INTRODUCCIÓN A LA

FISIOLOGÍA RESPIRATORIA

Fisiología Respiratoria

Objetivo: Proveer Oxigeno a los tejidos y eliminar el Dióxido de Carbono proveniente del metabolismo tisular.

Aspectos principales:Mecánica respiratoria Intercambio gaseoso en membrana respiratoriaTransporte de gases en sangreRegulación fisiológica.Evaluación funcional

RESPIRACIÓN

VENTILACIÓN

HEMATOSIS

RESPIRACIÓN CELULAR

O2

METABOLISMO CELULAR

MOLECULAS ORGANICASATP + CO2 + H2O

ENZIMAS DE CADENA RESPIRATORIA

VENTILACIÓN

INTERCAMBIO DE AIRE ENTRE LA ATMOSFERA Y EL PULMON, UTIL PARA RENOVACION DEL AIRE ALVEOLAR

RESPIRACION EXTERNA= RESPIRACION PULMONAR

MOVIMIENTOS DE ENTRADA Y SALIDA DE AIRE QUE REALIZA EL APARATO RESPIRATORIO

HEMATOSIS

INTERCAMBIO GASEOSO A NIVEL ALVEOLAR

O2 / CO2

O2

CO 2

MECANISMOS INVOLUCRADOS

EN LA RESPIRACION

CartílagoConducción(espacio muerto)

Hematosis

Fosas nasales

Faringe

Laringe

APARATO RESPIRATORIO:

VIAS AEREAS EXTRAPULMONARES: fosas nasaLes- faringe- laringe y traquea

VIAS AEREAS INTRAPULM: Bronquios-Bronquiolos-Conductos alveolares y Alvéolos

CAJA TORACICA Y SUS MUSCULOS

TEJIDO PULMONAR Y SUS VASOS

PLEURA

Alvéolos

Aprox 20-25 generaciones

Nro aumenta con edad pero se mantiene la proporción según sup. corporal

ESTRUCTURA DEL ARBOL BRONQUIAL

CONTROL DEL DIAMETRO DE LAS VÍAS AÉREAS

SN PARASIMPÁTICO: BRONCOCONSTRICCIÓN (leve-moderada; Vagal)

SN SIMPÁTICO: BRONCODILATACIÓN (beta adrenérgica)

CONTROL LOCAL

HISTAMINA y Sust de reaccion lenta de anafilaxia: BRONCOCONSTRICCIÓN

PROSTAGLANDINAS E1 y E2: BRONCODILATACIÓN

LEUCOTRIENOS: BRONCOCONSTRICCIÓN

Traquea- Bronquios- Bronquiolos- Bronquiolos respiratorios

Cartilago

Musc liso Mayor resistencia

Regulación Simpática

CELULAS ALVEOLARES

• NEUMOCITOS TIPO I:

HEMATOSIS

• NEUMOCITOS TIPO II:

SURFACTANTE

RESPIRACION O VENTILACION PULMONAR

VMR= VC X FR

VMR= 500 ml/resp x 12 resp/min = 6.000 ml/min = 6 l/min

VENTILACION ALVEOLAR VOL DE AIRE UTILIZADO PARA INTERCAMBIO GASEOSOVMV =( VC – VEM ) X FR

VMV = ( 500 - 150 ) X 12 = 4,2 L/MIN

VOLUMEN DE VENTILACION MAXIMA

VVM = CV X FR = 125 – 170 L/MIN

Espacio muerto fisiológico o funcional: EMAnat + EMAlveolar

EMAnat: espacio muerto anatómico (vías aéreas de conducción )EMAlv: espacio muerto alveolar (alvéolos poco o no perfundidos)

En personas normales el EMAnat es igual al EMFisiol.

MECANICA RESPIRATORIA

MECANICA RESPIRATORIA

Señal nerviosa

Contracción muscular

Cambio de volumen torax-pulmones

Cambio de presiones torax-pulmones

Gradiente de presiones medio externo-vía aérea

Entrada o Salida de un volumen de aire

MOVIMIENTOS VENTILATORIOS

INSPIRACION

ESPIRACION

ACTIVA

PASIVAACTIVA

FORZADA TRANQUILA

¿Cuáles son, cómo y cuando

actúan

los músculos respiratorios

durante un ciclo respiratorio ?

MECANICA RESPIRATORIA

INSPIRACION:

ESPIRACION:

DIAFRAGMA

INTERCOSTALES EXTERNOS

ESCALENO

SERRATOS ANT.

