SISTEMA RESPIRATORIO
Hernán Jiménez
Kinesiólogo
Bases morfológicas sistema respiratorio
Estrecha relación entre la forma y función Función principal es generar intercambio
gaseoso Podemos diferenciar 3 aéreas estructurales
De acuerdo a su función○ Área de intercambio gaseoso○ Vías aérea de conducción○ Caja torácica
Alveolos Se da el intercambio
gaseoso Estructuras huecas,
relativamente hemisféricas Permanente renovación En sus paredes circula
sangreMalla capilar
Tapizada por 2 tipos de celular
Alveolos
Neumocito I
Pequeño número Recubren el 90% superficie total
alveolar Membrana basal fusionada con red
capilar < 1 µm de espesor
Neumocito II
Célula cuboidea. Su principal función es generar
surfactante pulmonar. Funciones
metabólicas en el pulmón.Reparación en la destrucción de NMI
Surfactante pulmonar
Elimina los efectos de la tensión superficial
Alveolos colapsados necesitan mayor presión para ser abiertos
La pared alveolar tiene cierta tension relacionada conPresion interna (P)Con el radio esferico (r)Según Laplace
P = 2 TS
R
Surfactante pulmonar
Movilización de aire entre alveolos a través de los poros de khon
HistéresisPelícula de
surfactante se estira su TS aumenta
Tensión superficial
Organización alveolar Alveolos en pulmón
200 a 600 millones de alveolos40 a 100 metros cuadrados
Alveolos se agrupansuperficie depresión redondeadagenerando Sacos alveolaresConfluyen en espacios tubulares
○ Ductos○ Varios ductos generan un Bronquio
RespiratorioZona de transiciónEstructura de vía aérea de conducciónConserva alveolos en sus paredes
Lobulillos
PrimarioConjunto alimentado por un
BR○ Ductus○ Saco○ Alveolos
Secundario3 a 5 bronquilo terminalesPrevio al saco y ductus
alveolar
Morfología Todas estructuras se unen a vasos
sanguíneos y linfáticoParénquima pulmonar
Los vasos sanguíneos a nivel terminal pierden musculo lisoArteriolas
○ Red capilar
Vías de conducción aérea Sangre circulante
Extrae O2 alveolarCarga con CO2 capilarGenerando intercambio
gaseoso
Vía aérea Inicia en la nariz
Acondiciona el aire○ Filtra
MocoRed vellos
○ HumidificaMoco
○ CalientaRed vascularCornetes
Defensa○ Filtro○ Reflejo estornudo○ Tejido linfoideo y anticuerpos
Vía Aérea
Faringe○ Conexión con la boca
Mantener permeabilidad○ Musculoso faríngeos y
lingualesTono adecuadoPermeableCaso contrario
- Colapso y obstrucción del flujo
Vía aérea
InfralaríngeaForma de árbol invertido
○ Tronco TráqueaTrayecto de 12 a 15 cm
○ Dicotomía asimétrica23 generaciones de ramas
- 16 son de conducción
Vía aérea
TráqueaLínea media del cuelloSe desvía ligeramente a la derecha por el
arco aórtico17 a 26 cm adultosEstabilidad dada por cartílagos
○ Forma de C hacia el dorso○ Inserción de haces musculares
Disminución del lumenImportante en la tos
Vía aérea
Mecanismo mucociliarEpitelio ciliadoGlándulas mucosas
○ Células caliciformes○ Glandulas mucosas
Correa transportadora de mucus20 mm por minutoAl llegar a la faringe el mucus
es deglutido insensiblemente
Vía Aérea Mas a la periferia disminuye
densidad de cartílagosPresencia de cartílagos
incompletosVía aérea menor a 2 mm
desaparece el cartílago Dicotomías
Cada rama hija es de calibre menor
Suma de área de sección es mayor a madre.
