Los aspectos de la anatomia y fisiologia del funcionamiento del sistema respiratorio, para fisioterapeutas y rehabilitadores que trabajan en el campo de la fisioterapia respiratoria

1. ANATOMÍA Y
FISIOLOGÍA DEL
SISTEMA
RESPIRATORIO
CURSO DE CAPACITACIÓN PARA EL PERSONAL DEL DEPARTAMENTO DE
REHABILITACIÓN CARDIOVASCULAR Y RESPIRATORIA POST COVID-19 DEL CREE-
DIF DE CHIHUAHUA
DR. DYSMART ORTELIO HERNÁNDEZ BARRIOS
CHIHUAHUA. AGOSTO DEL 2021

2. OBJETIVOS
• Reconocer las diferentes estructuras de las vías respiratorias ,
así como los diferentes niveles del árbol respiratorio.
• Identificar cada músculo que interviene en la respiración sus
características fisiológicas y sus funciones.
• Conocer los ciclos vitales circadianos que rigen la función
cardiorrespiratoria.
• Describir cada variable fisiológicas que están relacionada con
los volúmenes y capacidades, y su interpretación clínica.
• Determinar los rasgos esenciales de proceso de envejecimiento
respiratorio.

3. • Constituido por tres porciones
fundamentales con distintas
funciones.
• Una porción conductora de aire
(cavidades nasales y senos
asociados, nasofaringe,
bucofaringe, laringe, tráquea,
bronquios y bronquiolos)
• Una porción respiratoria para el
intercambio de gases
(bronquiolos respiratorios,
conductos alveolares, sacos
alveolares, alvéolos)
• Un mecanismo para la
ventilación (caja torácica,

4. Objetivos de la
respiración: •
Proporcionar oxigeno
a los tejidos, y eliminar
CO2.
• Regulación de la
ventilación
• Ventilación
pulmonar.
• Transporte de O2 Y
CO2 en la sangre y los
líquidos corporales

5. • FOSAS NASALES Revestimiento
conjuntivo y epitelial:
• MUCOSA NASAL (diferente según
zonas)
A)- . Vestíbulo nasal
1.- Epidermis: epitelio plano
estratificado queratinizado con
pelos rígidos (vibrisas)
2.- Dermis: tejido conectivo denso,
gran cantidad de glándulas
sebáceas y glándulas sudoríparas;
se continúa con el pericondrio del
cartílago alar de la nariz

6. B)- Región respiratoria de las fosas
nasales
1.-Epitelio respiratorio (cilíndrico
pseudoestratificado ciliado)
• Células cilíndricas ciliadas: los cilios
baten hacia la bucofaringe
• Células caliciformes
• Células basales
• Glándulas intraepiteliales
2.- Lámina propia
• Células plasmáticas, células cebadas
y agregados de tejidolinfoide
• Glándulas seromucosas acinosas
• Gran vascularización, sobre todo en
la zona de los cornetes y la zona
anterior del tabique nasal (tejido
eréctil o cavernoso)

7. C)- Región olfatoria de las fosas nasales
Se extiende por el techo de las fosas
nasales, la parte superior del tabique
nasal y la parte superior del cornete
superior. En ella se encuentran las células
olfatorias encargadas de la recepción de
los estímulos sensoriales odoríferos
• Epitelio olfatorio: Lámina propia, hacia la
lámina cribosa del etmoides
• Glándulas olfatorias de Bowman
(compuestas, túbulo-alveolares serosas)
• Amplio plexo de capilares sanguíneos y
vasos linfáticos
• Haces de axones olfatorios (fila olfactoria)
envueltos en células de Schwann y en un
perineurio bien desarrollado.

8. NASOFARINGE :La faringe se inicia en
las coanas y se extiende hasta la
abertura laríngea. Esta cavidad
continua se subdivide en tres regiones:
• Nasofaringe superior.
• Bucofarínge media.
• Laringofaringe inferior. La
nasofaringe está recubierta de
epitelio respiratorio, en tanto que las
regiones bucal y laríngea se revisten
de un epitelio escamoso estratificado.
La lámina propia de la superficie
posterior de la nasofarínge contiene
las amígdalas faríngeas.