ESTERNOCLEIDOMASTOIDEOS

RELAJACION DE “ RECTOS ABDOMINALES

TF

PRESIONES DEL APARATO

RESPIRATORIO

-- 8 cm H2O

-- 5 cm H2O

-- 2 cm H2O

P IP

P alv

PVA

P TVA = PVA - PIP

PTP = Palv -- PIPPTVA: presión transmural de las vías aéreas

PTP: presión transpulmonar (presión de retroceso elástico de los pulmones, FEP)

PPT: presión de la pared torácica (Fza elástica de la pared torácica, FET)

Pva: presión de las vías aéreas

Palv: presion alveolar P IP: presión intrapleural

PRESIONES IMPLICADAS

PTT= PIP-PB

Presión intrapleural

Distribución de la P IP y el volumen alveolar. Nótese que la P IP mas negativa del vértice tracciona a dichos alvéolos con mas fuerza y los mantiene con un mayor volumen

GRADIENTE DE PRESION RELACIONADA CON LA FUERZA DE GRAVEDAD

LA BASE DEL PULMON SOPORTA TODO SU PESO, EN POSICION ERGUIDA

Relación toraco- pulmonar

ESTATICA

RELACIÓN TÓRACO-PULMONAR ESTATICA

Pulmones y tórax son dos estructuras elásticas separadas porel espacio intrapleuralPor su elasticidad, el pulmón por sí solo tiende a retraerse oCOLAPSARSE (FEP) y el tórax a EXPANDIRSE (FET)

EQUILIBRIO: FEP= --FET CRF

Equilibrio

Patm > Palv > PIP

Inspiración

Pa = Pip + FEP

Espiración

Palv > Patm > PIP

FLUJO

Relaciones de presión y flujo durante la respiración

¿Cómo podemos evaluar los

volúmenes y capacidades

pulmonares ?

1. Espirometría estática

2. Espirometría dinámica

VOLUMENES PULMONARESVC = 500 ml

VRI = 3000 ml

VRE = 1000 ml

VR = 1200 ml

1. ESPIROMETRÍA ESTÁTICAVOLUMENES Y CAPACIDADES PULMONARES

VRI

VRE

CAPACIDADES PULMONARESCI = VC + VRI = 3.500 ml

CRF = VRE + VR = 2.200 ml

CV = VRI + VC + VRE = 4.800 ml

CP = VRI + VC + VRE + VR = 6.000 ml

Volumen corriente (TV):Es el volumen de aire inspirado y espirado durante cada ciclo respiratorio normal.

Volumen de reserva inspiratoria (IRV):Es el máximo volumen de aire que puede ser inspirado desde el fin de una inspiración a volumen corriente.

Volumen de reserva espiratoria (ERV):Es el máximo volumen de aire que puede ser espirado desde el fin de una espiración a volumen corriente.

Volumen residual (RV):Es el menor volumen de aire remanente en los pulmones luego de una espiración máxima.

VOLUMENES PULMONARES

Capacidades: La suma de dos o más volúmenes genera las diferentes capacidades pulmonares.Capacidad pulmonar total (TLC):Es el volumen de aire contenido dentro de los pulmones luego de una inspiración máxima (IC + FRC o VC + RV).Capacidad vital (VC):Es el máximo volumen de aire que puede ser espirado luego de una inspiración a capacidad pulmonar total (IRV + VT + ERV o IC + ERV)Capacidad inspiratoria (IC): Es el máximo volumen de aire que puede ser inspirado desde el fin de una espiración a volumen corriente (VT + IRV).Capacidad residual funcional (FRC): Es el volumen de aire contenido en los pulmones luego de una espiración normal a volumen corriente (ERV + RV).

Los volúmenes pulmonares y sus subdivisiones están determinados por la interacción entre las fuerzas elásticas del pulmón y de la caja torácica que pueden actuar en forma sinérgica u opuesta a diferentes volúmenes torácicos. En los sujetos normales en reposo FRC representa la posición mecánicamente neutra del sistema respiratorio, lo que implica que la fuerza de retracción elástica pulmonar (positiva) y de expansión elástica del tórax (negativa) se encuentran en equilibrio. En adultos normales el valor de FRC es de aproximadamente el 50% de TLC.

CAPACIDADES PULMONARES

MEDICION DEL VOLUMEN RESIDUAL

Unico vol no medible por espirometría directa

Se utiliza Técnica de Dilución del Helio• Espirómetro lleno de aire con cc conocida de He• Persona realiza espiración máxima y queda con su CRF

(VRE+VR)• Persona se conecta a espirómetro y respira normal• Se mide nueva cc de He en espirómetro

Vol i x cc i He = Vol f x cc f He

Vol f = Vol i + CRF = Vol i x cc i He cc f He

CRF = ( Vol i x cc i He ) – Vol i

ccf He

VR = CRF - VRE

¿Cuáles son las resistencias que

se oponen a la ventilación ?

