Resistencia de las vías respiratorias

En fisiología respiratoria , la resistencia de las vías respiratorias es la resistencia del tracto respiratorio al flujo de aire durante la inhalación y la exhalación . La resistencia de las vías respiratorias se puede medir mediante pletismografía .

Definición

De manera análoga a la ley de Ohm :

${\displaystyle R_{AW}={\frac {{\Delta }P}{\dot {V}}}}$

Dónde:

${\displaystyle {\Delta P}=P_{ATM}-P_{A}}$

Entonces:

${\displaystyle R_{AW}={\frac {P_{\mathrm {ATM} }-P_{\mathrm {A} }}{\dot {V}}}}$

Dónde:

• ${\displaystyle R_{AW}}$= Resistencia de las vías respiratorias
• ${\displaystyle {\Delta }P}$= Diferencia de presión que impulsa el flujo de aire
• ${\displaystyle P_{ATM}}$= Presión atmosférica
• ${\displaystyle P_{A}}$= Presión alveolar
• ${\displaystyle {\dot {V}}}$= Flujo de aire volumétrico (no ventilación minuto que, de manera confusa, puede estar representada por el mismo símbolo)

NB P _A y cambian constantemente durante el ciclo respiratorio. ${\displaystyle {\dot {V}}}$

Determinantes de la resistencia de las vías respiratorias.

Hay varios determinantes importantes de la resistencia de las vías respiratorias, entre ellos:

• El diámetro de las vías respiratorias.
• Si el flujo de aire es laminar o turbulento

Ecuación de Hagen-Poiseuille

En dinámica de fluidos , la ecuación de Hagen-Poiseuille es una ley física que da la caída de presión en un fluido que fluye a través de un tubo cilíndrico largo. Los supuestos de la ecuación son que el flujo es viscoso laminar e incompresible y que el flujo pasa a través de una sección transversal circular constante que es sustancialmente más larga que su diámetro. La ecuación también se conoce como ley de Hagen-Poiseuille , ley de Poiseuille y ecuación de Poiseuille .

${\displaystyle {\Delta P}={\frac {8\eta l{\dot {V}}}{\pi r^{4}}}}$

Dónde:

• ${\displaystyle \Delta P}$= Diferencia de presión entre los extremos de la tubería
• ${\displaystyle l}$= Longitud de la tubería
• ${\displaystyle \eta }$= la viscosidad dinámica
• ${\displaystyle {\dot {V}}}$= el caudal volumétrico (Q se usa generalmente en dinámica de fluidos, sin embargo, en fisiología respiratoria denota gasto cardíaco )
• ${\displaystyle r}$= el radio de la tubería

Dividiendo ambos lados por y dada la definición anterior se muestra: - ${\displaystyle {\dot {V}}}$

${\displaystyle R={\frac {8\eta l}{\pi r^{4}}}}$

Si bien los supuestos de la ecuación de Hagen-Poiseuille no son estrictamente ciertos para el tracto respiratorio, sirve para mostrar que, debido a la cuarta potencia, cambios relativamente pequeños en el radio de las vías respiratorias provocan grandes cambios en la resistencia de las vías respiratorias.

Una vía aérea pequeña individual tiene mucha mayor resistencia que una vía aérea grande; sin embargo, hay muchas más vías respiratorias pequeñas que grandes. Por tanto, la resistencia es mayor en los bronquios de tamaño intermedio, entre la cuarta y la octava bifurcación. ^[1]

Flujo laminar versus flujo turbulento

Cuando el aire fluye de manera laminar , tiene menos resistencia que cuando fluye de manera turbulenta . Si el flujo se vuelve turbulento y la diferencia de presión aumenta para mantener el flujo, esta respuesta en sí misma aumenta la resistencia. Esto significa que se requiere un gran aumento en la diferencia de presión para mantener el flujo si se vuelve turbulento.

Si el flujo es laminar o turbulento es complicado; sin embargo, generalmente el flujo dentro de una tubería será laminar siempre que el número de Reynolds sea inferior a 2300. ^[2]

${\displaystyle Re={{\rho {\mathrm {v} }d} \over \mu }}$

dónde:

• ${\displaystyle Re}$es el número de Reynolds
• ${\displaystyle d}$es el diámetro de la tubería.
• ${\displaystyle {\mathbf {\mathrm {v} } }}$es la velocidad media.
• ${\displaystyle {\mu }}$es la viscosidad dinámica .
• ${\displaystyle {\rho }\,}$es la densidad .