9. PULMONES
A)- Estroma: Tejido conectivo, delimita
lóbulos, segmentos y lobulillos
B)- Parénquima
1.- Vías respiratorias
intrapulmonares
▪ bronquios
▪ bronquiolos
2.- Región respiratoria
▪ bronquiolos respiratorios
▪ conductos alveolares
▪ alvéolos
PLEURA
1.- Parietal
2.- Visceral

10. • Generación 1: Bronquios principales
• Generación 2: bronquio lobares, 3 derechos
y 2 izquierdos.
• Generación 3: Bronquios segmentarios (18)
cartílagos escasos e irregulares.
• Generación 4 a 9: bronquios
subsegmentarios (6 a 1mm)
• Generación de 10 a 15: Bronquiolos, menos
de 1mm, sin cartílago, en la generación 15
ya casi no cilios.
• Generación 16: Bronquiolos terminales: (0,5
mm) muscos y surfactantes y la ultima vías
de conducción
• Generación 17 a 19: Bronquiolos
respiratorios
• Generación 20 a 24: conductos alveolares
• Generación 25: Sacos alveolares.

12. Epitelio respiratorio. Se
conforma de seis tipos de
células:
• Caliciformes.
• Cilíndricas ciliadas.
• Basales
• En cepillo.
• Serosas.
• Células del sistema
neuroendócrino difuso
(SNED). producen
mucinógeno, que se hidrata
y se conoce como mucina.

13. • CÉLULAS CALICIFORMES : Representan alrededor del 30%
de la población celular total del epitelio respiratorio y
producen mucinógeno, que se hidrata y se conoce como
mucina. El plasmalema apical contiene unas cuantas
microvellosidades romas cortas.
• CÉLULAS CILINDRICAS CILIADAS: Constituyen alrededor del
30% de la población celular total, poseen cilios y
microvellosidades en su membrana celular apical. Estas
células desplazan el moco y su material particulado
atrapado, mediante la acción ciliar, hacia la nasofaringe
para eliminarlos.
• CÉLULAS BASALES: Son células cortas comprenden
alrededor del 30% de la población celular total. Se
consideran las células madre que proliferan para
reemplazar células caliciformes, cilíndricas ciliadas y en
cepillo muertas.
• CÉLULAS EN CEPILLO: Forman alrededor del 3% de la
población total de células. Son células cilíndricas estrechas
con microvellosidades altas.
• CÉLULAS SEROSAS: Representan alrededor del 3% de la
población celular total. Tienen microvellosidades y
gránulos apicales que contienen un líquido seroso.
• CÉLULAS SNED: Forman del 3 a 4% de la población total de
células. Estas células son de diversos tipo y liberan agentes
farmacológicos que tal vez controlen el funcionamiento de

14. • Neumocitos tipo I: Alrededor
del 95% de la superficie
alveolar se integra con
epitelio escamoso simple,
cuyas células se conocen
cono neumocitos tipo I
(células escamosas tipo I y
células alveolares escamosas).
• Los neumocitos tipo I forman
uniones ocluyentes unos con
otros y evitan así el escape de
líquido extracelular (líquido
tisular) a la luz alveolar.
• Son muy sensibles a los
efectos tóxicos y no pueden

15. • Neumocitos tipo II. Aunque los neumocitos tipo II (células alveolares
mayores, células septales o células alveolares tipo II) son más
numerosas que los neumocitos tipo I, sólo ocupan alrededor del 5%
de la superficie alveolar.
• Estas células cuboidales están entremezcladas entre los neumocitos
tipo I y forman uniones de oclusión.
• Las micrografias de neumocitos tipo II muestran microvellosidades
apicales cortas.
• La característica más distintiva de estas células es la presencia de
cuerpos laminares unidos a la membrana que contienen agente
tensoactivo pulmonar (surfactante), el producto secretorio de estas
células.
• El agente tensoactivo pulmonar se compone principalmente de dos
fosfolípidos, dipalmitoilfosfatidilcolina y fosfatidilglicerol, y cuatro
proteínas únicas, proteínas del agente tensoactivo A, B, C y D.
• El agente tensoactivo se libera por exocitosis hacia la luz de los
alveolos en donde forma una red amplia parecida a un enrejado
conocida como mielina tubular.
• El agente tensoactivo reduce la tensión superficial e impide así el
colapso de los alveolos. Lo elaboran continuamente los neumocitos
tipo II y también lo fagocitan estos últimos y macrófagos alveolares.
• Además de producir y fagocitar agente tensoactivo, los neumocitos

16. • Macrófagos Alveolares (Células
de Polvo) Los monocitos llegan
al intersticio pulmonar, se
transforman en macrófagos
alveolares (células de polvo),
migran entre los neumocitos
tipo I y penetran en la luz del
alveolo. Estas células fagocitan
material particulado como polvo
y bacterias y conservan un
ambiente estéril dentro de los
pulmones.

