Curso de Medicina Interna ICurso de Medicina Interna I

Fisiología Pulmonar

Dr. Julio Contreras C.

Medicina Interna

Neumología

Funciones del sistema respiratorio

Función primaria: Suministrar oxigeno.

Eliminar bióxido de carbono

Bomba mecánica (respiratoria). Mover el aire

Caja torácica con los músculos respiratorios

Sistema de tubos.

Funciones del sistema respiratorio

Intercambio de gases: Alveolos

Capilares

Membrana alveolo-capilar

Medio de transporte (sangre)

Hemoglobina

Funciones del sistema respiratorio

Etapas de la respiración:

1) Ventilación: (V) Trasporte de aire desde la atmosfera al pulmón.

2) Perfusión: (Q) Flujo de sangre venosa a través de la circulación pulmonar hasta los capilares y retorno de la sangre oxigenada a

cavidades izquierdas.

Funciones del sistema respiratorio

Etapas de la respiración:

3) Intercambio gaseoso: Trasferencia de gases por difusión (D) en la membrana alveolo-capilar con una relación V/Q adecuada.

4) Transporte de gases.

5) Regulación de la respiración.

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AURICULA IZQ.

VENTRICULO IZQ.

AURICULA DER.

VENTRICULO DER.

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Relación Ventilación-Perfusión

• El intercambio gaseoso más eficaz sería:

Ventilación Pulmonar

Flujo Sanguíneo

Capilares Pulmonares

IgualdadIgualdad

• Lecho Capilar General

• Lecho Capilar Pulmonar

• Relación Ventilación Perfusión

• Cortos Circuítos y Espacios Muertos

Intercambio Gaseoso

Tiene lugar en 2 lechos distíntos:• Lecho capilar general

– La medición de este intercambio respiratorio constituye el Coeficiente Respiratorio (CR)

CR = Producción CO2 = 0.8 Consumo O2

• Lecho capilar pulmonar– La relación entre los volúmenes de CO2 y O2

que se intercambian cada minuto se llama Relación de Intercambio Respiratorio (RIR)

Ventilación y perfucion:

La distribución normal del flujo sanguíneo por la vasculatura pulmonar depende de la gravedad y del volumen minuto cardiaco. (condiciones normales).

Las presiones alveolares son iguales en todo pulmón.

Las presiones vasculares varían en todo el pulmón.

Ventilación y perfucion:

Zona uno: La presión alveolar excede a la presión sanguínea (ventilación sin perfusión).

Zona II: Ventilado y perfundido.

Zona III: La presión arterial es mayor que alveolar.

Ventilación y perfucion:

Unidad de intercambio de gases es un alveolo con su capilar.

Unidad Normal: igualdad relativa de ventilación y perfusión.

Unidad espacio Muerto: Bien ventilado, pero no perfundido.

Unidad Shunt: El alveolo no esta ventilado, pero tiene su capilar.

Espacio Muerto Fisiológico (EMF)

• Concepto– Son las vías aéreas que son ventilados pero no

perfundidos.

– La ventilación del Espacio Muerto es la porción de la Ventilación Minuto que no participa en el intercambio gaseoso:

1. Espacio Muerto Anatómico

2. Espacio Muerto Alveolar

Cortos Circuítos Fisiológico (CCF)

• Concepto– Se define como la transferencia de la sangre desde la

circulación derecha a la circulación izquierda sin pasar por las unidades de intercambio gaseoso

– Tipos:1. Corto Circuíto Anatómico2. Corto Circuíto Capilar3. Corto Circuíto Capilar Verdadero4. Mezcla Venosa

Ventilación y perfucion:

Shunt Intrapulmonar: Fracción de volumen minuto cardiaco que ingresa al corazón izquierdo sin realizar intercambio gaseoso.

Shunt Anatómico: sangre que ingresa al corazón izquierdo, sin pasar por los capilares pulmonares.

Es del 2 a 5%. Venas bronquiales plurales y de Tebesio.

Ventilación y perfucion:

Aumento del Shunt intrapulmonar:

1.Alteraciones en la difusión (membrana alveolo capilar).

2.Alteraciones de ventilación perfusión.

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MEZCLA DE GASES

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Ley de Dalton de las presiones parciales

• Las leyes de los gases se aplican a las mezclas de gases.

• Presión parcial:–Cada componente de una mezcla de gases ejerce una presión igual a la que ejercería si estuviese él sólo en el recipiente.

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Ley de Dalton (Ley de las Presiones parciales)

Ptot = PA + PB + PC + …

Pi = Xi PT

Xi = ni = ni . nT nA + nB nC +...

La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las Presiones parciales (Pi).

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COMPOSICION DE LA ATMOSFERA

Nitrógeno 78.08 %Oxígeno 20.95 %Argón 0.93 %

Anhídrido Carbónico 0.03 %Neón 0.018 %Helio 0.005 %

Criptón 0.001 %Hidrógeno 0.00006 %

Ozono 0.00004 %Xenón 0.000008 %

INTERCAMBIO DE GASES EN LOS ALVEOLOS

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DIFUSIÓN

• Es el fenómeno por el cual el O2 y el CO2 pasan a través de la membrana alvéolo-capilar. Los gases difunden de un lugar de mayor presión parcial a otro de menor, estableciéndose un gradiente o diferencia de presión.

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TRANSPORTE DE OXIGENO

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El transporte de oxígeno por la sangre es esencial para un correcto metabolismo celular en todos los tejidos del organismo.

