fisiología respiratoria

1. FISIOLOGÍA
RESPIRATORIA
Alejandra Alarcón
Velazquez

2. GENERALIDADES SOBRE LA
FISIOLOGÍA RESPIRATORIA.
La fisiología respiratoria es una rama en la fisiología humana que se
enfoca en el proceso de respiración, tanto externa, captación de
oxígeno (O2) y eliminación de dióxido de carbono (CO2), como
interna, utilización e intercambio de gases a nivel tisular.
La sangre que circula constantemente por los capilares alveolares
extrae el oxígeno del aire alveolar y lo carga de CO2., de manera que
es necesario que este aire se renueve también constantemente. Esto
se logra a través de la ventilación con aire ambiental y las vías aéreas
son el medio de conexión entre alvéolo y exterior.

3. La vía aérea continúa con la faringe, donde también se conecta la
boca, que constituye una entrada alternativa para el aire cuando hay
obstrucción nasal y cuando se necesita aumentar mucho la
ventilación, como sucede en el ejercicio intenso. Para que la faringe
se mantenga permeable, es necesario que los músculos faríngeos y
linguales mantengan una tonicidad normal, ya que en caso que
disminuya, la faringe puede colapsar y obstruir el flujo inspiratorio,
como sucede en condiciones anormales durante el sueño.

4. La laringe es el órgano muscular y cartilaginoso de la fonación y está
situada en una encrucijada importante por la confluencia de las vías
respiratoria y digestiva. Un complejo mecanismo de ascenso de la
laringe hacia la base la lengua con contracción de músculos laríngeos
intrínsecos y cierre de epiglotis, protege al aparato respiratorio de la
penetración de elementos extraños durante la deglución o el vómito.
Si este mecanismo se altera, pueden producirse lesiones respiratorias
graves por aspiración. La laringe participa también en el reflejo
defensivo de la tos, a través del cierre de la glotis durante la fase de
compresión del aire intrapulmonar y de su brusca apertura en la fase
expulsiva.
Las vías respiratorias infralaríngeas adoptan una forma de árbol, cuyo
tronco es la tráquea que, tras un trayecto de 12 a 15 cm, genera por
división dicotómica asimétrica alrededor de 23 generaciones de
ramas, 16 de las cuales son exclusivamente conductoras.

5. Anatomía de los pulmones.
Los pulmones están formados por tejido conectivo que encierran
unas estructuras tubulares (los bronquios), que se van bifurcando
progresivamente desde la tráquea, hasta formar unos túbulos mucho
más finos (alveolos). Paralelamente a estas estructuras tubulares,
discurren un sistema vascular.
El hombre toma aire a través de la nariz o, con menos frecuencia, a
través de la boca. El interior de la nariz está recubierto por una
membrana mucosa que humedece el aire que se inhala, lo calienta y
lo limpia de contaminantes. La nariz y la boca están conectados a
través de la faringe y la laringe con la tráquea. A través de la laringe,
el aire llega en primer lugar a la tráquea, que tiene una longitud de
entre 10 y 12 centímetros. La tráquea tiene forma tubular y desciende
hasta la cuarta vértebra torácica donde se bifurca para dar lugar a los
dos bronquios principales: el del pulmón derecho y el del pulmón
izquierdo.

6. Los pulmones están conformados por lóbulos, tres en el pulmón
derecho y dos en el izquierdo. Estos lóbulos a su vez se subdividen
en segmentos más pequeños (por ejemplo, segmento inferior,
superior o medio). A su vez dentro de los lóbulos pulmonares
discurre un sistema tubular bronquial. Es decir, los bronquios
principales izquierdo y derecho, se van subdividiendo, disminuyendo
progresivamente su diámetro, en bronquios, bronquiolos y alveolos.
Los alveolos están recubiertos por una pared capilar. Un tejido
extremadamente fino de algunos micrómetros de espesor entre los
alvéolos y los capilares llenos de sangre realiza el intercambio, es
decir, el proceso de difusión, entre el aire que se toma y la sangre.
Cuando la sangre fluye a través de los capilares pulmonares, los
glóbulos rojos se unen al oxígeno y desprenden dióxido de carbono.

