INTRODUCCIÓN A LA
FISIOLOGÍA RESPIRATORIA
Fisiología Respiratoria
Objetivo: Proveer Oxigeno a los tejidos y eliminar el Dióxido de Carbono proveniente del metabolismo tisular.
Aspectos principales:Mecánica respiratoria Intercambio gaseoso en membrana respiratoriaTransporte de gases en sangreRegulación fisiológica.Evaluación funcional
RESPIRACIÓN
VENTILACIÓN
HEMATOSIS
RESPIRACIÓN CELULAR
O2
METABOLISMO CELULAR
MOLECULAS ORGANICASATP + CO2 + H2O
ENZIMAS DE CADENA RESPIRATORIA
VENTILACIÓN
INTERCAMBIO DE AIRE ENTRE LA ATMOSFERA Y EL PULMON, UTIL PARA RENOVACION DEL AIRE ALVEOLAR
RESPIRACION EXTERNA= RESPIRACION PULMONAR
MOVIMIENTOS DE ENTRADA Y SALIDA DE AIRE QUE REALIZA EL APARATO RESPIRATORIO
HEMATOSIS
INTERCAMBIO GASEOSO A NIVEL ALVEOLAR
O2 / CO2
O2
CO 2
MECANISMOS INVOLUCRADOS
EN LA RESPIRACION
CartílagoConducción(espacio muerto)
Hematosis
Fosas nasales
Faringe
Laringe
APARATO RESPIRATORIO:
VIAS AEREAS EXTRAPULMONARES: fosas nasaLes- faringe- laringe y traquea
VIAS AEREAS INTRAPULM: Bronquios-Bronquiolos-Conductos alveolares y Alvéolos
CAJA TORACICA Y SUS MUSCULOS
TEJIDO PULMONAR Y SUS VASOS
PLEURA
Alvéolos
Aprox 20-25 generaciones
Nro aumenta con edad pero se mantiene la proporción según sup. corporal
ESTRUCTURA DEL ARBOL BRONQUIAL
CONTROL DEL DIAMETRO DE LAS VÍAS AÉREAS
SN PARASIMPÁTICO: BRONCOCONSTRICCIÓN (leve-moderada; Vagal)
SN SIMPÁTICO: BRONCODILATACIÓN (beta adrenérgica)
CONTROL LOCAL
HISTAMINA y Sust de reaccion lenta de anafilaxia: BRONCOCONSTRICCIÓN
PROSTAGLANDINAS E1 y E2: BRONCODILATACIÓN
LEUCOTRIENOS: BRONCOCONSTRICCIÓN
Traquea- Bronquios- Bronquiolos- Bronquiolos respiratorios
Cartilago
Musc liso Mayor resistencia
Regulación Simpática
CELULAS ALVEOLARES
• NEUMOCITOS TIPO I:
HEMATOSIS
• NEUMOCITOS TIPO II:
SURFACTANTE
RESPIRACION O VENTILACION PULMONAR
VMR= VC X FR
VMR= 500 ml/resp x 12 resp/min = 6.000 ml/min = 6 l/min
VENTILACION ALVEOLAR VOL DE AIRE UTILIZADO PARA INTERCAMBIO GASEOSOVMV =( VC – VEM ) X FR
VMV = ( 500 - 150 ) X 12 = 4,2 L/MIN
VOLUMEN DE VENTILACION MAXIMA
VVM = CV X FR = 125 – 170 L/MIN
Espacio muerto fisiológico o funcional: EMAnat + EMAlveolar
EMAnat: espacio muerto anatómico (vías aéreas de conducción )EMAlv: espacio muerto alveolar (alvéolos poco o no perfundidos)
En personas normales el EMAnat es igual al EMFisiol.
MECANICA RESPIRATORIA
MECANICA RESPIRATORIA
Señal nerviosa
Contracción muscular
Cambio de volumen torax-pulmones
Cambio de presiones torax-pulmones
Gradiente de presiones medio externo-vía aérea
Entrada o Salida de un volumen de aire
MOVIMIENTOS VENTILATORIOS
INSPIRACION
ESPIRACION
ACTIVA
PASIVAACTIVA
FORZADA TRANQUILA
¿Cuáles son, cómo y cuando
actúan
los músculos respiratorios
durante un ciclo respiratorio ?
MECANICA RESPIRATORIA
INSPIRACION:
ESPIRACION:
DIAFRAGMA
INTERCOSTALES EXTERNOS
ESCALENO
SERRATOS ANT.