El O2 es transportado bajo dos formas: Un pequeño porcentaje circula disuelto en el plasma, debido a que su solubilidad en el mismo es muy baja (3 ml de O2 en 1 L de sangre arterial).El restante 97% es transportado en unión reversible con la hemoglobina.

TRANSPORTE DE OXIGENO EN LA SANGRE

El intercambio de gases depende:

1- Ventilación alveolar : implica la renovación periódica del gas alveolar.

2- Difusión alveolo capilar : implica el movimiento de las moléculas de oxigeno y Co2 entre el gas alveolar y la luz capilar.

3. Perfusión capilar : requiere del flujo constante de determinado volumen minuto de sangre a través de la circulación capilar pulmonar.

4. Relación ventilación perfusión : Depende de la cantidad de ventilación que recibe cada unidad, es similar a la cantidad de flujo capilar que la perfunde.

ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES

Capacidad de O2 de la Hb:

Es la cantidad de O2 que se combina con la Hb a presiones parciales de O2 (PO2) elevadas.

1 g de Hb transporta 1,34 ml de O2 y como en la sangre la Hb se halla en una concentración normal de 15 g/100ml, la capacidad será igual a :

1,34 × 15 = 20,1 ml de O2/100 ml.

Usemos la curva para seguir la ruta del O2 desde los pulmones a los

tejidos…

La curva expresa la relación que existe entre la PO2 (eje horizontal) y el % de saturación de la Hb (eje vertical). A una PO2 normal en sangre arterial (95 mmHg) el % de saturación de la Hb es del 97%.Cuando la PO2 aumenta por encima de 100 mmHg, la Hb no puede combinarse con mayor cantidad de O2.

A una PO2 entre 100 y 70 mmHg se producen pocos cambios en la cantidad de O2 captado por la Hb. Esto se grafica como la zona plana de la curva. Aquí, el descenso de la PO2 disminuye la saturación de O2 sólo un 5% aproximadamente.

Con una PO2 entre 40 y 10 mmHg la curva se vuelve descendente, favoreciendo así la liberación de O2 de la Hb en los tejidos. Esta PO2 es la que hallamos en tejidos que poseen un alto y activo metabolismo.

Lo más llamativo es que : La curva presenta una forma sigmoidea (en forma de S).

¿Por qué sucede esto? Esto se debe a que la afinidad de la Hb por el

O2 no es la misma en todo el rango de PO2. Se puede ver que para PO2 bajas, la afinidad es baja, y cuando la PO2 se eleva, la afinidad es mayor.

¿Qué ventajas fisiológicas piensas que tiene esta situación?

La parte superior de la curva, casi plana, ayuda a la difusión del O2 a través de la barrera hemato-alveolar y de esta manera, aumenta la carga de O2 por la sangre.

Una ventaja adicional, es que las pequeñas disminuciones de la PO2 del gas alveolar apenas afectan el contenido de O2 de la sangre arterial y en consecuencia la cantidad de O2 disponible para los tejidos no varia.

La parte inferior más empinada, significa que los tejidos periféricos pueden extraer gran cantidad de O2 con sólo una pequeña disminución de la PO2 tisular.

TRANSPORTE DE OXÍGENO EN LA SANGRE

75%

40 mmHg

97%

100 mmHg

Reposo

TRANSPORTE DE OXÍGENO EN LA SANGRE

75%

40 mmHg

97%

100 mmHg

Dif (A-V) O2 - Reposo: 4-5 ml O2 / 100 ml sangre

Reposo

TRANSPORTE DE OXÍGENO EN LA SANGRE

Dif (A-V) O2:- Reposo : 4-5 ml O2 / 100 ml sangre

15 gr Hb / 100 ml sangre1 gr Hb 1.34 ml O2

100% Sat Hb 20 ml O2 / 100 ml sangre

Sangre arterial: 97% Sat Hb 19.4 ml O2 / 100 ml sangreSangre venosa : 75% Sat Hb 14.4 ml O2 / 100 ml sangre

dif (A-V) O2 = 19.4 – 14.4 = 5 ml O2 / 100 ml sangre

TRANSPORTE DE OXÍGENO EN LA SANGRE

75%

40 mmHg

97%

100 mmHg

Dif (A-V) O2 - Reposo: 4-5 ml O2 / 100 ml sangre- Ejercicio: 15-18 ml O2 / 100 ml sangre

59 %

30 mmHg

Ejercicio

Reposo

TRANSPORTE DE OXÍGENO EN LA SANGRE

desplazamiento curva disociación de la hemoglobina

(Efecto Bohr)

( afinidad)

(2,3 difosfo-glicerato)• Produce hematíes• Se une a la Hb• afinidad Hb-O2

TRANSPORTE DE OXÍGENO EN LA SANGRE

Mioglobina

Proteína globular que contiene hierro Se encuentra en células ms cardiacas y esqueléticas Constituye una reserva de oxígeno intramuscular Se combina reversiblemente con el oxígeno Añade oxígeno extra al músculo en contracción También facilita la transferencia de oxígeno a la mitocondria, sobre todo al comienzo del ejercicio, y a elevadas intensidades

TRANSPORTE DE DIÓXIDO DE CARBONO (CO2) EN LA SANGRE

Hipoxemia

• Gradiente alveolo-capilar normal– Hipoventilación– Altura

• Gradiente alveolo-capilar elevado– Alteración de la Ventilación-Perfusión– Cortos Circuitos– Alteraciones de la difusión de gases