RESISTENCIA ELÁSTICA PULMONAR COMPLACENCIA

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2. clic clic Dentro de numerosas patologías pulmonares existe la pérdida de las propiedades elásticas inherentes a su estructura normal. La medición de la complacencia pulmonar estudia patologías como la fibrosis. . OBJETIVOS La fuerza que produce el estiramiento del pulmón es la presión intrapleural, que se mide de manera indirecta por medio de un catéter introducido en esófago, estructura adyacente con la pleura. El espacio intrapleural es una cavidad cerrada al exterior a la que no se puede acceder directamente, salvo rotura del pulmón o de la cavidad torácica. Para poder interpretar las mediciones realizadas es necesario abordar los conceptos físicos referentes a las estructuras elásticas. (Ver la clase Trabajo Elástico) El aumento de la resistencia elástica pulmonar que se cuantifica con la complacencia, constituye una patología que aumenta el trabajo ventilatorio.

3. COMPLACENCIA PULMONAR NORMAL DISMINUIDA AUMENTADA COMPLACENCIA ESTATICA COMPLACENCIA DINAMICA COMPLACENCIA ESPECIFICA MENU GENERAL .

4. clic clic COMPLACENCIA PULMONAR Los materiales elásticos presentan la propiedad de modificar su forma ante fuerzas externas y volver a su condición inicial al interrumpirse la acción. Existe cierta confusión sobre los términos a ser aplicados, por lo que se ha optado por seguir la orientación de Philippe Meyer en su Fisiología Humana, editorial Salvat . La propiedad antes mencionada, se suele llamar extensibilidad o defor mabilidad oelasticidad (E). Se estudia con el módulo de Hooke o de elasticidad ( DF / D l ) produciendo un aumento unitario de longitud ( l ) por la aplicación de la fuerza necesaria para lograr ese cambio ( F). E1 < E2 Re1 < Re2 E1 = DF / Dl E2 = DF / Dl La elastancia y la resistencia elástica son menores en el elástico 1; se produce un aumento de longitud similar con una fuerza menor. 1 de 6 MENU

5. clic Lacomplacencia ( C =Dl / DF )(“compliance“ en inglés) o la adaptabilidad o la distensibilidad se refiere al cambio de longitud ( l ) producido por la aplicación en el elástico lineal de una fuerza unitaria……. ( F ). COMPLACENCIA PULMONAR C1>C2 Re1 < Re2 C2 = Dl / DF C1 = Dl / ΔF La complacencia ( C ) es alta y la resistencia elástica es baja en el elástico 1; se produce un aumento de longitud igual con una fuerza menor. La elasticidad tiene una relación directa con la resistencia elástica E aumenta Re aumenta La complacencia tiene una relación inversa con la resistencia elástica C aumenta Re disminuye 2 de 6 MENU

6. P V clic clic Hay una dificultad adicional cuando los elásticos son tridimensionales, y la fuerza aplicada por unidad de superficie es una presión ( P ) y las modificaciones producidas son de volumen ( V ). COMPLACENCIA PULMONAR E = DP / DV C = DV / DP . En el lenguaje de uso común, que a veces incluye su aplicación médica, laelasticidady la distensibilidad ocomplacenciase consideran variables idénticas del sistema elástico. Pero debe cambiarse este uso, pues el concepto físico determina que: Elasticidad aumenta y la resistencia elástica aumenta Complacencia aumenta y la resistencia elástica disminuye Los elásticos biológicos varían con las modificaciones por la magnitud de la deformación, por la velocidad en que se produzca, por cambios irreversibles de las estructuras tridimensionales. 3 de 6 MENU

