MECÁNICA RESPIRATORIA

ESCUELA DE TECNOLOGIA MEDICA

Y ESCUELAS DE PARTERAS

Depto Fisiopatología

Conceptos Generales

Respiración: proceso que permite el intercambio gaseoso entre el

organismo y su entorno (gases respiratorios: O2 y CO2).

3 etapas: a) respiración externa, b) transporte de gases y c)

respiración interna

Aparato Respiratorio: mantener niveles adecuados de O2 y CO2 en la

sangre, a través del ajuste de la respiración externa en función de

la respiración interna.

Coeficiente Respiratorio = VO2/VCO2 (200 ml/m/250 ml/m=0.8)

Respiración Externa: Ventilación Alveolar + Difusión

Ventilación minuto: cantidad de aire por minuto que intercambia el

aparato respiratorio con la atmósfera.

RESPIRACION EXTERNA = VENTILACION

ALVEOLAR + DIFUSION

• Ventilación y

transporte de los

gases en sangre:

procesos activos.

• Difusión de gases

alveolares a la

sangre: proceso

pasivo.

TRANSPORTE POR CONVECCION: activo

• Desde atmósfera hasta bronquiolos

• Por diferencia de presiones (Ley Charles)

• Necesidad de movimientos respiratorios para determi-

nar el transporte masivo de aire hasta el espacio alveolar.

• Depende de la del sistema (0.4 s; Rva: 0.5-2

cmH2O.s/l; Cp: 0.2 l/cmH2O). Trabajo Respiratorio

TRANSPORTE POR DIFUSION: pasivo

• En el espacio alveolar

• Por diferencia de Pp de cada gas (S, PM)

VM = Vc FR = (Va + EM) FR

0.5 12 = 6 l/min

Conceptos Generales

Mecánica Ventilatoria: Implica el estudio de las fuerzasque deben vencer los músculos respiratorios durante laventilación alveolar espontánea.

Fuerzas Elásticas: para producir un cambio de volumen(deformación, V)

Fuerzas de Resistencia para producir un flujo de volumen (tasa de deformación, flujo de volumen V/t = F)

Fuerzas de Inercia para producir una aceleración del flujo

(tasa de de flujo, aceleración de volumen)

AcIFRCVP /

AcIFREVP

Conceptos Generales

Trabajo Respiratorio: es una estimación de la POSCARGAde los músculos respiratorios para mantener laventilación alveolar.

RT: Resistencias que se oponen a los movimientos de la caja Tx, yde los pulmones y al flujo de aire.

POSCARGA: Resistencias Elásticas + Resistencias Viscosas

Trabajo Respiratorio: tipos de cargas

• TRABAJO ELASTICO: (2/3) R elástica TP durante la I, ocurre independiente al Flujo Aéreo

Depende de la CP y CT, y del volumen pulmonar

Se almacena como energía potencial

• TRABAJO RESISTIVO: (1/3) Rva al flujo aéreo + Rtisular durante los mov. Respiratorios

Depende del Flujo Aéreo y de la tasa de variación del vol pul

Trabajo disipativo, NO se almacena (resistencias friccionales)

• TRABAJO INERCIAL: (despreciable: <0,02 cmH2O/l.s))

Asociado con el movimiento del gas y de los tejidos

Depende de la masa T-P y de gas aceleradas en cada ciclo resp

Disipativo, despreciable a la frecuencia resp normal, excepto para Fr>60/min

Trabajo Respiratorio

ZONA DE CONDUCCION:

No alveolizada

No participa del intercambio gaseoso

Constituye el ESPACIO MUERTO

ANATOMICO

Transferencia por conveccion de masa

(la eficacia depende principalmente

del r4 de los conductos)

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE

MECANISMOS DE DEFENSA

RESISTENCIA VISCOSA

ZONA RESPIRATORIA:

Alveolizada (70 - 80 m2)

Participa casi totalmente del

intercambio gaseoso (EMA = EMF)

Constituye el VOLUMEN ALVEOLAR

ANATOMICO

Transferencia por difusion (la

eficacia depende de las distancias,

ramificacion arterial mas rapida que

la bronquial)

MECANISMO DE DEFENSA

INTERCAMBIO GASEOSO

RESISTENCIA ELÁSTICA

Resistencias Elásticas: curvas de relajación o compliance

Las propiedades elásticas delsistema respiratorio sondependientes de las propiedadeselásticas de c/u de las estructuras: Py Tx

PTMP = Palv-Ppl

PTMT = Ppl-Patm

PTMTP = Palv-Patm

CtCpCtp

111

200

1

200

1

100

1

Resistencias Elásticas: Curva P-V

Las propiedades elásticas del Pulmón: fibras elásticas, tensión superficial y fibras de colágeno.

