Post on 27-Jan-2016
FISIOLOGIA RESPIRATORIA
Fisiología Respiratoria. Pre-requisitos.
Conocer la estructura anatómica macro y microscópica del Aparato Respiratorio.
Conocer los mecanismos de transporte trans-membrana
Conocer mecanismos Bioquímicos que involucran la función respiratoria.
Conocer los mecanismos del EAB.
Conocer la Física de los gases.
Fisiología Respiratoria. Objetivos.
General y Terminal:
Lograr que el alumno (a) detecte y razone los mecanismos que producen los cambios en el funcionamiento normal y razonar la importancia de este Sistema para el mantenimiento de la Salud Humana.
Fisiología Respiratoria. Objetivos.
Específicos:
1. Comprender los mecanismos ventilatorios y
las consecuencias de su trastorno.
2. Comprender e interpretar las pruebas
funcionales pulmonares y bioquímicas.
3. Comprender e interpretar los mecanismos
regulatorios del EAB.
Fisiología Respiratoria. Objetivos.
Específicos:
4.- Comprender la participación del SNC en la
regulación de la función respiratoria.
5.- Comprender e interpretar los efectos de la
alteración de la función pulmonar normal y su
repercusión en la salud humana.
El Proceso Respiratorio.
1. La Ventilación Pulmonar
2. La Difusión de los Gases
(Intercambio gaseoso).
3. El Transporte de los Gases
4. El Intercambio gaseoso celular.
5. Regulación del EAB
6. La Regulación de la Respiración.
Los 3 Sistemas que llevan O2 a
las células:
El Sistema Cardiovascular
El Sistema Respiratorio
El Sistema Hematológico.
Funciones del Aparato Respiratorio
A.- Funciones Respiratorias.
1. La Ventilación Pulmonar: Inspiración-Espiración.
2. La Respiración Externa.
3. El Equilibrio Ventilación-Perfusión. El FS
4. El Transporte de los Gases Sanguíneos.
5. La Respiración Interna.
6. La Utilización del O2 y producción de CO2
en las células.
Funciones del Aparato Respiratorio
B.- Funciones No- Respiratorias.
1. Filtro
2. Reservorio sanguíneo.[900 – 1,000 mL]
3. Defensa.
4. Funciones Metabólicas. Regulación de PA.
5. Balance Hídrico.
6. Eliminación de subst. Volátiles: Cetoácidos y Acetaldehido.
Anatomía Funcional del Aparato Respiratorio.
•La Pared torácica.
•Los músculos respiratorios.
•Las Pleuras
•Los Pulmones
•Las Vías Aéreas.
•La Circulación Pulmonar
•La Inervación bronquial.
La Pared Torácica
Los Músculos Respiratorios.
Son estriados esqueléticos
Son Involuntarios (pueden ser
voluntarios)
Se contraen y relajan en forma pasiva.
Originan presiones y volúmenes aéreos
necesarios para el intercambio gaseoso.
Los Músculos Respiratorios.
A.- Los Inspiratorios.
Se contraen en la inspiración
para vencer la fuerza elástica
del Pulmón, y la Resistencia
de las vías aéreas.
Los Músculos Respiratorios.Los Inspiratorios.
•El Diafragma.
•Los Intercostales Externos.
•Los
Esternocleidomastoideos.
•Los Escalenos.
El Diafragma
Principal músculo inspiratorio.
Diámetros longitudinal y
transverso.
“El músculo de los cantantes”.
El DiafragmaFunciones No-Respiratorias.
Separa al tórax del abdomen.
Reacción postural.
Habla y canto.
Tos y estornudo.
Esfuerzo abdominal: Parto,
defecación. Micción.
Músculos Inspiratorios.
Los Intercostales Externos:
los diámetros Antero-posterior y
transverso.
Los Esternocleidomastoideos:
los diámetros AP y longitudinal.
Elevan el esternón.
Músculos Inspiratorios.
Los Escalenos:
Elevan las 2 primeras
costillas.
Los músculos espiratorios.
Ejercen el efecto contrario a los
inspiratorios, para restablecer el
ciclo.
Los Abdominales (Oblicuo mayor y
menor)
El Transverso del Abdomen
Los Rectos.
Los músculos espiratorios.
la presión abdominal (Expulsión).
Empujan al Diafragma hacia arriba.
En condiciones anómalas se pueden
hacer activos y voluntarios
(Broncoespasmo o Asma)
Las Pleuras.
P. Visceral: Envuelve a los Pulmones.
P. Parietal: Envuelve la sup. Interna
del tórax.
El Espacio Pleural (Espacio Potencial)
El Derrame Pleural.