7. clic clic COMPLACENCIA PULMONAR Cuando se trata de cuantificar las variaciones en un elástico que no es lineal, sino tridimensional, como el pulmón, las modificaciones producidas serán de volumen (V) y la acción sobre el sistema elástico se producirá por una fuerza sobre la unidad de superficie, es decir una presión. (D P ). El término decomplacenciase ha elegido en el actual desarrollo de los fenómenos elásticos pulmonares, a pesar del uso extendido de distensibilidad, adaptabilidad, capacitancia (“compliance” en inglés). El problema en fisiología respiratoria es la medición de las variables adecuadas para la cuantificación del fenómeno elástico producido en el cambio cíclico del sistema (inspiración y espiración ). La medición de los cambios de volumenno ofrecen mayores dificultades, aunque deben incluir sistemas fiables y reproducibles y los valores deben ser normalizados por la presión barométrica y la temperatura. La medición de la presiónresponsable del estiramiento del pulmón en inspiración ofrece las dificultades propias de un elástico tridimensional que tiene una presión interna ( PIM =Presión alveolar ) y una presión externa ( PEM = Presión pleural ). La diferencia entre estas presiones es la responsable de las modificaciones producidas. Existen ciertas dificultades para su medición que se unen a otros problemas reales de interacción de estructuras, de posición corporal, de la presencia de sustancias que modifican las características elásticas. MENU 4 de 6

8. 5 4 clic clic Capacidad Vital litros 3 2 1 - 10 0 +10 +20 COMPLACENCIA PULMONAR En fisiología respiratoria existe una presión transmural que se llamapresión transpulmonar (PTP)existente en un sistema elástico compuesto por la pleura parietal y la visceral, con un espacio virtual interno que es el espacio intrapleural. PA Ppl Complacencia Cuando se desea cuantificar la resistencia elástica del pulmón, se procede a medir sucomplacencia (Cp) . Para ello es necesario conocer la presión transmural (PTM) del sistema que está constituida por lapresión extramural que en este caso es la de la cavidad pleural (PEM = Ppl) y la presión intramural que es la alveolar (PIM = PA). PTM = PIM-PEM PTP = PA - Ppl MENU 5 de 6

9. clic clic COMPLACENCIA PULMONAR y de lapresión transpulmonar (PTP = PA - Ppl)en abcisaspermite obtener una curva de complacencia pulmonar. Se realiza en condiciones estáticas, sin flujo de gas La graficación delvolumen pulmonar en ordenadas Se determina la pendiente a partir de la Capacidad Funcional Residual, que se reconoce por la posición ventilatoria del paciente al iniciar la inspiración. El valor normal es V /  PTP = 0.200 l / cmH20 Esto significa quepara introducir un litro de gas al pulmón los músculos inspiratorios deberán realizar un trabajo que produzca un incremento de la PTP de 5 cmH20y es una medida sumamente importante para detectar patologías con trabajo elástico aumentado o con complacencia disminuida como la fibrosis. MENU 6 de 6

10. D D 4 - 2 / 10 V / P normal clic clic 0.200 l / cmH20 5 4 3 Capacidad Vital litros 2 1 - 10 0 +10 +20 Habitualmente se considera la complacencia como la pendiente de la curva graficada con los valores de presión transpulmonar en abcisas (PTP = PA - Ppl) y de volumen pulmonar en ordenadas; se considera un valor único para cada pulmón. COMPLACENCIA NORMAL Se analiza el trazado con una inspiración a partir de CFR y una posterior espiración a muy bajos volúmenes (flujo casi cero) o con equipos que interrumpen periódicamente el flujo por períodos muy cortos. De esta manera se mide lacomplacen cia estática (Cest)que se realiza a flujos muy bajos o nulos. Se usa esta técnica con el fin de disminuir la incidencia en esta medida de la resistencia dinámica o de las vías aéreas y la influencia de la inercia de los tejidos. Es necesario señalar que la curva completa tiene una pendiente baja a volúmenes pulmonares bajos, hecho que se repite a volúmenes altos. MENU 1 de 1

