Volúmenes y CapacidadesPulmonares

Dr. Carlos A. Saavedra LeveauProfesor Asociado

MECANICA DE LA MECANICA DE LA RESPIRACIONRESPIRACIONMúsculos respiratoriosMúsculos respiratorios INSPIRATORIOS INSPIRATORIOS

1.1. DiafragmaDiafragma

2.2. Intercostales Intercostales externosexternos

3.3. Esternocleido Esternocleido mastoideomastoideo

4.4. EscalenosEscalenos

5.5. PectoralesPectorales

ESPIRATORIOSESPIRATORIOS

1.1. Intercostales Intercostales internosinternos

2.2. AbdominalesAbdominales

3.3. Recto anteriorRecto anterior

4.4. OblicuosOblicuos

MECANICA DE LA MECANICA DE LA RESPIRACIONRESPIRACION

La respiración consiste en el La respiración consiste en el intercambio de gases (O2, CO2) entre intercambio de gases (O2, CO2) entre las células y la atmósfera. Puede las células y la atmósfera. Puede dividirse en dividirse en

Externa :Intercambio de gases Externa :Intercambio de gases (O2/CO2) a nivel pulmonar(O2/CO2) a nivel pulmonar

Interna :Interna :– Transporte de gases en la sangreTransporte de gases en la sangre– Intercambio tisularIntercambio tisular– Respiración celular Respiración celular

MECANICA DE LA MECANICA DE LA RESPIRACIONRESPIRACIONDistensibilidadDistensibilidad AUMENTAAUMENTA

1.1. EnfisemaEnfisema

DISMINUYEDISMINUYE

1.1. FibrosisFibrosis

2.2. Edema pulmonarEdema pulmonar

3.3. AtelectasiaAtelectasia

4.4. ObesidadObesidad

5.5. Deformidad de la Deformidad de la caja torácicacaja torácica

MECANICA DE LA MECANICA DE LA RESPIRACIONRESPIRACIONSurfactante pulmonar Surfactante pulmonar Efectos:Efectos:1.1. Mejora la función pulmonarMejora la función pulmonar2.2. Mejora la expansión alveolarMejora la expansión alveolar3.3. Mejoría en la oxigenaciónMejoría en la oxigenación4.4. Disminuye el soporte ventilatorio Disminuye el soporte ventilatorio 5.5. Aumenta la capacidad residual funcionalAumenta la capacidad residual funcional6.6. Aumenta la distensibilidad pulmonarAumenta la distensibilidad pulmonar7.7. Disminuye los cortocircuitos Disminuye los cortocircuitos

intrapulmonaresintrapulmonares8.8. Mejora la ventilación / perfusión Mejora la ventilación / perfusión

MECANICA DE LA MECANICA DE LA RESPIRACIONRESPIRACIONTemáticaTemática

VolumenVolumen FlujoFlujo PresiónPresión ResistenciaResistencia Ciclo respiratorioCiclo respiratorio Trabajo de la respiración Trabajo de la respiración

VOLUMEN PULMONAR VOLUMEN PULMONAR

Capacidad residual funcional Capacidad residual funcional (CRF): la cantidad de gas (CRF): la cantidad de gas contenido en los pulmones al final contenido en los pulmones al final de una espiración normal.de una espiración normal.

Capacidad pulmonar total (CPT): Capacidad pulmonar total (CPT): la cantidad de gas contenido en la cantidad de gas contenido en los pulmones al final de una los pulmones al final de una inspiración forzada.inspiración forzada.

