FISIOPATOLOGÍA
La anomalía funcional que define a la EPOC es la disminución del flujo espiratorio. Esta disminución es el resultado de las alteraciones anatómicas de los bronquiolos, que ocasionan un aumento de la resistencia al flujo aéreo, y del parénquima alveolar, que producen una disminución de la elasticidad pulmonar. Estas alteraciones también ocasionan anomalías en el intercambio gaseoso y pueden provocar cambios en la mecánica ventilatoria, la hemodinámica pulmonar y la respuesta al ejercicio.
Aumento de la resistencia al flujo aéreo. El aumento de la resistencia al flujo aéreo en la EPOC es atribuible a los siguientes fenómenos: a) disminución de la luz bronquial por engrosamiento de la pared; b) contracción de la musculatura lisa, y c) pérdida del soporte elástico del parénquima alveolar. El aumento de la resistencia al flujo aéreo determina una prolongación del tiempo necesario para el vaciado de las unidades alveolares anómalas, lo que se conoce como aumento de las constantes de tiempo de estas unidades, fenómeno de gran relevancia en las alteraciones de la mecánica ventilatoria y del intercambio de gases.
En el examen de la función respiratoria estos cambios se reflejan en una alteración ventilatoria obstructiva en la espirometría forzada y en el aumento de la resistencia de la vía aérea medida por pletismografía. En las fases tempranas de la enfermedad pueden existir alteraciones bronquiolares que no causan cambios significativos en la espirometría. Ello obedece a que la resistencia al flujo aéreo que ofrecen las vías aéreas de pequeño calibre es muy baja, el 20% de la resistencia total, debido a la gran sección que este segmento tiene en conjunto. Para detectar estas alteraciones tempranas se han diseñado distintas pruebas (lavado de nitrógeno, curva de flujo-volumen con aire y helio), que están alteradas en los estadios iniciales. Con la progresión de la enfermedad, la resistencia de las vías aéreas de pequeño calibre llega a representar el 80-90% de la resistencia total y constituye la principal causa de las alteraciones espirométricas.
Disminución de la elasticidad pulmonar. Los cambios en la matriz proteica y en el tamaño de los alveolos que se producen en el enfisema son responsables de la disminución de la elasticidad pulmonar. Las propiedades elásticas del pulmón se miden con la curva de presión-volumen, que en el enfisema suele estar desviada hacia arriba y a la izquierda, y con una pendiente pronunciada (véase Exploración de la función respiratoria, en Generalidades). Las presiones elásticas a volúmenes pulmonares altos están disminuidas, y la distensibilidad (compliance), aumentada. El comportamiento mecánico varía según el tipo de enfisema. En el enfisema panacinar existe un aumento global de la distensibilidad que se traduce en la pérdida de la presión elástica a distintos volúmenes pulmonares. Por el contrario, en el enfisema centroacinar la distensibilidad y la presión elástica a volúmenes altos se mantienen normales en los estadios iniciales. Por ello, en este tipo de enfisema la obstrucción al flujo aéreo se debe, inicialmente, a las alteraciones bronquiolares. Cuando la enfermedad progresa, la pérdida de elasticidad en los espacios centroacinares se añade a las alteraciones bronquiolares y reduce en mayor medida el flujo aéreo.
La pérdida de elasticidad pulmonar también ocasiona alteraciones en los volúmenes estáticos pulmonares. En la EPOC, el cierre de las vías aéreas se produce a volúmenes pulmonares más altos, causando un aumento del volumen residual (RV). Asimismo, la disminución de la elasticidad y el aumento de la resistencia de la vía aérea ocasionan la aparición de unidades alveolares de vaciado lento (con constantes de tiempo prolongadas). Dado que no es posible prolongar la espiración durante el tiempo necesario para que se vacíen completamente estas unidades, se produce un aumento del RV y de la capacidad residual funcional (FRC). La pérdida de elasticidad pulmonar también es causa de que, con la misma fuerza muscular de insuflado, se produzca mayor expansión pulmonar y aumente la capacidad pulmonar total (TLC).
