Pulmonary Function in Aging PDF

Rev Méd Chile 2009; 137: 411-418 ARTÍCULO DE REVISIÓN Función respiratoria en la senectud Manuel Oyarzún G....

Rev Méd Chile 2009; 137: 411-418 ARTÍCULO DE REVISIÓN Función respiratoria en la senectud Manuel Oyarzún G. Pulmonary function in aging Aging generates four important changes in the structure and function of the respiratory system. There is a reduction in the elastic recoil of the lung causing “senile emphysema”, a condition characterized by reduction in the alveolar surface area without alveolar destruction, which is associated with hyperinflation, increased lung compliance and reduction in alveolar-capillary diffusing capacity. There is a decrease in the compliance of the chest wall, due to calcification of its articulations, dorsal kyphosis and “barrel chest”. There is a decrease in the strength of respiratory muscles which correlates with cardiac index, nutritional status and hyperinflation, and there is a reduction in the ventilatory response to hypoxia and hypercapnia as well as in the perception of increased airway resistance. The increased static lung compliance combined with the decreased chest wall compliance leads to an increase in the functional residual capacity with aging. On the other hand, the loss of alveolar and airways elastic recoil combined with the reduction in the strength of the expiratory muscles, leads to an increase in residual volume and decreased maximal expiratory airflow rates and vital capacity. Despite these changes, the respiratory system maintains an adequate gas exchange at rest and during exercise during the whole life span, showing a normal PaCO2 and a slight decline in PaO 2 (-0,3 mmHg per year) which is attenuated to become almost undetectable over the age of 70 (Rev Méd Chile 2009; 137: 411-8). (Key words: Aged; Respiratory function tests; Ventilation-perfusion ratio) Recibido el 28 de diciembre, 2007. Aceptado el 7 de abril, 2008. Trabajo parcialmente financiado por Proyecto Multicéntrico de la Sociedad Chilena de En- fermedades Respiratorias. Laboratorio de Investigaciones Respiratorias, Programa de Fisiopatología, Instituto de Cien- cias Biomédicas, Facultad de Medicina, Universidad de Chile. Santiago de Chile. S egún la Real Academia Española, la “senectud” se refiere al período de la vida que común- mente empieza a los 60 años1. En Chile el responsables del descenso de la mortalidad gene- ral y del aumento de la esperanza de vida al nacer desde 57 años en 1960 a 76 años en la actualidad2. mejoramiento de las condiciones de vida de su Estas cifras explican el proceso de envejecimiento población, de la nutrición, urbanización, escolari- que estamos presenciando en la población nacio- dad, saneamiento básico y cobertura de los nal. Si en 2002 los habitantes mayores de 60 años sistemas de salud, unido a los importantes avan- representaban 11,4% de la población de Chile, ces de la medicina, son sindicados como los para 2005 se ha estimado que los mayores de 60 años constituyeron 21,6% de la población total, existiendo tan solo 6 niños por cada 10 adultos mayores2. Ante tales estimaciones la atención Correspondencia a: Dr. Manuel Oyarzún G. Laboratorio de In- vestigaciones Respiratorias, Programa de Fisiopatología, médica y social de los adultos mayores representa Instituto de Ciencias Biomédicas, Facultad de Medicina, Univer- un desafío creciente para nuestra sociedad, siendo sidad de Chile. Fono: 2741560. E mail: [email protected] cada vez más urgente y necesario para los 411  Rev Méd Chile 2009; 137: 411-418 profesionales de la salud conocer la fisiología del la forma de la curva presión-volumen de los envejecimiento de los diversos sistemas y los pulmones aislados6. mecanismos que llevan a su génesis. En el sistema respiratorio los cambios genera- b) Disminución de la distensibilidad del tórax. dos por el proceso de envejecimiento se explican Esta ha sido atribuida a varias causas siendo las por la disminución lenta y progresiva de diversos principales las calcificaciones articulares especial- factores3: a) la presión de retracción elástica del mente las costo vertebrales y de los discos pulmón; b) la distensibilidad de la pared torácica; intervertebrales. Por otra parte, el tórax cambia de c) la fuerza de los músculos respiratorios; d) la forma por la osteoporosis y también por la respuesta a la hipoxia y a la hipercapnia y e) la ocurrencia de aplastamientos vertebrales (frecuen- percepción del aumento de la resistencia de las cia estimada en 2,5% y 7,5% en mujeres entre 60 y vías aéreas. 