17. BARRERA ALVEOLOCAPILAR
• Las regiones más delgadas del tabique interalveolar
donde pueden intercambiarse los gases se llaman
barreras alveolocapilares, en donde se encuentran
en contacto los neumocitos tipo I con el
recubrimiento endotelial del capilar y se fusionan
las láminas basales de los dos epitelios, es más
eficiente para el intercambio.
La barrera alveolocapilar se compone por:
1. Agente tensoactivo y neumocitos tipo I.
2. Láminas basales fusionadas de neumocitos tipo I
y células endoteliales de los capilares.
3. Células endoteliales de capilares continuos.

18. INTERCAMBIO DE GASES ENTRE LOS TEJIDOS Y PULMONES
• Durante la inspiración, penetra aire que contiene oxígeno en los
espacios alveolares del pulmón.
• El oxígeno se difunde a través de la barrera alveolocapilar para
penetrar en la luz de los capilares y unirse a la porción hem de la
hemoglobina del eritrocito y formar oxihemoglobina.
• El CO2 sale de la sangre, se difunde a través de la barrera
alveoloapilar en la luz de los alveolos y sale de los espacios
alveolares a medida que se expulsa el aire rico en CO2. El paso
de CO2 y O2 a través de la barrera se debe a difusión pasiva.
En los capilares cerca de los tejidos pasan los siguientes fenómenos:
• 1. La mayor parte del CO2 disuelto en el plasma se difunde al
citosol de los eritrocitos.
• 2. Parte del CO2 se une a la molécula de globina de la
hemogobina .
• 3. Dentro del citosol del eritrocito se combina la mayor parte del
CO2 con agua, una reacción catalizada por la enzima anhidrasa
carbónica, para formar ácido carbónico, que se disocia en iones
hidrógeno (H+) y bicarbonato (HCO3-). El ión hidrógeno se une a
la hemoglobina y el bicarbonato sale del eritrocito para penetrar
en el plasma. A fin de conservar el equilibrio iónico, penetra ion
cloruro (Cl-) del plasma en el eritrocito; este intercambio de
bicarbonato por iones cloruro se conoce como cambio de cloruro.

19. En los capilares ubicados en el tabique
interalveolar las reacciones son las
siguientes:
• 1. Penetran iones de bicarbonato en los
eritrocitos (con la liberación de cloro,
cambio de cloruro).
• 2. Se combinan los iones bicarbonato e
hidrógeno en el citosol del eritrocito para
formar ácido carbónico.
• 3. La anhidrasa carbónica cataliza la
segmentación del ácido carbónico para
formar agua y CO2. 4. En el pulmón, la
combinación de O2 con hemoglobina
torna a esta última más ácida y reduce su
capacidad para unir CO2. 5. El CO2
disuelto en el plasma, sigue su gradiente
de concentración para difundirse a través
de la barrera alveolocapilar para penetrar a

20. FRECUENCIA RESPIRATORIA

21. CONTROL DE LA RESPIRACIÓN
• La respiración se realiza a consecuencia de
la descarga rítmica de neuronas motoras
situadas en la médula espinal que se
encargan de inervar los músculos
inspiratorios. A su vez, estas
motoneuronas espinales están controladas
por dos mecanismos nerviosos separados
pero interdependientes:
• Un sistema voluntario, localizado en la
corteza cerebral, por el que el ser humano
controla su frecuencia y su profundidad
respiratoria voluntariamente; por ejemplo,
al tocar un instrumento o al cantar.
• Un sistema automático o involuntario,
localizado en el tronco del encéfalo que
ajusta la respiración a las necesidades
metabólicas del organismo; es el centro
respiratorio (CR), cuya actividad global es
regulada por dos mecanismos: un control

22. CONTROL QUÍMICO DE LA RESPIRACIÓN
• La actividad respiratoria cíclica está controlada por las neuronas
especializadas que constituyen el centro respiratorio (CR). Sin embargo,
la actividad de estas neuronas está sujeta a una modulación continuada,
que depende de los niveles de gases en la sangre arterial.
• Efecto de la concentración de oxígeno (O2) en la sangre arterial. En el
organismo existen unos receptores químicos especiales llamados
quimiorreceptores periféricos que se encargan de percibir cambios en la
composición química de la sangre arterial. En condiciones normales, el
mecanismo de control de la respiración por la presión parcial de
oxígeno (PO2) no es el más importante, y esto es debido a que, como el
oxígeno (O2) es vital para nuestro organismo, el sistema respiratorio
conserva siempre una presión de O2 alveolar más elevada que la
necesaria para saturar casi completamente la hemoglobina. De este
modo, la ventilación alveolar puede variar enormemente sin afectar
excesivamente al transporte de O2 a los tejidos.
• Efecto de las concentraciones de dióxido de carbono (CO2) e
hidrogeniones (H+) en la sangre arterial. El controlador químico más
importante de la ventilación pulmonar es el dióxido de carbono, a través
de la concentración de hidrogeniones en el líquido cefalorraquídeo. Los

