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RESPIRACIÓN
Intercambio de gases entre la atmósfera y las células
RESPIRACIÓN EXTERNA(pulmonar)
RESPIRACIÓN INTERNA(tisular)
Intercambio de gases entrelos pulmones y la sangre
Intercambio de gases entrela sangre y las células
Ventilación: movimientos de aire dentro y fuera de los pulmones
Transporte de O2 y CO2 entre los pulmones y los tejidos
RESPIRACIÓN EXTERNA (pulmonar)
narizfaringe
laringe
tráquea
bocabronquios
porciónCONDUCTORA
porciónRESPIRADORA
porciónMOTORA
pulmón
caja
torácica ymúsculos
se realiza por medio del aparato respiratorio
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ESTRUCTURA Y FUNCION DE LA NARIZ
-Conduce el aire desde ext
- Humedece y calienta aire
- Filtra y limpia el aire
- Cámara de resonancia voz
- Contiene R del olfato
La Faringe conecta cavidad nasal y oral con la LARINGELa LARINGE :• conduce el aire a la tráquea• Separación de las rutas seguidas por la comida y el aire• Participa en la producción de voz
La voz se produce por resonancia del aire expulsado al cerrar/abrir la glotisTono, volumen se modulan por tensión de cuerdas vocales y fuerza de expulsión
del aire. La Faringe: resonancia que amplifica. Se da forma al sonido conlengua, labios, etc
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TRÁQUEA
MucosaSubmucosa
Adventicia
Anillo de Cartílago hialino
Exófago
Músculo
traqueal
Luz de latráquea
Epitelio pseudoestratificadoCiliado, columnar
Glándulas seomusosasen la submucosa
Cartílago hialino
Después del último cartílago traqueal, la tráquea se divide enbronquios izdo y dcho.El aire que llega a los bronquios está(1) limpio, (2)caliente y (3)saturado de vapor de agua.
Los bronquios se ramifican al entrar en los pulmones hasta 23 órdenesde magnitud proporcionando una formidable superficie de intercambio!
EL ARBOL BRONQUIAL- porción conductora a los PULMONES
vértice delpulmón
base del pulmón
bronquios 1ºs
bronquios 2ºs
bronquios 3ºs
lóbulo
cada lóbulo delpulmón recibe el airepor un bronquiosecundario
Conforme seramifican losbronquioscambia:-Cartilago-Epitelio
-Musculo aumenta
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PULMONES- la porción respiratoria está constituida por losbronquiolos, conductos alveolares y alveolos
bronquiolo
conductoalveolar
bronquioloterminal
conductoalveolar
alveolo
Sacoalveolar
saco alveolaralveolo
conductoalveolar
bronquiolo
Bronquiolos:-Epitelio cúbico
-Capa muscliso circular*No cls prod mucus*Ni cartílago
300Millonesde alveolos!
Una red de capilares rodea cada alveolo.Los bronquiolos contienen músculo liso
arteria
vena
bronquiolos
fibraselásticas
músculoliso
capilares
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El intercambio de gases del pulmón se produce por DIFUSIÓN a través dela MEMBRANA ALVEOLOCAPILAR
célula tipo II- productora de surfactantecélula tipo I- de la pared alveolar
núcleo de lacélulaendotelial
Glóbulo rojo
alveolo
capilar
poros alveolares:Conectan alveolos
Se igualan las presiones
alveolos
macrófago
membranaalveolocapilar
epitelio alveolar
membranas basalesdel epitelio alveolar ycapilar
endotelio capilar
núcleo dela célulaepitelialtipo I
La parte motora de los pulmones depende de:• La caja torácica ósea• La pleura• Los músculos respiratorios
vértebras
La caja torácica ósea: costillas
esternón
pleura parietalLa membrana pleural pleura visceral
cavidad pleural
2 suministros de sangre a los pulmones:A.pulmonar (AD) y Arterias bronquialesque se originan en Aorta y suministran sangreoxigenada a los pulmones. Las venas bronquiales hacenanastomosis con las venas venas pulmonares
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Músculos inspiratorios Músculos espiratorios
esternocleidomastoideo
escalenos
serrato ant.
