Fisiología respiratoria 1

DR. MANUEL HORACIO
BARRIENTOS RUBIO
ESCUELA DE MEDICINA
UNIVERSIDAD DE CELAYA

 FUNCIÓN
Al menor costo
energético

 FUNCIÓN
LA UNIDAD FUNCIONAL
RESPIRATORIA ES EL
ALVÉOLO PULMONAR

 FUNCIÓN ALVEOLAR
* Requiere:
a) Gradiente de presión entre alvéolo y
sangre
b) Corta distancia para la difusión de gases
c) Tejidos permeables a los gases

 FUNCIÓN RESPIRATORIA
1. Ventilación Pulmonar
2. Difusión de oxígeno y de dióxido de
carbono entre alveolos y sangre
3. Perfusión Pulmonar
4. Transporte de oxígeno y dióxido de
carbono hacia y desde los tejidos
5. Regulación de la ventilación

 VENTILACIÓN
a) INSPIRACIÓN
b) ESPIRACIÓN

 VENTILACIÓN
* INSPIRACIÓN
+ Diafragma
+ Movimiento de las Costillas

 VENTILACIÓN
* Descenso diafragmático:
Aumenta el diámetro vertical del
tórax

 VENTILACIÓN
* Elevación de las costillas
Aumenta el diámetro anteroposterior del
tórax (hasta 20%)

 VENTILACIÓN
* Músculos Inspiratorios
Diafragma
Escalenos
Intercostales externos
Esternocleidomastoideos
Serratos anteriores

 VENTILACIÓN
* Músculos Espiratorios
Músculos abdominales (Rectos)
Intercostales internos

 VENTILACIÓN
OJO:
 EN CONDICIONES NORMALES, DE
REPOSO, LA INSPIRACIÓN ES UN
PROCESO ACTIVO QUE REQUIERE
CONTRACCIÓN MUSCULAR

 VENTILACIÓN
OJO:
 EN CONDICIONES NORMALES, DE
REPOSO, LA ESPIRACIÓN ES UN
PROCESO PASIVO QUE NO REQUIERE

 VENTILACIÓN
 INSPIRACION :
PROCESO ACTIVO
(CONTRACCIÓN MUSCULAR)

 VENTILACIÓN
 ESPIRACIÓN :
PROCESO PASIVO
(NO CONTRACCIÓN
MUSCULAR)

 VENTILACIÓN
¿CUÁL ES, ENTONCES, LA EXPLICACIÓN
DE LA ESPIRACIÓN DE REPOSO EN UN
SUJETO SANO?
¿PORQUÉ EL TEJIDO PULMONAR
REGRESA A SU VOLUMEN ORIGINAL?

 VENTILACIÓN
o EL TEJIDO PULMONAR
TIENE FIBRAS ELÁSTICAS
EN SU COMPOSICIÓN

 VENTILACIÓN
o LAS FIBRAS ELÁSTICAS
SON ESTIRADAS POR LA
DURANTE LA INSPIRACIÓN
EN FORMA ACTIVA

 VENTILACIÓN
o LAS FIBRAS ELÁSTICAS
REGRESAN A SU TAMAÑO
ORIGINAL DURANTE LA
ESPIRACIÓN EN FORMA
PASIVA AL SUSPENDERSE LA
INSPIRATORIA

 VENTILACIÓN
 EN CONCLUSIÓN:

 VENTILACIÓN – ESTRUCTURAS
INVOLUCRADAS

 VENTILACIÓN
(PLEURA)
* Presión pleural
negativa en reposo
(-3 a -5 mmHg)

 VENTILACIÓN (PRESIÓN PLEURAL
NEGATIVA)
Pulmones
(colapso)
Caja
Torácica (no
colapso)

 VENTILACIÓN (PLEURA)
EN MEDIODE AMBAS ESTRUCTURAS SE ENCUENTRA EL
LA PLEURAVISCERAL “SUFRE”LA TRACCIÓNDEL PULMÓNEN
UN SENTIDO Y LA PLEURA PARIETAL“SUFRE” LA TRACCIÓN
DE LA CAJA TORÁCICAEN EL SENTIDO OPUESTO