VENTILACION PULMONAR VENTILACION PULMONAR

Es el producto del volumen de aire que se Es el producto del volumen de aire que se mueve en cada respiración (volumen tidal) mueve en cada respiración (volumen tidal) (Vt)(Vt)

El número de respiraciones que se producen El número de respiraciones que se producen en un minuto (volumen minuto) (VE)en un minuto (volumen minuto) (VE)

VE = Vt x f.respiratoriaVE = Vt x f.respiratoria Ventilación del espacio muerto anatómico( VD) Ventilación del espacio muerto anatómico( VD)

no se produce intercambio gaseosono se produce intercambio gaseoso Espacio alveolar: en el que se hace efectivo el Espacio alveolar: en el que se hace efectivo el

intercambio de gases (VA)intercambio de gases (VA) Vt = VD + VAVt = VD + VA

VENTILACION PULMONAR VENTILACION PULMONAR

Vol. minuto: Vt x frec. respiratoriaVol. minuto: Vt x frec. respiratoria Tiempo inspiratorio (Ti): duración Tiempo inspiratorio (Ti): duración

en segundos desde el inicio al en segundos desde el inicio al final del volumen inspiratorio.final del volumen inspiratorio.

Tiempo espiratorio (Te): duración Tiempo espiratorio (Te): duración en segundos desde el final del en segundos desde el final del flujo inspiratorio hasta el inicio del flujo inspiratorio hasta el inicio del ciclo siguiente. ciclo siguiente.

Ventilación minuto= F x VVentilación minuto= F x V

““Normal” = 12 x 0,5L = 6 LNormal” = 12 x 0,5L = 6 L Ejercicio = 35-45 x 2L = 70-90LEjercicio = 35-45 x 2L = 70-90L

– Diferencia 15.Diferencia 15.

Valores máximos registrados : 200 L Valores máximos registrados : 200 L /min/min

ESPACIO MUERTO ESPACIO MUERTO

Anatómico: es el volumen de las vías Anatómico: es el volumen de las vías aéreas de conducción = 150mlaéreas de conducción = 150ml

Fisiológico: es una medida funcional del Fisiológico: es una medida funcional del volumen de los pulmones que no volumen de los pulmones que no intercambia CO2. En sujetos normales intercambia CO2. En sujetos normales es igual al espacio muerto anatómicoes igual al espacio muerto anatómico

Representa ventilación perdida en Representa ventilación perdida en pacientes con enfermedades pacientes con enfermedades obstructivas y restrictivasobstructivas y restrictivas

Espacio muerto fisiológico oscila entre Espacio muerto fisiológico oscila entre un 20% a un 35% del volumen corriente. un 20% a un 35% del volumen corriente.

PRESION DE LA VIA AEREA PRESION DE LA VIA AEREA

El acto fundamental de la respiración El acto fundamental de la respiración espontánea requiere de la generación espontánea requiere de la generación de una presión de la vía aérea (de de una presión de la vía aérea (de impulso)impulso)

Consecutiva a la fuerza contráctil Consecutiva a la fuerza contráctil inspiratoria que inicia el flujo que inspiratoria que inicia el flujo que sobrepasa las propiedades elásticas, sobrepasa las propiedades elásticas, de resistencia al flujo y de inercia de la de resistencia al flujo y de inercia de la totalidad del aparato respiratorio. totalidad del aparato respiratorio.

PRESION PARCIAL DE PRESION PARCIAL DE OXIGENO OXIGENO

Sería equivalente a la fracción del Sería equivalente a la fracción del oxígeno en el aire por la presión oxígeno en el aire por la presión atmos férica: PIO2 = FiO2 – Patmatmos férica: PIO2 = FiO2 – Patm

Presión inspirada de O2 en el Presión inspirada de O2 en el alvéolo:alvéolo:

PIO2 = FiO2 (P atm – PH2O)PIO2 = FiO2 (P atm – PH2O)

PIO2 = 21% (760 mmHg – 47 mmHg)PIO2 = 21% (760 mmHg – 47 mmHg)

FLUJO EN LA VIA AEREA FLUJO EN LA VIA AEREA

Turbulento: Ocurre si el flujo de Turbulento: Ocurre si el flujo de aire es alto, la densidad del gas aire es alto, la densidad del gas es elevada, radio de la vía aérea es elevada, radio de la vía aérea es grande: tráquea.es grande: tráquea.

