Fisiopatología del asma - medigraphic.com

1 MH Vargas BecerraS2-111 NEUMOLOG A Y CIRUG A DE T RAX, Vol. 68, S2, Departamento de Investigaci n en Hiperreactividad Bronquial, Insti-tuto Nacional de Enfermedades Respiratorias Ismael Cos o Villegas ,y Unidad de Investigaci n M dica en Enfermedades Respiratorias,Centro M dico Nacional Siglo XXI, IMSS, M xico, y solicitud de sobretiros:Dr. Mario Humberto Vargas BecerraTel. 5487-1700 Ext. 5113E-mail: de Tlalpan N 4502 Col. Secci n XVI,Del. Tlalpan, 14080, M xico, a del asmaMario Humberto Vargas Becerra1 Vol. 68(S2):S111-S115, 2009 Neumolog a y Cirug a de T raxRESUMEN. La alteraci n funcional m s caracter stica del asma es el aumento en la resistencia de las v as a reas (Raw),particularmente de aqu llas situadas en la periferia (< 2 mm de di metro). Los principales factores que originan la disminuci n desu luz son la contracci n del m sculo liso, la hipersecreci n de moco y el engrosamiento de la pared por inflamaci n y/oremodelaci n.

2 Sin embargo, existen otros dos factores que tambi n favorecen el cierre de las v as a reas en el asma: lasalteraciones del surfactante producidas por el proceso inflamatorio y la disminuci n de la presi n transpulmonar (PL), tambi nllamada presi n de retracci n el stica. En condiciones normales, al final de una espiraci n pasiva hay un equilibrio entre latendencia del pulm n a colapsarse y la de la caja tor cica a expandirse. Durante una exacerbaci n asm tica el pulm n pierdem s elasticidad, es decir, se acent a la disminuci n de la PL, haciendo que el punto de equilibrio entre el pulm n y la caja tor cicase logre a vol menes m s altos (aumento de la capacidad funcional residual [FRC]), lo que implica que el paciente respire tal vezsu mismo volumen corriente, pero con los pulmones m s inflados. Durante una espiraci n forzada el cierre prematuro de las v asa reas origina atrapamiento de aire, es decir, un aumento en el volumen residual.

3 Si la exacerbaci n asm tica es grave, lasalteraciones regionales de la ventilaci n pueden quedar en desequilibrio con respecto a la perfusi n sangu nea ocasionandohipoxemia; asimismo el aumento del trabajo respiratorio puede conducir a fatiga muscular, hipoventilaci n e clave: Exacerbaci n asm tica, fisiopatolog a, funci n pulmonar, presi n transpulmonar, resistencia de las v as a -reas, volumen corriente, volumen The most distinctive functional abnormality in asthma is increased airway resistance (Raw), especially in thoseairways located peripherically (< 2 mm diameter). Smooth muscle contraction, mucous hypersecretion and swelling of the airwaywall due to inflammation and/or remodeling are major factors originating airway lumen diminution. However, two other factors alsofavoring airway closure in asthma are surfactant alterations produced by the inflammatory process and decrement of transpul-monary pressure (PL), also known as elastic recoil pressure.

4 In normal conditions, at the end of a passive expiration there isequilibrium between the lung tendency to collapse and of the chest wall tendency to expansion. During an asthma exacerbationlungs loss elasticity, the already decreased PL is accentuated, making that equilibrium between lungs and chest wall is achievedat higher volumes (increment of functional residual capacity [FRC]), which implies that the patient breaths maybe the same tidalvolume but with more inflated lungs. During a forceful expiration the premature airway closure originates air trapping (increasedresidual volume). If asthma exacerbation is severe enough, abnormal regional ventilation might be in disequilibrium with respectto blood perfusion and cause hypoxemia, and the enhanced respiratory work load might lead to respiratory muscle fatigue,hypoventilation and words: Asthma exacerbation, physiopathology, lung function, transpulmonary pressure, airway resistance, tidal volume,residual NICA PULMONAR NORMALLa principal funci n del pulm n es el intercambio de ga-ses y para que se lleve a cabo es necesario movilizar elaire desde el ambiente hasta los alv olos y movilizaci n durante la inspiraci n debe vencer dosresistencias: la resistencia el stica del pulm n que seopone a la distensi n y la resistencia de la v a a rea(Raw*) que se opone al paso del pulmones y la caja tor cica se encuentran en equi-librio; si ambos se independizaran, los pulmones tende-r an a colapsarse y la caja tor cica a expandirse.

