Fisiologa respiratoriaPrimera parteCtedra de Anatoma y Fisiologa IICarrera de KinesiologaUniversidad Nacional Arturo Jauretche

Qu es la respiracin? La podemos definir como: el conjunto de mecanismos por los cuales las clulas toman oxgeno (O2) y eliminan el dixido de carbono (CO2) que producen. Por lo tanto la respiracin es un proceso complejo que puede dividirse en:Ventilacin alveolar, que es el intercambio de aire entre la atmsfera y los alvolos pulmonares, y viceversa.Hematosis o intercambio de gases entre los alvolos pulmonares y la sangre del capilar pulmonar.Transporte de gases, que se realiza a travs de la sangre.Difusin de gases entre la sangre y las clulas a nivel tisularRespiracin celular, que es la utilizacin de O2 y produccin de CO2 por parte de las clulas.

El aparato cardiovascular y la sangre son piezas tan importantes e imprescindibles como el propio aparato respiratorio en la respiracin.

Funciones no respiratorias del aparato respiratorio

Filtro para la sangre, ya que pequeos cogulos, restos celulares o burbujas de aire son eliminados en este aparato.Defensa del organismo, impidiendo la entrada de agentes patgenos en el cuerpo. Elimina partculas mayores a 4-6 micras.Control de la temperatura. Puede elevar la T 2 a 3 C.Humidificacin del aire.Control cido-bsicoReservorio de sangreImportantes acciones metablicas.

El aparato respiratorio se compone de:

Vas respiratorias o sistema conductor del aire: transporta el aire hacia los alvolosFosas nasalesBocaFaringeLaringeTrqueaBronquiosBronquiolosUna zona intercambiadora: donde se produce el intercambio de gases

Bronquios terminalesAlvolos

Vas AreasSon el conjunto de conductos por donde va a circular el aire desde el medio ambiente hasta los pulmones. Se van a clasificar de acuerdo a su ubicacin en vas areas superiores, desde las narinas hasta los bronquios fuente; y vas areas inferiores desde los bronquios fuente hasta los bronquiolos terminales.

AlvolosConstituyen el lugar donde se realiza el intercambio areo, es decir el punto final donde llega el O2 antes de pasar a la sangre. Comienzan a aparecer en la va area despus de los bronquiolos terminales, constituyendo en primer trmino los bronquiolos respiratorios, luego los sacos alveolares y finalmente los alvolos propiamente dichos.

Membrana Alveolo-CapilarEs la barrera entre el gas situado en el interior del alvolo y la sangre en la densa red capilar que tapiza los alvolosMide aproximadamente 0,5 m.

Los elementos que conforman esta barrera son:La capa de agua que tapiza el alvolo en su interiorEl epitelio alveolar con su membrana basalEl intersticioEl endotelio capilar con su membrana basal

Las clulas alveolares tipo I son las ms abundantes (95%) y son clulas epitelialesplanas o escamosas.Las de tipo II son clulas cbicas ms grandes, con microvellosidades ensu superficie apical, su metabolismo es mucho ms activo, sintetizan surfactante que acumulan en cuerpos lamelares y secretan a la capa lquida que baa los alvolos. El surfactante es una sustancia tensoactiva, mezcla de protenas y fosfolpidos, principalmente lecitina, protenas e iones, que reduce la tensin superficial entre el aire respirado y sangre, disminuye el trabajo respiratorio y proporciona estabilidad a los alvolos impidiendo su colapso. Tambin se encuentran macrfagos alveolares que recorren la superficie alveolar y fagocitan las partculas extraas que alcanzan el epitelio alveolar, constituyendo la ltima barrera defensiva.

La circulacin pulmonar dispone de una extensa red de capilares (300 millones) que rodean cada uno de los alvolos. La superficie total de este lecho capilar es de unos 70 m2, lo que permite una estrecha correlacin entre las superficies alveolares y endoteliales. De esta forma se garantiza una correcta difusin de los gases respiratorios.

Vasos de la Circulacin Pulmonar o Menor Podemos decir que se inician como capilares arteriales y capilares venosos. Los primeros provienen de la arteria pulmonar, la cual viene del ventrculo derecho trayendo sangre carboxigenada (sangre de alto contenido en CO2) proveniente de todos los tejidos del organismo. Los capilares venosos, por su parte, son continuacin de los capilares arteriales y conducen sangre oxigenada (con alto contenido en O2) que ya pas por los alvolos. Se van a continuar con las venas pulmonares, que se dirigen a la aurcula izquierda para llegar a la circulacin sistmica.

La Bomba Respiratoria Esqueleto del Trax: la caja torcica, dada por la columna vertebral (parte del segmento cervical y el segmento dorsal en su totalidad), las clavculas, las costillas y el esternn; acta como un elemento de sostn para el pulmn y trabaja sincrnicamente con el segundo elemento accesorio del sistema respiratorio.Msculos Respiratorios: se dividen en inspiratorios (diafragma, escalenos, trapecio, esternocleidomastoideo, msculos del ala de la nariz, intercostales externos y msculos paraesternales), y espiratorios (msculos de la pared abdominal, triangular del esternn e intercostales internos).Sistema Nervioso: est representado por los centros nerviosos respiratorios, las vas aferentes y las vas eferentes.El subsistema circulatorio, por su parte, va a estar formado por: Vasos de la Circulacin Menor o Pulmonar; Corazn; Vasos de la Circulacin Mayor o Sistmica

Mecnica respiratoria

El acto de la respiracin se efecta aumentando y disminuyendo la jaula torcica, los pulmones siguen a la jaula, adaptndose al espacio que tienen. Adems tenemos que considerar para estos desplazamientos que, los pulmones estn rodeados por unas membranas lubricadas llamadas pleuras (visceral y parietal)

Visceral: pegada a los pulmones

Parietal: pegada a la jaula

Entre ambas tenemos un espacio intrapleural y un lquido que lo rellena.

