FISIOLOGIA RESPIRATORIA

Dra. Miriam Nicte Camacho CarrascoHAE ISSSTE AtapaneoMorelia, Mich

SISTEMA RESPIRATORIO

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

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)  

Concepto de respiración

Respiración celular: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.

Etapas de la respiración

1. Intercambio de aire entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares: VENTILACIÓN

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

3. Transporte de gases en la sangre (circulación pulmonar y sistémica)

4. Intercambio de O2 y CO2 entre la sangre y las células

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

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

Alveolos

Saco alveolar

Bronquiolorespiratorio

Capilares

Célula tipo II

Célula tipo I

Capilares Fibras elásticas

Macrófago

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

TimoGlándulatiroides

Tráquea

Cavidad torácica y pleuras

Pulmón derecho

Pulmón izquierdo

Mediastino

Cada pulmón está encerrado dentro de un saco pleural independiente.

La pleura es una membrana de doble pared que rodea cada pulmón

Pleura visceral

Pleura parietal

Conceptos físicos

Elasticidad es la capacidad de un tejido para expandirse y retornar a su situación original sin deformarse o romperse.

El aire es una mezcla de gases, cuya presión total es la suma de las presiones parciales de cada uno de ellos (Ley de Dalton)

El aire se mueve a favor de gradiente de presiones (se aplica también a presiones parciales de cada gas)

La presión ejercida por un gas es inversamente proporcional al volumen que ocupa (Ley de Boyle)

P1.V1 = P2.V2

Ley de Boyle

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

Agua

Aire Insp. Esp. Insp. Esp.

Espirometría

ESPIROMETRIA: volúmenes de aire que se

movilizan en la respiración

VRE (VT)

VRI(CV)

(CPT)VRCRF

CI

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

Volumen corriente (VC)Volumen de aire que intercambiamos en una respiración (~0.5 litros en reposo)

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

Cuchillo

Pulmón colapsado

PleurasVisceral y parietal

Aire

Neumotórax

Diafragma

Costillas

Pleuras visceral y parietal

Espacio intrapleural

Pulmón normal

La integridad de la pleura es esencial para mantener expandidos los pulmones y para la mecánica ventilatoria

Distensibilidad pulmonar (“compliance”)

Depende de:

Elasticidad pulmonar

Tensión superficial en los alvéolos (papel del surfactante pulmonar)

El surfactante reduce la tensión superficial en los alveolos y reduce la posibilidad de que el alveolo se colapse durante

la espiración

Célula II. Productora de surfactante pulmonar

Surfactante pulmonar

MECANICA DE LA RESPIRACIONSurfactante pulmonar COMPONENTES: 90% son Lípidos 10% son Proteínas

Lípidos: Fosfatidilcolina 60% Fosfatidilglicerol Fosfatidilinositol Otros Proteínas: SP-A es Inmunomoduladora SP-B SP-C SP-D es Inmunomoduladora SP-B Y C Participan en estructura, en la actividad de

disminuir la tensión superficial y estimulan la absorción de fosfolípidos

Ley de LaPlace

Presión = 2 x Tensión superf. Radio del alvéolo

SIN SURFACTANTE, EL ALVEOLO CHICO SE VACIARÍA EN EL GRANDE POR MAYOR PRESIÓN

2

1

“toda curvatura de la superficie de un líquido genera una variación de presión en el seno del mismo que es directamente proporcional a la tensión superficial del líquido e inversamente proporcional al radio de la curvatura de la superficie”.

los líquidos que tengan una superficie curvada van a experimentar una presión que va a tender a cerrar la curvatura, es decir, disminuir el radio

MECANICA RESPIRATORIASurfactante pulmonar

NEUMOCITO II

Cuerpos lamelares Almacenam.) Exocitosis al alvéolo Formación de una Monocapa Disminución de la t. superficial

Reemplaza el agua en la superficie alveolar, intercalándose entre sus moléculas.

(reduce la interfaz aire- líquido)

MECANICA DE LA RESPIRACIONSurfactante pulmonar

Disminuye el trabajo durante la inspiración:

* Disminuye la tensión superficial de los alvéolos

* Disminuye el retroceso elástico del pulmón

* Aumenta la distensibilidad Ayuda a estabilizar los alvéolos de

diferentes tamaños

MECANICA DE LA RESPIRACIONSurfactante pulmonar Efectos:1. Mejora la función pulmonar2. Mejora la expansión alveolar3. Mejoría en la oxigenación4. Disminuye el soporte ventilatorio 5. Aumenta la capacidad residual funcional6. Aumenta la distensibilidad pulmonar7. Disminuye los cortocircuitos intrapulmonares8. Mejora la relación ventilación / perfusión

Resistencias pulmonares

Resistencias elásticas (estáticas):dependen de la distensibilidad pulmonar (elasticidad y tensión superficial) y son las más importantes en condiciones normales.

Resistencias aéreas (dinámicas):dependen del diámetro de las vías aéreas y del flujo de aire. Pueden ser importantes en patología por estrechamiento de las vías (asma, bronquitis crónica,…)

Espacio muerto

Parte del aparato respiratorio que no intercambia gases con la sangre

Cambios en la ventilación con el ejercicio

El aumento de la ventilación minuto durante un ejercicio moderado se produce a costa de un aumento del volumen, sin apenas cambios en la frecuencia respiratoria

Cuando se realiza de forma mantenida un ejercicio intenso se produce un aumento brusco de la frecuencia respiratoria por aumento del metabolismo anaerobio.

CIRCULACIÓN PULMONAR Circulación pulmonar: relacionada

con el sistema de intercambio gaseoso

Circulación bronquial: abastece de sangre arterial al pulmón para las necesidades de sus células

Ambos sistemas producen uniones (anastomosis), lo que hace que la sangre de la vena pulmonar, es decir la que se ha oxigenado, no esté oxigenada al 100%.

CIRCULACIÓN PULMONAR

Zonas vasculares: efecto de la presión hidrostática capilar.

Efecto de los gradientes de presión hidrostática

Relación ventilación-perfusión

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

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

SHUNT O CORTOCIRCUITO FISIOLÓGICO

IMPORTANCIA DE LA PRESIÓN INTERSTICIAL NEGATIVA