80 años) y por fracturas vertebrales parciales detectadas en más de 50% de las mujeres inglesas a) Disminución de la presión de retracción elásti- mayores de 75 años7. Ambas alteraciones son ca del pulmón. La presión de retracción elástica en subclínicas y sólo son detectadas con radiología. el pulmón está determinada principalmente por En hombres la frecuencia de fracturas vertebrales las fibras elásticas del tejido pulmonar y por la subclínicas también aumenta con el envejecimien- tensión superficial del líquido que recubre el to, pero en mucho menor porcentaje que en interior de los alvéolos. Puesto que con el enveje- mujeres7. Por otro lado, la cifosis en diversos cimiento no se han detectado alteraciones signifi- grados, afecta hasta 77% de las personas mayores cativas del surfactante pulmonar, ni en las células de 75 años8. En conjunto, las alteraciones tóraci- que lo producen (células de Clara y alveolares cas descritas generan el “tórax en tonel”. tipo II)3, la disminución de la presión de retrac- Los cambios en la distensibilidad del pulmón y ción elástica (-0,1 a -0,2 cm de H20 /año desde los del tórax hacen que en un adulto mayor en el 16 años de edad)4, ha sido atribuida a cambios en momento de la inspiración la fuerza de los la configuración del colágeno y a la presencia de músculos inspiratorios deba vencer no sólo la pseudoelastina. Esta alteración genera un aumen- resistencia elástica del pulmón, sino también la to de la distensibilidad pulmonar (aumento del resistencia elástica del tórax, ya que a diferencia volumen de aire movilizado en el pulmón por de lo que ocurre en un adulto joven, el tórax del unidad de cambio de presión intrapleural), que es senescente tiende a retraerse en la inspiración. una característica del pulmón senil5 y también del Esto hace aumentar la capacidad residual funcio- llamado “enfisema senil”, en el cual la relación nal en relación al adulto joven, colocando al superficie alveolar/volumen alveolar, disminuye pulmón en una situación de hiperinflación y de sin que se evidencie destrucción de los alvéolos, desventaja mecánica para los músculos inspirato- ya que la relación peso pulmonar/peso corporal rios, hecho que ha sido explicado extensamente se mantiene constante. La superficie alveolar en la hiperinflación de pacientes con enfermedad decrece en -0,27 m2 por año de edad. Por otra pulmonar obstructiva crónica9. El descenso y parte, la disminución de la presión de retracción eventual “aplanamiento” del diafragma aumenta elástica del pulmón, favorece el cierre prematuro su radio de curvatura, lo cual disminuye la presión de las vías aéreas pequeñas (19 -14,3 -24 F 255 >21 -20,5 -26,4 Contreras et al (2002)13 M 211 19-68 -22,2 -27,9 F 312 20-66 -16,5 -19,8 Pérez-Padilla (2007)14* M 635 40-90 -24,9 -29,1 F 271 40-90 -23,2 -23,9 *Estudio en población latinoamericana incluyó a 102 chilenos, 60 de sexo masculino (M) y 42 de sexo femenino (F). ART Í C U L O D E RE V I S I Ó N 413  Rev Méd Chile 2009; 137: 411-418 lencia es de 24%. Si el criterio es exigente (10 o ción de las vías aéreas, situación que podría tener más episodios de apnea/hipopnea por hora de interés no sólo en síndromes bronquiales obstruc- sueño más somnolencia diurna) la prevalencia tivos, sino también frente a situaciones en que hay baja a 1,5%20. En una muestra aleatoria de 5.105 trastornos de la deglución que favorecen la aspira- hombres de 20 a 100 años de edad21 se demostró ción de alimentos. que el índice de apnea/hipopnea del sueño y la proporción de apneas centrales aumentan en Depuración mucociliar23. La mayoría de las publi- forma continua con la edad. Sin embargo, la caciones indican que la depuración mucociliar prevalencia del síndrome clínico de apnea-hipop- disminuye en función de la edad. El epitelio nea obtructiva del sueño (SAHOS) llega a su bronquial de los adultos mayores examinado in cúspide (5,4%) entre los 50 y 59 años de edad, vitro tiene disminuida la frecuencia del batimiento bajando a 4,2% entre los 60 y 69 años y a 2,5% en ciliar. Además, en no fumadores la velocidad de los de 70 o más años21. Además encontraron que desplazamiento del mucus traqueal de los adultos el SAHOS del senescente tiene caídas oximétricas mayores es cerca de la mitad de la observada en menos graves con las apneas que en los más adultos jóvenes (5,8 versus 10,1 mm/min). Esta jóvenes, especialmente en aquellos con índices de reducción del transporte mucociliar sumada a apnea-hipopnea más elevados. En resumen, du- algunas de las modificaciones del sistema respira- rante el sueño la prevalencia de apnea tiende a torio ya mencionadas, como la disminución de la aumentar con la edad, sin embargo, la gravedad fuerza de los músculos respiratorios (que hace a la de la apnea tiende a decrecer. tos menos efectiva), la rigidez torácica, la disminu- La frecuencia de SAS puede ser aún más ción de la respuesta ventilatoria a la