
0 |
|
Áreas con Va/Qc baja |
2 |
5 |
0.4 |
|
Áreas con Va/Qc
normal |
68-75 |
58-65 |
1.2 |
|
Áreas con Va/Qc
elevada |
5 |
2 |
2.5 |
|
Espacio muerto |
5 |
0 |
- |
|
Total |
100 |
100 |
- |
|
Va/Qc = Relación
ventilación perfusión |
|||
La biosíntesis del surfactante se
inicia con la síntesís del ácido fosfatídico, el
que a su vez, en pasos sucesivos, proviene del glicerol-3-fosfato. La glucosa
circulante o la que proviene de la degradación del glucógeno
pulmonar se incorpora en los fosfolípidos por la vía
glucolítica y el glicerol puede incorporarse después de la
fosforilación a glicerol 3 -fosfato por la acción de la cinasa
del glicerol. Los ácidos grasos se incorporan en los fosfolípidos
por medio de la acilación y pueden ser sintetizados de novo en el
pulmón o aportados por la sangre como ácidos libres los que deben
de ser convertidos en acilcoenzima A.
Las dos vías principales para la
síntesis del material tensoactivo alveolar son:
Vía I.
1,2 diglicérido + citidinadifosfato + colina Æ lecitina +
citidinamonofosfato.
Vía II.
a) 1,2, diglicérido + citidinadifosfato + etanolamina Æ fosfatidiletanolamina
+ citidina mono fosfato.
b) fosfatidiletanolamina + CH3 Æ lecitina.
Debido al gran recambio, la primera
vía se convierte en la más importante y constitutiva de la
sustancia tensoactiva alveolar, la que en general se inicia a las 34 a 35
semanas de gestación. La segunda se inicia en la semana 22 a 23 de
gestación (situación que explica por que los fetos de menos de 34
semanas pueden sobrevivir al nacer). Otras vías de producción de
posible importancia son las de degradación de la lisolecitina:
Vía III. Lisolecitina +
acilcoenzima A Æ lecitina + coenzima A.
Vía IV. 2 Lisolecitina Æ
lecitina + glicerofosforilcolina.
Existen evidencias de un número de
sustancias que son capaces de estimular la secreción de la
fosfatidilcolina de los neumocitos tipo II como son los
beta-adrenérgicos, así como los glucocorticoides, los
estrógenos y la hormona tiroidea, estos tres últimos a
través de acelerar el desarrollo de los receptores beta. La
observación de que la ciclooxigenasa bloquea la producción del
surfactante sugiere también un papel de las prostaglandinas en la
producción. Otras sustancias son los leucotrienos, agonistas
colinérgicos, adenosina y nucleótidos de adenina.
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De las proteínas que constituyen
el surfactante se han identificado tres, que se denominan como
proteína A, B y C. |
De las proteínas que constituyen el
surfactante se han identificado tres, que se denominan como proteína A,
B y C. La primera es la más abundante y aunque su función dentro
de los componentes del agente tensioactivo no se ha clarificado totalmente, se
ha visto que junto con la proteína B forma parte de los cuerpos
lamelares de los neumocitos tipo II, (sitio de síntesis y almacén
del surfactante, de donde es expulsado hacia la luz alveolar), además de
que se piensa que esta proteína pudiera tener una función
adicional como mecanismo de defensa del pulmón. El papel de la
proteína C, es aún más impreciso en el momento actual.
La inferencia que se tiene de la importancia
de estas proteínas, surge del hecho de que los fosfolípidos del
surfactante alveolar, por si solos, y de acuerdo a su estructura molecular y a
temperatura fisiológica, debe rían estar en vez de gel, en estado
cristalino, lo que entonces impediría formar una película que
recubra al alvéolo a la velocidad que lo exige el ciclo respiratorio y
en consecuencia no se podría abatir la tensión superficial, lo
que si parece lograrse con la mezcla de los fosfolípidos con las tres
proteínas mencionadas. Respecto a otras proteínas que se
encuentran en el surfactante como fibronectina, lisozima, antiproteasas e
inmunoglobulinas, además de su función como elementos de defensa
del pulmón, no se les conoce hasta el momento una acción
específica en la reducción de la tensión superficial
intraalveolar.
Actualmente se acepta que en condiciones
idóneas y de acuerdo a las necesidades fisiológicas se requiere
de la presencia y combinación de los fosfolípidos, las tres
proteínas, y del calcio, para lograr la mejor actividad biofísica
del surfactante. Con base en lo anterior se considera que la producción
del surfactante sintético ideal, tiene que tener incorporados estos
elementos, ya que de lo contrario se produce inhibición de la actividad
biofísica de los fosfolípidos por sí solos. Se ha demostrado
que los neumocitos tipo II secretan hacia la luz alveolar cerca de 15 a 50
cuerpos lamenares por célula y por hora, lo que puede acrecentarse si se
produce estimulación beta adrenérgica, incorporándose a la
hipofase líquida acídica del alvéolo que tiene un alto
contenido en calcio. La siguiente serie de transformaciones
morfológicas, probablemente ocurren en milisegundos que es altamente
dependiente de los iones calcio. Existen ciertas evidencias de que el neumocito
tipo II contiene receptores de superficie especificos para la proteína
A.