Transicional: Ocurre en los puntos Transicional: Ocurre en los puntos de ramificación de las vías aéreasde ramificación de las vías aéreas

Laminar: Vías aéreas periféricas Laminar: Vías aéreas periféricas donde la velocidad es muy baja. donde la velocidad es muy baja.

Relación ventilación-Relación ventilación-perfusiónperfusión

La ventilación pulmonar (La ventilación pulmonar (VV) y la ) y la cantidad de sangre que recibe el cantidad de sangre que recibe el pulmón (perfusión, pulmón (perfusión, QQ) guardan ) guardan una correlación, que se rompe en una correlación, que se rompe en un punto: UMBRAL VENTILATORIOun punto: UMBRAL VENTILATORIO

Reposo : Reposo : – Q = 5L/min bases > vérticesQ = 5L/min bases > vértices– V= 4,2L/minV= 4,2L/min vértices > bases vértices > bases– V/Q=0,8V/Q=0,8

PRESION PARCIAL DE LOS GASESEN EL AIRE ATMOSFERICO

PRESION PARCIAL DE LOS GASESEN EL AIRE ATMOSFERICO

1º LOS GRADIENTES DE PRESIÓN

2º LA SUPERFICIE DE INTERCAMBIO

3º LA DISTANCIA DE DIFUSIÓN

PO2PCO2

PO2PCO2

(enfisema)

(edemapulmonar)

pared capilarpared del alveolo

globulorojo

gradientes de oxígeno

1º LOS GRADIENTES DE PRESIÓN

2º LA SUPERFICIE DE INTERCAMBIO

3º LA DISTANCIA DE DIFUSIÓN

PO2PCO2

PO2PCO2

(enfisema)

(edemapulmonar)

pared capilarpared del alveolo

globulorojo

gradientes de oxígeno

FACTORES QUE AFECTAN EL TRANSPORTE DE GAS POR DIFUSIÓNEN LOS PULMONES Y EN EL TEJIDO

FACTORES QUE AFECTAN EL TRANSPORTE DE GAS POR DIFUSIÓNEN LOS PULMONES Y EN EL TEJIDO

Presión Parcial de los Gases

RESISTENCIA EN LA VIA RESISTENCIA EN LA VIA AEREA AEREA

Este concepto tiene significado Este concepto tiene significado en fisiología pulmonar solamente en fisiología pulmonar solamente en términos de FLUJO.en términos de FLUJO.

RESISTENCIA = difer. de presiónRESISTENCIA = difer. de presión

______________ ______________

flujo ( lt/ seg)flujo ( lt/ seg) La resistencia se expresa como:La resistencia se expresa como:

* cm de H2O / lt / seg* cm de H2O / lt / seg

RESISTENCIA PULMONAR RESISTENCIA PULMONAR

Está dada por la resistencia del tejido Está dada por la resistencia del tejido pulmonar más la resistencia de la vía pulmonar más la resistencia de la vía aérea.aérea.

La resistencia de las vías aéreas La resistencia de las vías aéreas constituye el 80% de la resistencia constituye el 80% de la resistencia total.total.

La resistencia de las vías aéreas puede La resistencia de las vías aéreas puede elevarse en forma significativa en elevarse en forma significativa en presencia de algunas enfermedades. presencia de algunas enfermedades.

DISTRIBUCION DE LA DISTRIBUCION DE LA RESISTENCIA RESISTENCIA

Las vías aéreas superiores son Las vías aéreas superiores son responsables del 20 – 40% de la responsables del 20 – 40% de la resistencia total de vías aéreas, resistencia total de vías aéreas, aumenta al respirar por la nariz.aumenta al respirar por la nariz.

La resistencia en las vías aéreas La resistencia en las vías aéreas periféricas es menor: la superficie de periféricas es menor: la superficie de corte transversal es mayor. corte transversal es mayor.

La mayor resistencia al flujo del aire la La mayor resistencia al flujo del aire la oponen a las vías aéreas de mediano oponen a las vías aéreas de mediano calibre.calibre.