La Presión Pleural (-5 cm H2O)
Funciones de la Presión Pleural
1. En inspiración: -7.5 cm H2O.
2. Valor máximo con el llenado
pulmonar.
3. Mantener los Pulmones abiertos
4. Tiraje de la superficie Pulmonar
con mayor fuerza
Los Pulmones
Contiene los elementos del
intercambio gaseoso o
Respiración verdadera.
Las Vías Aéreas
El Lobulillo Respiratorio.
300 x 106 alvéolos en
cada Pulmón
La Inervación Bronquial
Hasta el nivel 15 hay músculo liso
Control por el SNA Simpático
Receptores 2 en el Epitelio y Musc. Liso
Broncodilatación y de secreción.
El Broncoespasmo: Bronquitis crónica,
Asma y Enfisema Pulmonar.
La Inervación Bronquial
Receptores muscarínicos:
Broncoconstricción.
No-adrenérgica, no-colinérgica
que produce vasodilatación
VIP
La Circulación Pulmonar
La Nutrición Pulmonar: Arterias
Bronquiales.
El Circuito Pulmonar o
Circulación Menor: Intercambio
gaseoso o Respiración Externa.
Características
Circulación Sistémica
Circulación Pulmonar
Vasos que comprende
El sistema de nutrición celular: Sistema distribuidor: ArteriasSistema de intercambio: CapilaresSistema recolector: Venas
El Sistema de Oxigenación de la Sangre: Arteria Pulmonar , Capilares pulmonares y Venas Pulmonares
Presión Alta (Gran recorrido) Baja (Corto recorrido)
Resistencia vascular
Alta Baja
Sangre circulante
Oxigenada (Arterial) Desoxigenada (Venosa)
Regulación Posee muchos medios para su regulación
Sujeta a escasa regulación
Función Nutrición celular (incluyendo la
Pulmonar)
Oxigenación de la sangre
Alcance Sirve a muchos tejidos Sirve a un solo órgano
Gravedad Gran efecto: soporta largas columnas
hidrostáticas
Poco efecto: soporta columnas hidrostáticas
cortas
El Proceso Respiratorio.
1.La Ventilación Pulmonar
La Mecánica Respiratoria
La Mecánica Respiratoria
♫ Los Músculos Respiratorios.
♫ Los Movimientos de entrada y salida
del aire de los pulmones:
Espiración [Deflación]
Inspiración. [Inflación]
[El tejido elástico del Pulmón]
La Pared Torácica
Espiración e Inspiración.- Factores (4)
1. Las Presiones que se desarrollan
Espiración e Inspiración.- Factores (4)
2.- La Presión Pleural (PP)
3.- La Presión Alveolar. (PA)
4.- La Presión transpulmonar:
(Negativa)
PA - PP
La Espiración.
Proceso Pasivo
Relajación de músc. Inspiratorios
La Fuerza del proceso elástico
la Presión Alveolar.
Gradiente de presión boca-alvéolos
Salida del aire y de subst. Volátiles.
La Espiración.
En proceso patológico:
Broncoespasmo.
Se hace activa
Se utilizan los músculos espiratorios
en
forma consciente o voluntaria y activa.
Consecuencias
La Distensibilidad Pulmonar
Cambio en el Volumen Pulmonar por
unidad de Presión intrapulmonar
Valor normal: 200 mL/cm H2O.
Significado: Al la presión
intrapulmonar 1 cm H2O, los
pulmones incrementan en 200 mL
su volumen.
Propiedades elásticas del Pulmón
Un cuerpo elástico.
Tendencia a recuperar su
volumen de reposo después de
haber sido distendido.
Dos elementos:
Los Factores Determinantes
El Surfactante.
Los Factores Determinantes
La Elasticidad del tejido
pulmonar: ⅓ de la elasticidad
total.
Las fuerzas elásticas provocadas
por la Tensión Superficial del
líquido que rodea los alvéolos:
2/3 del total.
La “Compliance” (C)Distensibilidad
Es la fuerza que debe aplicarse
para sacar a un cuerpo elástico
del reposo.
Elasticidad es la fuerza que debe
hacer para regresar al reposo.
P
VCCompliance
)(
Compliance y Elasticidad
El SurfactanteAgente Tensioactivo.
Células Epiteliales Alveolares o
Neumocitos tipo II.
Son el 10% de la superficie alveolar
total.
Compuesto por Fosfolípidos:
Dipalmitoil-fosfatidilcolina + Ca2+
+ Apoproteínas
La Histéresis
• Es vol. entre inflación y defleción.
• Se debe a la Tensión Superficial
• Hay una interfase agua-aire.
Surfactante.-Función
Fuerza que se forma en una interfase Agua-
Aire.
Es una fuerza elástica, que mantiene abierto al
Alvéolo.