23. CONTROL NO QUÍMICO DE LA RESPIRACIÓN
A)- Por receptores especiales de sensibilidad profunda o
propioceptores:
• Receptores de estiramiento en los pulmones que son
estimulados cuando los pulmones se estiran en exceso,
y envían impulsos al centro respiratorio (CR) para
disminuir la ventilación. Se trata de un mecanismo
protector pulmonar.
• Receptores en las articulaciones que son estimulados
durante el ejercicio, y envían impulsos al CR para
aumentar la frecuencia respiratoria; incluso los
movimientos pasivos de las extremidades incrementan
varias veces la ventilación pulmonar.
B)- Por actividad del centro vasomotor (CVM), que
controla la vasoconstricción periférica y la actividad
cardiaca, como sucede en el caso de una hipotensión.
C)- Por aumento de la temperatura corporal (Tª), que

25. PRESIÓN MAS IMPORTANTES
• Presión pleural: es la presión del
liquido que esta en el delgado
espacio que hay entre lapleura
pulmonar y la pleura de la pared
torácica.
Presión alveolar: Es la presión del aire
que hay en el interior de los alveolos
pulmonares.

27. TRABAJO RESPIRATORIO T = FUERZA X
DISTANCIA
En la respiración normal tranquila, la contracción de los músculos
respiratorios sólo ocurre durante la inspiración, mientras que la
espiración es un proceso pasivo, ya que se debe a la relajación
muscular. En consecuencia, los músculos respiratorios normalmente
sólo trabajan para causar la inspiración y no la espiración.
Los dos factores que tienen la mayor influencia en la cantidad de
trabajo necesario para respirar son:
• La expansibilidad o compliance de los pulmones,
• La resistencia de las vías aéreas al flujo del aire.

28. COMPLIANCE = CAMBIO DE VOLUMEN (ML)
/ CAMBIO DE PRESIÓN (CM/H20 O KPA)
La expansibilidad o compliance es la habilidad
de los pulmones para ser estirados o
expandidos. Las fuerzas que se oponen a la
compliance o expansión pulmonar son dos:
• La elasticidad o elastancia de los pulmones, que
es la tendencia a recuperar su forma y
dimensiones originales.
• La tensión superficial, producida por una delgada
capa de líquido que reviste interiormente los
alvéolos, que incrementa la resistencia del
pulmón a ser estirado y que, por tanto, aumenta
el trabajo respiratorio para expandir los alvéolos
en cada inspiración.

29. INSPIRACIÓN Y ESPIRACIÓN
Para poder realizar la inspiración con
facilidad, estas dos fuerzas son
contrarrestadas por:
• La presión intrapleural negativa, que existe
en el interior de las cavidades pleurales y
que obliga a los pulmones a seguir a la
pared torácica en su expansión (ver el
apartado de ventilación pulmonar);
• El agente tensioactivo o surfactante, que es
una mezcla segregada por unas células
especiales que forman parte del epitelio

30. En cuanto a la resistencia de las vías respiratorias aéreas al
flujo del aire, los factores que contribuyen son:
• La longitud de las vías, constante en condiciones
normales.
• La viscosidad del aire que fluye a través de las vías,
constante.
• El radio de las vías.
La longitud de las vías respiratorias es constante y la
viscosidad del aire también es constante en condiciones
normales, de modo que el radio de las vías respiratorias es
el factor más importante en la resistencia al flujo del aire.