Vía Aérea
Pulmones Hilio Fisuras
1 izquierdo2 derecho
Caja torácica
Movimiento en Haza de balde Músculos ventilatorios Resistencia protección
pleura
Membrana serosaEn su interior hay líquidos
y proteínas2 pleuras
○ VisceralContacto con la caja torácica,
mediastino, diafragma
○ ParietalRecubre pulmones
De aquí en adelante Ventilación pulmonar
Fenómeno mecánico que asegura recambio de aire Distribución y relación Ventilación-Perfusión (V/Q)
Renovación proporcional de aire y sangre a cada lado de la Mb de Difusión
Difusión Intercambio de gases entre aire y sangre a través de
mb alveolocapilar Transporte
De O2 y CO2 dado por la sangre Regulación de la respiración
Conjunto de mecanismos de control de la respiración
De aquí en adelante
Mecanismo de defensaCelular y hormonalFiltro de particularTos
Modificador bioquímicoModificación de sustancias humorales
Reservorio de sangre
Mecánica ventilatoria
VentilaciónFenómeno mecánicoRenueva cíclicamente el aire
alveolarFuelle
○ Vías aéreas○ Tórax○ Pulmón
Mecánica Ventilatoria
Características estructurales y funcionalesDimensión del fuellePresión que generaFuerzas que lo muevenResistencia que se opone a la ventilaciónFlujos constantesRendimiento y eficacia mecanica
Mecánica ventilaroria
Dimensión fuelle toracolumbarMedición a través de
contenido gaseosoMedición echa con un
espirómetro
NER
Equilibrio pasivo entre fuerza explosiva del torax y fuerzas implosivas del pulmon
Mecánica ventilatoria
Volúmenes Volumen corriente (Vt)
Cantidad de aire que entra y sale constantemente en una actividad especifica.
Volumen de reserva inspiratorio (VRI)Capacidad de aire que se puede inspirar mas haya
del vt Volumen de reserva espiratorio (VRE)
Capacidad de aire que es puede expirar mas haya del vt
Volumen residual (VR)Cantidad de aire que queda en el pulmon después de
una espiración forzada final de VRE
Capacidades Capacidad pulmonar total (CPT)
Cantidad de gas contenido en el pulmón desde final de VRI hasta final de VR
Capacidad vital (CV)Cantidad de aire total que se puede movilizar
Capacidad inspiratoria (CI)Cantidad de aire máximo que se puede inspirar
Capacidad residual funcionalVolumen de gas que permanece en el pulmón
luego de una espiración normal
Calculen
Formula de…CPTCVCICRF
Volúmenes Normales VC o VT : 0.5 L. aprox. VRI : 2.5L. VRE: 1.8 L. VR: 0.6 L. CPT: 6 L. VR+VRE+VC+VIR CV: 4.8 L. VER+VC+VIR CI: 3 L. VC+VRI A PARTIR DEL NER CRF: 3 L. VER+VR CUANDO ESTÁN EN EL NER.
Presiones Flujos van de menor a mayor presión 4 presiones
Presión atmosférica○ Convencionalmente se toma como 0
Presión en la boca○ Boca abierta = presión atmosférica○ Con flujos puede ser superior o inferior a
atmosférica Presión en vías aéreas
○ Según dirección es decreciente hacia el alveolo o hacia la boca
Presión alveolar○ Estática con glotis abierta igual a atmosférica○ En movimiento se hace mayor o menor a la
boca Presión pleural
○ Habitualmente subatmosférica Presión transpleural
○ Presión entre la boca y la pleura○ Determina el grado de tensión del pulmón
Presiones
Músculos ventilatorios
Todos aquellos que participan en la movilización de gases pasiva o forzadamente
La inspiración es un fenómeno activo en reposo
La espiración es un fenómeno pasivo en reposo
Diafragma
Principal musculo de la respiración
Se contrae con una frecuencia de 10 veces por minuto.
