Evaluación de los desequilibrios de la ventilación/perfusión en anestesia: espacio muerto y shunt

La evaluación del intercambio gaseoso durante la anestesia es esencial para garantizar una ventilación adecuada y prevenir complicaciones respiratorias. El volumen corriente (Vc), definido como el volumen de gas inspirado y espirado en cada ciclo respiratorio, se divide en una fracción que participa en el intercambio gaseoso (volumen alveolar) y otra que no lo hace, denominada espacio muerto. Para que la oxigenación y eliminación de CO₂ sean eficaces, debe mantenerse un equilibrio adecuado entre ventilación y perfusión pulmonar (relación V/Q); sus alteraciones pueden generar hipoxemia, hipercapnia, shunt o incremento del espacio muerto.

El espacio muerto incluye el componente anatómico, presente en las vías respiratorias de conducción, y el alveolar, correspondiente a alveolos ventilados pero poco perfundidos. Durante la anestesia, además, el material instrumental (tubo endotraqueal, filtros y adaptadores) incrementa este volumen no funcional. En perros, el espacio muerto fisiológico es proporcionalmente mayor que en humanos, pudiendo representar hasta el 60 % del Vc, lo que explica la necesidad de utilizar volúmenes corrientes superiores (15–20 ml/kg) para mantener normocapnia. Estudios recientes muestran además una importante variabilidad interindividual relacionada con características anatómicas y raciales.

La valoración del espacio muerto puede realizarse mediante ecuaciones clásicas como Bohr-Enghoff, aunque requieren gasometría arterial. En la práctica clínica, la capnografía volumétrica permite una evaluación no invasiva y en tiempo real, diferenciando el espacio muerto del volumen alveolar mediante el análisis de la curva espirada de CO₂. Asimismo, parámetros derivados de la capnografía convencional, como el ángulo alfa, pueden aportar información indirecta sobre la eficacia ventilatoria.

Por otro lado, el shunt pulmonar representa el paso de sangre por zonas no ventiladas, contribuyendo al desarrollo de hipoxemia. Su evaluación puede realizarse mediante gasometría, índices de oxigenación o métodos no invasivos como el Air-Test, útil para detectar atelectasias y optimizar el manejo ventilatorio perioperatorio.

El espacio muerto se define como la porción del volumen corriente (Vc) que no participa en el intercambio gaseoso. Este volumen incluye el espacio muerto anatómico o de vía aérea (VDaw) y el espacio muerto alveolar (VDalv). El primero corresponde al aire contenido en las vías respiratorias de conducción, donde no se produce intercambio de gases; mientras que el segundo se refiere a los alveolos ventilados que no reciben perfusión sanguínea suficiente. La suma de ambos se denomina espacio muerto fisiológico (Figura 1).

El espacio muerto posee una gran relevancia clínica en anestesia, ya que condiciona de forma directa la eficacia del intercambio gaseoso y, por tanto, de la ventilación alveolar. Durante la anestesia, además, la intubación endotraqueal y la conexión a circuitos anestésicos, filtros, adaptadores y equipos de monitorización incrementan el volumen de gas que no participa en el intercambio gaseoso, generando un espacio muerto instrumental.

La evaluación del espacio muerto es fundamental para ajustar adecuadamente el Vc durante la ventilación mecánica. En este contexto, existen diferencias relevantes entre medicina humana y veterinaria, y la evolución de las recomendaciones ha seguido trayectorias distintas debido a las particularidades anatómicas y fisiológicas de cada especie.

Históricamente, en medicina veterinaria, la programación del Vc se ha basado en valores extrapolados de medicina humana, adoptándose de forma general un volumen corriente de 10 ml/kg, a pesar de que los estudios clásicos de fisiología respiratoria ya describían rangos más amplios, entre 10 y 20 ml/kg (Rozanski et al., 1999). Posteriormente, estudios como los de Bumbacher (2017) y Donati (2019) demostraron que, para mantener la normocapnia en perros sanos, evaluada mediante capnografía o gasometría arterial, suelen ser necesarios volúmenes corrientes de entre 15 y 20 ml/kg. Esta necesidad de emplear volúmenes mayores se explica, en gran parte, por el mayor espacio muerto anatómico de los perros en comparación con los humanos, lo que puede hacer que el uso de volúmenes corrientes bajos se traduzca en una ventilación alveolar insuficiente (Portela et al., 2026). A diferencia de los humanos, los perros presentan un espacio muerto fisiológico proporcionalmente mucho más elevado, que puede representar aproximadamente el 60 % del volumen corriente (Bumbacher et al., 2017). Este hecho se relaciona, al menos en parte, con características anatómicas propias de la especie, como tráqueas relativamente más largas y anchas en relación con el peso corporal.