RESISTENCIAS QUE SE OPONEN A LA VENTILACIÓN

Resistencia total

Resistencia elástica ( estáticas)

Resistencia no elástica ( dinámicas)

Resistencia de las vías aéreas

Resistencia de la viscosidad tisular

a) Distensibilidad del pulmónb) Tensión superficial en la superficie alveolar

1

2

Elasticidad: es la propiedad de un cuerpo de volver a su estado inicial luego de desaparecer la fuerza que lo deforma.

(fuerza/grado distensión)

Distensibilidad: inverso a la elasticidad. (grado de distensión/fuerza)

DISTENSIBILIDAD O COMPLIANCE PULMONAR

1

PRESION NECESARIA PARA INGRESAR UN DETERMINADO VOLUMEN DE AIRE

Incremento de volumen pulmonar que ocurre para cada unidad de elevacion de la presion transpulmonar

La compliance total normal de ambos pulmones es de 200 ml/ cm H2o de presion.

Para P de 1 cm de H2o el V es de 200 ml

Enfisema: Destrucción de tabiques entre alvéolos, pérdida de elasticidad, aumenta la distensibilidad. Introduce aire con facilidad, dificultad para expulsar. Pérdida de retroceso elástico

Fibrosis: Disminuye la distensibilidad. Deben generar más PTP para ingresar el mismo volúmen que un individuo normal

Zona de mayor distensibilidad (VC)

DISTENSIBILIDAD

Enfisema: Destrucción de tabiques entre alvéolos, pérdida de elasticidad, aumenta la distensibilidad. Introduce aire con facilidad, dificultad para expulsar. Pérdida de retroceso elástico

Fibrosis: Disminuye la distensibilidad. Deben generar más PTP para ingresar el mismo volúmen que un individuo normal

Zona de mayor

distensibilidad (VC)

DISTENSIBILIDAD o COMPLIANCE PULMONAR

PRESION NECESARIA PARA INGRESAR UN DETERMINADO VOLUMEN DE AIRE

Incremento de volumen pulmonar que ocurre para cada unidad de elevacion de la presion transpulmonar

La compliance total normal de ambos pulmones es de 200 ml/ cm H2o de presion.

Para P de 1 cm de H2o el V es de 200 ml

FACTORES DE LA COMPLIANCE

FUERZAS ELASTICAS PULMONARES

FUERZA ELASTICA DEL PARENQUIMA PULMONAR

FUERZA ELASTICA DE LA TENSION SUPERFICIAL

FIBRAS DE ELASTINA Y COLAGENO

CUANDO HAY UNA INTERFASE AGUA – AIRE, LAS MOLECULAS DE AGUA EJERCEN UNA ATRACCION DE FORMA DE REDUCIR LA SUPERFICIE DE LA FASE ACUOSA.

EN EL ALVEOLO

PRESION DE COLAPSO

P = 2 X TENSION SUP

RADIO

TENSION SUPERFICIAL

•: Dipalmitoil fosfatidil colina, fosfatidil colina, fosfatidil glicerol. DISMINUYE LA TENSION SUPERFICIAL

• Aumenta la distensibilidad pulmonar

• Estabiliza el alveolo y previene el colapso

• Mantiene seco el alveolo

SURFACTANTE PULMONAR TENSIOACTIVO

•: Dipalmitoil fosfatidil colina, fosfatidil colina, fosfatidil glicerol. DISMINUYE LA TENSION SUPERFICIAL

• Aumenta la distensibilidad pulmonar

• Estabiliza el alveolo y previene el colapso

• Mantiene seco el alveolo

SURFACTANTE PULMONAR TENSIOACTIVO

FACTORES DE LA COMPLIANCEFUERZA ELASTICA DEL PARENQUIMA PULMONAR

FIBRAS DE ELASTINA Y COLAGENO

FUERZAS ELASTICAS PULMONARES

FUERZA ELASTICA DE LA TENSION SUPERFICIAL

CUANDO HAY UNA INTERFASE AGUA – AIRE, LAS MOLECULAS DE AGUA EJERCEN UNA ATRACCION DE FORMA DE REDUCIR LA SUPERFICIE DE LA FASE ACUOSA.

EN EL ALVEOLO

PRESION DE COLAPSO

P = 2 X TENSION SUP

RADIO

Tipos de flujo:

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

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

Laminar: vías aéreas periféricas donde la velocidad es muy baja

Tipos de flujo:

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

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

Laminar: vías aéreas periféricas donde la velocidad es muy baja

2 Resistencia de las vías respiratoriasResistencia de las vías respiratorias

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

Flujo ( Lt/ seg) =Diferencia de Presión RLa resistencia se expresa como: cm de H2O / Lt / seg