Aparato Respiratorio y su relación con Anestesia

Fisiologia del aparato respiratorio y su relacion con anestesia

Santiago González Rubén Torres Jorge Ana Laura.

Funciones del aparato respiratorio

o Filtrar, calentar y humidificar el aire que respiramoso Regulación del pH (reteniendo o eliminando CO2)

o Regulación de la temperatura (por pérdida de agua)o Conversión/producción de hormonas en el pulmóno Producción del sonido (lenguaje oral)

o Distribución del aireo Intercambio de gases (O2 y CO2)

SISTEMA RESPIRATORIO

1. Ventilación y mecánica respiratoria 2. Intercambio 3. Transporte de gases 4. Regulación de la respiración

Respiración

Respiración interna:Interacción intracelular del O2 con moléculas para producir CO2, H2O y energía

Respiración externa: Movimiento de gases entre el ambiente y las células del organismo.Se lleva a cabo por los sistemas respiratorio y circulatorio.Es a la que nos referiremos a partir de ahora

Etapas de la respiración

Respiración celular

Intercambio de O2 y CO2 entre la sangre y los tejidos

4

Transporte de O2 y CO2 entre los pulmones y los tejidos

3

Intercambio de O2 y CO2 entre el aire del alveolo y la sangre

2

Ventilación: intercambio de aire, entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares

1

Alvéolos pulmonares

Atmósfera

O2 CO2

O2 CO2

Corazón

O2 CO2

O2 CO2

O2 + glucosa CO2 + H2O + ATPCélula

Circulación sistémica

Circulación pulmonar

El aparato respiratorio

Vías respiratorias Fosas nasales Faringe Laringe Tráquea Bronquios Bronquiolos

Pulmones

Anatomía del sistema respiratorioZona de conducción: Función de calentar, limpiar, humedecer

Zona respiratoria:Función de intercambio de gases

Epitelio ciliado de la tráquea

Cilios

CélulasSecretorasde moco

Vías respiratoriasZ

on

a d

e c

on

du

cció

nZ

.Resp

Anatomía PulmonarZ

onas

de

Con

ducc

ion

generacion

Traquea

Bronquios

Bronquiolos

Bronquiolos terminales

Bronquiolos respiratorios

Ductos alveolares

Sacos alveolares

0

1

2

3

45↓1617

18

19

2021

22

23

Diametro NumeroLongitud Area cm2

1.8

1.2

0.83

0.560.45

.05

0.04

0.35↓0.06

12

4.8

1.9

0.81.3

0.10

0.05

1.07↓0.17

1

2

4

816

5*104

8*106

32↓6*104

2.33

2.13

2.02.48

103

104

3.11↓180

2.54

Zon

asT

tran

sici

onal

es y

R

espi

rato

rias

Alveolos

Saco alveolar

Bronquiolorespiratorio

Capilares

Célula tipo II

Célula tipo I

Capilares Fibras elásticas

MacrófagoECA

La unidad alveolo-capilar es el lugar donde se efectúa el intercambio de gases: Membrana respiratoria

eritrocito

CapilarAlvéolo

Macrófago

Célula alveolar tipo II

Célula alveolar tipo I

Membrana respiratoria

0.5 µ

Control del Diametro Bronquiolar

Nervioso Simpático

Receptores β2 bronco-dilatan.

Parasimpático Acetilcolina bronco-constriñe.

Humoral Histamina, acetilcolina » bronco-

constriñen Agonistas β adrenergicos » relajan.

Pulmones Forma cónica,

alojados en la caja torácica

El derecho es más grande y tiene tres lóbulos deparados por cisuras.

El izquierdo tiene dos lóbulos.

Pleuras Los

pulmones están recubiertos por una membrana doble: pleura parietal y pleura visceral.

Entre ambas hay un líquido lubricante, el líquido pleural.

Ventilación pulmonar

Intercambio de gases Tiene lugar por

difusión de los gases. Se produce por las

diferencias de presión parcial entre el alvéolo y la sangre, para cada uno de los gases.

La presión parcial es proporcional a su concentración en una mezcla de gases.

