Las zonas del pulmón dividen el pulmón en cuatro regiones verticales, según la relación entre la presión en los alvéolos (PA), en las arterias (Pa), en las venas (Pv) y la presión intersticial pulmonar (Pi):
Este concepto se atribuye generalmente a un artículo de West et al. en 1964, [1] pero en realidad fue propuesto dos años antes por Permutt et al. [2] En este artículo, Permutt sugiere "La presión en las arterias y venas pulmonares es menor en la parte superior que en la parte inferior del pulmón. Es muy probable que haya una porción del pulmón hacia la parte superior en un sujeto erguido en la que la presión en las arterias pulmonares sea menor que la presión alveolar".
El concepto es el siguiente:
La presión alveolar (PA) al final de la espiración es igual a la presión atmosférica (presión diferencial de 0 cm H2O , a flujo cero), más o menos 2 cm H2O ( 1,5 mmHg) en todo el pulmón. Por otro lado, la gravedad provoca un gradiente de presión arterial entre la parte superior e inferior del pulmón de 20 mmHg en la posición erecta (aproximadamente la mitad de la que se produce en la posición supina). En general, la presión venosa pulmonar media es de ~5 mmHg. La presión venosa local cae a -5 en los vértices y aumenta a +15 mmHg en las bases, nuevamente para el pulmón erecto. La presión arterial pulmonar suele estar en el rango de 25 a 10 mmHg con una presión media de 15 mmHg. La presión arterial regional suele estar en el rango de 5 mmHg cerca del vértice del pulmón a 25 mmHg en la base.
La zona 1 no se observa en el pulmón humano sano normal. En condiciones normales de salud, la presión arterial pulmonar (Pa) supera la presión alveolar (PA) en todas las partes del pulmón. Por lo general, solo se observa cuando una persona está ventilada con presión positiva o sufre una hemorragia. En estas circunstancias, los vasos sanguíneos pueden colapsar por completo por la presión alveolar (PA) y la sangre no fluye a través de estas regiones. Se convierten en espacio muerto alveolar .
La zona 2 es la parte de los pulmones que se encuentra a unos 3 cm por encima del corazón. En esta región la sangre fluye en forma de pulsos. Al principio no hay flujo debido a una obstrucción en el extremo venoso del lecho capilar. La presión del lado arterial aumenta hasta que supera la presión alveolar y el flujo se reanuda. Esto disipa la presión capilar y vuelve al inicio del ciclo. El flujo en esta zona a veces se compara con una resistencia de Starling o un efecto cascada.
La zona 3 comprende la mayoría de los pulmones en estado de salud. No existe resistencia externa al flujo sanguíneo y este es continuo durante todo el ciclo cardíaco. El flujo está determinado por la diferencia PPA-Ppv (PPA - Ppv), que es constante en esta parte del pulmón. Sin embargo, la presión transmural a través de la pared de los vasos sanguíneos aumenta en esta zona debido a la gravedad. En consecuencia, la pared de los vasos se estira más, por lo que el calibre de los vasos aumenta, lo que provoca un aumento del flujo debido a una menor resistencia.
La zona 4 se puede ver en las bases pulmonares con volúmenes pulmonares bajos o en edema pulmonar . La presión intersticial pulmonar (Pi) aumenta a medida que disminuye el volumen pulmonar debido a la menor fijación radial del parénquima pulmonar . La Pi es más alta en la base del pulmón debido al peso del tejido pulmonar por encima. La Pi también puede aumentar debido a un mayor volumen de líquido "filtrado" de la vasculatura pulmonar ( edema pulmonar ). Un aumento en Pi hace que los vasos sanguíneos extraalveolares se reduzcan en calibre, lo que a su vez hace que el flujo sanguíneo disminuya (los vasos sanguíneos extraalveolares son aquellos vasos sanguíneos fuera de los alvéolos). Los vasos sanguíneos intraalveolares (capilares pulmonares) son vasos de paredes delgadas adyacentes a los alvéolos que están sujetos a los cambios de presión descritos por las zonas 1-3. El flujo en la zona 4 está gobernado por la diferencia de presión arteriointersticial (Pa − Pi). Esto se debe a que a medida que Pi aumenta, el calibre arterial se reduce, lo que aumenta la resistencia al flujo. La diferencia Pa/Pv permanece inalterada ya que Pi se aplica sobre ambos recipientes.
La relación ventilación/perfusión (relación V/Q) es mayor en la zona n.° 1 (el ápice del pulmón ) cuando una persona está de pie que en la zona n.° 3 (la base del pulmón ) porque la perfusión es casi inexistente. Sin embargo, la ventilación y la perfusión son más altas en la base del pulmón, lo que da como resultado una relación V/Q comparativamente más baja.