Características que lo asemejan al miocardio
Junto al cerebro y el corazón reciben la mayor parte del O2
Elasticidad y distensibilidad La elasticidad pulmonar depende de
Estructura fibroelastica del parenquima pulmonar
Tensión superficial (aire liquido)Tejido elastico y conectivo de vasos y
bronquiosContenido de sangre del lecho vascular
pulmonar
Elastisidad y distensibilidad Propiedades elásticas se
pueden estudiar en función del cambio de presión y de volumen
Elasticidad y distencibilidad Compliance es la distencibilidad y es lo
contrario a la elastancia
Compliance
Se modifica en función del volumen y la presión
Se necesitan pequeñas presiones para movilizar altos flujos al inicio
Se necesitan Altas presiones para movilizar un bajo flujo al final
Curva presión volumen torax
Colágeno y elastina A pesar de que se
encuentran acopladas responden de manera diferente
Las fibras colágenas con mayor fuerza determinan la tensión del pulmón en máxima elongación
Resistencia Vía aérea Se da por el paso de aire a través de las vías de
conducción Se define como
Presión necesaria para un flujo aéreo de 1 litro por segundo Representa 80% o mas de la resistencia de la Vía
Aérea
Resistencia
La resistencia de un tubo con flujo laminar esta determinada por la ecuación de Pouseille
Flujos pulmonares Los flujos y volúmenes
inspiratorios se pueden representar en una grafica de flujo/volumen
Se obtiene desde una inspiración forzada desde vt hasta una expiración forzada (VR)
Logrando medir CPT
Curva espiratoria Relativamente triangular Máximo flujo espiratorio (FEM),
Volumen respiratorio alto (75% a 100% CV)
FEM dependeEsfuerzo efectuadoResistencia Vía aéreaEn clínica se mide a través del PEF (peak
expiratory flow)Se mide FEM al 50 y al 25%
○ Independientes del esfuerzo○ Depende de retracción elástica
Curva inspiratoria
Relativamente semi circular
Se mide Flujo inspiratorio máximo al 50% de la CV (FIM50)
Este depende del esfuerzo y resistencia de la vía aérea central
Ventilación alveolar
Espacio muerto anatómico
Espacio muerto alveolar
Espacio muerto fisiológico
VE VA
Ventilación alveolar
Presión alveolar
Ventilación alveolar normal se define comoAquella capaz de mantener presión alveolar
de CO2 (PaCO2) dentro de los limites normales
Es inverso a su remoción por la Ventilación alveolar (Va)
Escaso CO2 ambiental, depende de producción por el organismo (VCO2)
Normalidad la Producción = Remoción
Presión alveolar
Donde K es coeficiente para mantener la presion en mmHg (0,865)
Presión alveolar de O2
La PaO2 equilibrio entre consumo y aporte de ventilación
Aporte ventilatorio depende de Presión parcial de O2 AmbientalEsta depende de la presión barométricaA diferencia de CO2 la presión arterial de
O2 (PAO2) no es igual a la (PaO2)
PAO2
Ecuación del Gas arterial
PiO2 = Presión inspirada de O2 PAO2 = Presión arterial O2 PaCO2 = Presión alveolar O2 QR = Coeficiente respiratorio (VCO2/VO2)
Generalmente 0,8
PiO2
Presión inspirada de O2 Es la cantidad de O2 administrado en
aire ambiental en función de la presión barométrica (altitud)
FiO2 = Fracción inspirada de oxigeno
Ejercicio
Ventilación perfusion
Si la ventilación y la perfusión no son normales No implica que haya un intercambio
eficienteBuen acoplamiento entre ventilación y
perfusión
Ventilación perfusión
Diferencias V/Q a lo largo del pulmón
El pulmón no es una cámara únicaEs un complejo de vías
aéreas con distintas perfusiones y ventilaciones
Ventilación perfusión
La ventilación disminuye desde las bases hacia los vértices
Presión pleural es diferente a lo largo de las zonas
Al inicio la presión es mayor en vértices (10 cmH2O) que en bases (2,5 cm H2O)
CORTOCIRCUITOFISIOLOGICO: venas bronquiales y de Thebesio
40
40
100
100
98
95
40
90
VERTICES
BASES