11. 2 - 1.2 / 10 D D V / P disminuida 0.080 l / cmH20 clic clic clic 5 4 3 Capacidad Vital litros 2 1 - 10 0 +10 +20 Cuandola complacencia disminuyese incrementa el trabajo ventilatorio elástico para incorporar un volumen dado; ello significa que queda una energía elástica acumulada mayor que en condiciones normales. Esto determina que al relajarse los músculos inspiratorios se libera una cantidad de energía que permitirá una espiración pasiva a flujos altos. COMPLACENCIA DISMINUIDA Está disminuida en fibrosis pulmonar, falta de surfactante; DV/D P disminuida 0.080 l/cmH20 Funcionalmente significa que para igual volumen inspirado es necesario realizar un mayor trabajo de los músculos inspiratorios. Por laalta retracción elásticadel pulmón la espiración se realiza sin dificultad y con flujos altos. Si ingresan 0.08 l por cada centímetro de PTP, para incorporar 1 litro se deberá generar una PTP de -12.5 cmH20 ( normal 5 cmH20 ). MENU 1 de 1

12. D D 5.5-2.5 / 10 V / P Aumentada 0.300 l/cmH20 clic clic 5 4 3 Capacidad Vital litros 2 1 - 10 0 +10 +20 Cuandola complacencia au mentadisminuye el trabajo ventilato rio elástico COMPLACENCIA AUMENTADA Ello significa que para incorporar un volumen hay menor trabajo elástico de los músculos, por lo que la energía elástica acumulada es menor que en condiciones normales V /  P aumentada = 0.300 l / cmH20 Esto determina que al relajarse los músculos inspiratorios se libera una cantidad de energía muy baja que obliga generalmente a realizar una espiración activa La complacencia está aumentada en enfisema,en algunos asmáticos y son casos en los que para igual volumen inspirado se genera una menor PTP. Pero por labaja retracción elásticadel pulmón una espiración activa debe asegurar la salida del gas. MENU 1 de 1

13. PTP V -8 -15 -1 -8 clic clic 5 4 Capacidad Vital litros 3 2 1 - 10 0 +10 +20 COMPLACENCIA ESTATICA Toda la exploración clínica para medir complacencia comprende la colocación de un catéter en esófago a fin de medirla presión pleural(Ppl) y un sistema para medir las variaciones devolumenen una espiración realizada a flujo muy bajo o nulo. En estas condiciones se mide también la presión en la boca (Pbo) que es equivalente a lapresión alveolar (PA); la PTP se calcula o se mide con un trasductor diferencial. Se acepta la complacencia medida como una expresión de la inversa de la resistencia elástica ofrecida por el pulmón en su estiramiento. Todo el análisis parte de las posibilidades reales de medición y del concepto depulmón homogéneo. Pero la realidad es que hay una desigual distribución de la presión pleural y también del volumen en diferentes unidades ventilatorias, lo que determina la existencia de distinta complacencia en diferentes porciones del pulmón. . MENU 1 de 2

14. clic COMPLACENCIA ESTATICA Aunque el catéter con un balón colocado en esófago, es una técnica simple, un adecuado manejo del equipo y una técnica de medición correcta son necesarias para obtener una información que se ajuste a la realidad. El paciente debe estar en posición erecta ( no supina) o sentado, a fin de que las diferentes estructuras del mediastino no modifiquen los valores de presión, tanto disminuyéndolas como aumentándolas. También se debe considerar la presencia de secreciones que pueden acumularse entre el balón y esófago, incluso tapando la vía. Puede ser necesario insertar un segundo balón para drenar las secreciones, si fuera necesario. . Debe confirmarse la adecuada posición del catéter , para lo cual se realiza una serie de maniobras. Primero debe ubicarse el balón en un punto en el que se vean las variaciones cardíacas de presión y luego sacar el catéter aproximadamente 2 cm. Una posición adecuada es también confirmada cuando la presión en la vía aérea y en esófago cambian en valores iguales durante una inspiración con el sistema cerrado o sin movimiento de gas. MENU 2 de 2