5 Esta* Por congruencia con la notaci n internacional, todas las siglas devariables funcionales respiratorias derivan de su nombre en ingl a del asmaNEUMOLOG A Y CIRUG A DE T RAX, Vol. 68, S2, pulmonar al colapso se denomina presi n deretracci n el stica (Pel), tambi n llamada presi n trans-pulmonar (PL) cuyo origen radica en la malla de fibras deelastina y col gena tipo I del tejido conjuntivo, as comoen la tensi n superficial de los alv ,2 Se ha postula-do que el tono del m sculo liso de la v a a rea perif ricatambi n podr a contribuir a la retracci n el Al igualque una burbuja de jab n unida a su pajilla tiende a colap-sarse si deja de insuflarse, cada uno de los aproximada-mente 500 millones de alv olos tiene una predisposici ninherente a colapsarse debida a la tensi n superficial. Lacapa lip dica de surfactante que los recubre disminuyeesa tendencia, pero no la anula por completo. Esta capa,adem s, evita que la v a a rea perif rica acumule l quidoen su interior y se tendencias, la del pulm n a colapsarse y la de lacaja tor cica a expandirse, se equilibran al final de una espi-raci n tranquila, cuando los m sculos respiratorios est nrelajados y no hay flujo de aire en la v a a rea.

6 A estepunto se le conoce como capacidad funcional residual(FRC).Durante la inspiraci n, la contracci n del diafragma ydem s m sculos inspiratorios aumentan el volumen dela caja tor cica. La presi n negativa intrator cica que segenera es transmitida a todo el t rax y son los pulmoneslos que sufren m s cambios de tama o por ser las es-tructuras m s el a que los alv olos y las v as a reas intrapulmo-nares est n rodeados de tejido conjuntivo, las paredes dela v a a rea son jaladas por esta presi n transpulmo-nar expansiva, de modo que su calibre aumenta en lainspiraci n, facilitando el flujo de aire como se ejemplifi-ca en la figura la espiraci n, el volumen de la caja tor cicatiende a disminuir; en una espiraci n tranquila normal,el diafragma y los m sculos inspiratorios se relajan y laelasticidad de la caja tor cica tiende a regresar a suposici n de reposo (FRC). Esto provoca compresi npasiva de los pulmones, que es favorecida por la propiaretracci n el stica pulmonar.

7 Sin embargo, el flujo a -reo nuevamente debe vencer la resistencia de la v aa rea pero ahora la resistencia es mayor, ya que la com-presi n pulmonar disminuye el calibre de las v as a -reas e incluso, cuando el volumen pulmonar es muy bajo,tiende a cerrar por completo la v a a rea perif rica, limi-tando el flujo calibre de las v as a reas tiene una variabilidad cir-cadiana normal, alcanzando su menor calibre en la ma-drugada y el mayor a media tarde. Estos cambios sedemuestran por cambios progresivos en la Raw o los flu-jos N DE LA MEC NICA PULMONAR EN ELASMAEn la figura 2 se muestra la posible secuencia de even-tos fisiopatol gicos que originan las principales alteracionesfuncionales respiratorias en el asma, as como algunosdatos cl nicos y estudios adicionales, como se describea continuaci de la espiraci nNormalAsmaFinal de la inspiraci nFigura 1. Representaci n esquem tica de los cambios en la presi n transpulmonar y el calibre de las v as a reas durante elciclo respiratorio.