ESTERNOCLEIDOMASTOIDEOS
RELAJACION DE “ RECTOS ABDOMINALES
TF
PRESIONES DEL APARATO
RESPIRATORIO
-- 8 cm H2O
-- 5 cm H2O
-- 2 cm H2O
P IP
P alv
PVA
P TVA = PVA - PIP
PTP = Palv -- PIPPTVA: presión transmural de las vías aéreas
PTP: presión transpulmonar (presión de retroceso elástico de los pulmones, FEP)
PPT: presión de la pared torácica (Fza elástica de la pared torácica, FET)
Pva: presión de las vías aéreas
Palv: presion alveolar P IP: presión intrapleural
PRESIONES IMPLICADAS
PTT= PIP-PB
Presión intrapleural
Distribución de la P IP y el volumen alveolar. Nótese que la P IP mas negativa del vértice tracciona a dichos alvéolos con mas fuerza y los mantiene con un mayor volumen
GRADIENTE DE PRESION RELACIONADA CON LA FUERZA DE GRAVEDAD
LA BASE DEL PULMON SOPORTA TODO SU PESO, EN POSICION ERGUIDA
Relación toraco- pulmonar
ESTATICA
RELACIÓN TÓRACO-PULMONAR ESTATICA
Pulmones y tórax son dos estructuras elásticas separadas porel espacio intrapleuralPor su elasticidad, el pulmón por sí solo tiende a retraerse oCOLAPSARSE (FEP) y el tórax a EXPANDIRSE (FET)
EQUILIBRIO: FEP= --FET CRF
Equilibrio
Patm > Palv > PIP
Inspiración
Pa = Pip + FEP
Espiración
Palv > Patm > PIP
FLUJO
Relaciones de presión y flujo durante la respiración
¿Cómo podemos evaluar los
volúmenes y capacidades
pulmonares ?
1. Espirometría estática
2. Espirometría dinámica
VOLUMENES PULMONARESVC = 500 ml
VRI = 3000 ml
VRE = 1000 ml
VR = 1200 ml
1. ESPIROMETRÍA ESTÁTICAVOLUMENES Y CAPACIDADES PULMONARES
VRI
VRE
CAPACIDADES PULMONARESCI = VC + VRI = 3.500 ml
CRF = VRE + VR = 2.200 ml
CV = VRI + VC + VRE = 4.800 ml
CP = VRI + VC + VRE + VR = 6.000 ml
Volumen corriente (TV):Es el volumen de aire inspirado y espirado durante cada ciclo respiratorio normal.
Volumen de reserva inspiratoria (IRV):Es el máximo volumen de aire que puede ser inspirado desde el fin de una inspiración a volumen corriente.
Volumen de reserva espiratoria (ERV):Es el máximo volumen de aire que puede ser espirado desde el fin de una espiración a volumen corriente.
Volumen residual (RV):Es el menor volumen de aire remanente en los pulmones luego de una espiración máxima.
VOLUMENES PULMONARES
Capacidades: La suma de dos o más volúmenes genera las diferentes capacidades pulmonares.Capacidad pulmonar total (TLC):Es el volumen de aire contenido dentro de los pulmones luego de una inspiración máxima (IC + FRC o VC + RV).Capacidad vital (VC):Es el máximo volumen de aire que puede ser espirado luego de una inspiración a capacidad pulmonar total (IRV + VT + ERV o IC + ERV)Capacidad inspiratoria (IC): Es el máximo volumen de aire que puede ser inspirado desde el fin de una espiración a volumen corriente (VT + IRV).Capacidad residual funcional (FRC): Es el volumen de aire contenido en los pulmones luego de una espiración normal a volumen corriente (ERV + RV).
Los volúmenes pulmonares y sus subdivisiones están determinados por la interacción entre las fuerzas elásticas del pulmón y de la caja torácica que pueden actuar en forma sinérgica u opuesta a diferentes volúmenes torácicos. En los sujetos normales en reposo FRC representa la posición mecánicamente neutra del sistema respiratorio, lo que implica que la fuerza de retracción elástica pulmonar (positiva) y de expansión elástica del tórax (negativa) se encuentran en equilibrio. En adultos normales el valor de FRC es de aproximadamente el 50% de TLC.
CAPACIDADES PULMONARES
MEDICION DEL VOLUMEN RESIDUAL
Unico vol no medible por espirometría directa
Se utiliza Técnica de Dilución del Helio• Espirómetro lleno de aire con cc conocida de He• Persona realiza espiración máxima y queda con su CRF
(VRE+VR)• Persona se conecta a espirómetro y respira normal• Se mide nueva cc de He en espirómetro
Vol i x cc i He = Vol f x cc f He
Vol f = Vol i + CRF = Vol i x cc i He cc f He
CRF = ( Vol i x cc i He ) – Vol i
ccf He
VR = CRF - VRE
¿Cuáles son las resistencias que
se oponen a la ventilación ?
RESISTENCIAS QUE SE OPONEN A LA VENTILACIÓN
Resistencia total
Resistencia elástica ( estáticas)
Resistencia no elástica ( dinámicas)
Resistencia de las vías aéreas
Resistencia de la viscosidad tisular
a) Distensibilidad del pulmónb) Tensión superficial en la superficie alveolar
1
2
Elasticidad: es la propiedad de un cuerpo de volver a su estado inicial luego de desaparecer la fuerza que lo deforma.
