INTRODUCCIÓNEl aparato respiratorio se encarga de realizar el

intercambio de gases entre el aire ambiente y lasangre, captación de oxígeno (O2) y eliminación deanhídrido carbónico (CO2), desempeñando de estamanera su principal función. La insuficiencia res-piratoria se define por la incapacidad del aparatorespiratorio para mantener un adecuado intercam-bio gaseoso necesario para atender las necesida-des metabólicas del organismo.

Clásicamente se define la insuficiencia respi-ratoria (IR) cuando en reposo, vigilia y respirandoaire ambiente, la presión arterial de O2 (PO2) esmenor de 60 mmHg y/o la presión arterial de CO2

(PCO2) es mayor de 45 mmHg(1).Los valores normales para la PCO2 oscilan entre

35-45 mmHg. El aumento de la PCO2 por encima de45 mmHg se considera hipercapnia y la disminucióndel mismo por debajo de 35 mmHg se define comohipocapnia. Hay que tener en cuenta que es el CO2

disuelto el que determina la presión arterial en san-gre de CO2 (al igual que el O2). Este CO2 disueltoconstituye una cantidad mínima del CO2 transporta-do en la sangre, ya que el 95% va transportado pormecanismos buffer en el eritrocito. Sin embargo esla porción disuelta la que determina el gradiente depresión entre el aire alveolar, sangre y tejidos y es latensión de CO2 la única determinante significativa delgrado en que la sangre acepta o cede CO2.

La PO2 se considera normal por encima de 80mmHg, ya que variaciones por encima de ella raravez afectan al juicio terapéutico y no modifican sus-tancialmente la saturación de O2 de la hemoglo-bina (Hb). Por tanto la hipoxemia se define cuan-do la PO2 está por debajo de 80 mmHg(1). La PO2

normal puede variar en determinadas circunstan-cias como son la presión barométrica, la posicióndel sujeto y la edad. Existen fórmulas para calcu-lar de manera aproximada la PO2 teórica en fun-ción de estas circunstancias como(2):

PO2 = 104 - (0,27 x años) con el sujeto sentadoPO2 = 103,5 - (0,42 x años) con el sujeto en

supino

Al igual que ocurre con el CO2, la mayor partedel contenido de O2 en sangre no se debe al disuel-to, sino al que va unido a la Hb, en una relaciónque se expresa gráficamente en la curva de satu-ración de la Hb que se presenta en la Figura 1. Lamorfología de esta curva varía según el grado deafinidad existente entre la Hb y el O2, que estáinfluenciado por los cambios de temperatura, aci-dez del medio y tensión del CO2.

La hipoxia hace referencia al estado de los teji-dos u órganos cuando el aporte de O2 es inade-cuado, bien por disminución del aporte, aumentode las necesidades o cuando su utilización estáinterferida(2-4).

Valoración del paciente con insuficiencia respiratoria

aguda y crónicaA. Arnedillo Muñoz, C. García Polo, J.D. García Jiménez

225

17

CLASIFICACIÓN DE LA INSUFICIENCIARESPIRATORIA

La IR puede clasificarse en(1):• IR hipoxémica o parcial o tipo I: cuando sólo

existe hipoxemia con normocapnia.• IR hipercápnica o global o tipo II: en la que exis-

te hipercapnia además de la hipoxemia.Según el tiempo de instauración puede clasifi-

carse en(1,5):• IR aguda (IRA): cuando su instauración es rápi-

da en minutos, horas o días y se caracteriza poralteraciones en la oxigenación y en el equilibrioácido-básico.

• IR crónica (IRC): se instaura de manera máslenta y habitualmente se ponen en marchamecanismos de compensación fundamental-mente renales para corregir las alteraciones quese producen en el equilibrio ácido-básico.