VENTILACIÓN (PLEURA)
SIN EMBARGO, A PESAR DE SER TRACCIONADASEN
DIRECCIONES OPUESTAS…

 POR LO TANTO:
EN EL ESPACIO PLEURAL SE GENERA
UN “VACÍO”
EN EL ESPACIO PLEURAL SE GENERA
UNA

 CONCLUSIONES:

¿CUÁL ES EL
SIGNIFICADO DE
LA EXPRESIÓN
“PRESIÓN

EN CONDICIONES DE REPOSO,
LA PRESIÓN PLEURAL
NEGATIVA SE TRANSMITE A
LOS ALVÉOLOS Y LOS
MANTIENE ABIERTOS

¿CUÁL ES, EN ESE MOMENTO
DE REPOSO, LA PRESIÓN
DENTRO DE LOS ALVÉOLOS
PULMONARES?

 LA PRESIÓN DENTRO DE LOS
ALVÉOLOS (INTRA-ALVEOLAR) EN
REPOSO ES IGUAL A LA PRESIÓN
ATMOSFÉRICA (760 mmHg)
 POR LO TANTO, NO EXISTE
MOVIMIENTO DE AIRE EN NINGÚN
SENTIDO

 SI AFIRMAMOS QUE LA PRESIÓN
ALVEOLAR ES -1 mmHg, SIGNIFICA
QUE SE ENCUENTRA 1 mmHg POR
DEBAJO DE LA PRESIÓN
ATMOSFÉRICA

 SI AFIRMAMOS QUE LA PRESIÓN
ALVEOLAR ES +1 mmHg, SIGNIFICA
QUE SE ENCUENTRA 1 mmHg POR
ARIBA DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

 CUANDO AFIRMAMOS QUE LA
PRESIÓN PLEURAL DE REPOSO ES
DE -5 mmHg, SIGNIFICA QUE SE
ENCUENTRA 5 mmHg POR DEBAJO DE
LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA

¿QUÉ OCURRE CON LA
PRESIÓN PLEURAL
DURANTE LA
INSPIRACIÓN?

ENTRADA DE AIRE
GRADIENTE DE PRESIÓN
PRESIÓN PLEURAL MÁS NEGATIVA
VOLUMEN DE CAJA TORÁCICA

 VENTILACIÓN – ÁRBOL BRONQUIAL
ESPACIO MUERTO
VENTILACIÓN
ALVEOLAR

* Volumen de gas disponible para la
superficie alveolar y que participa en el
intercambio gaseoso

* Volumen de gas que no toma parte en el
intercambio gaseoso

* Se encuentra en los alvéolos

* Se encuentra en las vías aéreas de
conducción

* Volumen de aire que entra o sale del
aparato respiratorio durante una
respiración de reposo (normal= 500 mL)

 Volumen Tidal (VT) = 500 cc
 Ventilación Alveolar (VA) = 350 cc
 Espacio Muerto (Vd/Vt) = 150 cc


VA min = FR x VA tidal
(4200 mL/min)


* Volumen de gas que se encuentra en las
vías aéreas de conducción

FRANCISCO JOSEPH
EDUARDO MAXIMILIANO
FERNÁNDEZ MARTÍNEZ DE
IBARRA

GENERACIÓN NÚMERO DIÁMETRO
(mm)
Tráquea 0 1 18
Bronquios
principales
1 2 12
Bronquios
lobares
2-3 4-8 8-5
Bronquios
segmentarios
4 16 4
Bronquios
pequeños
5-11 32-2000 3-1

GENERACIÓN NÚMERO DIÁMETRO
(mm)
Bronquiolos
terminales
12-14 4000-16 000 1-0.7
Bronquiolos
respiratorios
15-18 32 000-260 000 0.4
Ductos
alveolares
19-22 520 000-
4 000 000
0.3
Alveolos 23 8 000 000 0.2


 A MEDIDA QUE SE RAMIFICA EL ÁRBOL
TRAQUEOBRONQUIAL, LAS VÍAS
AÉREAS:

VOLUMENES CAPACIDADES
Volumen Tidal/Corriente Capacidad Funcional Residual
Volumen de Reserva
Inspiratoria
Capacidad Vital
Volumen de Reserva
Espiratoria
Capacidad Inspiratoria
Volumen Residual Capacidad Pulmonar Total