Intercostalesext.
diafragma
Intercostalesint.
triangular delesternón
oblicuoexterno
recto anterior
Los intercostalesexternos secontraentirando de lascostillas yesternón haciafuera
El diafragma secontrae y baja
Los intercostalesexternos serelajan, elesternón ylas costillas semueven haciadentro
El diafragma se
relaja y sube
INSPIRACIÓN ESPIRACIÓN
Volumen caja torácica
Los pulmones se estiran (aumenta su volumen)
La presion intrapulmonar (-1mm Hg)
Los gases fluyen al interior pulmones siguiendo
su gradiente de presión hasta que la P intra-pulmonar = P atmosférica (0 mm Hg)
Volumen caja torácica
Los pulmones se encogen (su volumen)
La presion intrapulmonar (+1mm Hg)
Los gases salen de los pulmones (gradientede presión) hasta que la P intra-pulmonar= la P atmosférica (0 mm Hg)
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Tensiónsuperficialalveolos
Elasticidad deltejido pulmonar
paredtorácicarígida
La elasticidad del tejido pulmonar y la tensión superficial del líquido alveolar seoponen a la distensión del pulmón por la pleura. En reposo la P intrapleural es -
Las moléculas de abajo atraen a lasmoléculas de la superficie hacia la masadel líquido. El líquido toma la forma con
menor superficie expuesta
Cuanto más pequeño es el alveolo mayor será lapresión que hay que hacer para distenderlo(presión de apertura)
Presión intrapleural756 mm Hg
Las células tipo II de los alveolos producen surfactante (fosfolipoproteina),que disminuye la tensión superficial, especialm en los alveolos más pequeños!!!
TENSION SUPERFICIAL
La unión entre si de las moléculas de agua enel interior de los alveolos tiende a aproximarsus paredes (tensión superficial).
El aumento de volumen de la caja torácica durante la inspiración hacedisminuir la presión del gas en el interior del pulmón
P ext = P atmosférica 760 mmHg (0)
enreposo
MECANISMO VENTILATORIO
espiración
Presiónintrapleural
Presiónintrapulmonar
Presiónatmosférica
inspiraciónfinal de lainspiración
Ley Boyle: PV=cte. PV= P´V´;
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capacidadinspiratoria
tiempo
V o l u m e n ( l i t r o s )
Volúmenes y Capacidades pulmonares (ε volúmenes)
capacidadresidual
funcional
capacidadvital capacidad
total
volumen dereservainspiratorio
volumencorrientevolumen dereservaespiratorio
volumenresidual
ESPIROMETRÍA: medida de vol. de aire movilizados en la respiración
la presión de un gas resulta de la colisión de las moléculas con las paredes
En una mezcla de gases la suma de las presiones parciales de cada unoda lugar a la presión total
152152mmHgmmHg
Aire: 20% oxígeno80% nitrógeno
presión parcial de oxígeno PO2 =1/5 x 760 = 152 mm Hgpresión parcial de nitrógeno PN2=4/5 x 760 = 608
vacío
Aire a nivel del mar
LEYES FISICAS QUE RIGEN LA DIFUSIÓN DE O2 Y CO2 EN LOSALVEOLOS PULMONARES
A U M E N T
A
PV=nRT
T V
Patm= PO2 + PCO2 + PN2
En aire:
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Cuando una mezcla de gases (aire) está en contactocon un líquido (H2O alveolos), cada gas se disuelveen el líquido en proporción a su presión parcial.
En equilibrio la presión parcial en el líquido
iguala la presión parcial del gas en el aire.
LAS LEYES DE LA DIFUSIÓN RIGEN EL INTERCAMBIO DE O2 YCO2 EN LOS ALVEOLOS PULMONARES
La velocidad (y la cantidad) de un gas quepasa de una fase a la otra depende de lasdiferencias de presión parcial entre las dosfases (gradiente de Pp).
Q/t: n molecs difunden en unidad tpo
D: coef difusión (depende Pm, Tª, viscos…caract gas)S: superficie para difundirC1 y C2: conc gas en los 2 mediosL: longitud, distancia que recorrer
t L
(Ley de Krogh (Pp))
Q = DxSx (C1-C2)Ley de FicK:
FACTORES QUE AFECTAN LA DIFUSION DE GASES ENTRE LOSALVEOLOS Y LA SANGRE:
1º LOS GRADIENTESDE PRESIÓN (P1-P2)
PO 2
PCO 2
(edema pulmonar)
globulorojo
gradientes de oxígeno pared capilar pared del alveolo
t LQ = KxSx (P1-P2)
Ley de Krogh
3º LA DISTANCIA DE DIFUSIÓN (L)
2º LA SUPERFICIE DEINTERCAMBIO (S)
(enfisema)
Importante para el intercambio en tejidos
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RELACIONES VENTILACIÓN - DIFUSIÓN
1- normal2- perfusión reducida3- barrera de difusión4- ventilación reducida
Acoplamiento por autorregulación ventilación – perfusiónpor mcs intrínsecos
PO2PCO2
ventilación alveolaraumentada: poca perfusión
Vasodilataciónde las arteriolas mucha ventilaciónmucha perfusión
La disminución de O2 produce contracción del músculo liso de las arteriolas(mecanismo inverso al de otras zonas de la circulación sistémica)El aumento de CO2 produce dilatación del músculo liso de los bronquiolos.