(fuerza/grado distensión)
Distensibilidad: inverso a la elasticidad. (grado de distensión/fuerza)
DISTENSIBILIDAD O COMPLIANCE PULMONAR
1
PRESION NECESARIA PARA INGRESAR UN DETERMINADO VOLUMEN DE AIRE
Incremento de volumen pulmonar que ocurre para cada unidad de elevacion de la presion transpulmonar
La compliance total normal de ambos pulmones es de 200 ml/ cm H2o de presion.
Para P de 1 cm de H2o el V es de 200 ml
Enfisema: Destrucción de tabiques entre alvéolos, pérdida de elasticidad, aumenta la distensibilidad. Introduce aire con facilidad, dificultad para expulsar. Pérdida de retroceso elástico
Fibrosis: Disminuye la distensibilidad. Deben generar más PTP para ingresar el mismo volúmen que un individuo normal
Zona de mayor distensibilidad (VC)
DISTENSIBILIDAD
Enfisema: Destrucción de tabiques entre alvéolos, pérdida de elasticidad, aumenta la distensibilidad. Introduce aire con facilidad, dificultad para expulsar. Pérdida de retroceso elástico
Fibrosis: Disminuye la distensibilidad. Deben generar más PTP para ingresar el mismo volúmen que un individuo normal
Zona de mayor
distensibilidad (VC)
DISTENSIBILIDAD o COMPLIANCE PULMONAR
PRESION NECESARIA PARA INGRESAR UN DETERMINADO VOLUMEN DE AIRE
Incremento de volumen pulmonar que ocurre para cada unidad de elevacion de la presion transpulmonar
La compliance total normal de ambos pulmones es de 200 ml/ cm H2o de presion.
Para P de 1 cm de H2o el V es de 200 ml
FACTORES DE LA COMPLIANCE
FUERZAS ELASTICAS PULMONARES
FUERZA ELASTICA DEL PARENQUIMA PULMONAR
FUERZA ELASTICA DE LA TENSION SUPERFICIAL
FIBRAS DE ELASTINA Y COLAGENO
CUANDO HAY UNA INTERFASE AGUA – AIRE, LAS MOLECULAS DE AGUA EJERCEN UNA ATRACCION DE FORMA DE REDUCIR LA SUPERFICIE DE LA FASE ACUOSA.
EN EL ALVEOLO
PRESION DE COLAPSO
P = 2 X TENSION SUP
RADIO
TENSION SUPERFICIAL
•: Dipalmitoil fosfatidil colina, fosfatidil colina, fosfatidil glicerol. DISMINUYE LA TENSION SUPERFICIAL
• Aumenta la distensibilidad pulmonar
• Estabiliza el alveolo y previene el colapso
• Mantiene seco el alveolo
SURFACTANTE PULMONAR TENSIOACTIVO
•: Dipalmitoil fosfatidil colina, fosfatidil colina, fosfatidil glicerol. DISMINUYE LA TENSION SUPERFICIAL
• Aumenta la distensibilidad pulmonar
• Estabiliza el alveolo y previene el colapso
• Mantiene seco el alveolo
SURFACTANTE PULMONAR TENSIOACTIVO
FACTORES DE LA COMPLIANCEFUERZA ELASTICA DEL PARENQUIMA PULMONAR
FIBRAS DE ELASTINA Y COLAGENO
FUERZAS ELASTICAS PULMONARES
FUERZA ELASTICA DE LA TENSION SUPERFICIAL
CUANDO HAY UNA INTERFASE AGUA – AIRE, LAS MOLECULAS DE AGUA EJERCEN UNA ATRACCION DE FORMA DE REDUCIR LA SUPERFICIE DE LA FASE ACUOSA.
EN EL ALVEOLO
PRESION DE COLAPSO
P = 2 X TENSION SUP
RADIO
Tipos de flujo:
Turbulento: Ocurre si el flujo del aire es alto, densidad del gas elevada, radio de la vía aérea grande: traquea
Transicional: Ocurre en los puntos de ramificación de las vías aéreas
Laminar: vías aéreas periféricas donde la velocidad es muy baja
Tipos de flujo:
Turbulento: Ocurre si el flujo del aire es alto, densidad del gas elevada, radio de la vía aérea grande: traquea
Transicional: Ocurre en los puntos de ramificación de las vías aéreas
Laminar: vías aéreas periféricas donde la velocidad es muy baja
2 Resistencia de las vías respiratoriasResistencia de las vías respiratorias
Este concepto tiene significado en fisiología pulmonar solamente en términos de FLUJO
Flujo ( Lt/ seg) =Diferencia de Presión RLa resistencia se expresa como: cm de H2O / Lt / seg