8 En condiciones normales, al final de una espiraci n tranquila (panel izquierdo) hay un equilibrio entre lapresi n transpulmonar (PL, flechas continuas) y la caja tor cica. Esta presi n se transmite por las paredes alveolares hasta lasv as a reas (c rculo), favoreciendo su apertura. Durante la inspiraci n (panel derecho) la expansi n pulmonar hace que seintensifique la PL, lo que aumenta el di metro de las v as a reas. En el paciente asm tico hay una disminuci n de la PL (flechasdiscontinuas), por lo que las v as a reas no son jaladas tan eficazmente y tienden a estar m s cerradas en todo momento, oincluso a colapsarse prematuramente al final de la espiraci Vargas BecerraS2-113 NEUMOLOG A Y CIRUG A DE T RAX, Vol. 68, S2, n de la v a a reaLa alteraci n funcional b sica en el asma es la obstruc-ci n del flujo a reo causada por una disminuci n del cali-bre de la v a a rea, en especial durante la espiraci n. Estaobstrucci n suele ser epis dica (crisis o exacerbaci nasm tica) y parcial o completamente reversible de formaespont nea o con el tratamiento apropiado.

9 Aunque duranteuna exacerbaci n la obstrucci n puede ocurrir en cualquiernivel del rbol traqueobronquial, la v a a rea perif rica (me-nor a 2 mm de di metro en un adulto) parece ser el princi-pal sitio de obstrucci En pacientes con asma grave laobstrucci n puede estar presente de forma continua. Apartir de esta alteraci n pueden surgir otras anormalida-des funcionales, como aumento del trabajo respiratorio,alteraci n de la mec nica pulmonar y de los vol menespulmonares, desequilibrio de la relaci n ventilaci n/perfu-si n y compromiso del intercambio de obstrucci n de la v a a rea puede deberse a uno ovarios de los siguientes componentes: 1) contracci n delm sculo liso, tambi n denominado broncoespasmo, 2)aumento de la secreci n mucosa, que suele ser muyadherente y en casos de asma grave puede ocasionartaponamiento de la v a a rea, 3) engrosamiento de la pa-red traqueobronquial por inflamaci n y/o remodelaci n. Lainflamaci n generalmente es de predominio eosinof lico,aunque tambi n participan c lulas T, neutr filos, c lulascebadas, etc.

10 En casos de asma casi fatal, de inicio s bi-to, la infiltraci n suele ser de predominio neutrof lico. Laremodelaci n incluye hipertrofia e hiperplasia del m sculoliso, hiperplasia de gl ndulas submucosas, neovascula-rizaci n y fibrosis subepitelial. La contribuci n de cadauno de estos elementos puede variar de acuerdo al factordesencadenante de exacerbaci n y a la gravedad subya-cente del obstrucci n de la v a a rea, aunque generalizada,puede no ser uniforme en todas las reas del pulm n. Sipersiste la circulaci n pulmonar en zonas poco ventila-das puede presentarse desequilibrio de la relaci n venti-laci n/perfusi n, lo cual originar a hipoxemia y, en casosFigura 2. Mecanismos principales por los cuales se producen las alteraciones fisiopatol gicas de la funci n pulmonar en elasma. Para detalles v ase el texto. FEV1 = flujo espiratorio forzado al primer segundo, FRC = capacidad residual funcional, FVC= capacidad vital forzada, PaCO2 = presi n arterial de bi xido de carbono, PaO2 = presi n arterial de ox geno, PEF = flujoespiratorio m ximo, PL = presi n transpulmonar (presi n de retracci n el stica), Raw = resistencia de las v as a reas, RV =volumen residual, V/Q = relaci n ventilaci n/perfusi a del asmaNEUMOLOG A Y CIRUG A DE T RAX, Vol.