Fisiología respiratoria ventilación: cómo llega el aire a los alvéolos / Ventilation: how air gets into the alveoli

La principal función del aparato respiratorio es permitir el intercambio gaseoso, el cual se produce en las unidades alveolares. Para definir y conocer la ventilación alveolar, es necesario estar familiarizado con los volúmenes y capacidades pulmonares, además de conocer los principios fisiológicos que nos permiten medirlos y/o estimarlos. El objetivo de este artículo es revisar estos conceptos, para aumentar el entendimiento de la fisiología del aparato respiratorio.

The main function of the respiratory system is to allow gas exchange, which occurs in the alveolar units. To define and know alveolar ventilation, it is necessary to be familiarized with lung volumes and capacities, in addition to understand the physiological principles that allow us measure and / or estimate them. The objective of this article is to review these concepts, to increase the understanding of the physiology of the respiratory system.

Aplicación de la experiencia de aprendizaje mediado a la estrategia de aprendizaje basado en problemas, en estudiantes del tercer semestre de medicina, Universidad Autónoma de Bucaramanga, Colombia / Application of Mediated Learning Experience to the Problem Based Learning strategy on third semester medical students at a Colombian university

Introducción: el Aprendizaje Basado en Problemas (ABP), ha mostrado logros importantes en la enseñanza de la medicina. La Experiencia del Aprendizaje Mediado (EAM), derivada de la Teoría de la Modificabilidad Cognitiva, podría aumentar los alcances de la estrategia ABP y contribuir al logro de aprendizajes significativos en estudiantes de medicina. En el presente estudio se evaluaron los beneficios sobre el aprendizaje significativo de incorporar la EAM al ABP en estudiantes de medicina. Materiales y métodos: se hizo un estudio controlado y con asignación aleatoria con los estudiantes del tercer semestre de medicina de la Universidad Autónoma de Bucaramanga, Colombia. El primer grupo recibió solamente la metodología ABP y el segundo, dicha metodología articulada con la EAM. En subgrupos de ocho estudiantes asistieron a 16 sesiones (2 horas/semana) para desarrollar problemas relacionados con el propósito homeostático ''mantener un adecuado aporte de oxígeno a los tejidos''. Se utilizaron dos pruebas de conocimiento: selección múltiple y resolución de problemas. Se describieron cualitativamente los resultados de la observación del desempeño cognitivo y de las autoevaluaciones, coevaluaciones y heteroevaluaciones. Resultados y conclusiones: los promedios y porcentajes de aprobación de las pruebas de conocimiento fueron mayores en el grupo de intervención, pero estas diferencias solo fueron estadísticamente significativas en la prueba de selección múltiple. Es posible que la estrategia ABP por sí misma potencie el aprendizaje significativo, pero las observaciones cualitativas demuestran que la EAM favorece la motivación y un ambiente propicio para potenciar las funciones cognitivas por lo que podría aumentar los beneficios del ABP.

Introduction: Problem Based Learning (PBL) represents a useful strategy in medical education. Mediated Learning Experience (MLE), derived from the theory of Cognitive Modifiability, could also be useful in medical education to help students achieve meaningful knowledge. In this study we evaluated the benefits of incorporating the MLE to the PBL strategy in a group of third semester Colombian medical students. Methods: A randomized controlled study was performed at the Medical School, Universidad Autónoma de Bucaramanga, in Colombia. Third semester students were randomly allocated to either one of two groups: PBL methodology alone and PBL articulated with MLE. Groups of eight students attended 16 sessions (2 hours/week) to develop problems related to the following homeostatic purpose: ''to maintain an adequate oxygen supply to tissues.'' Two types of tests were used to evaluate the knowledge acquired: multiple choice and problem-solving. Additionally, cognitive performance of the students was observed by the mediator professor. Self evaluation, and partners and professor evaluations were also performed. Results and conclusions: Means and percentages of approved students (grades over 3) were higher in the intervention group, but differences were statistically significant only for the multiple-choice test. It is possible that the PBL strategy is enough by itself to enhance meaningful learning. However, qualitative descriptions demonstrate that MLE increases motivation of the students, and generates a positive environment to acquire meaningful learning by potentiating mental function. Thus, by applying MLE to PBL it is possible to improve the benefits of the latter strategy.

Estudio explorativo acerca de la utilidad del cociente respiratorio en la determinación del umbral anaeróbico en pacientes con unsuficiencia renal crónica / Exploratory study about the utility of the respiratory quotient on the determination of anaerobic threshold on chronic kidney disease patients