15. Trabajo clic clic Frecuencia COMPLACENCIA DI NAMI CA El trabajo ventilatorio elásticodisminuye al aumentar la frecuencia ventilatoria El trabajoventilatorio resistivo o de las vías aéreasaumenta al aumentar la frecuencia ventilatoria. Existe una zona detrabajo total mínimoel que se alcanza a una frecuencia respiratoria óptima. La complacencia dinámica (Cdin)se obtiene a flujos elevados logrados por incremento de la frecuencia respiratoria; se considera una buena orientación sobre la presencia de obstrucción de las vías menores cuando su valor aumenta. Ello se debe a las características de la resistencia elástica que disminuye a medida que aumenta la frecuencia ventilatoria y la resistencia de las vías aéreas que aumenta de manera sustancial con el aumento de frecuencia respiratoria. Si la complacencia dinámica tiene valores normales o menores que la complacencia estática es un índice de que no hay obstrucción importante de la vía aérea. MENU 1 de 2

16. 1.0 0.5 0 Cest Cdin clic 15 30 45 60 75 90 Fr COMPLACENCIA DI NAMI CA Se grafica la complacencia estática ....... y la dinámica......, ante variacio nes de la frecuencia ventilatoria o o o o o o o o o o o o Es fundamental entender las diferencias antes descritas a fin de determinar el tipo de prueba funcional que permitirá realizar un diagnóstico diferencial. La presencia de patologías mixtas es una realidad o una duda al momento de hacer un diagnóstico; esta prueba es un elemento fundamental para poder realizar una diferenciación. Sin embargo no es habitual pensar en la medición de complacencia para determinar la presencia de obstrucción en las vías aéreas. MENU 2 de 2

17. clic clic RESUMEN FINAL COMPLACENCIA ESPECIFICA Es importante tener en cuenta que la variación de volumen depende de la diferente Capacidad Pulmonar Total (CPT) de los individuos. Lacomplacencia específica (Cesp)tiene en cuenta esta diferencia de tipo individual y se calcula dividiendo la complacencia estática por la CPT. Cest / CPT = 0.2 l / cmH20 / 5 litros Cesp = 0.04 l / cmH20 / por litro de volumen pulmonar. No es habitual usar esta forma de expresión ni realizar estos cálculos, pero su importancia se hace evidente rápidamente si se mide la complacencia en un individuo absolutamente normal al que se le extirpa un pulmón y cuya CPT queda en 2.5 litros. Cest = 0.100 l / cmH20 Suponiendo que la mecánica pulmonar se mantiene normal la Cest sería la mitad, pues con un descenso normal en la PTP inspira solo 100 cc. Cest / CPT = 0.1 l / cmH20 / 2.5 litros Cesp = 0.04 l / cmH20 por litro de volumen. Cuando se calcula la Cesp, es decir que se divide la Cest por un volumen reducido a la mitad, la resultante será el valor correspondiente a un individuo normal. MENU 1 de 1

18. CONCLUSIONES clic clic Se vuelve a insistir en lo desarrollado en otras clases. Hay una dificultad en incorporar los conceptos físicos a la descripción de los fenómenos biológicos. La propiedad de elementos que se deforman y vuelven a su condición inicial es llamada extensibilidad o deformabilidad o elasticidad (E). . La complacencia es una aproximación cuantitativa de esta propiedad cuando mide el estiramiento producto por un fuerza aplicada Elasticidad aumenta y la resistencia elástica aumenta Significa que es un elemento menos extensible Complacencia aumenta y la resistencia elástica disminuye Significa que para una misma fuerza se alcanza un mayor estiramiento. La rigurosidad en los términos es muy importante y se debe determinar con claridad lo que cada autor quiere significar al usar determinado nombre. El uso de la complacencia estática es común para detectar patologías pulmonares donde se modifica la resistencia elástica, como en fibrosis La complacencia dinámica mide una propiedad específica de los tejidos pulmonares cuando se aumenta la frecuencia de repetición de estiramientos y acortamientos, con cambios de volumen. Cuando su valor aumenta con respecto a la complacencia estática es una indicación de obstrucción de las vías aéreas menores . FIN

19. E1 = Dl / DF E2 = Dl / DF E1 < E2 Re1 < Re2