Valor normal: 5 a 30 dinas/cm.
La Tensión superficial del Alvéolo.
Determina la Histéresis.
Evita la formación de Edema Pulmonar.
El Déficit de Surfactante
♫ la Tensión Superficial.
♫ Edema Alveolar o Pulmonar.
♫ Adulto: Atelectasia Pulmonar.
♫ Niños RN: “Membrana Hialina” o
“Síndrome de Dificultad o
Distress Respiratorio del RN”
La Resistencia de las Vías Aéreas.-
Ligada al Flujo Aéreo en las vías.
El gradiente y el Flujo.
Tres tipos de Flujo Aéreo:
Flujo Laminar .
Flujo en remolino local o transicional o mixto.
Flujo Turbulento.
La Resistencia de las Vías Aéreas.-
El Flujo Laminar:
“Murmullo Vesicular”.
Paralelo a la pared de la vía.
Vías terminales.
La Resistencia de las Vías Aéreas.-
Flujo en remolino, transicional o
mixto:
•El más frecuente.
•Bifurcaciones
•Tasa más elevada.
•Combinación de los otros 2.
La Resistencia de las Vías Aéreas.-
El Flujo Turbulento:
Desorganizado.
Altas tasas de flujo. Alto contenido
energético.
Ejercicio u Obstáculos en la vía.
N° de Reynolds > 2,000
Ruidos: “Roncos” o “Sibilantes”
La Ventilación Pulmonar
La Ventilación Pulmonar (VP)
Se basa en la Mecánica Respiratoria.
Frecuencia Respiratoria: 12 x min.
Volumen Corriente (VC) o VVP: 500
mL en cada respiración normal.
Entran al cuerpo 250 mL O2 y salen
200 de CO2 en cada ciclo.
La Ventilación PulmonarRespiración Externa o Hematosis.
1.- Ventilación Pulmonar (VP):
VC x FR = 500 mL x 12 = 6,000
mL/min o también 6 L/min.
2.- Ventilación del Espacio Muerto
Anatómico: 150 mL x 12 = 1,800
mL/min.
La Ventilación PulmonarHematosis.
3.- La Ventilación Alveolar:
☻[500 – 150 mL] x 12 = 350 x
12 =
4,200 mL/min
☻La + importante
☻Es la “Ventilación efectiva”
La Espirometría
La Espirometría
1. Con respiración normal y forzada en
reposo.
2. Cronometrada en seg.
Con
Broncodilatadores
Sin
El Valor de Predicción
Cada persona tiene su propio
valor de Predicción. (Formula
matemática).
Sexo
Peso y Talla
Temperatura del ambiente (ATPS
a BTPS).
El Valor de Predicción
Son valores que ese cuerpo necesita para funcionar.
Su valor se compara con el obtenido por la prueba.
El Resultado de la Prueba se expresa en % del Valor de Predicción.
La Capacidad Vital debe ser el 80% del V. de Pred.
La Espirometría
Condiciones y requisitos.
Equipo.
Resultados:
Volúmenes (4)
Capacidades.(4)
La Capacidad Vital Cronometrada
VEF1
Con el mismo espirómetro.
Inspiración forzada al máximo.
Se mide el periodo expulsivo (Espiración)
en el 1° y 3° segundos.
Útil para el diagnóstico de Resistencia
de las vías aéreas.
Con y sin broncodilatadores.
Obstructivas RestrictivasAtrapamiento aereo
Asma
Bronquiolitis
CPT aumentada
CRF aumentada
VR aumentado
VEF1 bajo
Relacion VEF1/CVF baja (>0.75 es normal)
CVF normal o baja
FEF 25-75 muy bajo
Poca distensibilidad. El alveolo tiende a colapsarse
Fibrosis pulmonar
Sindrome de distress respiratorio del adulto
Deficit de Surfactante
Insuficiencia cardiaca
Trastornos de la caja toracica
Trastornos neuromusculares
CPT baja
CRF baja
VR bajo
VRE bajo
CVF baja (75% de la CPT es normal)
VEF1 normal
Relacion VEF1/CVF normal (>0.75 es normal)
En general pueden estar bajos todos los volumenes y capacidades
La Espirometría
El Proceso Respiratorio.
2.- La Difusión de los Gases:
El Intercambio Gaseoso Pulmonar.
Intercambio gaseoso
Difusión de los Gases.
Transporte de los gases en
Sangre.
Intercambio de gases entre
la Sangre (GR) y las células.
La Presión Parcial de un gas.
PP = % x Presión Atmosférica
Total.
Ejemplo del O2:
20.84 % x 760 mm Hg = 160
mm Hg
Difusión de los Gases a través de la membrana A-C
El gas se expande para ocupar el
espacio alveolar.