RESISTENCIA Y VOLUMENES RESISTENCIA Y VOLUMENES PULMONARESPULMONARES

VOLUMEN ALTOVOLUMEN ALTO

1.1. < resistencia< resistencia

2.2. > gradiente de > gradiente de presión de paredpresión de pared

3.3. retroceso retroceso elástico alveolar elástico alveolar abre las vías abre las vías aéreas.aéreas.

VOLUMEN BAJOVOLUMEN BAJO

1.1. Esfuerzo Esfuerzo espiratorioespiratorio

2.2. Presión pleural Presión pleural > +> +

3.3. > compresión > compresión dinámicadinámica

4.4. < retroceso < retroceso elástico alveolar.elástico alveolar.

Factores que modifican la Factores que modifican la resistencia de la vía aérearesistencia de la vía aérea

> Resistencia> Resistencia

( constricción)( constricción) Estímulo Estímulo

parasimpáticoparasimpático AcetilcolinaAcetilcolina MetacolinaMetacolina HistaminaHistamina SerotoninaSerotonina < PCO2< PCO2

< Resistencia< Resistencia

(dilatación)(dilatación) Estímulo Estímulo

simpáticosimpático B2 agonistasB2 agonistas Oxido nitrosoOxido nitroso > PCO2> PCO2 < PO2< PO2

COMPRESION DINAMICA COMPRESION DINAMICA

Aumento de la resistencia de la vía Aumento de la resistencia de la vía aérea durante la espiración forzada aérea durante la espiración forzada

Punto de presiones iguales: la Punto de presiones iguales: la presión dentro de la vía aérea es presión dentro de la vía aérea es igual a la presión por fuera de ella. igual a la presión por fuera de ella. Gradiente de presión transmural = 0Gradiente de presión transmural = 0

Punto de cierre: cuando la presión Punto de cierre: cuando la presión afuera es > que la presión en el afuera es > que la presión en el interior de la vía aérea.interior de la vía aérea.

DINÁMICA DE LA DINÁMICA DE LA VENTILACIÓN VENTILACIÓN

La finalidad de los movimientos La finalidad de los movimientos respiratorios es incrementar el flujo respiratorios es incrementar el flujo aéreo en los pulmones. aéreo en los pulmones.

El principal músculo inspiratorio es el El principal músculo inspiratorio es el diafragma, siguiendo los intercostales diafragma, siguiendo los intercostales externos, pectorales y ECM. Los externos, pectorales y ECM. Los músculos espiratorios son: intercostales músculos espiratorios son: intercostales internos y rectos abdominalesinternos y rectos abdominales

La espiración normal es resultado de la La espiración normal es resultado de la elasticidad pulmonarelasticidad pulmonar

TRABAJO RESPIRATORIO TRABAJO RESPIRATORIO

El trabajo respiratorio depende El trabajo respiratorio depende del cambio de presión por unidad del cambio de presión por unidad de cambio de volumen.de cambio de volumen.

Trabajo elástico: es el necesario Trabajo elástico: es el necesario para vencer el retroceso elástico.para vencer el retroceso elástico.

Trabajo de resistencia: para Trabajo de resistencia: para vencer la resistencia de las vías vencer la resistencia de las vías aéreas. aéreas.

TRABAJO RESPIRATORIO TRABAJO RESPIRATORIO

La ventilación de los pulmones está La ventilación de los pulmones está determinada por el esfuerzo del sistema determinada por el esfuerzo del sistema respiratorio y las propiedades elásticas y respiratorio y las propiedades elásticas y resistencias del aparato respiratorio.resistencias del aparato respiratorio.

Las propiedades mecánicas de la Las propiedades mecánicas de la respiración se utiliza la determinación respiración se utiliza la determinación de la distensibilidad pulmona, las de la distensibilidad pulmona, las resistencias pulmonares y el trabajo de resistencias pulmonares y el trabajo de la respiración. la respiración.