* Cantidad mínima de aire necesaria para
mantener abiertas y permeables las vías
aéreas de conducción
* Normalmente se encuentra por debajo
de la capacidad funcional residual (CFR)


• Distensibilidad / Retracción-Expansión
elástica
• Resistencia al flujo aéreo

 Resistencia elástica del tejido pulmonar y
la caja torácica
 Depende de los alvéolos y del intersticio
pulmonar
 El principal factor es la fuerza de
superficie en la interfase gas/líquido en
los alvéolos


 Resistencia friccional al flujo de gas
 Inercia asociada al movimiento de gas y
tejido
 Depende principalmente del flujo de aire
en las vías aéreas de conducción

 Tendencia a colapsarse
(hasta vaciarse por completo)
Tendencia a
expandirse (hasta l litro por arriba de la
capacidad funcional residual)

 En un sujeto relajado, con la glotis
abierta, y sin entrada o salida de aire
(CFR):
Ppl
RETRACCIÓN
ELÁSTICA
PULMONAR
DISTENSIÓN
ELÁSTICA DE
LA CAJA
TORÁCICA


• Volumen que se expanden los pulmones
por cada cm H2O de incremento de la
presión transpulmonar
• Normal: 150 ml/cm H2O


• A mayor distensibilidad pulmonar, el
ingreso de aire hacia el aparato
respiratorio requiere menos fuerza de
contracción muscular


* Es el concepto opuesto a la
distensibilidad pulmonar


* A mayor distensibilidad pulmonar, menor
retracción elástica
* A menos distensibilidad pulmonar, mayor


Distensibilidad elevada
Retracción elástica baja
Distensibilidad baja
Retracción elástica elevada


¿EN QUÉ MOMENTO ES MÁS SENCILLO
INSUFLAR AIRE EN EL TEJIDO
PULMONAR?
¿CUÁNDO EL PULMÓN TIENE POCO
VOLUMEN EN SU INTERIOR O CUANDO
TIENE MUCHO VOLUMEN EN SU
INTERIOR?


* Mayor distensibilidad a volúmenes
pulmonares pequeños.
* Menor distensibilidad a volúmenes
pulmonares grandes.


* Mayor retracción elástica a volúmenes
pulmonares grandes.
* Menor retracción elástica a volúmenes
pulmonares pequeños.

1.- Fuerzas elásticas pulmonares:
• Elastina y Colágeno
• Se encuentran en el intersticio pulmonar

2.- Fuerzas de superficie en la interfase
gas/líquido:
• Tensión superficial del líquido alveolar
• Surfactante


 UNA DELGADA CAPA DE LÍQUIDO
CUBRE LA SUPERFICIE INTERNA DE
LOS ALVÉOLOS
 ESTA CAPA HÍDRICA PRODUCE
TENSIÓN SUPERFICIAL


 LA TENSIÓN SUPERFICIAL ALVEOLAR
ES UNA FUERZA HACIA EL INTERIOR
DEL ALVÉOLO


 LA PRESENCIA DE UN
RECUBRIMIENTO INTERNO DE
LÍQUIDO EN LOS ALVÉOLOS PROVOCA
QUE ESTAS ESTRUCTURAS TENGAN
UNA TENDENCIA NATURAL A
COLAPSARSE


OCASIONA QUE:
 EL ALVÉOLO RESISTA LA DISTENSIÓN
Y EL AUMENTO DE VOLUMEN
 TIENDE A TOMAR SU MENOR
VOLUMEN POSIBLE
 TIENDE A REGRESAR A SU VOLUMEN
ORIGINAL DESPUÉS DE SER
DISTENDIDO POR AIRE


La presión de retraccción generada es
mayor en los alvéolos pequeños
Cuanto menor sea el alvéolo, mayor es la
tensión superficial y mayor la tendencia al
colapso de tal alvéolo


 Los alvéolos más pequeños deberían
tener mayor tensión superficial
 Los alvéolos pequeños deberían vaciarse
hacia los más grandes

 Agente activo de superficie en agua
 Reduce la tensión superficial
 Producido por neumocitos tipo II
 Compuesto de 90% de fosfolípidos
(dipalmitoilfosfatidilcolina), apoproteínas,
carbohidratos e iones calcio