Alteraciones del intercambio gaseoso. Las alteraciones de la vía aérea y del parénquima pulmonar originan importantes desequilibrios en las relaciones ventilación/perfusión (V.A/Q.) pulmonar. Por un lado, las anomalías de la vía aérea determinan la formación de unidades alveolares con constantes de tiempo prolongadas, cuya ventilación efectiva está reducida. Como consecuencia, en estas unidades la oxigenación y la eliminación de CO2 no son adecuadas. Si la perfusión de estas unidades se mantiene, se originan áreas con cocientes V.A/Q. bajos (más perfusión que ventilación) y aparecen hipoxemia e hipercapnia. Por otro lado, la pérdida de la red capilar que ocasiona el enfisema determina la existencia de áreas con cocientes V.A/Q. elevados (más ventilación que perfusión), que contribuyen a aumentar el espacio muerto fisiológico, es decir, la fracción del volumen inspirado que es poco útil para el intercambio de gases. En la EPOC, la hipoxemia y la hipercapnia se deben principalmente al desequilibrio en las relaciones V.A/Q. pulmonar. El aumento del shunt pulmonar tiene un papel secundario como mecanismo de hipoxemia. Tampoco se ha demostrado que en la EPOC exista limitación en la difusión alveolocapilar de O2. El grado de hipoxemia o de hipercapnia también depende de la ventilación, el gasto cardíaco y la reactividad de la circulación pulmonar a la hipoxia. La interacción de estos factores con las alteraciones morfológicas que determinan el desequilibrio de las relaciones V.A/Q. puede resultar en valores de PaO2 y de PaCO2 diferentes de un paciente a otro, incluso cuando el nivel de obstrucción al flujo aéreo es similar.
La destrucción de tabiques alveolares y la consiguiente pérdida de la red capilar pulmonar que ocasiona el enfisema reducen la superficie de intercambio gaseoso, que se traduce en una disminución de la capacidad de transferencia del monóxido de carbono (DLCO). Dado que en el enfisema aumentan los volúmenes pulmonares, la relación entre la DLCO y el volumen alveolar (VA), es decir la KCO, también está disminuida.
Alteraciones de la mecánica ventilatoria. El desequilibrio en las relaciones V.A/Q. obliga a los pacientes con EPOC a aumentar la ventilación, con el fin de conseguir un intercambio de gases más eficaz. Para ello pueden seguir dos estrategias: aumentar la frecuencia respiratoria o incrementar el flujo inspiratorio. El aumento de la frecuencia respiratoria ocasiona un vaciado incompleto de las unidades alveolares de vaciado lento que, además de aumentar la FRC (hiperinsuflación dinámica), determinan la aparición de presiones pleurales positivas al final de la espiración, lo que se conoce como fenómeno de PEEP (presión positiva telespiratoria) intrínseca. Como consecuencia del aumento de la FRC se aplana el diafragma, reduciéndose la fuerza que este músculo es capaz de generar. La segunda estrategia consiste en el aumento del flujo, que permite acortar el tiempo inspiratorio y aumentar el tiempo espiratorio. Para aumentar el flujo, los músculos inspiratorios deben realizar mayor trabajo. A ello se añaden el aumento de la resistencia de la vía aérea, el incremento de la FRC y la necesidad de vencer presiones positivas al final de la espiración. Todas estas circunstancias pueden conducir a la fatiga del diafragma y al fallo de la bomba respiratoria, cuya consecuencia es la hipoventilación y la hipercapnia.
Alteraciones hemodinámicas. En los pacientes con EPOC e hipoxemia arterial con frecuencia se observa un aumento de la presión de la arteria pulmonar, como consecuencia de la constricción de las arterias pulmonares frente a la hipoxia alveolar. A este fenómeno suele añadirse la reducción de la trama vascular producida por el enfisema y el enlentecimiento circulatorio secundario a la poliglobulia. La hipertensión pulmonar sostenida causa la sobrecarga del ventrículo derecho y puede conducir al cor pulmonale, característico de los estadios avanzados de la enfermedad. La función del ventrículo izquierdo también puede verse afectada, dado que el incremento de la presión intralveolar disminuye el retorno venoso al corazón. Además, cuando existe gran resistencia al flujo aéreo, se alcanzan grandes presiones inspiratorias negativas que disminuyen la precarga del ventrículo izquierdo, lo que se manifiesta clínicamente como pulso paradójico.
Respuesta al ejercicio. En la EPOC existe menor tolerancia al esfuerzo, cuya principal causa radica en el aumento de la resistencia al flujo aéreo. Durante el esfuerzo se requiere aumentar la ventilación para compensar las demandas metabólicas. La ventilación que estos pacientes pueden alcanzar es inversamente proporcional al grado de obstrucción al flujo aéreo. Cuanto mayor es ésta, mayor es la dificultad para movilizar el aire rápidamente, apareciendo la sensación de disnea, motivo principal por el que estos pacientes suspenden el esfuerzo. En algunos casos también se produce un descenso de la PaO2, cuando el aumento de la ventilación y del gasto cardíaco resultan insuficientes para compensar el aumento del consumo de O2 y de la producción de CO2.