7. Características generales de los
pulmones.
Los pulmones son los órganos en los cuales la sangre recibe oxígeno
desde el aire y a su vez la sangre se desprende del dióxido de
carbono el cual pasa al aire. Este intercambio, se produce mediante la
difusión del oxígeno y el dióxido de carbono entre la sangre y los
alvéolos que forman los pulmones. La función de los pulmones es
realizar el intercambio gaseoso con la sangre, por ello los alvéolos
están en estrecho contacto con capilares. En los alvéolos se produce
el paso de oxígeno desde el aire a la sangre y el paso de dióxido de
carbono desde la sangre al aire. Este paso se produce por la
diferencia de presiones parciales de oxígeno y dióxido de carbono
(difusión simple) entre la sangre y los alvéolos.

8. El peso de los pulmones depende del sexo y del hemitórax que
ocupen: El pulmón derecho pesa en promedio 600 gramos y el
izquierdo alcanza en promedio 500 g. Estas cifras son un poco
inferiores en el caso de la mujer (debido al menor tamaño de la caja
torácica) y algo superior en el varón.1 El pulmón derecho está
dividido por dos cisuras (horizontal y oblicua) en 3 partes, llamadas
lóbulos (superior, medio e inferior). El pulmón izquierdo tiene dos
lóbulos (superior e inferior) separados por una cisura (oblicua). Esto
se debe a que el corazón tiene una inclinación oblicua hacia la
izquierda y de atrás hacia adelante; "clavándose" la punta inferior (el
ápex) en el pulmón izquierdo, reduciendo su volumen y quitando
espacio a dicho pulmón. Se describen en ambos pulmones un vértice
o ápex (correspondiente a su parte más superior, que sobrepasa la
altura de las clavículas), y una base (inferior) que se apoya en el
músculo diafragma. La cisura mayor de ambos pulmones va desde el
4º espacio intercostal posterior hasta el tercio anterior del
hemidiafragma correspondiente.

9. Inspiración e espiración.
La inspiración o inhalación es el proceso por el cual entra aire,
específicamente el oxígeno desde un medio exterior hacia el interior
de un organismo (pulmones). La comunicación de los pulmones con
el exterior se realiza por medio de la tráquea. Este proceso es
realizado con la intervención del diafragma y la ampliación del tórax
con la contribución de los músculos intercostales externos,
esternocleidomastoideos, serratos anteriores y escalenos en la
respiración forzada. Este proceso se lleva a cabo gracias a la
diferencia de presiones tales como la presión pleural (presión del
líquido interpleural), alveolar (presión del aire ubicado en el interior
de los alveolos) y transpulmonar (diferente presión existente entre el
interior y exterior de los pulmones).

10. Volúmenes respiratorios.
Las capacidades pulmonares se refieren a los distintos volúmenes de aire
característicos en la respiración humana. Un pulmón humano puede
almacenar alrededor de 5 litros de aire en su interior, pero una cantidad
significativamente menor es la que se inhala y exhala durante la respiración.
Volumen corriente (VC): volumen de aire inspirado o espirado en cada
respiración normal. En un adulto sano es de 6 ó 7 ml/kg (unos 500 ml
aproximadamente).
Volumen de reserva inspiratorio (VRI): volumen adicional máximo de aire que
se puede inspirar por encima del volumen corriente normal mediante
inspiración forzada; habitualmente es igual a unos 3.000 ml.
Volumen de reserva espiratorio (VRE): cantidad adicional máxima de aire que
se puede espirar mediante espiración forzada, después de una espiración
corriente normal, normalmente es de unos 1.100 ml.
Volumen residual (VR): volumen de aire que queda en los pulmones y las
vías respiratorias tras la espiración forzada, supone en promedio unos 1.200
ml aproximadamente. Este volumen no puede ser exhalado.

11. Capacidades pulmonares:
Al describir los procesos del ciclo pulmonar, a veces es deseable considerar
juntos dos o más volúmenes pulmonares, estas combinaciones de
volúmenes son llamados capacidades pulmonares:
Capacidad inspiratoria (CI): Es la cantidad de aire que una persona puede
respirar comenzando en el nivel de una espiración normal y distendiendo al
máximo sus pulmones (3.500 ml aproximadamente). CI = VC + VRI
Capacidad residual funcional (CRF): Es la cantidad de aire que queda en los
pulmones tras una espiración normal (2.300 ml aproximadamente). CRF =
VRE + VR
Capacidad vital (CV): Es la cantidad de aire que es posible expulsar de los
pulmones después de haber inspirado completamente. Son alrededor de 4,6
litros. CV = VRI + VC + VRE
Capacidad pulmonar total (CPT): Es el volumen de aire que hay en el aparato
respiratorio, después de una inhalación máxima voluntaria. Corresponde a
aproximadamente a 6 litros de aire. Es el máximo volumen al que pueden
expandirse los pulmones con el máximo esfuerzo posible (aproximadamente
5.800 ml). CPT = VC + VRI + VRE + VR.