• IR crónica agudizada (IRCA): es aquella que seproduce en pacientes que tienen una IR cró-nica, en el curso de la cual aparece un even-to que la descompensa.La medición del gradiente alveolo-arterial de

O2, sirve como índice de la eficacia del intercam-bio gaseoso. Según la afectación de dicho gradiente,se puede distinguir entre IR con gradiente normal,que refleja afectación extrapulmonar o IR con gra-

diente elevado que refleja patología pulmonar. Elgradiente o diferencia alveolo-arterial de O2 se cal-cula mediante la siguiente fórmula(1,3-5):

D(A-a) O2 = PAO2 - PO2

donde:

PAO2 = [FiO2 x (PB-PH2O)] - (PACO2/R)

donde: D(A-a) O2: diferencia alveolo-arterial deO2; PAO2: presión alveolar de oxígeno; PO2: pre-sión arterial de oxígeno; FiO2: fracción inspiradade O2 (0,21 respirando aire ambiente); PB: pre-sión barométrica en mmHg (760 mmHg a niveldel mar); PH2O: presión parcial de vapor de aguaa 37 °C (habitualmente corresponde a 47mmHg); PACO2: presión alveolar de CO2, queprácticamente equivale a la presión arterial deCO2 (PCO2); R: cociente respiratorio (0,8 en con-diciones de reposo).

Este gradiente varía con la edad, pero siempredebe ser menor de 30. Para calcular los valores nor-males de la D(A-a)O2 en función de la edad sepuede emplear la siguiente ecuación:

D(A-a)O2 = 2,5 + (0,21 x edad en años)

MECANISMOS FISIOPATOLÓGICOS DE LA IR (TABLA I)(1,3,4,6)

La insuficiencia respiratoria se puede producirpor uno o varios de los siguientes mecanismos:

Disminución de la presión parcial de oxígeno en el aire inspirado

Constituye una causa infrecuente de IR. Éstase suele producir en situaciones de altitud, en lasque existe una disminución de la presión baromé-trica y de la presión parcial de O2 en el aire ambien-te y por tanto una disminución de la PAO2 y la PO2,con conservación del gradiente alveolo-arterial deO2. Otras situaciones en las que puede producir-se este mecanismo fisiopatológico son aquellas enlas que el O2 es diluido por concentraciones de otrogas, como puede ocurrir en las minas por bolsasde monóxido de carbono o metano y en aquellassituaciones en las que el O2 es consumido por elfuego(2).

226 A. Arnedillo Muñoz, C. García Polo, J.D. García Jiménez

Figura 1. Curva de disociación de la oxihemoglobina. PO2:presión parcial de oxígeno; SatO2: saturación de oxígeno; Tª:temperatura; DPG: 2,3 difosfoglicerato; PCO2: presión parcialde anhídrido carbónico; mmHg: milímetros de mercurio.

100

Satu

ració

n de

hem

oglo

bina

%

Cont

enid

o de

O2

ml/1

00 m

l80

60

40

20

0 20 40 60 80 100

4

8

12

16

20

PO2 mmHg

↑ Tª, DPG, PCO2

↓ pH

Sangre arterial:PCO2 aprox. 100 mmHgSatO2 aprox. 98%

Sangre venosa:PO2 aprox. 40 mmHgSatO2 aprox. 75%

↓ Tª, DPG, PCO2

↑ pH

Desviación ala derecha

Desviación ala izquierda

En todos estos casos se producirá una hipo-xemia que condiciona una hiperventilación y con-siguiente hipocapnia (Tabla I).

Hipoventilación alveolarMediante la ventilación conseguimos que el

aire ambiente pase a la membrana alveolo-capilarpara efectuar el intercambio gaseoso. Esta ventila-ción alveolar (VA) depende del volumen minuto(VE) y del volumen del espacio muerto (VD) segúnla siguiente relación:

VA = VE - VD

La mayoría de las situaciones en las que dis-minuye la VA son debidas a disminución de la ven-tilación minuto, ya que el aumento del espaciomuerto es infrecuente.

Por otro lado, la PCO2 depende de la VA comovemos en la siguiente ecuación:

PCO2 = (VCO2/VA) x K

donde: PCO2: es la presión arterial de CO2, enmmHg; VCO2: es la producción de CO2, en ml/min;VA: es la ventilación alveolar, en L/min; K: es unaconstante cuyo valor es 0,863 (un factor de correc-ción).