 EN PRESENCIA DE SURFACTANTE EN
LA INTERFASE GAS LÍQUIDO, EXISTEN
MENOS MOLÉCULAS DE AGUA EN LA
SUPERFICIE
 POR LO TANTO EN PRESENCIA DE
SURFACTANTE, EXISTE MENOS
TENSIÓN SUPERFICIAL


 A menor volumen alveolar, el surfactante
está más compactado
 A mayor compactación del surfactante,
menor tensión superficial
POR LO TANTO…


…EL SURFACTANTE TIENE MAYOR
EFECTO EN LA TENSIÓN SUPERFICIAL
DE LOS ALVÉOLOS PEQUEÑOS QUE
EN LA TENSIÓN SUPERFICIAL DE LOS
ALVÉOLOS GRANDES


¿EN QUÉ MOMENTO ES MÁS
DISTENSIBLE UN ALVEOLO?
¿AL FINAL DE LA INSPIRACIÓN O AL
FINAL DE LA ESPIRACIÓN?


 AL FINAL DE LA INSPIRACIÓN, EL
SURFACTANTE ESTÁ MENOS
COMPACTADO
 EXISTEN MÁS MOLÉCULAS DE AGUA
EN LA SUPERFICIE (INTERFASE
GAS/LÍQUIDO)


 AL FINAL DE LA INSPIRACIÓN, EL
ALVÉOLO TIENE MAYOR TENSIÓN
SUPERFICIAL Y OFRECE MÁS
OPOSICIÓN A SER INSUFLADO


LOS ALVÉOLOS MÁS GRANDES (AL FINAL DE
LA INSPIRACIÓN) TIENEN MENOR
DISTENSIBILIDAD QUE LOS ALVÉOLOS
MÁS PEQUEÑOS (AL FINAL DE LA
ESPIRACIÓN)


 LOS PULMONES SON MÁS
DISTENSIBLES A VOLÚMENES
PULMONARES PEQUEÑOS, Y SON
MENOS DISTENSIBLES A VOLÚMENES
PULMONARES ALTOS


1.- A MEDIDA QUE SE INSUFLA EL
APARATO RESPIRATORIO LAS FIBRAS
ELÁSTICAS SE DISTIENDEN Y SE
OPONEN CON MAYOR FUERZA A
SEGUIR SIENDO TENSADAS


2.- A MEDIDA QUE SE INSUFLA EL
APARATO RESPIRATORIO SE
INCREMENTA LA TENSIÓN
SUPERFICIAL ALVEOLAR AL DILUIRSE
EL SURFACTANTE


HISTERESIS
LA DISTENSIBILIDAD PULMONAR ES
MAYOR EN LA ESPIRACIÓN QUE EN LA
INSPIRACIÓN

1. La inspiración requiere energía para
vencer la oposición pulmonar a ser
expandido (resistencia elástica)
2. A medida que aumenta el volumen
pulmonar, la energía se almacena como
3. La energía almacenada, se libera durante
la espiración y permite la expulsión de
aire

* La inspiración es activa y depende de la
actividad muscular diafragmática e
intercostal (Presión pleural negativa)
* La espiración en reposo es pasiva y
depende de la retracción elástica
pulmonar y de la tensión superficial
alveolar

* Es la oposición al flujo causa por fuerzas
de fricción
* En vías aéreas de conducción: 4/5
* Resistencias tisulares: 1/5


* Turbulento
* Laminar
* Transicional


MAYOR
RESISTENCIA
MENOR
RESISTENCIA


* Factores que modifican la resistencia:
1) Viscosidad
2) Volumen pulmonar
3) Estado de contracción del músculo liso
bronquial


* Broncoconstricción:
1) Sistema Nervioso Parasimpático
2) PACO2
3) Histamina
4) Irritantes


* Broncodilatación:
1) Estimulación Adrenérgica


* Relación con el Volumen Pulmonar:
 A medida que aumenta el volumen
pulmonar, las vías aéreas de conducción
sufren tracción radial hacia “afuera”.




 A medida que aumenta el volumen
pulmonar, disminuye la fricción y por lo
tanto la resistencia de vías aéreas


1) Depende principalmente de las vías
aéreas de conducción (80%)
2) Disminuye a volúmenes pulmonares altos
3) Aumenta con flujos aéreos turbulentos
4) Se modifica importantemente por
broncodilatación o broncoconstricción

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