En esta línea, un estudio reciente que evaluó, mediante capnografía volumétrica, la contribución del espacio muerto de la vía aérea (VDaw) y del volumen alveolar (VTalv) a la variabilidad del volumen corriente espirado, describió un espacio muerto medio de 7,2 ml/kg, además de una marcada variabilidad interindividual, especialmente entre perros braquicéfalos y no braquicéfalos, siendo significativamente menor en los primeros (Portela et al., 2026).

En medicina humana la tendencia actual, sobre todo en pacientes más críticos, es emplear estrategias de ventilación protectora, basada en el empleo de volúmenes corrientes menores de 10 ml/kg (entre 6 y 8 ml/kg), con el objetivo de minimizar el riesgo de volutrauma y barotrauma (Guay et al., 2018). Aunque este enfoque “protector” también podría aplicarse en pacientes veterinarios críticos, los volúmenes necesarios para mantener una adecuada eliminación de CO₂ en estos pacientes continúan siendo superiores a los empleados en humanos, situándose generalmente entre 10 y 15 ml/kg (Donati et al., 2019).

Otra estrategia más reciente para programar los parámetros ventilatorios es individualizar el Vc en función de parámetros mecánicos pulmonares, especialmente la driving pressure o DeltaP —calculada como la diferencia entre la presión meseta (Pmes) y la presión positiva al final de la espiración (PEEP)— junto con la compliancia pulmonar. En medicina veterinaria, cuando se emplea esta estrategia, también son necesarios volúmenes corrientes más elevados a los utilizados en humanos, en gran medida para compensar el elevado espacio muerto anatómico como ya se ha mencionado anteriormente (Donati et al., 2024).

Para evaluar el espacio muerto fisiológico se puede emplear la ecuación de Bohr, que consiste en calcular la relación entre el espacio muerto y el volumen corriente (VD/VT) utilizando la diferencia entre el CO₂ alveolar y el CO₂ espirado mixto (PECO₂). Debido a la dificultad de medir el CO₂ alveolar, Enghoff modificó posteriormente la ecuación sustituyéndolo por la presión arterial de CO₂ (PaCO₂), facilitando así su aplicación clínica (Figura 2). Sin embargo, esta modificación no solo refleja el espacio muerto, sino también alteraciones de la relación ventilación/perfusión, ya que la PaCO₂ puede verse afectada por la presencia de shunt pulmonar. Además, para obtener el valor de PaCO₂ se requiere muestras de sangre arterial, lo que implica procedimientos invasivos (Suarez-Sipmann et al., 2013).

En la práctica clínica se dispone de métodos no invasivos que permiten estimar el espacio muerto a tiempo real en pacientes anestesiados e intubados. Uno de los métodos más importantes es la capnografía volumétrica. Esta técnica analiza la eliminación de CO₂ en función del volumen espirado durante cada respiración. A diferencia de la capnografía convencional, que solo mide la concentración de CO₂ en el tiempo, la capnografía volumétrica permite estudiar la distribución del volumen corriente entre el espacio muerto y el volumen alveolar efectivo (Suarez-Sipman et al., 2014).

La curva de capnografía volumétrica presenta tres fases principales. La fase I corresponde al gas procedente de las vías aéreas proximales y no contiene prácticamente CO₂. La fase II representa la mezcla entre el aire alveolar y el aire de las vías respiratorias, generando una pendiente ascendente característica. Finalmente, la fase III corresponde al gas exclusivamente alveolar y refleja el vaciado de los alveolos junto con la llegada continua de CO₂ desde los capilares pulmonares (Figura 3).

El análisis de esta curva permite dividir el volumen corriente utilizando el método geométrico de Fowler. Este método marca el punto medio de la fase II como referencia para diferenciar el volumen procedente del espacio muerto anatómico del volumen alveolar efectivo. Además, la superficie bajo la curva representa la cantidad total de CO₂ eliminado en cada ventilación. Gracias a estos datos es posible calcular parámetros como el volumen alveolar, el espacio muerto de las vías aéreas y la fracción de espacio muerto fisiológico (Figura 4).

Otra forma de evaluar si hay un correcto reparto del Vc durante la anestesia consiste en evaluar el ángulo alfa en la capnografía convencional. El ángulo alfa, formado entre las fases II y III de la curva, refleja la homogeneidad del vaciado alveolar. Valores del ángulo alfa superiores a 100 grados se asocian con un volumen alveolar efectivo menor, mientras que ángulos inferiores a 100 grados se relacionan con un volumen alveolar mayor. Esto sugiere que el ángulo alfa puede utilizarse como un indicador indirecto de la eficacia de la ventilación alveolar durante la anestesia (Figura 5).

Además del espacio muerto, otro fenómeno relevante en el intercambio gaseoso es el shunt pulmonar (Figura 6). El shunt ocurre cuando parte del flujo sanguíneo atraviesa los pulmones sin participar en el intercambio de gases, pasando de la circulación venosa a la arterial sin oxigenarse adecuadamente. Esto puede ocurrir en situaciones como atelectasias, consolidaciones pulmonares o alteraciones graves de la ventilación/perfusión (V/Q).