Por tanto, la existencia de una hipoventilaciónpura conlleva una elevación de la PCO2, que esinversamente proporcional a la disminución de laventilación (a una misma producción dada de CO2).Además, si observamos la ecuación del gas alve-olar, para un cociente respiratorio de 1, por cadammHg de elevación de la PCO2 se produciría un

descenso de 1 mmHg de la PAO2, por lo que la ele-vación de la PCO2 conlleva descensos en la PAO2,aunque proporcionalmente el descenso de la PAO2

es menor(1).En estos casos la diferencia alveolo-arterial de

O2 permanece normal, salvo que coexista una enfer-medad pulmonar, y la hipoxemia producida puedeser satisfactoriamente corregida aumentando la frac-ción inspirada de O2 (FiO2) (Tabla I).

Las causas que pueden llevar a hipoventilaciónno suelen estar localizadas en el parénquima pul-monar y más frecuentemente son extrapulmona-res.

Alteraciones de la difusión alveolo-capilar

Una vez que los gases del exterior han alcan-zado los alvéolos deben intercambiarse con los dela sangre para distribuirse por el organismo. Esteintercambio de O2 y CO2 entre el alveolo y el capi-lar pulmonar se realiza fundamentalmente por unproceso de difusión pasiva y viene regulado por lasleyes físicas de la difusión de gases. Este mecanis-mo tiene un papel menos relevante en la IR, e inclu-so en los pacientes con severa afectación de la difu-sión pulmonar, los desequilibrios de la ventila-ción/perfusión (V/Q) y el shunt juegan un papelmucho mas importante en la PO2, y sólo en con-diciones de ejercicio tiene un papel más relevante,al disminuir el tiempo de paso del hematíe por elcapilar. En condiciones de reposo, no comportarepercusión funcional, ya que el tiempo de tránsi-to del hematíe a través del capilar pulmonar permite

227Valoración del paciente con insuficiencia respiratoria aguda y crónica

PO2 PCO2 D(A-a)O2 Respuesta al O2

Disminución PAO2 Baja Baja Normal Sí

Hipoventilación alveolar Baja Alta Normal Sí

Alteración de la difusión Baja Baja Alto Sí

Shunt Baja Baja Alto No o escasa

Desequilibrios en la V/Q Baja Baja, normal o alta Alto Sí

PO2: presión arterial de oxígeno; PCO2: presión arterial de anhídrido carbónico; D(A-a)O2: diferencia alveolo-arterial de oxígeno;PAO2: presión alveolar de O2; V/Q: ventilación-perfusión.

Tabla I. Mecanismos fisiopatológicos de la insuficiencia respiratoria

alcanzar un equilibrio entre la PAO2 y la PO2 en elcapilar pulmonar. En condiciones normales este equi-librio se alcanza cuando el hematíe ha recorrido untercio del trayecto de la longitud del capilar. Con res-pecto a la eliminación del CO2, normalmente no sealtera al difundir este gas 20 veces más que el O2,y es típico que exista una hipocapnia(2,3).

La hipoxemia producida por la alteración de ladifusión pulmonar se corrige fácilmente con suple-mentos de O2 (Tabla I).

Existencia de cortocircuito o shuntSe define por la existencia de un aumento del

gradiente (A-a)O2 durante la respiración de aireambiente, debida a un cortocircuito anatómico dere-cho-izquierdo o por una perfusión continuada deunidades pulmonares no ventiladas (V/Q = 0),constituyendo un desequilibrio extremo de la rela-ción V/Q.

En condiciones normales existe un shunt fisio-lógico del 2-3% del gasto cardiaco(3). Este shuntpuede verse aumentado cuando existen comuni-caciones anormales entre arterias y venas. Estascomunicaciones pueden ser intrapulmonares, des-tacando la existencia de fístulas arterio-venosas pul-monares o extrapulmonares, que son más fre-cuentes. Entre estas últimas destacan las cardio-patías congénitas por defectos septales auriculareso ventriculares o por persistencia del conducto arte-rioso(1).

No obstante, la causa más frecuente de la exis-tencia de un shunt es la ocupación de los alveolospor fluidos inflamatorios o la atelectasia de los mis-mos, sin estar estas unidades ventiladas y con per-fusión conservada, por lo que la sangre que pasapor ellos no se oxigena. Esto es lo que ocurre enlas neumonías, edemas cardiogénicos y no car-diogénicos y atelectasias.