hipoxemia e frecuente en presencia de enfermedad de Alzhei- hipercapnia y la menor percepción de la obstruc- mer o de trastornos cognitivos22. ción bronquial, explicarían la mayor susceptibili- dad del sistema respiratorio de los senescentes a e) Disminución de la percepción del aumento de la contaminación aérea24. la resistencia de las vías aéreas. Los adultos mayores disminuyen su percepción a la bronco- Intercambio gaseoso alvéolo capilar. La capacidad constricción causada por metacolina3. Este hecho de difusión medida con el método de la respira- es llamativo y ha puesto en evidencia que los ción única de monóxido de carbono (DLCOSB) seres humanos al alcanzar la tercera edad dismi- disminuye linealmente con los años de edad (0,20 nuirían su percepción de la disnea por obstruc- a 0,32 ml/min/mmHg/año en los hombres y algo mmHg 90 80 70 60 50 PaO2 40 P(A-a)O2 30 20 10 0 20 30 40 50 60 70 80 Años de edad Figura 1. Presión arterial de O2 (PaO2) y diferencia alvéolo-arterial de O2 (P[A-a]O2) según la edad. Los valores de referencia de la PaO2 fueron calculados utilizando la ecuación propuesta por Cruz y Moreno32, en tanto que la ecuación de Mellemgaard27 fue utilizada para calcular los valores promedio de (P[A-a]O2). Ver Tabla 3. A R T Í C U L O 414 D E RE V I S I Ó N  FUNCIÓN RESPIRATORIA EN LA SENECTUD - M Oyarzún menos en las mujeres)25. Sin embargo, el volumen embargo, las gasometrías en sujetos sanos de 90 y de sangre capilar pulmonar permanece constante. más de 100 años han detectado que en >70 a 75 años Por lo tanto, la disminución de la DLCO en los valores de la PaO2 medidos30,33,34, son mayores función de la edad, ha sido explicada porque que los calculados por estas ecuaciones y que en disminuye el área de intercambio gaseoso alvéolo- edades >70-75 años, no existe una correlación signifi- capilar25. cativa entre PaO2 y los años de edad33,34 (Tabla 3). En Mediciones de la distribución de la relación V’/ estos segmentos etáreos tampoco se encontró correla- Q’ utilizando gases inertes en 12 personas sanas de ción entre edad y P [A-a] O2, aunque este gradiente es 21 a 60 años de edad, demostraron un progresivo mucho más alto que en el adulto joven (promedio 33 deterioro de la distribución V’/Q’ en los de mayor ± 4,5 mmHg entre 69 y 104 años de edad33. edad. La desviación estándar de la distribución ¿A qué se debería esta atenuación de la aumentó al doble (0,43 vs 0,85) en sujetos de 60 disminución de la PaO2? Lo más plausible es que versus aquellos de 20 años26. Este deterioro de la se debería a un proceso de selección natural que distribución de la relación V’/Q’ es consistente con experimentan quienes sobrevivieron hasta alcan- la disminución de la PaO2 en estas edades de la zar una edad tan avanzada30. vida. Diversos estudios25,27-30 han encontrado una En personas de menos de 75 años, la PaO2 relación inversa entre PaO2 y edad desde 20 años. estaría correlacionada además de la edad, con el La PaO2 disminuye 0,27 a 0,42 mmHg/año (Tabla índice de masa corporal (IMC =peso corporal/ 2). Para calcular el valor de referencia de la PaO2 talla2) y con la PaCO2 según Cerveri et al30 de en habitantes de Santiago, una estandarización acuerdo a la siguiente ecuación: nacional de la gasometría arterial en reposo31 PaO2 (mmHg) = recomendó utilizar en adultos mayores de 18 años 143,6 – 0,39 · (años de edad) – 0,56 IMC – 0,57 PaCO2 la ecuación de Cruz y Moreno32: PaO2 (mmHg) =91 – 0,33 · (años de edad) Sin embargo, en las personas de más de 75 años la PaO2 no se correlaciona con el IMC ni con Para estimar el valor de referencia de la la PaCO230. Ulteriormente en personas entre 69 y diferencia alvéolo-arterial de O2 (P [A-a] O2) la 104 años33, se ha detectado que a diferencia de lo citada estandarización nacional de la gasometría31 que ocurre en jóvenes, el nivel de PaCO2 no recomendó utilizar la ecuación de Mellemgaard27: modifica la PaO2 (Figura 3). Lo cual sugiere que P [A-a] O2 = 2,5 – 0,20 · (años de edad) en estas edades la hiperventilación empeora la distribución de la relación V’/Q’33. Los valores obtenidos con estas dos ecuaciones A diferencia de la PaO2 , la PaCO2 presenta (Figura 2) se extrapolaron hasta los 80 años31. Sin escasa variación en los adultos sanos, no correla- Tabla 2. Estudios que determinaron ecuaciones para predecir la PaO2 según edad Referencia Sujetos Rango de edad Ecuación (n) (años) PaO2 ( mmHg) = Mellemgaard (1966)27 80 15-75 104,2 - Edad · 0,27 Sorbini et al (1968)28 152 14-84 109 - Edad · 0,43 Murray (1976)25 2.233 >20 100,1 - Edad · 0,32 Sigaard-Andersen (1990)29 35 19-65 92,85 - Edad · 0,48 Cerveri et al, (1996)30 144 40-74 108,75 - Edad · 0,39 ART Í C U L O D E RE V I S I Ó N 415  Rev Méd Chile 2009; 137: 411-418 PaO2 120 p =