Transferencia y difusión de gases
Volumen de gas que difunde
V= Presión x área x d (coef dif) Grosor membrana
Presión arterial de oxígeno (PAO2)
Está determinada por el equilibrio entre consumo y el aporte de la ventilación
El factor principal para la PAO2 es la presión parcial del aire inspirado
Otro factor es la presión de PACO2 que es igual a la PaCO2
ADMINISTRACION DE OXIGENO 100% A UN NORMAL
700 70040 40
40
500
Tipos de relación V/Q
Relación V/Q normal (V/Q=1)
Disminución de V/Q (V/Q < 1)
Cortocircuito o relación (V/Q = 0)
Disminución de la relación (V/Q >0 y <1)
Aumento de la relación V/Q (V/Q= ∞)
ATELECTASIA POR OBSTRUCCION
Tumor endobronquial
ATELECTASIA POR COMPRESION
ATELECTASIA POR RELAJACION
Normal Neumotórax
CONSECUENCIAS DELCOLAPSO ALVEOLAR
• CORTOCIRCUITO (generalmente con hipoxemia de
magnitud menor a lo esperado)
• DISMINUCION DE LA DISTENSIBILIDAD
• TAQUIPNEA
• VOLUMEN CORRIENTE PEQUEÑO
• AUMENTO DEL TRABAJO RESPIRATORIO
RELLENO ALVEOLAR
PATRON DE RELLENO ALVEOLAR
RELLENO ALVEOLAR
CAUSAS
•EDEMA PULMONAR
•EXUDADO INFLAMATORIO
•CELULAS NEOPLASICAS
•HEMORRAGIA
•ASPIRACION DE LIQUIDO
CAUSAS DE RELLENO ALVEOLAR
EDEMA PULMONAR
CARDIOGENICO
Insuficiencia cardiaca izquierda
Sobrecarga de volumen
NO CARDIOGENICO
(parte del síndrome de respuesta inflamatoria sistémica)
Infección
Trauma
Otros
Normal Edema no cardiogénico
CAUSAS DE RELLENO ALVEOLAR
EXUDADO INFLAMATORIO
Neumonías
Bronconeumonías
Aspiración de contenido gástrico
Normal Neumonía
CAUSAS DE RELLENO ALVEOLAR
CANCER
Cáncer bronquioloalveolar
CAUSAS DE RELLENO ALVEOLAR
HEMORRAGIA
Hemoptisis masivas
Sangramiento alveolar
CAUSAS DE RELLENO ALVEOLAR
ASPIRACION LIQUIDO
Agua dulce
Agua salada
CONSECUENCIAS DEL RELLENO ALVEOLAR
•CORTOCIRCUITO•DISMINUCION DE LA DISTENDIBILIDAD•AUMENTO DE LA FRECUENCIA RESPIRATORIA•VOLUMEN CORRIENTE PEQUEÑO
INSUFICIENCIA
RESPIRATORIA
INSUFICIENCIA RESPIRATORIA
DISMINUCION DE LA PaO2 BAJO 60 mm Hg
IMPLICA RIESGO DE HIPOXIA TISULAR
Gasometría arterial
INSUFICIENCIA RESPIRATORIA
INSUFICIENCIA RESPIRATORIAMECANISMOS DE COMPENSACION
AUMENTO DEL GASTO CARDIACO REDISTRIBUCION DEL GASTO CARDIACO AUMENTO DE LA CONCENTRACION DE
HEMOGLOBINA (eritropoyetina) AUMENTO DEL NUMERO DE CAPILARES AUMENTO DE LA EXTRACCION DE O2 CAMBIOS CELULARES
40
40
40
100
47
Relación V/Q disminuida tipo cortocircuito
100
Relleno alveolar
Relación V/Q disminuida tipo cortocircuito
Colapso alveolar
40
40
40
700
55
ADMINISTRACION DE O2 EN EL CORTOCIRCUITO
700
47
40
50
40
100
55
100 50
Disminución de la relación V/Q (>0)
Obstrucción bronquial
40
100
40
700
400
700 100
ADMINISTRACION DE O2 EN OBSTRUCCION
60
45
50
Alteración de la difusión
DISMINUCION DE LA DIFUSION EN EL ENGROSAMIENTO DEL INTERSTICIO
100
70
300
ADMINISTRACION DE O2 EN EL ENGROSAMIENTO DEL INTERSTICIO
700
700
40 40
100
100
100 100
PO2AUMENTO DE LA RELACION V/Q
40
40
40
100
47
CORTOCIRCUITO POR RELLENO ALVEOLAR
100
GASES EN SANGRE VENOSO
PaO2 = 47 mmHg
PaCO2 = 32 mmHg
CORTOCIRCUITOFISIOLOGICO: venas bronquiales y de Thebesio
50
50
40
40
40
40
50
40
VERTICES
BASES
50
50
50
20
32
20
PaCO2
CORTOCIRCUITO POR RELLENO ALVEOLAR
normal
UnidadenfermaUnidad
sana
GASES EN SANGRE ARTERIAL
PaO2 = 47 mmHg
PaCO2 = 32 mmHg
POCO PULMON COMPROMETIDO
PACO2 un poco alta
MUCHO PULMON COMPROMETIDO
PACO2 Gravemente aumentada
¿COMO SE PUEDE
COMPENSAR LA
HIPOXEMIA EN UN
TRASTORNO V/Q?
40
40
40
100
47
CORTOCIRCUITO POR RELLENO ALVEOLAR
100
4040
100
60
CORTOCIRCUITO POR RELLENO ALVEOLAR COMPENSADO
100
40
VASOCONTRACCION
Mecanismo PaO2 PaCO2 Oxigenoterapia
V/Q = 0 Relleno Colapso
Baja Baja Normal Alta
Sin respuesta o muy baja respuesta
V/Q Obstrucción Difusa Intersticio grueso
Baja Baja Normal Alta
Mejora
V/Q Embolia No Baja Normal Alta
Difusión Intersticio grueso
Baja Baja Normal Alta
Mejora