PO2PCO2
ventilación alveolar reducidaexcesiva perfusión
Vasoconstricciónde las arteriolas poca ventilaciónpoca perfusión
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La Hemoglobina (Hb) y la función de los GR
Figure 18.4a, b
• Oxi-hemoglobina – Hb unidaal oxígeno (el O2 se une enlos pulmones)
• Deoxi-hemoglobina-Hbreducida (el O2 hadifundido a los tejidos)
• Carbaminohemoglobina- Hbunida al dióxido de carbono(el CO2 se une en lostejidos).
• *CarboxiHb (CO):envenenamiento
• La Hemoglobina une oxígeno reversiblemente (la mayor parte del O2sanguíneo está unido a la hemoglobina).
• La Hemoglobina está compuesta por:– La proteína globina , formada por 2 cadenas alfa y 2 beta, todas ellas
unidas al grupo hemo– Cada grupo hemo tiene un átomo de hierro, capaz de unir una molécula
de oxígeno• Cada molécula de hemoglobina puede transportar 4 moléculas de oxígeno
LA UNIÓN DEL OXÍGENO A LA HEMOGLOBINA
En la deoxiHb lassubunidades estánunidas fuertemente-estado TENSO
La unión de oxígeno hacemás fácil la unión de lassiguientes moléculasCOOPERATIVIDAD
estado RELAJADO
CURVA DE DISOCIACIÓN DE LA Hb
Presión parcial de Oxígeno
% d e O x í g e n o e n H b
( S A T U R A C I Ó N )
Cantidad de O2liberado aldisminuir la PO2
S A T U R A C I Ó N
Comparación entre la curva dedisociación de la Hb y la de lamioglobina (no hay cooperatividad)
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FACTORES QUE AFECTAN LA CURVA DE DISOCIACIÓN DE LA Hb
Algunos aumentanla afinidad de laHb por el O2
(desplazamientode la curva a laizquierda):
BPG
Hb fetal
Otros hacen que elO2 se libere másfacilmente de la Hb
(desplazamiento dela curva a la
derecha):
BPGCO2H+
temperatura
BPGCO2
H+
BPG
Hb
fetal
temperatura S A T U R A C I Ó N
Coeficiente de utilización varía con condic fisiológicas, los de P50 (carga) facilitan intercambio
TRANSPORTE DE O2 EN SANGRE97% como OXIHEMOGLOBINA
3% disuelto en plasma
TRANSPORTE DE CO2 EN SANGRE67% como BICARBONATO
(citopl. gr.)
24% como CARBAMINOHEMOGLOBINA9% disuelto en plasma
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
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Transporte en sangre de CO2, H+ y O2
tejidos
alveolos
CO2
CO2
H+
H+
H2CO3
H2CO3
HCO3-
HCO3-
HCO3-
eritrocito
AnhidrasaCarbonica
AnhidrasaCarbonica
H2O
H2O
(FENOMENOHAMBURGER)
EFECTO BHOR:Al pH o [CO2]La afinidad de Hbpor O2(descarga en tejidos)
EFECTO HALDANE:de la capacidadtampón de la Hb al
[O2]
El pH se mantiene por
- la formación deCompuestoscarbamínicos,- Combinaciónde H+ conproteínas (Hb)- y la acciónde la AC
protuberanciabulbo
CONTROL NERVIOSO DE LA RESPIRACIÓN
Centro inspiratorio
Centro espiratoriobulbo
protuberancia
Centro Pneumotáxico
Centro Apnéustico
a los músculos inspiratorios
a los músculos espiratorios
músculos intercostales diafragma
La actividad en los centrosespiratorio e inspiratorio sealternan cíclicamente,produciendo un ritmorespiratorio de 13-15respiraciones por minuto.
Ritmo normal= eupnea
*Los centros Neumotáxico y Apneustico suavizan la
transición entreinspiración y espiración
Actividadmarcapasos
ajustan
CI responsablede inspiración (PA)
y espiración (no PA)solo en espiraciónforzada actúa elC. “espiratorio”
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FACTORES QUE INFLUYEN EN EL RITMORESPIRATORIO
Centros voluntarios de la corteza cerebral:mandan fibras eferentes
directamente a motoneuronas medulares,NO A LOS CRs!!!Estímulo emocional y dolor
Quimio-Rperiféricos
Quimio-Rcentrales
Receptores enmúsculos y
articulaciones
Centrosrespiratorios (CRs)de bulbo y
protuberanciaReceptores al
estiramiento enpulmones
Receptores a la
irritación
Partes del sistema respiratorio
Definición de respiración
conductorarespiradoramotora
Mecanismos de la respiración externaLas presiones respiratoriasLos volúmenes y capacidades
El intercambio de gasesFactores que influyen en la difusiónLa relación ventilación- perfusión
El transporte de gases en sangre
Transporte de O2Transporte de CO2
Control de la respiración