Esto muestra que las vías respiratorias más grandes son más propensas al flujo turbulento que las vías respiratorias más pequeñas. En casos de obstrucción de las vías respiratorias superiores, el desarrollo de flujo turbulento es un mecanismo muy importante de aumento de la resistencia de las vías respiratorias; esto se puede tratar administrando Heliox , un gas respirable que es mucho menos denso que el aire y, en consecuencia, más conductor del flujo laminar.

Cambios en la resistencia de las vías respiratorias.

La resistencia de las vías respiratorias no es constante. Como se muestra arriba, la resistencia de las vías respiratorias se ve notablemente afectada por los cambios en el diámetro de las vías respiratorias. Por tanto, las enfermedades que afectan al tracto respiratorio pueden aumentar la resistencia de las vías respiratorias. La resistencia de las vías respiratorias también puede cambiar con el tiempo. Durante un ataque de asma , las vías respiratorias se contraen provocando un aumento de la resistencia de las vías respiratorias. La resistencia de las vías respiratorias también puede variar entre la inspiración y la espiración: en el enfisema hay destrucción del tejido elástico de los pulmones que ayuda a mantener abiertas las vías respiratorias pequeñas. Por lo tanto, durante la espiración, particularmente la espiración forzada, estas vías respiratorias pueden colapsar provocando una mayor resistencia de las vías respiratorias.

Parámetros derivados

Conductancia de las vías respiratorias (G AW )

Esto es simplemente el inverso matemático de la resistencia de las vías respiratorias.

${\displaystyle G_{AW}={\frac {1}{R_{AW}}}}$

Resistencia específica de las vías respiratorias (sR aw )

${\displaystyle sR_{AW}={R_{AW}}{V}}$

Donde V es el volumen pulmonar al que se midió R _{AW .}

También se llama resistencia volumétrica de las vías respiratorias. Debido a la naturaleza elástica del tejido que sostiene las vías respiratorias pequeñas, la resistencia de las vías respiratorias cambia con el volumen pulmonar. No es prácticamente posible medir la resistencia de las vías respiratorias a un volumen pulmonar absoluto establecido; por lo tanto, la resistencia específica de las vías respiratorias intenta corregir las diferencias en el volumen pulmonar a los que se realizaron diferentes mediciones de la resistencia de las vías respiratorias.

La resistencia específica de las vías respiratorias a menudo se mide en FRC, en cuyo caso:

${\displaystyle sR_{AW}={R_{AW}}\times {FRC}}$

^{[3] [4]}

Conductancia específica de las vías respiratorias (sG aw )

${\displaystyle sG_{AW}={\frac {G_{AW}}{V}}={\frac {1}{R_{AW}V}}={\frac {1}{sR_{AW}}}}$

Donde V es el volumen pulmonar al que se midió G _{AW .}

También se llama conductancia volumétrica de las vías respiratorias. De manera similar a la resistencia específica de las vías respiratorias, la conductancia específica de las vías respiratorias intenta corregir las diferencias en el volumen pulmonar.

La conductancia específica de las vías respiratorias a menudo se mide en FRC, en cuyo caso:

${\displaystyle sG_{AW}={\frac {G_{AW}}{FRC}}}$

^[3]

Ver también

• Flujo turbulento
• Flujo laminar
• número de reynolds
• Síndrome de resistencia de las vías respiratorias superiores (UARS)

Referencias

1. Nosek, Thomas M. "Sección 4/4ch2/s4ch2_51". Fundamentos de fisiología humana . Archivado desde el original el 3 de enero de 2016.
2. "Número de Reynolds".
3. "Glosario de términos de la EPA de EE. UU.".
4. Kirkby, J.; et al. (2010). "Ecuaciones de referencia para la resistencia específica de las vías respiratorias en niños: la iniciativa Asthma UK". Revista respiratoria europea . 36 (3): 622–629. doi : 10.1183/09031936.00135909 . PMID  20150205.

enlaces externos

• Calculadora en medstudents.com.br