12. ESPIROMETRÍA.
La espirometría consta de una serie de pruebas respiratorias
sencillas, bajo circunstancias controladas, que miden la magnitud
absoluta de las capacidades pulmonares y los volúmenes pulmonares
y la rapidez con que éstos pueden ser movilizados (flujos aéreos). Los
resultados se representan en forma numérica fundamentados en
cálculos sencillos y en forma de impresión gráfica. Existen dos tipos
fundamentales de espirometría: simple y forzada.
La gráfica que imprime el espirómetro representa en el eje vertical
(las ordenadas) el volumen del flujo de aire (L/s) en función del
tiempo, en el eje horizontal (las abscisas).
La representación gráfica puede ser entre estas variables: Curva
volumen-tiempo (curva V/T) o entre sus derivadas, por ejemplo la
Curva flujo-volumen (curva F/V). Una variante de la curva flujo-
volumen es la curva flujo-capacidad vital, que en vez de representar
capacidad pulmonar total, sólo hace referencia a la capacidad vital,
no incluyendo el volumen residual.

13. Los parámetros de las pruebas de función pulmonar presentan una
gran variabilidad interindividual y dependen de las características
antropométricas de los pacientes (sexo, edad, talla, peso y raza). La
interpretación de la espirometría se basa en la comparación de los
valores producidos por el paciente con los que teóricamente le
corresponderían a un individuo sano de sus mismas características
antropométricas. Este valor teórico o valor de referencia se obtiene a
partir de unas ecuaciones de predicciones.

14. PATOLOGÍAS RELACIONADAS
Patrones patológicos
El control de la respiración se realiza en el tronco del encéfalo. Los
patrones respiratorios pueden ayudar a localizar la zona de la lesión e
incluso a sospechar la etiología:
- Apnea de post hiperventilación: sólo se explora en sujetos
obnubilados, ya que requiere un mínimo de colaboración. Puede
considerarse signo precoz de afectación de la conciencia. Tras
solicitar al paciente que realice cinco inspiraciones profundas, los
pacientes con alteración del sistema límbico presentan una pausa de
post hiperventilación de 10 segundos, mientras que los sujetos sanos
continúan respirando sin interrupciones.

15. - Respiración de Cheyne-Stokes: respiración periódica con
alternancia de fases de aumento y descenso progresivo de frecuencia
e intensidad respiratoria, seguido de un período de apnea de
duración variable. Se observa en lesiones hemisféricas bilaterales,
fase diencefálica del coma o encefalopatía metabólica. Existe otro
tipo de patrón respiratorio similar al de Cheyne-Stokes, pero con
ciclos de mucha menor duración, que ocurre en casos de hipertensión
intracraneal grave y parece ser secundario a isquemia de tronco.
- Coma con hiperventilación: la hiperventilación es frecuente en el
coma de origen metabólico, se asocia a acidosis metabólica: uremia,
cetoacidosis diabética, ingesta de ácidos orgánicos, etc. o a alcalosis
respiratoria (encefalopatía hepática e hipoxia de cualquier etiología).

16. - La hiperventilación neurógena central: es infrecuente y se
caracteriza por una respiración continua, profunda y rápida, a una
frecuencia de 25 ciclos por minuto. Se asocia a lesiones de
mesencéfalo inferior y tercio medio de la protuberancia. Su
diagnóstico obliga a excluir otras causas acidosis metabólica.
- Respiración apnéustica: signo muy específico de afectación de
protuberancia inferior. Caracterizado por una bradipnea de fondo con
períodos de apnea que pueden alcanzar los 30s, seguida de una
inspiración profunda, tras la cual se detiene la respiración durante
10-15 segundos.
- Respiración atáxica: patrón respiratorio irregular en frecuencia y
profundidad. Se observa en las lesiones de la región dorsomedial del
bulbo. Indicador de mal pronóstico