Puesto que la región del shunt carece de ven-tilación, los suplementos de O2 aumentaran la PAO2

sólo en las zonas del pulmón donde no exista shunt,por ello suplementos importantes de O2 tienenescasa repercusión sobre la oxigenación arterial, alno oxigenarse la sangre que pasa a través de ellosy mezclarse con la sangre oxigenada. Sólo los shuntse comportan de esta manera.

En estas situaciones lo habitual es que existauna hipocapnia por el estímulo sobre la ventilaciónde la hipoxemia (Tabla I).

Desequilibrios en laventilación/perfusión (V/Q)

Es el más importante ya que constituye el másfrecuente mecanismo de hipoxemia en la mayorparte de enfermedades pulmonares obstructivas,intersticiales y vasculares, como la embolia de pul-món(1).

El pulmón está constituido por millones de al-veolos, cada uno con una ventilación y una perfu-sión determinada. En condiciones ideales la relaciónentre ambos debe ser 1, pero en teoría ésta rela-ción V/Q puede variar desde cero hasta infinito.

La existencia de desigualdades V/Q significaque la ventilación y el flujo sanguíneo no concuer-dan en diferentes regiones del pulmón, resultandoineficaz el intercambio de gases.

Una manera de evaluar el grado de severidadde las desigualdades V/Q es midiendo la D(A-a)O2,ya que a mayor diferencia mayor grado de severi-dad de las alteraciones V/Q(2).

En este mecanismo podemos encontrarnosunidades con V/Q bajas en las que existe una ven-tilación disminuida y una perfusión adecuada. Estemecanismo lleva a la hipoxemia, sin embargo losmecanismos compensadores suelen actuar demanera adecuada disminuyendo la perfusión deestas unidades bien ventiladas mediante la vaso-constricción hipóxica y desviándolas a otras uni-dades con buena ventilación.

Otra situación es la existencia de unidades conV/Q elevada. En ellas la ventilación es adecuadapero la perfusión se encuentra disminuida. Tam-bién aquí se puede producir una broncoconstric-ción que suele desviar la ventilación a unidades conbuena perfusión(1,3).

El grado de afectación de la ventilación y/o per-fusión varía entre sus dos extremos, que son:• La existencia de un “efecto espacio muerto”

en el que no existiría perfusión y la relaciónV/Q tiende a infinito, por lo que el aire alveo-lar sería malgastado ya que no se puede inter-cambiar con la sangre.

228 A. Arnedillo Muñoz, C. García Polo, J.D. García Jiménez

• La existencia de un “efecto shunt” en el que laventilación es nula y la relación V/Q tiende acero. Este mecanismo ya ha sido comentadocon anterioridad.Al principio la hipoxemia suele corregirse con

el estímulo hipóxico sobre la ventilación, por lomismo en fases iniciales es rara la hipercapnia, peroen fases avanzadas, cuando las desigualdades V/Qson muy severas, la hipercapnia puede aparecer.La hipoxemia producida por este mecanismo secorrige con la administración de suplementos deO2 (Tabla I).

Hay que tener en cuenta que con frecuencialos mecanismos determinantes de la hipoxemiasuelen ser mixtos, siendo a veces difícil atribuir lahipoxemia a un solo mecanismo.

Los mecanismos que conllevan hipercapniason la hipoventilación y las alteraciones en la rela-ción perfusión y se diferencian por el aumento dela D(A-a)O2 en este último(1,3).

DIAGNÓSTICO DE LA INSUFICIENCIARESPIRATORIA

Clínica(1,2,5)

Podemos sospechar la existencia de una IR porla presencia de síntomas y signos de hipoxemia y/ohipercapnia (Tabla II), sobre todo en presencia depacientes diagnosticados de enfermedades pul-monares agudas o crónicas agudizadas o procesos

extrapulmonares agudos o crónicos agudizados quepotencialmente puedan desarrollar IR.

La disnea es el síntoma más importante enpacientes con IR. El origen de la disnea es el aumen-to de la ventilación que intenta compensar la hipo-xemia, y que condiciona un aumento del trabajo res-piratorio. Relacionado con la disnea está el aumen-to de la frecuencia respiratoria, el uso de múscu-los accesorios y la incoordinación toracoabdominal.