Fundamento y Objetivo: Debido a las alteraciones observadas en la condición física de pacientes con insuficiencia renal crónica se ha demostrado la utilidad de someter a estos pacientes a un entrenamiento físico. El cociente respiratorio es utilizado normalmente como un medio no invasivo para estimar el umbral anaeróbico en sujetos sometidos a entrenamiento físico. Este estudio tuvo como objetivo evaluar la utilidad del cociente respiratorio como método indirecto para estimar el umbral anaeróbico y como indicador de detención en una ergometría en pacientes con insuficiencia renal crónica. Pacientes y método: Se realizó una cicloergometría con análisis de gases espirados en un grupo de pacientes con insuficiencia renal crónica (n=17) y en un grupo de sujetos sanos (n=18). Los cocientes respiratorios en reposo y con 30, 60 y 100 W fueron comparados entre ambos grupos. Resultados: No se observaron diferencias entre individuos sanos y pacientes en el cociente respiratorio en reposo; sin embargo, durante la prueba con diferentes intensidades de trabajo se observaron diferencias estadísticamente significativas entre ambos grupos. Conclusiones: En el caso de los nefrópatas, las diferencias observadas en el cociente respiratorio pueden atribuirse a exceso de producción de CO2. Per esta razón, la utilización del cociente respiratorio como un medio no invasivo para estimar el umbral anaeróbico parece ser no recomendable en pacientes con insuficiencia renal crónica.

Background and Objective: Due to changes observed in the physical condition of patients with chronic renal failure it has been demonstrated the usefulness of the physical training on these patients. The respiratory quotient is normally used as a non-invasive method for estimating the anaerobic threshold in subjects undergoing physical training. This study aimed to evaluate the usefulness of the respiratory quotient as an indirect method to estimate the anaerobic threshold and as an indicator to stop the ergometry in patients with chronic renal failure. Patients and Methods: We conducted a cycle-erge metry with expired gas analysis in patients with chronic renal failure (n = 17) and in a group of healthy subjects (n= 18). The respiratory quotients at rest and with 30, 60 and 100 W were compared between groups. Results: No differences in the respiratory quotient were observed between healthy subjects and patients at rest, however, statistically significant differences were found between groups with different intensities of work. Conclusions: Because the observed differences in respiratory quotients could be attributed to an excess on production of CO2 in chronic renal failure patients, the use of respiratory quotient as a non-invasive method for estimating the anaerobic threshold seems to be not recommended in these patients.

Pressão positiva contínua nas vias aéreas: modo ventilatório / Continuous positive airway pressure: mode of ventilation

Objetivo Avaliar se a pressão positiva contínua nas vias aéreas promove alterações fisiológicas nas variáveis respiratórias que a caracterizam como um modo ventilatório e comparálas com a pressão de suporte. Métodos Trata-se de um estudo prospectivo com 39 indivíduos adultos sadios, voluntários, realizado em um hospital universitário terciário. Todos os voluntários foram monitorizados em respiração espontânea com o monitor CO2SMO - Dixtal. Posteriormente, o modo pressão de suporte foi ajustado em 5cmH2O acima da pressão positiva expiratória final (de igual valor). Após sete dias, os indivíduos foram submetidos aos mesmos procedimentos, porém com a aplicação de pressão positiva contínua nas vias aéreas de 7cmH2O. O ventilador utilizado foi da marca Dragër, modelo Savina®. Resultados Dentre as variáveis respiratórias, foram observados aumento nos volumes minuto e minuto alveolar, nos picos de fluxo inspiratório e expiratório e na saturação periférica de oxigênio. O volume corrente foi similar com ambos os modos, porém o gás carbônico expirado foi menor na pressão de suporte, quando comparado com a respiração espontânea. Isto pode ser justificado pelo aumento na freqüência respiratória nesse modo. Conclusão Em voluntários saudáveis, a pressão positiva contínua nas vias aéreas induz a variações fisiológicas similares nos parâmetros respiratórios, tais como a pressão de suporte, quando a pressão média das vias aéreas é correspondente. Se o critério considerado para modalidade ventilatória é a variação no volume corrente e freqüência respiratória, dentre outras variáveis, pode-se concluir que a pressão positiva contínua nas vias aéreas é um tipo de modo ventilatório

Objective The objective of this study was to assess if continuous positive airway pressure promotes physiological changes in the respiratory variables that characterize it as a mode of ventilation and compare it with pressure support ventilation. Methods This is a prospective study with 39 adult, healthy volunteers done in a tertiary university hospital. All volunteers were monitored while breathing spontaneously with the monitor CO2SMO - Dixtal. Later, the pressure support mode was adjusted in 5cmH2O above the positive end-expiratory pressure (of same value). After seven days, the individuals were submitted to the same procedures, however with application of a continuous positive airway pressure of 7cmH2O. The ventilator brand was Dragër, model Savina®. Results The following respiratory variables increased: minute volume, alveolar minute volume, peak inspiratory and expiratory flows and saturation of peripheral oxygen. Tidal volume was similar in both modes but expired carbon dioxide was smaller during pressure support when compared with spontaneous breathing. This may be explained by the increased respiratory rate in this mode. Conclusion In healthy volunteers, continuous positive airway pressure induces similar physiological variations in respiratory parameters, such as pressure support when mean airway pressure corresponds. If the criterion considered for mode of ventilation is variation in tidal volume and respiratory rate among other variables, one can conclude that continuous positive airway pressure is a type of mode of ventilation

Fisiología e indicaciones de la asistencia ventilatoria no invasiva / Noninvasive ventilation: indications and physiology

El presente capítulo aborda los aspectos fisiológicos y fisiopatológicos que condicionan la claudicación de la bomba respiratoria y sustentan la aplicación clínica de la ventilación mecánica no invasiva en el escenario pediátrico, tanto como estrategia ventilatoria domiciliaria en aquellos que requieren ventilación mecánica prolongada, como en el manejo de la insuficiencia respiratoria aguda en unidades de paciente crítico. Asimismo se exponen brevemente sus principales indicaciones en la práctica clínica.