La fracción de shunt pulmonar (Figura 7) puede calcularse mediante una fórmula clásica que estima qué proporción del gasto cardíaco atraviesa los pulmones sin participar adecuadamente en el intercambio gaseoso.

Esta ecuación se basa en comparar el contenido de oxígeno entre distintos compartimentos sanguíneos para determinar cuánto flujo sanguíneo pasa por zonas pulmonares que no están ventiladas o lo están de forma insuficiente. En condiciones normales, la mayor parte de la sangre que atraviesa el pulmón se oxigena correctamente; sin embargo, cuando existe shunt, una parte de esa sangre alcanza la circulación arterial sin haber participado en el intercambio gaseoso, contribuyendo al desarrollo de hipoxemia.

Para realizar este cálculo es necesario obtener muestras mediante gasometría arterial y venosa mixta, además de estimar el contenido de oxígeno capilar pulmonar. El resultado final se expresa como la proporción del gasto cardíaco total que participa en el shunt pulmonar.

Otra forma de evaluar la presencia de shunt pulmonar es mediante el empleo de índices de intercambio gaseoso, como son la diferencia alveolo-arterial de oxígeno o gradiente P(A-a)O₂, y el ratio PaO₂/FiO₂. Para estos dos índices es necesario obtener la presión arterial de O₂ (PaO₂) mediante gasometría arterial (Figura 8). El gradiente P(A-a)O₂ se calcula utilizando, por un lado, la presión alveolar de oxígeno (PAO₂), que depende de la fracción inspirada de oxígeno, la presión atmosférica y la presión arterial de CO₂, y por otro lado la PaO₂, medida mediante gasometría arterial. En condiciones normales, el gradiente alveolo-arterial suele ser inferior a 15 mmHg cuando el paciente respira aire ambiente.

También se utiliza la relación PaO₂/FiO₂ como indicador de la gravedad del deterioro de la oxigenación. Valores superiores a 300 se consideran normales, mientras que valores entre 100 y 300 pueden indicar síndrome de distrés respiratorio agudo leve o moderado. Valores inferiores a 100 sugieren un distrés respiratorio grave (Balakrishnan et al., 2025).

En medicina veterinaria se han desarrollado algunos métodos no invasivos para estimar el grado de shunt pulmonar en el periodo perioperatorio. Uno de los más utilizados es el denominado Air-Test (o prueba de aire ambiental). Este procedimiento consiste en evaluar la saturación de oxígeno mediante pulsioximetría mientras el paciente respira aire ambiente (FiO₂ del 21 %) durante aproximadamente 5 minutos. Si la saturación de oxígeno es igual o inferior al 96 %, se considera que puede existir un shunt superior al 10 %. Este test ha demostrado en medicina humana ser útil para detectar atelectasias confirmadas posteriormente mediante tomografía computarizada (Ferrando et al., 2017). En veterinaria se ha descrito el uso del Air-Test en el periodo posoperatorio (Piamontese et al., 2024) y en el intraoperatorio (Sández et al., 2025). Si la saturación de oxígeno (SpO₂) se mantiene por encima de 96 %, el Air-Test se considera negativo y sugiere que el porcentaje de shunt es inferior al 10 % (fisiológico en pulmón sano) (Figura 9). Si la SpO₂ baja de 96 %, se considera que al animal es un paciente Air-Test positivo y que por tanto podría tener un porcentaje de shunt superior al fisiológico. Debido a que la principal causa de shunt pulmonar en el periodo intraoperatorio es la atelectasia, estos pacientes Air-Test positivos serán candidatos a realizar una maniobra de reclutamiento alveolar (Figura 10).

Para que la interpretación de este test sea válida el paciente debe presentar normocapnia (35-45 mmHg). La explicación fisiológica radica en la ecuación del gas alveolar (Figura 11), con la que se calcula la presión parcial de oxígeno en los alveolos (PAO₂). En el interior del alvéolo la presión total es constante y el espacio es limitado; esto implica que, si la presión parcial de un gas aumenta, la de otro debe disminuir. Es decir, si el paciente hipoventila, su PaCO₂ aumenta (hipercapnia) por lo que la PAO₂ disminuye y, por consiguiente, podría presentar una PaO₂ disminuida (hipoxemia) sin necesidad de que exista un elevado shunt pulmonar.

En conclusión, la evaluación del espacio muerto y del shunt pulmonar es esencial para comprender el estado del intercambio gaseoso durante la anestesia. Herramientas como la capnografía volumétrica, la gasometría arterial y pruebas no invasivas como el Air-Test permiten identificar alteraciones en la ventilación y la perfusión. La integración de estos métodos facilita la optimización de la ventilación mecánica, contribuyendo a mejorar la seguridad y el pronóstico de los pacientes anestesiados en medicina veterinaria.

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