Movimiento de partículas da la
Energía.
4 Factores de la Membrana A-C.
La Membrana A-CFactores
1.Espesor de la Membrana2.Coeficiente de Difusión
de los gases.3.Superficie de la
Membrana4.Gradiente de Presión
El Espesor de la Membrana
Está en relación inversa con la
Difusión del Gas.
Estados anormales: Edema y
Fibrosis.
La Superficie de la Membrana.
1. Las infecciones pulmonares.2. El Enfisema.3. La Fibrosis4. Extirpación de lóbulo.
El Gradiente de Presión
P entre entre los
Alvéolos y la Sangre.
Difusión de gases
bidireccional.
El Proceso Respiratorio.
3.- El Transporte de los Gases
El Transporte de Gases en Sangre.
1.- Transporte de O2 del Alvéolo a los
tejidos.
2.- Transporte del CO2 de los tejidos al
Alvéolo
Transporte de Oxígeno
Dos formas:
1. Combinación química con la Hb
de los GR (97%) HbO2
2. Libre, disuelto en el H2O. (3%)
Valores Normales de la Hb.
A nivel del mar.
Hombre: de 13.0 a 16.0
g/L
Mujer: de 12.0 a 15
g/L.
Funciones de la Hb
1. Facilita el transporte de O2 **
2. Facilita el transporte de CO2 **
3. Función Buffer del pH en el EAB
4. Transporte de NO en el GR.
Modificación de la Curva de Disociación
1. La Temperatura
corporal
2. El pH de la sangre
3. La 2,3-DPG
4. La P50.
Modificación de la Afinidad del O2 por la Hb.
1. La Temperatura corporal: Se desvía
hacia la derecha cuando esta
aumenta, produciendo de la
afinidad.
Es favorable a nivel de los tejidos,
favorece descarga del CO2.
Modificación de la Afinidad del
O2 por la Hb. 2.- El pH de la Sangre. “Efecto Bohr”
Modificación de la Afinidad del O2 por la Hb.
3.- La Concentración de 2,3-DPG
eritrocitario.
• Une las cadenas de HbO2.
• Factor importante en
respiración celular.
3.- La Concentración de 2,3-DPG eritrocitario.
Su aumento desvía la curva a la
derecha.
La liberación de O2 de la Hb.
En el ejercicio.
En la Bronquitis crónica.
Modificación de la Afinidad del O2 por la Hb.
4.- La P50.
Es la pO2 en la cual el 50% de la Hb
está saturada.
Indicador útil
Valor normal de 26 a 28 mm Hg.
Su aumento desvía la curva a la
derecha.
El Transporte de CO2.
Desde los tejidos hacia el Pulmón
Es 20 veces más soluble que el O2.
Se transporta en 3 formas:
1. Como HCO3. La + importante. = 60%
2. Disuelto en plasma: 2.7 mL/dL 45 mm
Hg) = 10%
3. Compuestos Carbaminos. = 30%
El CO2 como HCO3
Anhidrasa Carbónica
H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3
“Efecto Haldane” La desoxigenacion
de la sangre favorece su capacidad de
transportar CO2
La Hb amortigua el H+.
El CO2 como HCO3
Destino del HCO3.
70% Al plasmaHCO3
30% se intercambia con Cl-
El “Desplazamiento del Cloruro”
El “Desplazamiento del Cloruro”
“Los Gases en Sangre”
Son pruebas funcionales Pulmonares y
Renales.
Estudian oxigenación y EAB.
pH arterial 7.35 – 7.45
HCO3 : 22-28 mEq/L
pCO2: 35-45 mm Hg
pO2: 97 mm Hg.
El Control Nervioso o Neural.Mecanismos Reflejos
Receptores:
☻Quimiorreceptores aórticos y carotídeos
☻Quimiorreceptores de subst. Irritantes.
☻Quimiorreceptores Centrales, en el Bulbo.
☻Mecanorreceptores de las vías aéreas
(Reflejo de Hering-Brauer: se disminuyen
las descargas inspiratorias via vagal).
El Control Nervioso o Neural.Mecanismos Reflejos
Centros:
Zona respiratoria Bulbar
Protuberancial: Centro
Apnéustico
Centro
Neumotáxico
El Control Nervioso o Neural.Mecanismos Reflejos
Respuesta:
Cambios en la Ventilación
Pulmonar.
Tos
Estornudo
El Reflejo de la Tos
Receptores Vago Bulbo Efecto (TOS)
Inspiración de aire Cierre de epiglotis y cuerdas vocales Contracción muscular abdominal Presión pulmonar
Apertura de cuerdas vocales y epiglotis
Salida de aire en estallido (120-160 Km/h)