Avaliação da utilização de sistema de suspensão abdominal mecânica: estudo experimental em cães / Evaluation of abdominal wall lifting system utilization: experimental study in dogs

Com o intuito de avaliar sistema de suspensão mecânica da parede abdominal, elaborou-se protocolo experimental, estudando-se trinta cães, distribuídos em três grupos experimentais de maneira aleatória: grupo pneumoperitônio com gás carbônico, grupo suspensão pela cavidade peritoneal e grupo suspensão abdominal (intraperitoneal) pela tela subcutânea, para documentar alterações metabólicas, hemodinâmicas e respiratórias em cada grupo, compará-las e verificar possíveis vantagens ou desvantagens dos métodos. Os animais foram monitorizados com eletrocardiograma, cateter de Swan-Ganz e pressão arterial invasiva, sendo colhidas amostras de sangue arterial e venoso misto nos momentos basal, 0, 15, 30, 60, 90, 120 minutos e 30 minutos após o término do procedimento, anotando-se para cada momento os parâmetros hemodinâmicos. Calculouse a média e o desvio padrão dos parâmetros, sendo os diferentes grupos comparados pelo teste de Kruskal-Wallis, e nos momentos em que se encontrou diferença estatística entre os três grupos, comparou-se os grupos dois a dois pelo teste de Mann-Whitney. Observou-se, no grupo pneumoperitônio em relação aos grupos suspensão, queda significativa do pH sangüíneo, elevação do bicarbonato, elevação da pressão venosa central e elevação da pressão parcial de gás carbônico, diferenças estas estatisticamente significativas, com p<0,05, não havendo diferenças estatísticas entre os grupos suspensão abdominal e subcutânea.

With the purpose of evaluate abdominal wall lifting system, a experimental protocol was elaborated, and thirty dogs, distributed randomly in three experimental groups, pneumoperitoneum with carbon dioxide gas, abdominal (intraperitoneal) suspension and subcutaneous suspension, were studied to document metabolic, hemodynamic and respiratory alterations, compare then and verify if there are some advantage or disadvantage in each method. The animals were monitored with electrocardiogram, Swan-Ganz catheter and invasive arterial blood pressure, and samples of arterial and venous blood were collected at the moments basal, 0, 15, 30, 60, 90 and 120 minutes, and 30 minutes after the end of procedure, registering at each moment the hemodynamical parameters. The three groups were statically compared with Kruskal-Wallis test and, at the moments with statistical differences, the groups were compared two by two with Mann-Whitney test. At the group pneumoperitoneum was observed significant decrease of blood pH, raising of bicarbonate, central venous pressure, and partial carbon dioxide blood pressure in relation to suspension groups, and those differences were statistically significant with p<0.05, without significant differences between abdominal and subcutaneous suspension groups.

Sistema tutorial para el estudio de la fisiología del aparato respiratorio del cuerpo humano / Tutorial system for studying the physiology of the human body's respiratory system

Para dar respuesta al problema que presentan los estudiantes de Ciencias Médicas con el nivel de abstracción necesario para la comprensión de los complejos procesos originados en el interior del cuerpo humano, entre de los que se encuentra la respiración, se realizó un análisis entre los profesores de los departamentos de Fisiología y Computación atendiendo el criterio de los estudiantes de años superiores, y se concluyó que era posible aplicar una solución computadorizada, unida a cierta estrategia pedagógica que puediera constituir una alternativa viable para resolver las dificultades existentes. Se explica cómo fue concebido y ejecutado el proyecto; lo que permite conocer diversos enfoques teóricos actuales sobre la utilización de la enseñanza asistida por computadoras, estrategia pedagógica seguida y características del sistema, entre otros aspectos de interés. Se realizó con éxito la validación del sistema con profesores de Fisiología y Computación y un grupo de estudiantes de Medicina

To give an answer to the problem the medical students have with the level of abstraction necessary to comprehend the complex processes originated inside the human body, such as respiration, it was made an analysis among the professors of the departments of Physiology and Computers, taking into account the criterion of students from higher years. It was concluded that it was possible to apply a computerized solution, together with certain pedagogical strategy that may be an alternative to solve the existing difficulties. It was explained how the project was designed and implemented, which allowed to know diverse current theoretical approaches on the utilization of computer-assisted education, the pedagogical strategy followed and the characteristics of the system, among other aspects of interest. The validation of the system was successfully carried out with professors of Physiology and Computers and a group of medical students.