Intercambio de gases: Aire inspirado y espirado

Mecánica ventilatoria

• La ventilación pulmonar es el movimiento de aire que mueven los pulmones

• La ventilación pulmonar depende de:• 1. Volumen de aire que entra en cada

inspiración• 2. Frecuencia respiratoria

Existen dos movimientos respiratorios: inspiración y espiración

Los músculos respiratorios modifican el volumen de la caja torácica

Músculos inspiratorios Diafragma Intercostales externos,

escalenos, esternocleidomastoideo

Músculos espiratorios Intercostales internos Pared abdominal

Músculos respiratorios

Diafragma contraídoel volumen torácico aumenta

Inspiración: Entra aire

Diafragma relajadoel volumen torácico

disminuye

Espiración: Sale aire

La inspiración siempre es un movimiento activo

La espiración en general es un movimiento pasivo

¿Por qué entra y sale el aire de los pulmones?

3. ESPIRACIONPalveolar mayor que Patmosférica

Palveolar igual que Patmosférica

1. REPOSO

Palveolar menor que Patmosférica

2. INSPIRACION

Movimiento del Aire hacia Adentro y hacia Afuera de los Pulmones

Presiones Pleurales Reposo -5 cm H20

Inspiración -8 cm H20

Presiones Alveolares Reposo 0 cm H20

Inspiración -1 cm H20

Expiración 1 cm H20

Complianza ∆V/∆P 200 ml/cm H20

(1 cm H20 ~ 0.7 mmHg)

.50

.25

0

+2

0

-2

-4

-6

-8

Pre

ssur

e(c

m/H

2O)

Vol

ume

Ch

ange

(l

iter

)

Presion alveolar

Pleural pressure

Presion

Transpulmonar

Cambios de las Presiones y en los Volumenes Durante la Respiracion

Inspiracion Espiracion

Volúmenes y capacidades pulmonares

5800

2800

2300

Volumen (ml)

1200

Volumen corriente (500 ml)

Final inspiración normal

Final espiración normal

Volumen residual (1200

ml)

Volumen de reserva espiratoria (1100 ml)

Volumen de reserva

inspiratoria (3000 ml)

Capacidad pulmonar total

Capacidad residual funcional

Capacidad vital 4600 ml

Capacidad inspiratoria

Tiempo

Definiciones Frecuencia respiratoria (FR)

Número de respiraciones por minuto (~12 en reposo)

Ventilación pulmonar (Volumen minuto) VC x FR

0.5 l/resp x 12 resp/minuto= 6 litros/minuto

Ventilación Alveolar (Volumen Corriente – Espacio Muerto) * Frecuencia

Respiratoria

Espacio Muerto

ANATOMICO

150 ml

FISIOLOGICO

Depende de la razón ventilación -

perfusión

Espacio Muerto Anatómico

Bajo Flujo Sanguíneo

Espacio Muerto Fisiológico

Definiciones del Espacio Muerto

Copyright © 2006 by Elsevier, Inc.

Relación ventilación / perfusión.

RESPIRACIÓN.

1.Ventilación: Flujo de entrada y salida del aire entre la

atmosfera y alveolos.

Suma de todos los volúmenes de gas exhalado en un minuto

(ventilación minuto).

V= FR * Volumen corriente (VT=500ml).

V = 5L/min.

V = 5L/min.

No toda la mezcla de gas Inspirado llegan a alveolos .

VT = VD (espacio muerto).

* Espacio Anatómico Muerto.

+Espacio Alveolar

Muerto.


+Espacio Alveolar

Muerto.

150 ml.

Va = FR * VT -VDVa: Vol. Alveolar q cuenta con intercambio gaseoso.

Distribución de la VENTILACIÓN.

NO importa POSICIÓN de CUERPO.

Ventilación

Distribuye DESIGUALMENTE.

+ Ventilació

n

+ Ventilació

n

GRADIENTE inducido por GRAVEDAD en presión

intrapleural.


intrapleural.

Reduce 1cm H2O (-NEGATIVA)

Altera curva de distencibilidad

pulmonar.

Alveolos más insuflados.MENOR distencibilidad y expansión adicional.


Presión transpulmonarPresión transpulmonar

MAYOR distencibilidad y expansión adicional.


Resistencia de Vías Respiratorias.

Tiempo Inspiratorio Normal.



Interfieren llenado alveolar

Solo algunos llenos.



Respiración RAPIDA y SUPERFCICIAL.

Revierte DISTRIBUCIÓN NORMAL .

Ventilación MAYOR en AREA superior.




2.-Perfución : De 5 L/min. sangre que fluye en pulmones solo de 70 a 100 ml. esta en capilares realizando el intercambio gaseoso.

Vol. total pulmonar = 500 y 1000 ml.