Gasometría arterial/pulsioximetría(5,7)

La gasometría arterial es la prueba imprescin-dible para diagnosticar la IR, además nos informadel grado de severidad de la misma, de la exis-tencia o no de hipercapnia y de la existencia dealteraciones en el equilibrio ácido-básico, lo cual esimprescindible para determinar si la IR es aguda ocrónica, ya que en esta última se habrán desarro-llado los mecanismos compensadores de la IR y elpH será normal o casi normal.

La pulsioximetría es un método no invasivo quepermite obtener la saturación arterial de oxígeno(SatO2) y su monitorización continua, por lo quenos sirve para diagnosticar la IR parcial. No obstante,puede verse artefactada en casos de anemia impor-tante, hipotensión, dishemoglobinemias o uñas pin-tadas. En condiciones normales una SatO2 del 90%corresponde a 60 mmHg de presión parcial arte-rial de O2. Pero hay que tener en cuenta que la mor-fología de la curva de saturación de hemoglobina

229Valoración del paciente con insuficiencia respiratoria aguda y crónica

Hipoxemia Hipercapnia

Disnea Desorientación

Taquipnea Obnubilación

Incoordinación toracoabdominal Flapping

Cianosis Taquicardia

Taquicardia Hipertensión arterial

Hipertensión arterial En fases avanzadas, hipotensión y bradicardia

Agitación

Pulso paradójico

En fases avanzadas, hipotensión y bradicardia

Signos y síntomas de la enfermedad de base que Signos y síntomas de la enfermedad de base que

ocasiona la IR ocasiona la IR

Tabla II. Signos y síntomas de hipoxemia e hipercapnia

varía según el grado de afinidad existente entre lahemoglobina (Hb) y el O2, que está influenciadapor los cambios de temperatura, acidez del medio,concentración intraeritrocitaria de 2,3 difosfoglice-rato y tensión del CO2. La hipercapnia, la acidosisy la hipertermia producen una desviación de la curvade hemoglobina hacia la derecha por lo que la afi-nidad de la Hb por el O2 disminuye y se facilita suliberación a los tejidos (Figura 1)(1,3).

Radiografía de tóraxLa radiología de tórax nos puede ayudar al diag-

nóstico diferencial de la IR. A veces estas radio-grafías son de mala calidad por la situación de lospacientes. En la Tabla III se exponen las causas másfrecuentes de IR en función de los patrones radio-lógicos.

Otras exploraciones complementariasVan dirigidas al diagnóstico en función de la

sospecha clínica, por ejemplo, gammagrafía o TAC(tomografía axial computarizada) helicoidal si sesospecha tromboembolismo pulmonar (TEP), etc.

En la Figura 2 podemos ver, bastante simplifi-cada, una aproximación diagnóstica a la IR conju-gando la gasometría arterial y la radiología de tórax.

TRATAMIENTO DE LA INSUFICIENCIARESPIRATORIA

El tratamiento de la IR comprende dos aparta-dos. En primer lugar, el tratamiento de la enfer-medad de base causante de la IR (neumonía, TEP,EPOC, etc.) y, en segundo lugar, el tratamiento espe-cífico de la IRA. Este último incluye:

Medidas generales(2,5)

• Asegurar la permeabilidad de la vía aérea (reti-rar cuerpos extraños incluido prótesis dentales,aspirar secreciones, etc.) y, si fuera preciso, laintubación orotraqueal.

• Monitorización de constantes vitales y SatO2.• Canalización de vía venosa.• Nutrición e hidratación adecuadas.• Tratamiento de la fiebre, la agitación o cualquier

situación que conlleve un aumento del con-sumo de O2.

