Regulación hipóxica de la circulación pulmonar

Un circuito de baja presión y baja resistencia

La circulación pulmonar recibe todo el gasto cardiaco, igual que la sistémica, pero con presiones mucho menores: la presión media en la arteria pulmonar ronda los 15 mmHg en reposo, frente a unos 90-100 mmHg en la aorta. Sus arterias tienen paredes finas y poco músculo liso, sus capilares son muy distensibles y la resistencia vascular pulmonar es aproximadamente una décima parte de la sistémica. Ese diseño permite que la sangre atraviese el pulmón con un gasto mínimo de energía y que los capilares se mantengan por debajo de la presión que haría salir líquido al intersticio.

Además, a diferencia de la circulación sistémica, cuyo tono lo regulan sobre todo el sistema nervioso autónomo y las necesidades metabólicas de cada tejido, el pulmón ajusta su flujo a algo distinto: la ventilación de cada región.

Vasoconstricción pulmonar hipóxica

Cuando la presión parcial de oxígeno alveolar desciende, las pequeñas arterias pulmonares que irrigan esos alvéolos se contraen. El estímulo principal es la PO2 alveolar, más que la arterial. Las células musculares lisas de esas arterias detectan la hipoxia, se inhiben canales de potasio sensibles al oxígeno, la célula se despolariza, entra calcio y el vaso se contrae. Es una respuesta intrínseca del pulmón, presente incluso en el pulmón aislado y denervado.

Para qué sirve

Cuando la hipoxia es regional, como en una atelectasia o una neumonía, la vasoconstricción desvía la sangre de los alvéolos mal ventilados hacia los bien ventilados. Así limita el desequilibrio entre ventilación y perfusión y la caída de la oxigenación arterial. Los fármacos que la atenúan, como algunos vasodilatadores o los anestésicos inhalados, pueden empeorar la hipoxemia por este motivo.

Cuando la hipoxia es global

Si la hipoxia afecta a todo el pulmón, la vasoconstricción también es generalizada: aumenta la resistencia vascular pulmonar y la presión en la arteria pulmonar. Es lo que ocurre en la altitud y en las enfermedades respiratorias crónicas con hipoxemia, en las que la vasoconstricción mantenida y el remodelado vascular conducen a hipertensión pulmonar y cor pulmonale. En el feto, la hipoxia alveolar mantiene una resistencia pulmonar alta; con la primera respiración el oxígeno la reduce bruscamente y el flujo pulmonar se multiplica.

En la mayoría de los lechos sistémicos ocurre lo contrario: la hipoxia tisular produce vasodilatación para aumentar el aporte de oxígeno a los tejidos.

Distribución del flujo en bipedestación: las zonas de West

Como las presiones vasculares pulmonares son bajas, la gravedad tiene un peso importante. De pie, la presión hidrostática en las arterias es menor en los vértices que en las bases, mientras que la presión alveolar es similar en todo el pulmón. La relación entre la presión arterial (Pa), la alveolar (PA) y la venosa (Pv) define tres zonas:

Zona	Relación de presiones	Flujo	Dónde aparece
Zona 1	PA > Pa > Pv	Sin flujo	No existe en el sujeto sano; aparece con hipotensión grave o con ventilación a presión positiva
Zona 2	Pa > PA > Pv	Intermitente, depende de la diferencia entre presión arterial y alveolar	Vértices en reposo
Zona 3	Pa > Pv > PA	Continuo, depende de la diferencia arteriovenosa	Bases

El pulmón durante el ejercicio

En el ejercicio intenso el gasto cardiaco puede multiplicarse varias veces, y sin embargo la presión arterial pulmonar sube poco. Dos mecanismos lo explican: el reclutamiento de capilares que en reposo estaban cerrados o apenas perfundidos, y la distensión de los ya abiertos. Ambos reducen la resistencia vascular pulmonar a medida que aumenta el flujo. El ascenso moderado de la presión basta para perfundir los vértices, de modo que el flujo aumenta en todas las zonas y la perfusión se hace más homogénea. Al mismo tiempo, la mayor superficie capilar mejora la capacidad de difusión, y la presión capilar contenida protege del edema pulmonar.

El pulmón como reservorio de sangre

Los vasos pulmonares contienen alrededor de medio litro de sangre, una fracción apreciable del volumen sanguíneo total, y ese volumen cambia con las condiciones fisiológicas. Cuando la presión intratorácica sube, como en una espiración forzada o en la maniobra de Valsalva, los vasos pulmonares se comprimen y parte de esa sangre pasa, a través del corazón izquierdo, a la circulación sistémica. Del mismo modo, tras una hemorragia el pulmón cede volumen para compensar la pérdida. En sentido contrario, la insuficiencia cardiaca izquierda y la valvulopatía mitral aumentan el volumen de sangre retenido en el pulmón.

La respuesta a la pregunta 31 del MIR 2022

La pregunta pide la afirmación falsa sobre la circulación pulmonar en un sujeto sano de pie. El trasvase de sangre en la espiración forzada, el aumento del flujo en todas las zonas durante el ejercicio y el escaso aumento de presión pese a un gasto cardiaco muy alto son propiedades reales de este circuito. Lo falso es que la hipoxia alveolar dilate los vasos adyacentes: los contrae, mediante la vasoconstricción pulmonar hipóxica. La respuesta correcta es la opción 2.