Normalmente : ++ en vol. sanguíneo sístole cardiaca y con cada inspiración normal.

Cambios de posición: (Decúbito-erecto) reducción del vol. 27%.Trendelenburg opuesto.

Cambios capacitancia general: Vasoconstricción general desplaza sangre de circulación a pulmonar = PULMÓN reservorio sanguineo.

Distribución de la PERFUSIÓN.

Flujo Sanguíneo NO uniforme.


Perfusión.

Gradiente GRAVITACIONAL. 1cm

H2O/cm altura del pulmón.

Presión baja de circulación = + influencia de Gravedad.


PA > Pa >Pv.

Pa > Pv > PA.

Pa > PA > Pv.

Espacio muerto alveolar.PA ocluye continuamente capilares arteriales pulmonares.

Flujo capilar pulmonar INTERMITENTE, varia en

respiración basado en gradiente de presión arterial-alveolar.

Flujo capilar continuo.


Ventilación alveolar (VA) = 4L/min.

Perfusión capilar pulmonar (Q) = 5L/min.



V/Q = 0.8 varia entre 0.3 y 3.0 ( mayor parte de áreas pulmonares cerca de 1)

Unidades Individuales pulmonares.

•0 = SIN ventilación.•Infinito = SIN perfusión.

Corto circuito Intrapulmonar

.


.

Espacio muerto alveolar.


Perfusión AUMENTA más RELACIÓN que ventilación.

Relación V/Q.Relación V/Q.

Relación V/Q =

Eficacia con la cual las unidades pulmonares restauran sangre venosa con O2 y eliminan CO2.

Transporte de Gases Respiratorios en la

sangre.Oxigeno.

° Disuelto en Solución.° Combinación reversible con hemoglobina.

Oxigeno Disuelto.

Cantidad =

Ley de HENRY.

La CONSENTRACIÓN de cualquier gas en SOLUCIÓN es proporcional a su PRESIÓN PARCIAL.

Concentración de gas = a * Presión parcial.

Ley de HENRY.


Concentración de gas = a * Presión parcial.Coeficiente de solubilidad del

gas en una solución dada a temp. Especifica.

O2 = 0.003 ml/dl/mmHg

Coeficiente de solubilidad del gas en una solución dada a temp. Especifica.


O2 disuelto = 0.3 ml/dl.O2 disuelto = 0.3 ml/dl.

Oxigeno Unido a Hemoglobina.

Solo fijación de O2 en forma bivalente de Hierro (carga +2).

1 gr Hemoglobina = 1.39 ml de O2.1 gr Hemoglobina = 1.39 ml de O2.

Fija hasta 4 mol. de O2. forma NO lineal “S”.


Saturación de HEGLOBINA :

Cantidad de O2 fijo como % de su capacidad total de fijación.Cantidad de O2 fijo como % de su capacidad total de fijación.

4 Reacciones químicas = Fijación de cada 1 de los O2

La conformación de la unión de los O2 = ACELERA fijación de 4 mol.

Saturación de entre 25 y 100 %.

90% = Disolución de los receptores disponibles APLANA curva hasta

saturación completa.




Curva de DISOCIACIÓN DE LA hemoglobina.P50+: Presión de O2 a la cual la

hemoglobina se SATURA en un 50 %.NORMAL = 26.6mmHg

P50+: Presión de O2 a la cual la hemoglobina se SATURA en un 50 %.

NORMAL = 26.6mmHg

Derecha:AUMENTA P50+

-- Afinidad O2 por hemoglobina.

++ O2 tejidos.

+ Concentraciones de Ion Hidrogeno. ( mayor efecto en sangre venosa .).

+Presión de co2.



++ O2 tejidos.


+Presión de co2.

Izquierda:DISMINUYE P50+.

++ Afinidad O2 por hemoglobina.

-- O2 tejidos.

Contenido más bajo CO2 en capilares pulmonares, facilitando la captación de alveolo.

Monoxido + afinidad x hemoglobina (200 y 300).



-- O2 tejidos.



Presión de CO2.Temperatura.Consentración de 2/3 DPG.


Contenido de O2 en SANGRE = o2 en solución + o2 fijo a Hemoglobina.Contenido de O2 en SANGRE = o2 en solución + o2 fijo a Hemoglobina.

Deficiencia de O2 :° Pao2 baja.° Concentración - Hemoglobina.° Gasto cardiaco Inadecuado.


Consumo Normal de O2 = 250ml/min.Consumo Normal de O2 = 250ml/min.

