Test de Respiración Única para Capacidad de Difusión de Monóxido de Carbono (DLCO)

Luis Felipe Mojica, MD*, Oscar Alberto Sáenz, MD**.
* Universidad de la Sabana. Estudiante de Medicina
** Internista Neumólogo. Coordinador Laboratorio Pulmonar. Hospital Santa Clara

Introduccion

La función primordial del pulmón consiste en garantizar un intercambio de gases adecuado para las necesidades del organismo, de modo que el aporte de oxígeno (O2) necesario para las demandas metabólicas de los tejidos y la eliminación de anhídrido carbónico (CO2) de los mismos se lleven a cabo correctamente de forma simultánea.

Dicho intercambio de gases está dado por difusión la cual está determinada por la ley de Fick. Esta ley dice que el volumen de un gas por unidad de tiempo a través de la barrera Alveolo-capilar es directamente proporcional a la superficie del tejido, a la constante de difusión y a la diferencia de presión parcial del gas entre los dos lados, e inversamente proporcional al espesor de la membrana. Esta constante de difusión que depende de las propiedades de la membrana y de cada gas en particular es proporcional a la solubilidad del gas e inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su peso molecular (Fig.1) Esto significa que el CO2 difunde con una rapidez 20 veces mayor que el O2 a través de la membrana de los tejidos porque su solubilidad es mucho mayor, mientras que su peso molecular es similar.

D a  solubilidad      ÖPM Vgas = volumen de gas que difunde a través de una membrana de tejido por unidad de tiempo (ml/min). A = área de superficie de la berrera disponible para la difusión. T = grosor de la membrana. P1 – P2 = diferencia de presión parcial del gas entre la membrana. PM = peso molecular del gas. Vgas = A X D X (P1 -P2)

Figura No 1. Ecuación de la Ley de Fick para la difusión de gases a través de tejidos.

La barrera hematogaseosa o alveolocapilar (Fig.2) donde finalmente se produce el intercambio gaseoso en nuestro pulmón, cumple las óptimas condiciones para realizar esta función. Efectivamente, se trata de una fina capa de aproximadamente 0.3 mm de espesor, formada por el surfactante pulmonar ( sustancia producida por neumocitos tipo II cuya finalidad es reducir la tensión superficial de los alveolos, mejorando así el intercambio gaseoso en los pulmones), la célula epitelial alveolar, la membrana basal, el intersticio, el endotelio vascular y el plasma, con una superficie de 50 a 100 m2. En el pulmón humano existen aproximadamente 300 millones de alveolos, cada uno de los cuales mide alrededor de 0.33 mm de diámetro. Esta fragmentación o compartimentalización alveolar explica que exista una superficie de intercambio tan grande en una cavidad tan limitada como es la caja torácica.

Figura No 2. Elementos que constituyen la barrera hemato-gaseosa o alveolocapilar.

Los pasos necesarios para realizar un correcto intercambio gaseoso son los siguientes:1) una adecuada ventilación alveolar, 2) una correcta difusión de gases entre los alveolos y los capilares, 3) un correcto aporte sanguíneo pulmonar y 4) una correcta concentración de hematíes y hemoglobina.

El gas usado para medir la capacidad de difusión debe ser capaz de cumplir dos acciones fisiológicas: 1) que sea capaz de difundir a lo largo de la barrera alveolocapilar y 2) debe ser capaz de ser transportado por la hemoglobina.

Solo dos gases poseen estas propiedades, el Oxígeno (O2) y el Monóxido de carbono (CO), siendo más ideal el CO para la determinación de la capacidad de difusión por su alta solubilidad, ( 20 veces más difusible que el O2) y 210 veces más afín que el oxígeno a la hemoglobina, combinándose químicamente a ésta; por lo que la presión parcial del CO de la sangre capilar pulmonar no se aproxima a la presión parcial del mismo en los alveolos durante el tiempo que la sangre queda expuesta al CO alveolar. Así el gradiente de presión parcial a través de la barrera alveolo-capilar para el CO se mantiene durante el tiempo que la sangre permanece en el capilar pulmonar y la difusión del CO se limita solo por su capacidad de difusión en la barrera, por el área de intercambio y por el grosor de la misma ( Ver Fig.1)

Métodos para Medir la Difusión Pulmonar

Existen seis métodos para medir la capacidad de difusión: el método de la respiración única (Single Breath), el del estado estable, el de Riley-Lilienthal, el de la espiración única, el de reinhalación y el del Va/Qc. El más usado en la actualidad por su característica de ser un método no invasivo y por ser simple de realizar y no tener muchas contraindicaciones ni efectos secundarios y al que nos vamos a referir a lo largo del artículo es de la respiración única o DLCOsb.

Para la realización de la técnica para el cálculo de la DLCOsb se usa una mezcla de gases que contiene el 8% de Helio (He), el 0.3% de CO, el 21% de O2 y el resto de Nitrógeno (N2). El He es un gas que no es difusible por lo cual se utiliza para calcular del volumen alveolar y conseguir que la mezcla gaseosa sea homogénea.

El procedimiento se realiza solicitando al paciente (Fig. 3) que inspire una concentración conocida de esta mezcla a partir de su volumen residual (tras espiración máxima), que realice una apnea de 9 a 11 segundos a nivel de capacidad pulmonar total (TLC) y que seguidamente realice una espiración forzada, para así mantener el periodo de tiempo de difusión de CO controlado y limitado, debido a que un tiempo espiratorio prolongado puede aumentar falsamente el tiempo de difusión y producir una sobreestimación del DLCO.

La muestra espiratoria recogida para el análisis suele ser de unos 900 ml y se recoge tras desechar un volumen de unos 900 ml para garantizar el lavado de todo el espacio muerto del sistema. Se utilizan como valores para el cálculo, las concentraciones iniciales y finales (espiradas) de He y CO, el volumen inspirado y el tiempo de apnea.

Existen diferentes técnicas de cálculo que difieren principalmente en el modo de medir el tiempo de apnea. Las principales son la de Ogilvie, que lo mide desde el comienzo de la inspiración hasta el comienzo de la recogida de la muestra espirada, la de Jones y Meade, que mide el tiempo desde el 1/3 del volumen inspirado hasta la mitad de la muestra espirada y la ESP (epidemiology standardization project) que lo mide desde la mitad de la inspiración hasta el comienzo de la muestra espirada (Fig. 4).

Figura No 4. Técnicas de cálculo empleadas para medir el tiempo de apnea en el cálculo de la DLCOsb.

Los parámetros de mayor relevancia clínica obtenidos son: 1) la DLCO, cuyas unidades de medida son ml/min/mmHg o mmol/min/kpa, 2) el volumen alveolar (VA) y 3) el coeficiente de transferencia (Kco) que se obtiene a partir del cociente entre la TLCO y el VA. La DLCO puede dividirse en dos componentes, el factor membrana (Dm) y el factor capilar (Qc) que se relacionan según la siguiente ecuación: 1/TLCO= 1/Dm + 1/OQc, donde O representa la velocidad de reacción entre el CO y la hemoglobina. La medición tanto la Dm como el Qc se realizan fácilmente, utilizando la misma técnica que para el cálculo de la DLCO pero con una mezcla diferente de gases conteniendo un 8% de He, un 0.3% de CO y un 92% de O2.