230 A. Arnedillo Muñoz, C. García Polo, J.D. García Jiménez

Patrón radiológico Etiología de IR

Normal • EPOC, asma, TEP

• Enfermedades neuromusculares

• Enfermedades de la caja torácica

• Depresores SNC

• Obstrucción de vía aérea superior

• Inhalación de humos

• Shunt intrapulmonares

Alteración localizada Neumonía localizada, infarto pulmonar, atelectasia. Aspiración. Hemorragia localizada,

contusión pulmonar localizada

Alteración difusa • EAP, SDRA, neumonía bilateral, hemorragia alveolar

• Enfermedades intersticiales difusas

• Neumonitis por fármacos o tóxicos

• Contusión pulmonar difusa

• Linfangitis carcinomatosa

Patología extrapulmonar Neumotórax, derrame pleural, fracturas costales múltiples, derrame pleural, deformidades de

caja torácica

EPOC: enfermedad pulmonar obstructiva crónica; TEP: tromboembolismo pulmonar; SNC: sistema nervioso central; EAP:edema agudo pulmonar; SDRA: síndrome de distrés respiratorio del adulto.

Tabla III. Etiología de la insuficiencia respiratoria en función de los patrones radiológicos

• Tratamiento, si existe, de la anemia y de la hipo-tensión para mejorar el transporte de O2.

• Protección gástrica si precisa.• Profilaxis de la enfermedad tromboembólica.

Oxigenoterapia(8)

En los casos de IRA debemos mantener unaoxigenación adecuada a los tejidos, mediante la oxi-genoterapia conseguimos elevar el aporte del O2

inspirado y mejorar la cantidad de O2 contenida ensangre. En estos casos el O2 debe administrarsemediante mascarilla tipo Venturi con la cual pode-mos conocer la fracción inspirada de O2 (FiO2) queaportamos al paciente. Mediante este sistema pode-mos conseguir FiO2 de hasta el 50%. Es reco-mendable, cuando las circunstancias lo permiten,realizar una gasometría arterial antes de iniciar laoxigenoterapia. En los pacientes con IR crónica agu-

dizada o con tendencia a la hipercapnia se debeintentar mantener una SatO2 sobre el 90% o PO2

sobre 60 mmHg.Además de aumentar la FiO2, no debemos olvi-

dar que para mejorar la hipoxia tisular también debe-mos asegurar el gasto cardiaco y el transporte deO2 adecuados (p. ej., evitando la anemia).

Ventilación no invasiva (VNI)(9-11)

La VNI ha demostrado su eficacia en pacien-tes con EPOC agudizado con acidosis e hipercáp-nica y frecuencia respiratoria mayor de 24 respira-ciones por minuto, disminuye la necesidad de intu-bación y ventilación mecánica, los días de hospita-lización y la estancia hospitalaria y la supervivencia.

También ha demostrado ser eficaz en agudi-zaciones con hipercapnia y acidosis en otras pato-logías como enfermedades de caja torácica, enfer-

231Valoración del paciente con insuficiencia respiratoria aguda y crónica

Figura 2. Aproximación diagnóstica al paciente con insuficiencia respiratoria (IR). IRA: IR aguda; IRC: IR crónica; OVAS: obs-trucción de vías aéreas superiores; TEP: tromboembolismo pulmonar; EPOC: enfermedad pulmonar obstructiva crónica; FPI:fibrosis pulmonar idiopática; EAP: edema agudo de pulmón; SNC: sistema nervioso central; TCE: traumatismo craneoencefáli-co; ACV: accidente cerebrovascular; EVP: enfermedad vascular pulmonar; EPI: enfermedad pulmonar intersticial; HAP: hipo-ventilación alveolar primaria; SHO: síndrome de hipoventilación-obesidad; E.: enfermedad; En cursiva aquellas patologías quehabitualmente cursan con alteración radiológica parenquimatosa.

Gasometría arterial

IR confirmadaIRA IRC

Normo o hipocapnia

EPOCAsmaEVPEPIFibrosis quística

Linfangitis

Hipercapnia

Asma agudizadaEPOC agudizadaNeumonía grave

Depresores SNCPatología cerebral(tumores, neoplasias,TCE, ACV)

Normo o hipocapnia

OVASTEPAsma agudizadaEPOC agudizadaFPI agudizadaNeumotóraxNeumoníaContunsión pulmonarInfarto pulmonarHemorragia alveolarAtelectasia

EAP

Hipercapnia

AsmaEPOCFPIFibrosis quística

HAPSHOE. neuromuscularesE. de la caja torácica

Pulm

onar

esEx

trapu

lmon

ares

medades neuromusculares o síndromes de hipo-ventilación. Este apartado se desarrolla más exten-samente en otro capítulo del libro.

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