31. PERFUSIÓN Y VENTILACIÓN
La ventilación y la perfusión pulmonar son procesos discontinuos. La primera
depende de la intermitencia de los movimientos respiratorios y la segunda de
las variaciones entre sístole y diástole. Sin embargo, la cantidad y composición
del gas alveolar contenido en la CRF amortigua estas oscilaciones y mantiene
constante la transferencia de gases.
El cociente global V/Q (ventilación alveolar total dividida por el gasto cardiaco)
aporta poca información sobre el intercambio gaseoso en el pulmón. Sin
embargo las relaciones locales V/Q son las que realmente determinan las
presiones alveolares y sanguíneas de O2 y CO2.
En bipedestación, la distribución de la ventilación y la perfusión no son
homogéneas (zonas de West). Por efecto gravitacional, en los vértices la
ventilación es mayor que la perfusión y lo contrario ocurre en las bases. En las
zonas intermedias ambos son similares. Se pueden encontrar tres patrones de
relación V/Q (
1. Áreas perfundidas y no ventiladas, con V/Q = 0, ( equivale al concepto
fisiológico de cortocircuito)
2. Áreas ventiladas no perfundidas (espacio muerto fisiológico), que
corresponde al 25% de la ventilación.
3. Áreas en las que la perfusión y la ventilación son homogéneamente
proporcionales, con cociente V/Q entre 3 y 10. Con el envejecimiento de
produce una alteración progresiva de las relaciones V/Q.

32. LUGARES
ANATOMICOS
PERFUSIÓN VENTILACIÓN ALVEOLOS
(P) EN RELACION
(V)
INTERCAMBIO
GASEOSO
BASE
PULMONARES
MEJOR +++++ MEJOR ++++ HIPERFENFUNDIDO MAYOR
APICES BUENA ++ NORMAL +++ HIPOPERFUNDIDO MENOR
PARTE
POSTERIOR
MAYOR MAYOR MAYOR
PARTE ANTERIOR MENOR MENOR MENOR

33. DIFERENCIA ENTRE RESPIRACIÓN
DIAFRAGMÁTICA Y ABDOMINAL
• La respiración abdominal está contrapuesta
a la respiración torácica, en la que
expandimos la caja torácica hacia arriba y
adelante para ensanchar los pulmones y
aspirar el aire; por contra en la respiración
diafragmática los pulmones se expanden
hacia abajo.
• Mientras que la respiración torácica permite
tener una mayor frecuencia respiratoria, la
abdominal permite un número de
inspiraciones por minuto menor.

34. DIFERENCIA ENTRE COSTAL, TORÁCICA Y
DIAFRAGMÁTICA

38. CICLOS CIRCADIANOS RESPIRATORIOS
Los ritmos circadianos o procesos
biológicos del organismo que se
repiten en ciclos de 24 horas,
pueden tener un notable efecto en
el funcionamiento pulmonar de
una persona y ayudar a determinar
el mejor momento del día para el
ejercicio y la administración de
medicamentos o intervenciones
médicas.

39. CARACTERÍSTICAS DEL CICLO CIRCADIANO
RESPIRATORIO
• la asamblea científica del American College of Chest Physicians (ACCP), celebrada
en Seattle, se observa que la función pulmonar tiene un ritmo circadiano natural,
con un nivel de elevación durante las horas de la tarde y bajo mínimos alrededor
del mediodía.
• el ejercicio físico es más recomendable por la tarde, que es cuando la función
está en sus niveles máximos. El estudio investiga cómo la función pulmonar
fluctúa durante las horas de trabajo (de ocho de la mañana a cinco de la tarde).
• la resistencia general de las vías respiratorias de los pacientes estaba más
reforzada alrededor de las 12 del mediodía, pero llegaba a su mínimo entre las
cuatro y las cinco de la tarde, lo que muestra que el funcionamiento pulmonar se
encuentra en su mayor prominencia por la tarde.
• Los corticoides naturales bajan durante la noche y al serse nulo de 1 a 3 de la
mañana, por lo que durante este periodo sucede los mayores problemas de
broncoespasmos o crisis de asma.

40. • la respuesta inmune está
sujeta a la misma
regulación circadiana que
otros procesos fisiológicos
y puede tener importantes
implicaciones en la
gestión del asma, la
enfermedad obstructiva
crónica o de infecciones
pulmonares como la
pneumonia.

80. ENVEJECIMIENTO PULMONAR
• Los músculos y otros tejidos que se encuentran cerca de las vías
respiratorias pierden su capacidad para mantenerlas abiertas por
completo. Esto hace que dichas vías respiratorias se cierren
fácilmente.
• El envejecimiento también provoca que los alvéolos pierdan su forma
y se hinchen.
• Estos cambios en el tejido pulmonar pueden disminuir el nivel de
oxígeno en su cuerpo. De igual manera, el cuerpo puede expulsar
una menor cantidad de dióxido de carbono. Se pueden presentar
síntomas como cansancio o falta de aire.
• La capacidad vital se pierde un promedio de 1 % por año.