Reservas de O2.Interrumpe flujo de O2 por APNEA se consumen reservas metabolismo celular.

1500 ml. ° O2 Pulmones 80 % utilizable (+ importante).° Hemoglobina y en mioglobina (muy limitada).° Disuelto el líquidos.

Bióxido de Carbono.

Disuelto en Solución (+soluble, a = 0.031mmol/l/min a 37° ).

Bicarbonato.

Proteínas (compuestos carbamino).


Bicarbonato.


Bicarbonato.Bicarbonato.


En soluciones se combina con H2O.

Plasma -1%.


Plasma -1%.

Ac. Carbónico.Ac. Carbónico.

Anhidrasa Carbónica de eritrocitos y endotelio.


AceleraAcelera

Compuestos Carbamino

Bióxido de carbono reacciona con grupos AMINOS de PROTEÍNAS.

Reservas de bióxido de Carbono.

120 Lt. en adulto.Co2 disuelto y Bicarbonato.


Desequilibrio entre Producción/eliminación = Equilibrio de 20 a 30 mim.

Anestesia Sobre Intercambio de Gases.

° Aumento del Espacio muerto.° Hipoventilación.° Aumento de los cortos circuitos intrapulmonares.° Aumento de la dispersión de relación.

Anestesia General = Aumenta Mezcla Venosa 5 – 10 % (atelectasia y colapso)

Oxido Nitroso ( dosis altas) = Inhibe vasoconstricción Pulmonar hipóxica.

Administración de prolongada de consentraciones elevadas de O2 (>50 %) = Cortos Circuitos ABSOLUTOS. Colapso COMPLETO ALVEOLAR en relación V/Q ( Atelectasia por absorción).

Regulación de la respiración

Su objetivo es mantener los niveles de O2 y CO2 en sangre dentro de unos márgenes estrechos que permitan la funcionalidad celular.

El sistema está formado por unos centros respiratorios, que está distribuidos en varios grupos de neuronas integrados en el tronco del encéfalo o bulbo raquídeo.

Control nervioso de la respiración

El patrón cíclico de respiración se modifica por diversos estímulos:

Cambios en el pH o en la concentración de CO2 y de O2

Situaciones como el ejercicio, emociones, cambios de presión arterial y temperatura


El control nervioso se basa en la presencia de unos mecanorreceptores en pulmones, vías respiratorias, articulaciones y músculos, que recogen información y la transmiten a los centros respiratorios.

Cuando aumenta la concentración de CO2 en sangre o cuando aumenta la concentración de iones hidrógeno en sangre, se estimulan los quimiorreceptores en los cuerpos carotídeo y aórtico, y la velocidad de la respiración aumenta para eliminar el exceso de CO2

Los movimientos respiratorios se desarrollan de forma involuntaria pero se puede modificar de manera voluntaria al tener conexiones con la corteza cerebral.

Centrales Periféricos

aorta

Carótidas

Detectan cambios en PO2

Detectan cambios en PCO2 de forma directa

No detectan cambios en PO2

Detectan cambios en PCO2

de forma indirecta (por cambios de pH)

Quimiorreceptores

RESPIRACIÓN.

1.Ventilación: Flujo de entrada y salida del aire entre la

atmosfera y alveolos.

Suma de todos los volúmenes de gas exhalado en un minuto

(ventilación minuto).

V= FR * Volumen corriente (VT=500ml).

V = 5L/min.

V = 5L/min.

No toda la mezcla de gas Inspirado llegan a alveolos .

VT = VD (espacio muerto).


+Espacio Alveolar

Muerto.


+Espacio Alveolar

Muerto.

150 ml.

Va = FR * VT -VDVa: Vol. Alveolar q cuenta con intercambio gaseoso.

Distribución de la VENTILACIÓN.


Ventilación

Distribuye DESIGUALMENTE.

+ Ventilació

n

+ Ventilació

n


intrapleural.


intrapleural.

Reduce 1cm H2O (-NEGATIVA)

Altera curva de distencibilidad

pulmonar.



Presión transpulmonarPresión transpulmonar

















2.-Perfución : De 5 L/min. sangre que fluye en pulmones solo de 70 a 100 ml. esta en capilares realizando el intercambio gaseoso.



Normalmente : ++ en vol. sanguíneo sístole cardiaca y con cada inspiración normal.

Cambios de posición: (Decúbito-erecto) reducción del vol. 27%.Trendelenburg opuesto.