Cuando los msculos inspiratorios se contraen, el tamao de la jaula aumenta en sentido longitudinal (arriba-abajo) contrayendo el diafragma.Cuando actan los msculos intercostales externos y los del cuello, se elevan las costillas hacia arriba, aumentando el dimetro antero-posterior de la jaula.

En reposo, el centro respiratorio, enva la orden de contraerse, hacia esos msculos unas 14 veces/min (frecuencia respiratoria).

Los msculos espiratorios se activan cuando se realiza una respiracin forzada.

Abdominales: si se contraen desplazan el contenido del abdomen, desplazan hacia arriba el diafragma y reducen el dimetro longitudinal del trax.

Intercostales internos: situados entre las costillas, cuando se contraen bajan an ms las costillas, reduciendo el dimetro antero-posterior.

Presiones intra-alveolaresCuando el volumen de un gas aumenta, su presin disminuye, esto es lo que sucede con la presin a nivel del alvolo.

En situaciones de inspiracin basal, los alveolos aumentan de volumen por lo que la presin disminuye.

Durante la inspiracin normal, la presin dentro de los alvolos ser de -3 mmHg en la inspiracin respecto a la atmosfrica. Durante la espiracin la presin ser de 3 mmHg, el aire saldr hacia el exterior (respiracin basal). La finalidad de contraer los msculos y relajarlos, es generar presiones para que el aire entre y salga.

Presin intrapleuralSiempre es negativa

Espacio intrapleural durante la inspiracin -8 mmHgEspacio intrapleural durante la espiracin -2 mmHgAl final de la espiracin -4 mmHgAl final de la inspiracin -6 mmHg

Pruebas clnicas para evaluar la mecnica respiratoria

Los volmenes que se manejan a nivel pulmonar pueden ser medidos a travs de la espirometra, la cual puede ser esttica o dinmica.La primera mide los volmenes que se movilizan entre la atmsfera y la caja torcica, sin importar el tiempo; mientras que la segunda mide los volmenes que se movilizan entre la atmsfera y la caja torcica en funcin del tiempo, es decir, los flujos.Estas mediciones se llevan a cabo con aparatos especiales llamados espirmetros.

Volmenes pulmonaresVolumen corriente: Es el volumen de aire inspirado o espirado en cada respiracin normal; en el varn joven es en promedio de unos 500 mililitros. Volumen de reserva inspiratorio: Es el adicional de volumen que se puede inspirar por encima del volumen corriente normal; habitualmente es igual a unos 3000 mililitros. Volumen de reserva espiratorio: Es la cantidad adicional de aire que se puede espirar por espiracin forzada despus de una espiracin normal; normalmente es de unos 1100 mililitros. Volumen residual: Es el volumen de aire que queda en los pulmones tras la espiracin forzada. En promedio unos 1200 mililitros.

Capacidades pulmonaresCapacidad inspiratoria: Es igual al volumen corriente ms el volumen de reserva inspiratorio; aproximadamente unos 3500 mililitros.Capacidad residual funcional: Es igual al volumen de reserva espiratorio ms el volumen residual; aproximadamente unos 2300 mililitros. Capacidad vital: Es igual al volumen de reserva inspiratorio, ms el volumen corriente, ms el volumen de reserva espiratorio; unos 4600 mililitros. Capacidad pulmonar total: Es el mximo volumen al que pueden expandirse los pulmones con el mximo esfuerzo inspiratorio posible; es igual a la suma de la capacidad vital y del volumen residual, aproximadamente unos 5800 mililitros.

Capacidades pulmonaresCapacidad Vital Forzada (CVF): Se le pide al individuo que luego de una respiracin normal inspire al mximo y luego espire lo ms rpidamente posible todo lo que pueda de aire. Estaremos evaluando as su Capacidad Vital (VT+VRI+VRE), pero en funcin del tiempo. Para que se considere normal la CV de un individuo, debe ser igual o mayor al 75% de la Capacidad Vital terica para ese individuo, que va a depender del sexo, edad y altura (valores que se obtienen de una tabla especial).Pero si tenemos en cuenta el tiempo en que se expulsa la CV y medimos cunto aire expulsa un individuo en 1 segundo, estamos midiendo el VEF1 (Volumen de Espiracin Forzada en 1 segundo), el cual lo tenemos que relacionar porcentualmente con la Capacidad Vital hallada, por medio del llamado ndice de Tiffeneau, que es igual a (VEF1 x 100) : CVF hallada.Si esta relacin es mayor al 75% quiere decir que en un segundo se elimina ms del 75% de la CVF, lo que es normal.

Espirometra

Interpretacin espirometra

CuestionarioQu entiende por respiracin?De qu etapas se compone?Cmo se divide la va area?A qu nivel se realiza el intercambio gaseoso?Qu estructuras forman el alvolo?Enumere al menos 3 funciones de la va area.Qu estructuras y sistemas participan en la mecnica respiratoria?Qu evala la espirometra?Qu diferencia encuentra entre un volumen y una capacidad?A que se llama volumen corriente?