Inspiración:I- Expansión del baby-lung, II-Reclutamiento alveolar, III-Expansión elástica del tejido pulmonar, IV- Sobredistensiónpulmonar.

Espiración: (corrida a derecha, con < definición de PII y PIS)I- Sobredistensión, II-Retracción elástica del tejido pulmonar, III- Colapso alveolar progresivo, IV- Colapso de la vía aérea (air-trapping)

Resistencias Elásticas: Curva P-V

3 zonas de diferente pendiente:

a) segmento central: pendiente mayor, ventilación normal, todas lasunidades reclutables están abiertas (zona ventajosa, < trabajo resp)

b) extremos de la curva: aplanamiento con de la distensibilidad:colapso alveolar y distensión alveolar.

Las características elásticas del pulmón no sólo NO son lineales, sino queademás muestran HISTERESIS.

Rama inspiratoria de insuflación rama espiratoria de deflación

Histéresis: una estructura presenta histéresis si al eliminar unafuerza, la deformación es distinta de la descrita al aplicar lamisma fuerza.

Histéresis: depende del reclutamiento alveolar y delcomportamiento del surfactante: existe una asimetría entre lapresión crítica de apertura alveolar y la presión crítica de cierrealveolar.

Una vez que se abrieron unidades previamente colapsadas, serequiere menor presión para mantenerlas abiertas. Estirar lapelícula de surfactante requiere > energía que compactarla. A >magnitud de expansión pulmonar, mayor histéresis.

Resistencias Elásticas: Curva P-V

Tensión Superficial: fuerza que actúa en la superficie de un líquido, en lainterfase líquido-aire, que tiende a la superficie del mismo.

-En el pulmón la Tsup colabora con la retracción elástica y tiende acolapsar las unidades alveolares.

SURFACTANTE: son moléculas más o menos solubles en H2O compuestasde 2 partes: una polar hidrosoluble y otra no polar hidrófoba. (90%lípidos: fosfatidilcolina y fosfatidilglicerol, 10% proteínas: subfracciones Ay D): adsorción en la interfase aire-líquido.

a) la Tensión superficial del alvéolo: trabajo respiratorioelástico

b) evita el colapso y sobredistensión alveolar: homogenización delcomportamiento mecánico de las unidades alveolares

c) la tensión superficial en forma diferencial: cuanto < alvéolo, <T superficial, debido a su poca solubilidad): estabilidad alveolar

d) mantiene ‘secos’ los alvéolos: contribución a las condicionesapropiadas para el intercambio gaseoso.

SURFACTANTE

Resistencias Elásticas: Curva P-V e Histéresis

Resistencias Viscosas

-Resistencia friccional a los movimientos toracopulmonares (Rvis tisular) y al flujo de gas (Rvis vía aérea)

-La Rvis vía aérea depende del régimen del flujo: si es laminar, transicional o turbulento.

Resistencias Viscosas: Rva

REGIMEN LAMINAR: (NR < 2000) P = (8.n.l/pi.r4) . F (Poiseuille)

El perfil de velocidad es plano a la entrada del tubo y sufre un fenómeno de frenadolateral-aceleración axial hasta constituirse el perfil parabólico característico (longitudde entrada: 10-30 D).

La V en el centro del tubo es el doble de la V media.

La relación F/P es lineal de pendiente K = a la conductancia (‘G’).

REGIMEN TURBULENTO: (NR > 10000)

El perfil desordenado característico del flujo turbulento se logra completamente a unadeterminada longitud de entrada (10-30 D).

El flujo turbulento no tiene la alta V axial caracteristica del F laminar.

La relación F/P no es lineal y disminuye con el aumento del flujo.

Resistencias Viscosas: Rva

REGIMEN TRANSICIONAL: (2000<NR<10000)

Ninguno de los 2 regimenes precedentes se observa en lamayoría de las vías aéreas, dada la rapidez con se ramifica.

-Predomina un régimen en condición de entrada, con unaporción laminar y otra turbulenta en la resistencia

-La relacion F/P es curvilínea y depende tanto de la d como dela n.

DvdNR

Resistencias Viscosas: Rva