Cambios capacitancia general: Vasoconstricción general desplaza sangre de circulación a pulmonar = PULMÓN reservorio sanguineo.

Distribución de la PERFUSIÓN.

Flujo Sanguíneo NO uniforme.


Perfusión.

Gradiente GRAVITACIONAL. 1cm

H2O/cm altura del pulmón.



PA > Pa >Pv.

Pa > Pv > PA.

Pa > PA > Pv.

Espacio muerto alveolar.PA ocluye continuamente capilares arteriales pulmonares.

Flujo capilar pulmonar INTERMITENTE, varia en

respiración basado en gradiente de presión arterial-alveolar.

Flujo capilar continuo.






V/Q = 0.8 varia entre 0.3 y 3.0 ( mayor parte de áreas pulmonares cerca de 1)

Unidades Individuales pulmonares.

•0 = SIN ventilación.•Infinito = SIN perfusión.


.


.



Perfusión AUMENTA más RELACIÓN que ventilación.

Relación V/Q.Relación V/Q.

Relación V/Q =

Eficacia con la cual las unidades pulmonares restauran sangre venosa con O2 y eliminan CO2.

Transporte de Gases Respiratorios en la

sangre.Oxigeno.

° Disuelto en Solución.° Combinación reversible con hemoglobina.

Oxigeno Disuelto.

Cantidad =

Ley de HENRY.


Concentración de gas = a * Presión parcial.

Ley de HENRY.


Concentración de gas = a * Presión parcial.Coeficiente de solubilidad del

gas en una solución dada a temp. Especifica.


Coeficiente de solubilidad del gas en una solución dada a temp. Especifica.


O2 disuelto = 0.3 ml/dl.O2 disuelto = 0.3 ml/dl.

Oxigeno Unido a Hemoglobina.

Solo fijación de O2 en forma bivalente de Hierro (carga +2).

1 gr Hemoglobina = 1.39 ml de O2.1 gr Hemoglobina = 1.39 ml de O2.



Saturación de HEGLOBINA :

Cantidad de O2 fijo como % de su capacidad total de fijación.Cantidad de O2 fijo como % de su capacidad total de fijación.

4 Reacciones químicas = Fijación de cada 1 de los O2

La conformación de la unión de los O2 = ACELERA fijación de 4 mol.







Curva de DISOCIACIÓN DE LA hemoglobina.P50+: Presión de O2 a la cual la

hemoglobina se SATURA en un 50 %.NORMAL = 26.6mmHg

P50+: Presión de O2 a la cual la hemoglobina se SATURA en un 50 %.

NORMAL = 26.6mmHg



++ O2 tejidos.


+Presión de co2.



++ O2 tejidos.


+Presión de co2.



-- O2 tejidos.





-- O2 tejidos.





Contenido de O2 en SANGRE = o2 en solución + o2 fijo a Hemoglobina.Contenido de O2 en SANGRE = o2 en solución + o2 fijo a Hemoglobina.



Consumo Normal de O2 = 250ml/min.Consumo Normal de O2 = 250ml/min.

Reservas de O2.Interrumpe flujo de O2 por APNEA se consumen reservas metabolismo celular.

1500 ml. ° O2 Pulmones 80 % utilizable (+ importante).° Hemoglobina y en mioglobina (muy limitada).° Disuelto el líquidos.



Bicarbonato.



Bicarbonato.


Bicarbonato.Bicarbonato.



Plasma -1%.


Plasma -1%.

Ac. Carbónico.Ac. Carbónico.



AceleraAcelera

Compuestos Carbamino

Bióxido de carbono reacciona con grupos AMINOS de PROTEÍNAS.

Reservas de bióxido de Carbono.



Desequilibrio entre Producción/eliminación = Equilibrio de 20 a 30 mim.

Anestesia Sobre Intercambio de Gases.

° Aumento del Espacio muerto.° Hipoventilación.° Aumento de los cortos circuitos intrapulmonares.° Aumento de la dispersión de relación.

Anestesia General = Aumenta Mezcla Venosa 5 – 10 % (atelectasia y colapso)

Oxido Nitroso ( dosis altas) = Inhibe vasoconstricción Pulmonar hipóxica.

Administración de prolongada de consentraciones elevadas de O2 (>50 %) = Cortos Circuitos ABSOLUTOS. Colapso COMPLETO ALVEOLAR en relación V/Q ( Atelectasia por absorción).

Aparato Respiratorio y su relación con Anestesia

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