ecuación de la ventilación alveolar


    Ventilación alveolar es el flujo de aire que penetra en los alvéolos y participa en el intercambio gaseoso. Por lo tanto es el volumen que, por unidad de tiempo, forma parte del compartimiento alveolar (que no se debe confundir con el volumen de aire contenido en  los alvéolos pulmonares) y habitualmente se expresa en litros por minuto en condiciones BTPS. Por convenio la ventilación alveolar se refiere a la ventilación espiratoria que sólo coincide con la inspiratoria cuando el cociente de intercambio respiratorio es R=1 lo que implica que el consumo de oxígeno es igual a la producción de anhídrido carbónico.

    Si asumimos que el gas inspirado no contiene CO2, el CO2 intercambiado entre la sangre y el alveolo será  el producto de la ventilación alveolar por la concentración fraccional de CO2 en el compartimiento alveolar:
 

 VCO2= VA * FACO2     y
 VA = VCO2 / FACO2
 

si pasamos a PACO2 y tenemos en cuenta que VA se mide en BTPS y VCO2 en STPD y en l/min y ml/min, respectivamente, quedará :
 

 VA = VCO2 * [(273,15+37)/273,15] *  [760/(760-47)]  /  1000 * [PACO2*(760-47)]

VA= 0.863 * VCO2 / PACO2
 

    Cuando el aire inspirado contiene una proporción apreciable de CO2 la relación no es tan simple y habrá que utilizar

CO2 espirado – CO2 inspirado = CO2 eliminado

VA (FECO2-FICO2) = VCO2

VA = VCO2/ (FECO2-FICO2)

    Pero, excepto cuando el cociente respiratorio es R=1, la ventilación espiratoria e inspiratoria no coinciden y lo más correcto será utilizar:

VAe FACO2 – VAi FiCO2 = VCO2

    Pero entonces tendremos que encontrar alguna manera de establecer la relación entre ventilación inspiratoria y espiratoria lo que, como veremos más adelante, se consigue teniendo en cuenta las concentraciones fraccionales del Nitrógeno que como gas inerte el organismo ni consume ni produce.

    Como primera aproximación podemos considerar que en un sujeto sano la PACO2 es prácticamente igual a la PECO2 si se mide al final de la espiración. Pero en realidad las  áreas pulmonares peor ventiladas tienden a vaciarse en último término, por lo que la PECO2 no es el mejor estimador de la PACO2. Casi siempre es mejor estimador la PaCO2 dado que son raros los trastornos que cursan con gradiente alvéolo arterial de CO2 aumentado. Además el error que se produce en los cálculos queda atenuado como veremos más adelante. Así pues queda:


VA= 0.863 x VCO2 / PaCO2

ECUACIÓN DE LA VENTILACIÓN ALVEOLAR
 

 


 

    Está  Vd. en condiciones de plantearse de forma gráfica la ecuación de la ventilación alveolar. Pero antes recuerde que la ecuación de la ventilación alveolar nos indica que, mediante la medición de la PaCO2 podemos saber si la ventilación alveolar es la adecuada a las necesidades metabólicas de un sujeto determinado
    Así un sujeto con una producción de CO2 de 250 ml/min en condiciones STPD tendrá  una PaCO2 de 43.15 mm Hg si su VA es de 5 l/min
    Pero si nuestro sujeto tuviera una VA de 4.5 l/min su PaCO2 subiría a un valor de 47.94 mm Hg reflejando una hipoventilación. De hecho una PaCO2 alta debe inducirnos a buscar una causa que explique la hipoventilación del sujeto.

    Veamos ahora la relación entre PACO2 y VA para distintos VCO2. Para cada tasa de producción de CO2 ( que depende del metabolismo del sujeto ) existe una curva de tipo hiperbólico que define la relación entre PACO2 y ventilación alveolar. En cada curva existe un punto en que la ordenada es 40 mm Hg de PACO2 y cuya abcisa indica la ventilación alveolar de un sujeto sano, en estado estacionario. Observe la forma de la curva en los alrededores del punto en que es cortada por la línea de 40 mm de Hg.


 

¿Qué pasa si aumenta la ventilación alveolar en un sujeto, para una tasa de producción de CO2 constante ?
    Se trata de observar como varía cada  curva según nos desplazamos a la derecha en el eje de abcisas. Note como se produce una caída de la PACO2 que primero es más marcada y luego menos hasta que se hace asintótica con el eje de abcisas. En conclusión cuanto menor es la PACO2 mas difícil es bajar la PACO2 mediante hiperventilación.


¿Qué pasa si disminuye la ventilación alveolar en un sujeto, para una tasa de producción de CO2 constante ?
    Se trata de un desplazamiento a la izquierda. Compruebe que al principio PACO2 aumenta moderadamente hasta que llega un momento en que una variación muy pequeña de la ventilación provoca un aumento extraordinario de la PACO2. En conclusión cuanto más alta está  la PACO2 más importante es el incremento causado por la hipoventilación. Vea la figura y compruébelo

Caso resuelto.

Supongamos que un sujeto tiene una PACO2 de 40 mm de Hg y una ventilación alveolar de 4,5 l/min. ¿Que ocurre si disminuye voluntariamente su ventilación a la mitad manteniendo constante la producción de CO2?.

    * su PACO2 aumenta al cuádruplo   (160 mmHg)

    * su PACO2 aumenta al doble  (80 mmHg)

    * su PACO2 no varía  (40 mmHg)

    * su PACO2 disminuye a la mitad  (20 mmHg)

    * su PACO2 disminuye a la cuarta parte  (10 mmHg)

Evidentemente no pueden ser ciertas las tres últimas ya que existe una relación inversa entre ventilación y PACO2 y si la primera disminuye la segunda tiene que aumentar. En cuanto a cual de las dos primeras es la correcta si utilizamos la ecuación de la ventilación tendremos:

 VA*PACO2 = 0,863 * VCO2 = kte puesto que nos indican que no se modifica la producción de CO2 por lo tanto si VA pasa a ser VA/2, PACO2 tendrá que ser PACO2*2. En efecto:

4,5*40= 2,25*80 = 180 lo que nos da 208,6 ml/min para la producción de CO2.

última revisión miércoles, 18 agosto 2010 por miguel de córdoba